План характеристики металла и неметалла

Обновлено: 23.01.2025

Тип урока: обобщения и закрепления изученного материала. Цель урока - создать условия для обобщения и закрепления изученного материала в ходе выполнения различных заданий и решения проблемных задач обучающимися с учетом их возможностей.

Вложение	Размер
Урок по химии в 8 классе по теме "Металлы и неметаллы".	95 КБ
Рабочий лист	75 КБ
Презентация к уроку "Металлы и неметаллы"	1.49 МБ

Подтяните оценки и знания с репетитором Учи.ру

За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.

Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут

Предварительный просмотр:

Клюкина Ольга Владимировна, учитель химии и биологии МАОУ Банниковская СОШ

Урок по химии 8 класс

Тема урока: Металлы и неметаллы

Тип урока : обобщения и закрепления изученного материала

Цель : Создать условия для обобщения и закрепления изученного материала в ходе выполнения различных заданий и решения проблемных задач обучающимися с учетом их возможностей.

Создать условия для активизации познавательной деятельности обучающихся через выполнение творческих заданий и решение проблемных задач
Способствовать развитию умений работать в группе через организацию соревновательного духа в ходе занятия
Продолжить работу по формированию коммуникативной, информационной, общекультурной компетенций у обучающихся.

Начать наш урок я хотела бы с рассказа об одной удивительной стране. Коренные жители этой страны назывались… Впрочем, догадайтесь сами по характеру жителей. Народ в этой стране был беден, но беспечен. Хотя в карманах у большинства из них не было ни одной свободной монеты (а деньги в стране назывались электронами), никто не горевал по этому поводу. Если же заводился хоть один лишний электрончик, то характер их портился, они становились агрессивными и даже опасными, поэтому скорее хотели от него избавиться, чтобы стать опять добрыми и веселыми.

Надо сказать, что «знать» этой страны отличалась от простых граждан своей скупостью. Свою «электронную валюту» они неохотно одалживали и при малейшей возможности стремились забрать еще.

- Скажите, кто были жители этой страны? ( Металлы и неметаллы ). (Слайд 1)

- Объясните, почему простые жители и знать имели такие разные черты характера.

Таким образом, тема нашего урока металлы и неметаллы, продолжаем с ними знакомиться.

Работать вы сегодня будете на рабочих листах, за каждое выполненное задание вы получаете определенное количество баллов, по окончанию урока вы их суммируйте и выставляете себе оценку, согласно шкале. Задания разного уровня сложности вы сами определяете уровень сложности, но в блоке вы выполняете только одно задание.

1 блок Физические свойства: (2-3 мин)

1уровень (1балл) в таблице указаны признаки металлов и неметаллов, все они перемешаны, ваша задача распределить, какие из них к чему относятся и дописать во второй колонке.

2 уровень (2 балла) вставить пропущенные слова в текст

1. У металлов на внешнем энергетическом уровне 1-4 электрона

2. У всех металлов имеется металлический блеск.

3. Все металлы по агрегатному состоянию твердые , за исключением ртути

4. Все металлы серого цвета, за исключением металлов золото, медь.

5. Все металлы проводят электрический ток и тепло

6. Общность физических свойств металлов объясняется наличием у них металлической с вязи.

3 уровень (3 балла) по стихотворению ответить на вопросы и занести их в таблицу

Да! Целые века недаром,

Назвали именем металлов

О! Металлическая связь!

О ней скажу я, не скупясь:

Волшебница и чаровница

Иная, вряд ли с ней сравнится.

Придаст металлам блеск чудесный,

И механизм тут интересный.

Свет, поглощается поверхностью металла

В ответ же электроны (их не мало)

Нам посылают волны излучения.

И это электронное волнение,

С тобою мы, как блеск воспринимаем,

Металл от неметалла отличаем.

А лучше всех известно всем давно,

Свет отражает: ртуть, медь, серебро.

Не тратьте понапрасну силы даром,

Металл не враз разрушите ударом.

Природа очень мудро поступила

Пластичностью металлы наградила

И в этом свойстве миллионы лет

У золота соперников достойных нет!

Кусочек малый весом грамм всего

В нить можно вытянуть до дома моего.

Свет вдруг погас. И сразу безысходность..

Металлов свойство - электропроводность

Позволило вдохнуть в ночную тьму

Искусственные «солнце» и «луну».

Бежит, спешит ток в медных проводах

В посёлках, деревнях и городах,

И сразу в каждом доме мир светлей,

Добрее, интересней и теплей.

Металлам свойство важное дано

Они проводят хорошо тепло.

Забыл, как это свойство называется.

Пусть кто-нибудь помочь мне постарается.

На этом рассуждение прерву

Металлам оду после допишу.

1.Какие века называли в честь металлов?

2.Какой вид связи в металлах?

3.Какие физические свойства обуславливает металлическая связь?

4.Назовите самый пластичный металл?

5.А какой металл лучше проводит электричество?

6Какое свойство просит подсказать автор?

1. Медный, бронзовый. железный,

2. Металлическая связь

3. Блеск, пластичность, электропроводность

ПРОВЕРКА ПО СЛАЙДАМ 2,3,4.

Металлы и неметаллы образуют различные сложные соединения, второй блок расчетный.

2 блок математический 5-6 минут

Определите молекулярную молекулярную массу следующих соединений, расчеты записывать.

CuCl 2 →64+35,5×2=135

2 уровень (2 балла)

H 2 SO 4 →1×2+32+16×4=98

H 3 PO 4 →1×3+31+16×4=98

Al 2 (SO 4 ) 3 →27×2+(32+16×4)×3=342

NH 4 Cl→14+1×4+35,5=49,5

Fe 2 (SO 4 ) 3 →56×2+(32+16×4)×3=400

3 уровень (3 балла) Вычислить массовую долю (ω%) кислорода в следующих соединениях:

Al 2 (SO 4 ) 3 → (16×7)÷342×100=32,7%

Fe 2 (SO 4 ) 3 →(16×7)÷400×100=28%

H 2 SiO 3 →(16×3)÷78×100=61,5%

ПРОВЕРКА ПО СЛАЙДАМ 5,6.

3 тур – Разгадай-ка

1уровень (3балла) Заполните пустые клетки русскими названиями следующих химических элементов:

Какие группы элементов мы внесли в кроссворд?

Какое ключевое слово образовали?

2 уровень (4 балла)

Тяжелый, единственный жидкий металл при обычных условиях (Ртуть)
Самый распространенный элемент на земле (Кислород)
Серебристо-белый легкий металл, главный материал для авиационной техники (Алюминий)
Ржавеющий металл (Железо)
Самый распространенный элемент во вселенной (Водород)
Элемент-«светоносец» (Фосфор)
Газ, составляющий 78 % (по объему) воздуха (Азот)
Газ, используемый в световых рекламах (Неон)

3 уровень (6 баллов) . по описанию химического элемента, его определить и указать по каким именно признакам вы его определили, и что для вас было ново. (карточки)

Задача 1. С этим веществом связано происхождение некоторых слов. В Древней Руси мерой стоимости различных товаров служили бруски этого вещества. Если тот или иной предмет стоил дешевле, чем целый брусок, то от бруска отрубали куски соответствующего размера. Отрубленные части именовались рублями. От них и пошло название основной денежной единицы, принятой в нашей стране. Латинское название этого вещества носит одно из государств в Южной Америке. Это вещество применяется в фотографии, для получения зеркальных поверхностей. А также это вещество обладает бактерицидными свойствами и убивает бактерии. В церкви крестом из этого вещества «светят воду». Что это за вещество? (Серебро)

Задача 2. Мой род очень древний, ему примерно 7 тыс. лет. С моей помощью 5 тыс. лет назад соорудили 147-метровую пирамиду Хеопса. Из меня изготовили щит герою Троянской войны Ахиллу. А в 20 веке из меня сделали статую Свободы в Америке. Я очень музыкальна, у меня прекрасный голос. Я умею исцелять, без меня у человека развивается малокровие, слабость. В чистом виде я тягучий, вязкий красноватого цвета. Со временем мои изделия покрываются темно-зеленой пленкой. Красивый поделочный камень-малахит содержит меня в своем составе. В древности из меня делали топоры, щиты, монеты. Даже век в честь меня назвали. Что это за вещество? (Медь).

Задача 3. В древности некоторые народы ценили меня больше, чем золото. Считается, что я пришелец из космоса. Меня называют «камнем, упавшим с неба» - это серебристо-белое блестящее вещество, которое обладает способностью к намагничиванию. Мой покровитель – бог войны Марс. Человек использует в основном не чистое вещество, а его сплавы – чугун и сталь. Страшны враг этого вещества – ржавчина. Я один из элементов жизни, меня содержит кровь, и именно я определяю ее цвет. При недостатке меня у человека возникают головные боли, утомляемость. Я не образую самородков, поэтому в древние времена меня ценили очень дорого. Что это за вещество? (Железо).

ПРОВЕРКА ПО СЛАЙДАМ 7,8,9.

СЛАЙД10 Подведение итогов:

Подсчитайте свои баллы и поставьте себе оценки в звездочки, согласно разбаловке.

СЛАЙД 11 Домашнее задание

§14, вопрос №4 письменно.
§15, вопрос №5 письменно.

Выучить определения из параграфов

СЛАЙД 12 Бонусное задание – фраза-1 балл

переведите с химического языка на общепринятый фразы:

1« Не все то аурум, что блестит» (Не все то золото, что блестит)

3.Феррумный характер (Железный характер)

4.Слово аргентум, а молчание аурум (Слово серебро, а молчание золото)

5.Много оксида водорода утекло с тех пор (Много воды утекло с тех пор)

6.Уходит как аш-два-о в оксид кремния (уходит как вода в песок)

7.Недонатрий хлористый на столе, перенатрий хлористый на спине (Недосол на столе, пересол на спине)

Карточка для 3 задания 3 уровень

Разработка открытого урока по химии 10 класс "Сравнительная характеристика металлов и неметаллов"

Тема урока совпадает с темой календарно-тематического планирования.

Цель урока: сформировать понятие о положении металлов и неметаллов в ПС, строении их атомов, физических и химических свойствах металлов и неметаллов и их окислительных и восстановительных способностях.

Задачи урока: - образовательные: - сформировать понятие о строении и свойствах металлов и неметаллов; - научить использовать приобретённые знания для объяснения явлений окружающей среды; - проверить знания о строении металлов и их физических свойствах. - развивающие: - совершенствовать умения записывать уравнения химических реакций; применять знания; - развивать познавательную активность учащихся, вырабатывать умение анализировать, делать выводы; - создать условия для развития познавательного интереса к предмету, эмоциональные ситуации удивления, занимательности. - воспитательные: - воспитывать экологическую культуру (на примере последствий загрязнения окружающей среды некоторыми неметаллами и тяжелыми металлами); - воспитывать коммуникативные компетенции, умение высказывать собственное мнение, сотрудничать в группе.

Тип урока: комбинированный, традиционный, изучение нового материала.

Форма урока: урок систематизации полученных ранее знаний

Методы и приемы: приемы активизации познавательной деятельности учащихся; групповая деятельность; исследовательская деятельность; ИКТ (презентация).

Средства обучения: компьютер; периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева; коллекции металлов и неметаллов; учебник «Химия» для 10 класса естественно-математического направления, авторы Н.Н. Нурахметов, К.Бекишев, Н.А Заграничная и др., Алматы: Мектеп, 2014 г.

Основные понятия: окислитель, восстановитель, электроотрицательность, аллотропия.

Организационный момент ц .

I. Подготовка учащихся к активному и сознательному усвоению нового материала.

II. Актуализация знаний (выявление уровня ЗУН и корректировка, первичное закрепление и контроль):

1) Характеристика элемента металла и неметалла

ü Положение металлов и неметаллов в ПСХЭ Д.И. Менделеева

ü Нахождение в природе

ü Строение атомов металлов и неметаллов

ü Окислительно-восстановительные возможности атомов металлов и неметаллов

ü Изменение свойств атомов металлов и неметаллов в периоде и группе

2) Характеристика простых веществ металлов и неметаллов

ü Строение металлов и неметаллов

ü Физическиесвойства металлов и неметаллов

ü Химические свойства металлов и неметаллов

III. Закрепление.

IV . Подведение итогов урока.

Организационный этап.

I. Актуализация знаний.

Несмотря 1 на то, что урок проводится в 10 классе, можно предложить учащимся загадки по теме урока. – Ребята, вам будут предложены загадки, которые нужно отгадать.

1.В чем горят дрова и газ,
Фосфор, водород, алмаз?
Дышит чем любой из нас
Каждый миг и каждый час?
Без чего мертва природа?
Правильно, без …(кислорода 1 )

2.Удивить готов он нас -
Он и уголь, и алмаз,
Он в карандашах сидит,
Потому что он — графит.
Грамотный народ поймет
То, что это …(углерод 1 )

3. Быть символом не каждому дано,
Но именем моим не без причины
Назвали руки, дождь, тельца, руно,
Сечение и мнений середину.
И в честь меня был назван даже век,
Когда был очень счастлив человек.
Что нынче в имени моем? А встарь
Считали все, что я - металлов царь. (ЗОЛОТО 1 )

4. Из глины я обыкновенной,
Но я на редкость современный.
Я не боюсь электротока,
Бесстрашно в воздухе лечу;
Служу на кухне я без срока -
Мне все задачи по плечу.
Горжусь своим я именем:
Зовусь я (АЛЮМИНИЙ 1 )

- Как вы думаете, к каким элементам относятся 1 эти элементы? Следовательно ц , какова тема нашего урока? Верно, сегодня на уроке мы будем говорить о металлах и неметаллах. Итак, запишите тему нашего урока: «Сравнительная характеристика металлов и неметаллов, их физические и химические свойства». (На слайде показана тема урока и цель).

Изучение нового материала.

- Действительно, все ц элементы делятся на две большие группы: металлы и неметаллы. Еще в древности люди обращали внимание на то, что известным в то время металлам в присущи определенные признаки, такие как металлический блеск, ковкость, теплопроводность, пластичность. Эти общие существенные и отличительные признаки стали характеризовать весь класс металлов. Так в результате такого обобщения появилось понятие «металл». А противоположностью этого понятия стало такое понятие как «неметалл».

- Вообще же в химии принято делить все элементы на металлы и неметаллы в зависимости от химических и физических свойств простых веществ (т.е от способа, которым осуществляется связывание отдельных атомов в простом веществе). Если связь металлическая, то соответственно простое вещество – металл с набором свойств. Неметаллам в определение дать труднее из-за их разнообразия. Главным у критерием может служить отсутствие ВСЕХ (без исключения) свойств металлов.

Но мы то с вами не «древние» люди, и легко вспомним определение понятий элементов металлов и неметаллов.

Неметаллы – хим ические ц элементы, атомы которых принимают электроны для завершения внешнего энергетического уровня 4 и более электронов и малому радиусу 3 атомов , отрицательно образуя при этом отрицательно заряженные ионы (анионы). Исключение составляют водород (1s 1 ) и гелий (1s 2 ), которые тоже рассматривают как неметаллы. Неметаллы обычно обладают большим спектром степеней окисления в своих соединениях. Металлы – это химические элементы, атомы которых отдают электроны внешнего (предвнешнего) электронного слоя, превращаясь при этом в положительно заряженные ионы (катионы).

1. Положение металлов и неметаллов в ПСХЭ.

В настоящее у время известно 88 элементов, относящихся к металлам и 22 элемента, включая инертные газы, - к неметаллам.

-Все Неметаллы (кроме Н) находятся в верхнем правом углу ПС над диагональю В - Si – As – Te - Аt. Металлы, соответственно, - в левом нижнем углу. Окислительные свойства неметаллов по ПСХЭ усиливаются к концу периода и к началу группы главной подгруппы. Элементы, расположенные вблизи диагонали (назовите – Ве, А l , Ti , Ge ) – являются амфотерными. Если металлы занимают полностью 1-2 группы ПС, то неметаллы расположены вместе с металлами в главных подгруппах 3 - 8 групп.

2. Нахождение в природе.

- Металлов, как вы поняли, в природе в значительно больше, чем неметаллов в . Металлы в природе встречаются в 3-х формах:

1. в свободном виде;

2. как в свободном виде, так и соединениях;

3. только в виде соединений.

Самый в распространенный у металл на Земле – алюминий (более 8% от земной коры).

Только в соединениях – щелочные, щелочно-земельные металлы, как в свободном виде, так и виде соединений – никель, олово, свинец, главным в образом в виде соединений – медь, серебро, ртуть; только в свободном в виде – золото и платина.

Неметаллы в в природе бывают самородными м (азот и кислород в составе воздуха), сера в земной коре. Чаще всего – в виде соединений а (в первую очередь – это вода и растворенные в ней минеральные соли, затем – минералы и горные породы. Самыми распространенными м из неметаллов являются – кремний, водород и кислород, а редкими являются – иод, селен и теллур и мышьяк.

- 3. А) Каковы ми же особенности ми строения ап атомов неметаллов?

- на внешнем уровне имеют от 4 до 8 электронов

- небольшой радиус атомов

- стремятся принять электроны

- характерные связи: ионная и ковалентная

- все неметаллы – р-элементы.

Способность принимать электроны – это проявление окислительных свойств атомов элементов.

В) Особенности м строения атомов с металлов:

- имеют сравнительно большие размеры (радиусы), поэтому и их внешние электроны значительно удалены от ядра и слабо с ним связаны. 2.

- наличие на внешнем энергетическом уровне 1—3 электронов.

- характерный тип химической связи – металлическая. Это означает, что валентные электроны слабо связаны с конкретным атомом, поэтому в узлах кристаллических решеток находятся + ионы, между ними – свободно вращаются электроны, образуя так называемый «электронный газ»;

- металлы делятся на s -, p -, d - и f -элементы.

Самое характерное химическое свойство всех металлов — их восстановительная способность, т. е. способность атомов легко отдавать внешние электроны, превращаясь в положительные ионы .

4. Характеристика простых веществ металлов и неметаллов.

Какое понятие используется для количественной характеристики неметаллов? (ЭО)

Сравнивая значения ЭО неметаллов, можно сделать вывод, что один и тот же элемент в зависимости от расположения в ряду ЭО по отношению к одним элементам проявляет себя как окислитель, к другим – как восстановитель. Ниже всего значения ЭО – у металлов, выше всего – у неметаллов. Это мера неметалличности.

5. Физические и химические свойства металлов . Поработаем с учебником и раздаточным материалом (коллекции металлов и неметаллов, заранее на столы раздаются коллекции металлов и неметаллов, по возможности на каждую пару). Вам предлагается провести небольшое исследование. Сравните физические свойства полученных образцов металлов и неметаллов. Заполните в виде таблицы. В таблице должны быть отражены следующие моменты:

На задание дается около 8 минут, затем на слайде проверяем записи учеников.

6. Общие химические свойства металлов и неметаллов. – Металлы проявляют следующие химические свойства, характерные для большинства представителей этой группы (металлов). Все металлы – сильные восстановители. В реакциях отдают свои электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы – катионы. Взаимодействуют с неметаллами, с водой (не все металлы, рассмотрим более подробно на следующих уроках), реагируют с кислотами (за исключением некоторых представителей) и некоторыми солями. Запишем в виде схемы:

Для неметаллов характерны следующие общие химические свойства: если металлы проявляют себя исключительно восстановителями, то неметаллы могут проявлять и окислительные и восстановительные свойства в зависимости от природы взаимодействующего вещества. Среди неметаллов есть исключения, например фтор, который проявляет себя только как окислитель.

1.Назовите расположение металлов и неметаллов в ПСХЭ Д.И.Менделеева. (неметаллы расположены в верхнем правом углу ПС от линии бор-астат, остальные элементы - металлы).

2. Разделите элементы на две группы:

Se, Ca, Zn, Fr, As, Ar, Li, Rn, N, Sr.

А) Металлы : Ca, Zn, Fr, Li, Sr.

Б ) Неметаллы : Se, As, Ar, Rn, N

3. В чем заключается особенность физических свойств металлов, характерных только для них (ковкость, электропроводность, металлический блеск и т.д)? (данная особенность связана с наличием металлической кристаллической решетки у металлов).

VI . Рефлексия . Что я узнал сегодня на уроке?

Что для меня уже известный факт?

Чтобы я хотел еще узнать?

Периодическая система химических элементов

В этом разделе Вы познакомитесь подробно с периодической системой химических элементов (ПСХЭ). Рассмотрим: почему она носит такое название, почему её называют универсальной шпаргалкой, какие сведения можно получить, используя её на уроках не только химии, но и физики.

План урока:

Классификация химических элементов

Начнём с истории создания ПСХЭ. В определённый момент XIX века, когда наука значительно шагнула вперёд и достаточно быстрыми темпами открывались новые химические элементы, возникла необходимость рассортировать их. Несмотря на то, чтои все они отличались по своим свойствам, в процессе изучения можно было выделить общие их свойства.

Год открытия периодической системы считается 1869. Она была колоссальным успехом того времени, а так же не теряет актуальность и на данный момент.

Но давайте всё рассмотрим по порядку, ведь над проблемой систематизации на протяжении многих лет работало много учёных, которые внесли большой вклад в развитие науки. В силу разных причин, они не смогли в полной мере классифицировать элементы.

Так, самая первая попытка была разделить на металлы и неметаллы, автором которой был шведский учёный Йёнс Якоб Берцелиус.

Что характерно для металлов?

Представим перед собой, предметы с железа, золота, алюминия. Что первое мы можем сказать о свойствах этих металлов? Все они имеют металлический блеск.

Также они (за исключением ртути) при нормальных условиях находятся в твёрдом виде. Имеют хорошую электропроводность и теплопроводность, высокую плотность. Эти признаки объединяют группу металлов.

Как мы можем описать неметаллические вещества?

Какие они будут иметь общие характеристики? В простых соединениях неметаллы могут быть как газы (кислород О₂, хлор Cl₂, азот N₂), жидкости (бром Br₂), так и твёрдые вещества (алмаз – самоё твёрдое вещество, образован Углеродом С, также сера S, кремний Si, фосфор Р, йод I₂).Они могут быть не только разного агрегатного состояния, но и иметь разнообразную окраску.

Но, не смотря на такие резкие отличия между ними, возможно выделить общие черты: они диэлектрики и не пластичны. Большинство неметаллов имеют молекулярное строение. Данная классификация актуальна и в наше время.

Над классификацией элементов трудилось много учёных разных стран. Работая независимо друг от друга, они обнаружили интересный факт, что свойства элементов зависят от их атомной массы.

Немецкий химик И.В. Деберейнер отметил, что некоторые элементы сходны свойствами, и их можно объединить в группы, название которым дал – триады. Масса одного из элементов является средним арифметическим элементов с максимальной и минимальной массой в группе.

Недостатком данной систематизации является то, что данным способом удалось получить всего 5 триад. Не трудно подсчитать, что систематизировано было всего 15 элементов, а остальные 56 элементов не вписывались в его классификацию. Однако Деберейнер один из немногих заметил связь между свойствами и атомной массой элемента.

Ещё один необычный способ предложил французский химик А.Э. Шанкартуа. За основу он взял спираль и на её витках разместил элементы в порядке возрастания их атомных масс. Другое название она получила «Теллуровый винт», потому что заканчивалась Теллуром. Заслугой «спирали-винта» было обращение внимания на подобные свойства Водорода и галогенов (Cl, Br, I). Таким образом удалось систематизировать 50 элементов.

Как совершенству нет предела, так и фантазиям учёных. Так английский учёный Джон Ньюлендс связал элементы с музыкой, он предоставил их в виде нот и заострил своё внимание на том, что каждый восьмой повторяет свойства первого.

Как оказалось, и эта классификация имеет недочёты, во-первых, она не располагала местом для новых элементов, а, во-вторых, в одно семейство попадали элементы с разными свойствами, которые не имели ничего общего: Cl и Pt, S, Fe и Au. Однако данная систематизация имела и положительные моменты, учёные заметили, что периодичность возникает на 8 элементе по счёту, также появилось понятие порядковый номер.

Отдельно хочется выделить немецкого учёного Лотара Мейера. Он разместил 28 элементов в виде таблицы. В принцип создания таблицы он заложил атомную массу, её увеличение, а также выделил столбцы элементов с одинаковой валентностью.

Ему понадобилось почти шесть лет, чтобы усовершенствовать свою таблицу и расположить остальные элементы, которые он не учёл в версии таблицы, выданной в 1864 году. Ошибка Мейера заключалась в том, что не было никаких обобщений и выводов, но как видно, он был близок к открытию не только периодической системы, но и закона.

Схема показывает, что учёные не одно десятилетие работали над созданием упорядоченной таблицы для элементов. Необходим был фундаментальный закон, который будет применим в естествознании.

В 1869 году русский учёный Дмитрий Менделеев создаёт периодическую систему. Об истории написания таблицы существует множество легенд, как и самом учёном. Менделеев был достаточно многогранной личностью, он трудился в разных сферах науки. Открыл секрет изготовления бездымного пороха, придумал способ передачи нефти, используя трубопровод. К нефти он особенно относился, считая сжигание нефти кощунством, так как она служит источником для получения множества вещества. «Человек-чемодан» можно также услышать о нём, потому что любимым его делом было изготавливать чемоданы. Но самой значимой его заслугой было создание периодической системы, которую, поговаривают, создал он во сне.

Строение периодической системы

Для начала рассмотрим понятия таблица и система. Вы не один раз видели таблицу, она состоит из строк и столбцов. Но почему творение Менделеева имеет названия как таблица, так система да еще и с добавлением периодическая.

В таблице содержится упорядоченная информация в определённом порядке. Система указывает, что сведения связаны между собой. Периодичность означает, что через какой-то промежуток или отрезок происходит повторение свойств.

Как уже известно, в периодической системе находятся элементы. Принцип их расположения - это увеличение их атомной массы.

В таблице имеются строки – это периоды, и столбцы – группы.

Существует несколько вариантов ПСХЭ, так называемый короткий и длинный вариант.

Короткий вариант имеет 8 групп, номера которых указаны римскими цифрами I, II…VIII, содержит главную (А) и побочную (В) группы. Длинный формат вмещает 18 групп, нумерация осуществляется арабскими цифрами I, II…XVIII,

Если посмотреть на таблицу, то видим закономерность, так как абсолютно каждый период будет начинаться активным металлом и заканчиваться инертным газом. Такая периодичность сохраняется 7 раз.

Как видно из таблицы, I период включает 2 элемента, II и III состоят из 8, IV и V содержат 18, самые большие – это VI и VII вмещают 32 элемента (VII период незаконченный).

В периоде с ростом атомной массы металлические свойства уменьшаются, неметаллические – увеличиваются.

Вертикальные столбцы образуют группы. Это условно компании, где собираются единомышленники. Точнее, располагаются элементы, подобные по своим свойствам.

Обратите внимание, что подобие характерно только в пределах подгруппы. Так, натрий и медь принадлежат одной I группе, но располагаются в разных подгруппах. Натрий – элемент главной подгруппы, медь – побочной. Именно по этой причине они будут иметь разные физические и химические свойства.

В пределах группы с ростом атомной массы металлические свойства увеличиваются, неметаллические – уменьшаются.

Таким образом, периодическую систему можно условно назвать домом химических элементов, где каждый из них занимает своё определённое место (порядковый номер) согласно его свойствам.

Рассмотрим подробнее на примере 2 и 3 периода. Что показывает сравнение: оба периода начинаются с активных металлов Li и Na, для которых характерно существование в виде соединений, в свободном виде могут находиться только под слоем керосина. Они относятся к группе щелочных металлов. Анализируя схему, мы видим, что первые три группы образованны металлами. С IV – VII находятся неметаллы. «Закрывают период» инертные газы.

Особое внимание располагают к себе элементы VI и VII периоды, которые образуют «семейство» лантаноидов (Лантан № 57) и актиноидов (Актиний 89), они формально близки к скандию. Но из-за их количества они вынесены за пределы системы.

Периодический закон Д. И. Менделеева

Проанализировав изменения свойств элементов II и III периода, можно сделать выводы, которые Д. И. Менделеев записал в виде периодического закона.

Благодаря периодическому закону, зная расположение элемента в периодической системе, мы можем прогнозировать свойства веществ. Элементы входят в состав как простых, так и сложных веществ, влияя при этом на их свойства. Обобщить данные тезисы можно в виде таблицы.

Таблица 1. Изменение свойств химических элементов в ПСХЭ

Рассмотрим на примере I группы. Li, Na, K, Cs, Fr собрались в компанию одновалентных металлов, которые образуют основные оксиды состава Ме₂О. При взаимодействии с водой образуют щёлочь. Эти характеристики их объединяют. Теперь рассмотрим отличия. Вам уже известно, что в пределах группы с ростом атомной массы металлические свойства увеличиваются.

Как это сказывается на реакционной способности данных металлов?

Интенсивность и скорость реакции калия и лития с водой будет отличаться. Реакция калия будет сопровождаться бурным выделением водорода, в то время как литий будет спокойно реагировать с водой.

Зная формулу и состав высшего оксида, можем предположить его характер. Например, марганец образует оксиды MnO, MnO₂, Mn₂O₇. Таблица поможет нам предположить их свойства.

MnO – будет основным оксидом (ищем аналогию со II группой), ему будет отвечать основание Mn(OH)₂. Не трудно догадаться, что MnO₂ и Mn₂O₇ будут кислотными (подобно IV и VII группе), они образуют кислоты H₂MnO₃ и HMnO₄.

Свинец образует два оксида PbO и PbO₂. Оксид свинца (II) PbO будет основной, оксид свинца (IV)PbO₂– кислотный.

Характеристика элемента по его положению в периодической системе

Зная «прописку» элементов в таблице, мы можем прогнозировать их свойства. Составим план, согласно которому сможем описать свойства элементов, рассматривать будем на примере серы.

Первое, что нам необходимо знать - это какой символ имеет сера, чтобы по нему найти её в ПСХЭ. Обозначение S занимает ячейку 16. (порядковый номер).

Уточняем «прописку». III период, VI группа, главная подгруппа. Зная эти элементарные сведения, мы предполагаем, что это неметалл (принадлежность к VI группе и нахождение в малом ряду даёт нам основание для предположения).

Формула высшего оксида и его свойства. Поскольку сера элемент VI группы, высшая валентность будет равна VI. Формула оксида SO₃. Пользуясь таблицей-шпаргалкой, определяем характер – кислотный. С курса физики известно, что противоположности притягиваются. Как плюс притягивает минус, так и кислотные оксиды взаимодействуют с основными, которые образованы элементами-металлами с валентностью I или II. Возьмём, например, барий, который образует оксид и гидроксид, соответственно ВаO и Вa(OH)₂.

Формула высшего гидроксида и его свойства. Снова обратимся к нашей шпаргалке, высшие гидроксиды VI группы имеют формулу H₂ЭO₄, а именно H₂SO₄. Образованный гидроксид имеет кислотные свойства, для которого свойственны реакции с основными оксидами и основаниями. К примеру, возьмём двухвалентный стронций, формула оксида и гидроксида соответственно SrO и Sr(OH)₂.

Как элемент-неметалл образует летучее водородное соединение состава H₂S.

На данном примере убеждаемся, что зная расположение элемента в ПСХЭ, можно прогнозировать его свойства, а также свойства веществ, в состав которых он входит.

Металлы и неметаллы

Наш мир наполняют различные простые вещества – металлы или неметаллы. При существовании 120 химических элементов, Вселенную наполняют более 400 простых веществ. Этот парадокс связан с понятием аллотропии – явлением образования одним химическим элементом двух и более простых веществ. Например, атом кислорода может формировать молекулярный кислород О2 и озон О3.

Физические свойства металлов

Металлы – химические элементы, атомы которых в процессе реакции стремятся отдавать электроны. Они обладают металлической кристаллической решеткой и общими физическими свойствами. На данный момент известно более 87 металлов.

Для металлов характерен ряд свойств:

твердость (кроме ртути, которая представляет собой жидкость);
металлический блеск;
проводимость электрического тока и тепла;
пластичность.

Металлы при ударах не разрушаются, а меняют форму. С этой особенностью связано то, что из них производят проволоку, металлические листы и др. Развитие бронзового и железного века связано с производством товаров из металлов.

Физические свойства неметаллов

Неметаллы – химические элементы, атомы которых стремятся принять чужие электроны. Для них характерны атомные и молекулярные кристаллические решетки. Для атомов неметаллов не характерны общие физические свойства. На данный момент существует 22 неметалла.

Для неметаллов характерен ряд свойств:

хрупкость (неметаллы нельзя ковать);
отсутствие блеска;
непроводимость электрического тока и тепла.

Расположение металлов и неметаллов в периодической таблице Д.И. Менделеева

Определить, является простое вещество металлом или неметаллом, можно с помощью периодической таблицы Менделеева. Металлы располагаются ниже диагонали «водород-бор- кремний-мышьяк-теллур-астат», а неметаллы выше.

Красные ячейки – неметаллы, синие – металлы

Элементы, расположенные вблизи диагонали, обладают смешанными свойствами: проявляют как металлические, так и неметаллические свойства. Они называются полуметаллами.

Красные ячейки – полуметаллы

Полуметаллы имеют ковалентную кристаллическую решетку при наличии металлической проводимости (электропроводности). Валентных электронов у них либо недостаточно для образования полноценной ковалентной связи, либо они не удерживаются достаточно прочно из-за больших размеров атома. Поэтому связь в ковалентных кристаллах этих элементов имеет частично металлический характер.

Закономерности в таблице Д.И. Менделеева

Каждый атом состоит из протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны находятся в ядре, который несет положительный заряд. Вокруг ядра движутся отрицательно заряженные электроны. Атомный номер указывает на количество протонов.

Чем больше заряд ядра, тем сильнее к нему притягиваются электроны. Т.о., атому сложнее отдавать электроны. Поэтому в периоде слева направо, с увеличением порядкового номера металлические свойства ослабевают, а неметаллические – усиливаются.

Неметаллы стремятся принять электроны от других атомов. Период в таблице указывает на количество электронных уровней. По мере увеличения числа орбиталей электроны отдаляются от ядра и атому сложнее удерживать электроны на последних уровнях. Т.о., в группе сверху вниз количество орбиталей возрастает, поэтому металлические свойства усиливаются, а неметаллические – уменьшаются.

Способы получения металлов

Большую часть металлов получают из оксидов при нагревании.

Металлы, имеющие на внешнем уровне один-два электрона, получают с помощью электролиза расплавов.

Химические свойства металлов

Все металлы проявляют восстановительные свойства. Легкость в отдачи внешнего электрона применяется в фотоэлементах. Степень активности определяется рядом активности. У самых активных на внешнем уровне располагается по одному электрону.

Общие химические свойства металлов выражаются в реакциях со следующими соединениями.

Активные металлы реагируют с галогенами и кислородом. С азотом взаимодействуют только литий, кальций и магний. Большинство металлов при взаимодействии с кислородом образуют оксиды, а наиболее активные металлы – пероксиды (N₂O₂).

2 Ca + MnO₂ → 2 CaO + Mn(нагревание)

Водород в кислотах вытесняют только те металлы, которые в ряду напряжений стоят до водорода.

Более активные металлы вытесняют из соединений менее активные.

Химические свойства щелочных и щелочно-земельных металлов (реакции с водой)

2 Na + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂

Способы получения неметаллов

Неметаллы синтезируют из природных соединений с помощью электролиза.

2 KCl → 2 K + Cl₂

Также неметаллы получают в результате окислительно-восстановительных реакций.

SiO₂ + 2 Mg → 2 MgO + Si

Химические свойства неметаллов

Неметаллы проявляют окислительные свойства. Самый активный неметалл – фтор. Он бурно реагирует со всеми веществами, а некоторые реакции сопровождаются горением и взрывом. В атмосфере фтора горят даже вода и платина. Фтор окисляет кислород и образует фторид кислорода OF₂.

Неметаллы вступают в реакции со следующими веществами.

3 F + 2 Al → 2 AlF₃ (нагревание)

S + Fe →FeS (нагревание)

Меньшей активностью обладают такие неметаллы как бор, графит, алмаз. Они могут проявлять восстановительные свойства.

2 C + MnO₂ → Mn + 2 CO

Коррозия металла

Коррозия – это процесс разрушения металлов или металлических конструкций под действием кислорода, воды и вредных примесей. Не все металлы подвергаются коррозии. Их стойкость зависит от ряда факторов.

На благородных металлах не образуется коррозия.
На поверхности алюминия, титана, цинке, хрома и никеля есть оксидная пленка, которая предотвращает процессы коррозии.

Различают несколько видов коррозии – химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия

Химическая коррозия сопровождается химическими реакциями. Она образуется под действием газов.

Электрохимическая коррозия

Электрохимическая коррозия – процесс разрушения металлов или металлических конструкций, который сопровождается электрохимическими реакциями. В большинстве металлов находятся примеси. В процессе коррозии электродами могут служить не только металлы, но и его примеси.

Например, в железе могут находиться примеси олова. В этом случае на аноде электроны переносятся от олова к железу и металлы растворяются, т.е. железо подвергаются коррозии. На катоде восстанавливается водород из воды или растворенного кислорода. Электрохимическая коррозия может сопровождаться следующими процессами.

Анод: Fe 2+ - 2e → Fe 0

Катод: 2H + + 2e → H₂

Способы защиты от коррозии

В промышленности популярны различные методы защиты металлов от коррозии.

Покрытия защищают поверхности от действия окислителей. Ими служат различные вещества:

покрытие менее активным металлом (железо покрывают оловом);
краски, лаки, смазки.
Создание специальных сплавов

Физические свойства сплавов и чистых металлов отличаются. Поэтому для повышения стойкости в сплав необходимо добавить дополнительные металлы.

Биологическая роль металлов и неметаллов

В организмах содержится множество различных металлов и неметаллов. Различных химических элементов в организме может не хватать, поэтому приходится потреблять их извне.Химические элементы можно разделить на две большие группы – макроэлементы и микроэлементы.

К макроэлементам относятся вещества, содержание которых в организме превышает 0,005 %. Эта группа включает водород, углерод, кислород, азот, натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий, кальций.Микроэлементы – элементы, содержание которых не превышает 0,005%. К ним относятся железо, медь, селен, йод, хром, цинк, фтор, марганец, кобальт, молибден, кремний, бром, ванадий, бор. Каждый макро- и микроэлемент в организме выполняет определенную функцию.

Применение металлов и неметаллов

В синтезе химических препаратов и лекарств применяются чистые металлы и неметаллы. В органической химии металлы используются в качестве катализаторов, а также при получении металлорганических соединений. Неметаллы служат исходным сырьем для получения чистых кислот и других химических соединений.

Конспект урока химии "Характеристика химического элемента на основании его положения в ПСХЭ Д.И. Менделеева".

Цель урока: изучить характеристику химического элемента, опираясь на ПСХЭ Д.И. Менделеева.

1. Образовательные:

-познакомить учащихся с планом характеристики химического элемента;

- вспомнить закономерности изменения свойств атомов, простых веществ и соединений в главных п/группах и периодах ПСХЭ Д.И. Менделеева;

- научить давать полную характеристику, опираясь на план, некоторых металлов(на примере магния) и неметаллов(на примере серы);

- раскрыть понятие «Генетический ряд металлов и неметаллов».

2. Развивающие:

- развивать у учащихся умение самостоятельно работать с текстом учебника, извлекая из них нужную информацию;

- формировать у учащихся умение осуществлять основные мыслительные операции и излагать их в устной и письменной форме;

- развивать воображение, память и внимание;

- развивать у учащихся ориентирование в ПСХЭ Д.И. Менделеева.

3. Воспитательные:

- воспитывать у учащихся бережное отношение к своему здоровью и здоровью окружающих;

- продолжить формирование интереса учащихся к научным знаниям;

- формирование мировоззрения у учащихся и расширение их кругозора.

Оборудование: ПСХЭ Д.И. Менделеева, учебник, плакат.

Понятия урока: план характеристики химического элемента, характеристика элемента-металла, характеристика элемента-неметалла, генетические ряды металла и неметалла.

1. Организационный момент.

Знакомство с классом, литературой, по которой будем работать, изложить требования к ведению тетрадей для домашних заданий, самостоятельных, практических и контрольных работ.

Проведение вводного инструктажа по ТБ при работе в кабинете химии.

2. Изучение нового материала.

Как вы знаете из курса химии за 8 класс систематизация(т.е. упорядочение) химических элементов в соответствии с электронным строением атомов приведена в ПСХЭ Д.И. Менделеева и сформулирована в виде периодического закона(Кто из вас вспомнит и назовет формулировку периодического закона?).

Периодический закон гласит: свойства химических элементов, а также свойства и формы соединений, образованных данными элементами, находятся в периодической зависимости от величины заряда ядер их атомов. Иными словами: свойства веществ простых и сложных изменяются периодически от величины заряда ядра.

Для характеристики химических элементов нам необходимо обращаться к ПСХЭ Д.И. Менделеева, поскольку все основные знания о элементах систематизированы и изложены в ней. Скажите, какое важное составляющее необходимо для составления характеристики элемента?(пример литература). Правильно план, на основании которого она будет проводиться. Открываем учебники на странице 3. Здесь изложен план описания химического элемента, записываем в тетрадь.

План характеристики химического элемента:

1. Положение элемента в ПСХЭ Д.И. Менделеева и строение его атомов(сюда входит порядковый номер, период, ряд, группа, п/группа; если изучать строение атома,- то заряд ядра, число протонов, нейтронов, общее число электронов, электронных слоев и т.д.).

2. Характер простого вещества(металл, неметалл).

3. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных соседними по п/группе элементами.

4. Сравнение свойств простого вещества со свойствами простых веществ, образованных по периоду элементами.

5. Состав высшего оксида, его характер(основный, кислотный, амфотерный).

6. Состав высшего гидроксида, его характер(кислородсодержащая кислота, основание, амфотерный гидроксид).

7. Состав летучего водородного соединения(для неметаллов).

В изложенном плане понятия: переходные металлы, амфотерные оксиды и гидроксиды вам пока неизвестны, будете изучать их на следующем уроке.

Итак, рассмотрим характеристики металла и неметалла пользуясь приведенным выше планом. Но для начала нам необходимо вспомнить основные закономерности изменения свойств атомов простых веществ и соединений, образованных химическими элементами главных п/групп и периодов ПСХЭ Д.И. Менделеева. Открываем стр. 4 учебника, где изображена таблица №1.

Закономерности изменения свойств атомов, простых веществ и соединений, образованных химическими элементами, в пределах главных п/групп и периодов ПСХЭ Д.И. Менделеева.

Читайте также: