Тема. Загальна характеристика металічних елементів та утворених ними простих речовин.

Мета навчальна: спираючись на знання періодичного закону та типи хімічних зв’язків, поглибити знання учнів про металічні елементи, їх місце у періодичній системі та особливості будови атомів.Мета розвиваюча: розвивати поняття про особливий тип хімічного зв’язку, властивий металам, металічний зв’язок та його вплив на властивості простих речовин, утворених елементами металами. Мета виховна: виховувати в учнів уміння самостійно працювати та творчо мислити. Обладнання: схеми, електронна таблиця періодичної системи хімічних елементів Д. І. Менделеєва. Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Структура уроку.I. Організаційний етап.II. Мотивація навчальної діяльності.III. Актуалізація опорних знань учнів.IV. Вивчення нового матеріалу.1.Особливості будови атомів металічних елементів.2. Метали як прості речовини.3. Утворення металічного зв’язку.4.Металічні кристалічні гратки.5. Поширеність металічних елементів та їх сполук у природі. IV. Узагальнення і систематизація знань.V. Повідомлення домашнього завдання.VI. Підведення підсумків уроку.

Хід уроку.I. Організаційний етапII. Мотивація навчальної діяльності.Повідомлення теми і мети уроку.III. Актуалізація опорних знань учнів.Бесіда.1. Що таке електронегативність?(Властивість атомів даного елемента відтягувати на себе електрони від атомів інших елементіву сполуці називають електронегативністю).2. Як змінюється електронегативність у металічних і неметалічних елементів?(Для металів електронегативність, як правило, менша від двох, а в металів – більша від двох. Оскільки електронегативність елемента зростає в періодах зліва на право, а в головних підгрупах – знизу вверх, то на основі періодичної системи можна передбачити, який з двох елементів має більшу електронегативність). Користуючись поняттями електронегативність елементів, можна передбачити тип хімічного зв’язку в сполуці.

3. Які типи хімічного зв’язку ви знаєте?(Ковалентний, іонний,металічний).4. Що таке ковалентний зв’язок, який він буває?(Ковалентний зв’язок – це зв’язок, який утворюється за рахунок спільних електронних пар. Ковалентний зв’язок буває полярний і неполярний. Ковалентний неполярний зв’язок утворюється між однаковими атомами, тобто в простих сполуках ( О2, Н2, N2). Ковалентний полярний зв’язок утворюється між різними атомами, тобто в складних сполуках ( СН4 - метан, С2Н2 - ацетилен)). 5. Що таке іонний зв’язок?(Хімічний зв’язок, який виникає між іонами в результаті дії електронегативних сил притягання).6. Що таке іони?(Іони – це заряджені частинки, в які перетворююся атоми в результаті віддавання чи приєднання електронів). IV. Вивчення нового матеріалу. 1.Особливості будови атомів металічних елементів. На відмінну від неметалічних металічні елементи здебільшого мають на зовнішньому енергетичному рівні 1 або 2 електрони, хоча є винятки. Так, в Алюмінію, Галію – по 3 електрони, Стануму і Плюмбуму – по 4 електрони, Бісмуту – 5 електронів, Полонію – 6 електронів.

Зовнішній енергетичний рівень атомів металічних елементів далекий до завершення, на ньому розташовано здебільшого 1 або 2, рідше 3 чи більше електронів.

Розглянемо електронні й графічні електронні формули металічних елементів третього періоду Натрію, Магнію, Алюмінію:

11Nа 1s2 2 s2 2 p6 3 s1 1s 2s 2p 3s

12Mg 1s2 2 s2 2 p6 3 s2

1s 2s 2p 3s 13AI 1s2 2 s2 2 p6 3 s23 p1

1s 2s 2p 3s 3 p

Завдання 1. Самостійно напишіть електронні та графічні електронні формули Силіцію й Фосфору.

Під час виконання завдання учні використовують електронну Періодичну систему хімічних елементів Д. І. Менделеєва.

Електронні формули розглянутих металічних і неметалічних елементів третього періоду головних підгруп указують на відмінність у будові зовнішнього енергетичного рівня, тоді як передостанній енергетичний рівень у всіх цих елементів має однакову будову і є завершеним.

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

Порівняно з неметалічними елементами атоми металічних елементів мають невеликі значення електронегативності. Тому при утворенні хімічних зв’язків з атомами неметалічних елементів вони віддають валентні електрони їх атомам. Віддавши електрони зовнішнього енергетичного рівня, атоми металічних елементів головних підгруп перетворюються на катіони із завершеним енергетичним рівнем (ним стає енергетичний рівень, що був передостаннім в електронній оболонці атома). Розглянемо це на прикладі Алюмінію: 0

13AI 1s2 2 s2 2 p6 3 s23 p1

13AI3+ 1s2 2 s2 2 p6 3 s03 p0

1s 2s 2p 3s 3 p

Завдання 2. Самостійно напишіть взаємодію алюмінію з киснем. Вкажіть окисник та відновник.Завдання 3.Охарактеризуйте Калій,Кальцій, Цинк за положенням у періодичній системі й будовою атома. Під час виконання завдання учні використовують електронну Періодичну систему хімічних елементів Д. І. Менделеєва.

2. Метали як прості речовини. Металічні елементи існують у вільному стані у вигляді простих речовин металів.

Назви деяких металічних елементів та утворених ними речовин не збігаються.

Приклади металів, назви яких не збігаються з назвами елементів за сучасною українською хімічною номенклатурою

Назва металу Хімічний елементСимвол Назва

Залізо Fe ФерумМідь Cu Купрум

Срібло Ag АргентумРтуть Hg Меркурій

Свинець Pb ПлюмбумОлово Sn СтанумЗолото Au Аурум

Металам не властива алотропія, і вони лише в газоподібному стані існують у вигляді одноатомних молекул. У твердому чи рідкому агрегатному стані метали складаються з атомів, катіонів та усуспільнених (належить відразу багатьом атомам) електронів .Особливість такої будови простих речовин металів зумовлена наявністю металічного зв’язку. 3. Утворення металічного зв’язку. Виникнення цього зв’язку пов’язано з тим, що на зовнішньому енергетичному рівні електронних оболонок атомів металічних елементів перебуває мало електронів і вони слабко притягуються до ядра. Частина з них на певний час

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

втрачає зв'язок з ядром свого атома. Віддавши електрони, такі атоми перетворюються на катіони, а електрони, що втратили зв'язок зі своїми атомами, вільно переміщуються в усій масі металу, тобто стають усуспільненими.

Потрібно пам’ятати, що в масі металу постійно відбувається не лише віддавання атомами електронів, а й приєднання електронів до наявних у металі катіонів. Тобто утворення металічного зв’язку супроводжується одночасно і віддаванням електронів, і їх приєднанням.

Металічний зв'язок – це хімічний зв'язок між наявними в металів усуспільненими електронами (ними стають електрони зовнішніх енергетичних

рівнів, що втратили зв'язок з ядрами своїх атомів), катіонами (утворилися внаслідок утрати атомами валентних електронів) та атомами, у яких зберігся

зв'язок валентних електронів з ядром.Металічний зв'язок міцний. Свідченням цього є те, що, як і сполуки з йонним

типом зв’язку, метали тверді (виняток становить ртуть), кристалічні, здебільшого тугоплавкі речовини.4.Металічні кристалічні гратки. Чисті метали у твердому стані мають кристалічну будову. У вузлах їх кристалічних граток у певному геометричному порядку розташовані атоми та йони, а усуспільнені електрони відносно вільно переміщуються по всьому металу.

Відома гексагональна (шестикутна) і кубічна (чотирикутна) кристалічні гратки металів. Кубічна буває гранецентрована й об’ємноцентрована. На рисунку зображено зазначені типи кристалічних граток металів.

Рис.

Рис. Приклади кристалічних граток металів різних типів: а) кубічна об’ємноцентрована; б) гексагональна гранецентрована; в) гексагональна. Метали з кубічною об’ємноцентрованою (лужні, лужноземельні, залізо) та кубічною гранецентрованою кристалічними гратками (алюміній, мідь, срібло,

золото) пластичніші за метали з гексагональною кристалічною граткою (берилій, магній, цинк). Лужні метали настільки пластичні, що легко ріжуться ножем.

5. Поширеність металічних елементів та їх сполук у природі. За поширеністю в природі металічні елементи поступаються неметалічним.

Так, на найпоширеніший у земній корі металічний елемент Алюміній припадає лише 7,45% маси земної кори. Другим за поширеністю в природі металічним елементом є Ферум (4,2%).Порівняйте, у скільки разів уміст Оксигену в природі більший, ніж уміст найпоширенішого металічного елемента Алюмінію.

Метали, розташовані в ряді активності металів до водню, на Землі у вільному стані не трапляються. Незначні поклади, окремі вкраплення в гірських породах утворюють мідь, срібло, золото.

Серед народних сполук металічних елементів переважають оксиди, сульфіди, хлориди, карбонати, сульфати, ортофосфати.

Про поширення деяких з них ви дізналися, вивчаючи тему «Неметалічні елементи та їх сполуки». Більшість металів трапляється в природі переважно у вигляді сполук. Такі природні сполуки називають мінералами. У вільному стані в земній корі є лише малоактивні метали: золото, платина і платинові метали, іноді срібло, ртуть, мідь. Природні мінеральні утворення, з яких технологічно можливо й економічно доцільно добувати метали, називають рудами. Залежно від того, які сполуки металів містяться в руді, розрізняють:а) оксидні руди - Fe3O4, Al2O3;б) сульфідні руди - ZnS, FeS2;в) хлоридні руди – NaCl, MgCl2;г) карбонатні руди - CaCO3, FeCO3.

Метали в природі

Метали Природні сполуки металівНазва Склад

Алюміній 1. Коалініт.2. Боксит.3. Корунд.

Al2O3.2SiO2.2H2OAl2O3.nH2O

Al2O3

Залізо 1. Пірит.2. Магнезит.3. Гематит

FeS2

Fe3O4.(Fe2O3.FeO)Fe2O3

Кальцій, магній

1. Вапняк, мармур, крейда.2. Гіпс.3. Доломіт.

CaCO3

CaCO4.2H2OCaCO3 . MgCO3

Натрій, калій

1. Натрій хлорид.2. Сильвініт.3. Доломіт.

NaClNaCl·KCl

Na2SO4

Хром 1. Хромовий залізняк FeO ·Cr2O3

Олово 2. Касетерит. SnO2

Молібден 1. Молібденіт. MoS2

Титан 1. Рутил. TiO2

Марганець 1. Піролюзит. MnO2 · nH2OЦинк 1. Цинкова обманка.

2. Гельмей.ZnS

Металічні руди – це основна сировина металургії, галузі промисловості, яка виробляє метали. Способи добування металів із руд ми розглянемо при вивчені теми: «Хімічні властивості та добування металів».IV. Узагальнення і систематизація знань.

Завдання 1 . Знайдіть у періодичній системі елементи, що мають указані електронні формули. Вкажіть літеру, що відповідає номеру групи цього елемента. Правильно визначені літери утворять назву складової частинки ядра.

Електронні формули

ГрупиI II III IV V VI

1S22S22P63S23P64S1 п ж е о к с1S22S22P63S23P2 а м н р ч щ1S22S2 р о ц и й м1S22S22P63S23P3 б д і н т к1S22S22P63S23P5 у ф х ч щ о1S22S22P63S23P1 з и н і п н

Завдання 2 . Обчисліть масову частку Феруму в його оксидах.

Завдання 3. Заповніть клітинки назвами. Горизонтально отримаєте назву глини, що містить у своєму складі елемент Алюміній.

123

456

1. Природний мінерал, що містить алюміній оксид і має дуже високу твердість (корунд).

2. Коштовний камінь синього кольору (сапфір).3. Сплав міді з оловом (бронза).4. Глина, що застосовується в порцеляно – фаянсовій промисловості,

виробництві вогнетривких виробів (каолін).5. Метал головної підгрупи II групи (Магній).6. Метал побічної підгрупи VII групи Манган).

Завдання 4. Напишіть взаємодію міді з киснем. Вкажіть окисник та відновник.

VI. Повідомлення домашнього завдання.

§ 17 стр. 116 – 123.

Задача. На двовалентний метал масою 1,8 г подіяли хлоридною кислотою. Виділився газ об’ємом 1,68 л (н.у.).Який це метал? У якому періоді та групі він знаходиться ? Обчисліть число протонів та нейтронів у ядрі.

VII. Підбиття підсумків уроку, виставлення оцінок.