Задачи урока: Познакомить учащихся со строением и общими свойствами металлов, исходя из положения их в псхэ и строения атомов

Вид материала

Урок

Содержание I. Постановочная часть урока. Заслушиваем рассказы учащихся о спла­вах. Рассматриваем биологическую роль неко­торых металлов в организме человека. Демонстрируем лежащие на столе муляжи фруктов и овощей. П. Металлы - химические элементы. В группе в гл. подгруппе III. Металлы – простые вещества. Заранее подготовленные учащиеся делают краткие сообщения об истории Доклад ученика. Доклад ученика. Люди гибнут за металл. Самостоятельная работа над вопросами и заданиями из карты самоконтроля и самооценки по теме, решение задачи

Подобный материал:

• Урок по теме: «металлы, самый, самый…и его роль в организме человека», 145.15kb.
• Урок упражнение по теме: «Металлы», 53.65kb.
• Задачи: Обучающая: Познакомить учащихся со свойствами щелочных металлов, Щелочно-земельных, 51.5kb.
• Задачи: Образовательная: познакомить учащихся с многообразием насекомых; выяснить особенности, 63.69kb.
• Урок физики в 7 классе (интеграция физика, химия) по теме: Три состояния вещества, 39.46kb.
• Урок технологии в 6 «В» классе. Тема: Основные свойства металлов и их учет при обработке, 27.65kb.
• Материаловедение. Особенности атомно-кристаллического строения металлов, 2225.68kb.
• Положение металлов в Периодической системе Д. И. Менделеева, строение их атомов. Физические, 90.2kb.
• Лекция 1   Материаловедение. Особенности атомно-кристаллического строения металлов, 2248.88kb.
• Малолегированные и термически не упрочненные сплавы, 165.35kb.

Тема урока: «Общие свойства металлов»

Урок химии в 9 классе.


Продолжительность: 40 мин.

Тип урока: усвоения новых знаний.

Цель урока: Опираясь на ранее полученные знания учащихся, подвести их к пониманию различий в представлениях о металлах как химических элементах и металлах как простых веществах.

Задачи урока:

1. Познакомить учащихся со строением и общими свойствами металлов,
   исходя из положения их в ПСХЭ и строения атомов.
   
2. Знать понятия о металлической связи и металлической кристаллической решетки, некоторые способы получения металлов.
   
3. Обобщить и расширить сведения учащихся о физических свойствах
   металлов.
   
4. Расширить и углубить знания о роли металлов в организме человека, по­казать разнообразие их свойств и значение в жизнедеятельности человека.
   
5. Продолжить формирование мировоззренческих взглядов: умения
   устанавливать причинно-следственные связи между строением и свойствами металлов, доказывать подход количественных изменений в качественные.
   
6. Акцентировать внимание учащихся на возможности интеграции курсов химии, литературы и истории; развивать умения выделять главное, сравнивать и обобщать; развивать представления о причинно-следственных связях явлений, познаваемости мира.
   
7. Прививать навыки самостоятельной работы, учить четко и грамотно выражать свои мысли.
   

Методы: словесный, наглядный, проблемно-поисковый, контроль знаний.

Девиз урока:

«Единственный путь, ведущий к знанию, - это деятельность». (Б. Шоу).

«Мощь и сила науки — во множестве фактов, цель - в обобщении этого множества». (Д. И. Менделеев).

Реактивы: горячая вода.

Оборудование: компьютер, презентация в программе Power Point, магнитофон, запись «Ростовские колокола», коллекция образцов различных металлов, гладкое обручальное кольцо, деревянная палочка, серебряная, алюминиевая, стальная ложечки, химические стаканчики на 50 мл, муляжи фруктов и овощей, многочисленные репродукции и фотографии, произведения искусства из металлов и сплавов.

I. Постановочная часть урока.

Цели: познакомить учащихся с содержанием темы, поставить учебные цели и определить пути их достижения.

Начинаем с актуализации знаний учащихся, постановки учебных целей. Знакомим учащихся с содержанием темы по карте самоконтроля и самооценки по данной теме и обращаем их внимание на то, что они должны знать и уметь.

Затем следует «загадочная пауза». Предлагаем учащимся загадки о металлах:

• Он в теченье многих лет был причиной многих бед.
  
• Был металл серебристо-белым, в соединении стал мелом.
  
• Красит пламя в желтый цвет, в воду кинь – его уж нет.
  
• К восьмой группе отнесен, в честь России назван он.
  
• « Камнем» назван он людьми, но попробуй-ка возьми.
  
• Из него солдатик твой, не болеет он « чумой».
  
• В старину ценилась дорого,
  Цветом красная, как золото,
  Постоянно с ним дружна,
  

В электротехнике очень нужна.

Каково происхождение слова «металл»? Откуда оно пришло к нам?

В одной из пьес А. И. Островского изо­бражена купчиха, которая больше всего боится страшных слов, таких, как металл. Она очень удивилась бы, откройся ей происхо­ждение этих роковых речений. Греческое слово металлон имело значение «земляные работы, раскопки», а позднее стало означать «шахта, рудник, руда». В латинском языке слово металлум получило значение «руда и выплавляемый из нее металл» и уже в виде французского металл перекочевало в Россию.

Какое место занимают металлы в Пе­риодической системе химических элементов Д. И. Менделеева?

Каковы особенности строения их ато­мов?

Применяются ли чистые металлы в быту?

В каком виде применяются металлы? (В виде сплавов.)

Заслушиваем рассказы учащихся о спла­вах.

В организме человека находятся 81 хи­мический элемент из 92 встречающихся в природе. Человеческий организм — слож­ная химическая лаборатория. Трудно себе представить, но ежедневно наше самочув­ствие, настроение и даже аппетит могут за­висеть от минеральных веществ. Без них бесполезными оказываются витамины, не­возможны синтез и распад белков, жиров и углеводов.

Рассматриваем биологическую роль неко­торых металлов в организме человека.

Золото.

Средневековые алхимики считали золо­то совершенством, а остальные металлы — ошибкой в акте творения и, как известно, прикладывали большие усилия для ликви­дации этой ошибки. Идею введения золо­та в медицинскую практику приписывают Парацельсу, который провозгласил, что це­лью химии должно быть не превращение металлов в золото, а приготовление ле­карств. Лекарственные препараты из золо­та и его соединений пытались применять при многих заболеваниях. Им лечили проказу, волчанку, туберкулез. У людей, чувст­вительных к золоту, оно может вызвать нарушение состава крови, реакцию со сто­роны почек, печени, влиять на настроение, рост зубов, волос.

Медь.

В человеческом организме наибольшее количество меди содержится в мозге и пече­ни, и одно это обстоятельство указывает на ее важность в жизнедеятельности. Обнаруже­но, что при болях повышается концентрация меди в крови и спинномозговой жидкости. В Сирии и Египте новорожденным для про­филактики рахита и эпилепсии надевают медные браслеты.

Алюминий.

Алюминиевую посуду называют посудой бедняков, так как этот металл способствует развитию старческого атеросклероза. При приготовлении пищи в такой посуде алюми­ний частично переходит в организм, где и накапливается.

Демонстрируем лежащие на столе муляжи фруктов и овощей. Эти плоды связаны с те­мой урока — в них есть металлы. Например, чеснок — единственный продукт питания, содержащий германий, от которого зависит крепость кровеносных сосудов. Кукуруза со­держит золото, обеспечивающее работу нервной системы.

Какой элемент содержится в яблоках? (Железо.)

Какова его биологическая роль? (В ор­ганизме содержится 3 г железа, из них

2 г — в крови. Железо входит в состав гемоглоби­на. Недостаточное содержание железа приво­дит к головной боли, быстрой утомляемости.)

Академик Ферсман говорил, что железо — не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы. Оно осно­ва культуры и промышленности. Оно орудие войны и мирного труда, и во всей таблице Менделеева невозможно найти другой такой элемент, который был бы так связан с про­шлыми, настоящими и будущими судьбами человечества.

Чтобы закрепить знания учащихся о роли металлов в организме человека, организуем работу с таблицей, в которой отражены био­логическая роль металлов и их токсическое действие.

Металл	Биологическая роль	Токсическое действие избытка металла
Литий	Дефицит лития в организме человека приводит к психическим расстройствам	Вызывает общую заторможенность, нарушение дыхания и сердечного ритма, слабость, сонливость, потерю аппетита, жажду, расстройство зрения, дерматит лица и рук.
Калий	Ионы калия регулируют белковый и углеводный обмен, влияют на процесс фотосинтеза и рост растений. Необходим для нормального функционирования всех мышц, особенно сердечной, способствует выделению избыточного натрия, избавляя организм от лишней воды и устраняя отеки.	Вызывает усиление двигательной активности, учащение сердечного ритма, нарушение углеводного, жирового и белкового обмена.
Натрий	Ионы натрия поддерживают у животных и человека нормальную возбудимость мышечных клеток, участвуют в сохранении кислотно-основного баланса в организме, в регуляции сердечной деятельности, удерживают воду в организме.	Приводит к нарушению водного баланса, сгущению крови, вызывает дисфункцию почек, общее нарушение обмена веществ.
Магний	Соли магния оказывают антисептическое и сосудорасширяющее действие, понижают артериальное давление и содержание холестерина в крови, оказывают успокаивающее действие на НС, играют большую роль в профилактике и лечении рака, благотворно действуют на органы пищеварения.	Приводит к нарушению минерального обмена.
Кальций	Ионы кальция необходимы для процессов кроветворения, обмена веществ, для уменьшения проницаемости сосудов, нормального роста скелета, благотворно влияют на состояние НС, оказывают противовоспалительное действие.	При избытке кальция возникает цистит. Если кальций попадает в организм в виде цементной пыли, то страдают органы дыхания, у детей снижается возбудимость НС, обонятельного анализатора.
Стронций	Оказывает влияние на процессы костеобразования.	Поражаются костная ткань, печень, кровь, наблюдаются повышенная ломкость костей, выпадение волос.
Алюминий	Содержится в легких, печени, костях, головном мозге, действует на пищеварительные ферменты и НС.	Приводит к нарушению минерального обмена.
Цинк	Входит в состав крови и мышечной ткани, является катализатором многих реакций, входит в состав инсулина, участвует в белковом обмене.	Мутаген и онкоген. Вызывает заболевания костно-мышечной системы.
Кадмий		Снижает активность пищеварительных ферментов, нарушает функцию поджелудочной железы, углеводный обмен, поражает почки и тормозит рост костей, увеличивает опасность переломов костей.
Ртуть		Поражает ЦНС, сосредотачивается в почках, нарушая их деятельность, также накапливается в клетках мозга и слизистой оболочке рта.
Барий		Поражает костную ткань, костный мозг и печень, НС, приводит к хрупкости костей за счет вытеснения из них кальция.
Таллий		Поражает периферическую НС, ЖКТ и почки. Накапливается в волосах, костях, почках, мышцах. Характерный признак отравления таллием – выпадение волос.

К чему может привести избыток ионов натрия? Солей магния?

В Интернете в 1995 г. появилось сооб­щение, что у студентки Пекинского универ­ситета внезапно начались головокружения, сильные кишечные спазмы, жгучие боли в ладонях и ступнях. Затем у нее прядями ста­ли выпадать волосы. Родители срочно отпра­вили ее в больницу, но девушка погрузилась в кому. По мнению врачей, головокружения и боли в ладонях и ступнях, а также в суставах указывали серьезное невралгическое расстройство. Однако, пункция позвоночника не выявила никаких отклонений. Действие какого металла на организм человека связано с выпадением волос? (Таллия)

Какие последствия для человеческого организма может иметь удаление из него всех металлов?

П. Металлы - химические элементы.

Цель: сформировать понятие о металлах как химических элементах.

1. Положение металлов в ПСХЭ Д,И. Менделеева и строение их атомов.

В ПСХЭ каждый период, кроме первого, начинается с активного химического элемента - металла. Эти начальные элементы образуют главную подгруппу I группы и называются щелочными металлами. Свое название они получили от названия соответствующих им гидроксидов, хорошо растворимых в воде, - щелочей.

Атомы щелочных металлов содержат на внешнем энергетическом уровне 1 электрон, который они легко отдают при химических взаимодействиях, поэтому являются сильными восстановителями, причем восстановительные свойства усиливаются от лития к францию.

Следующие за щелочными металлами элементы, составляющие главную подгруппу II группы, также являются металлами. Из этих металлов кальций, стронций, барий и радий называют щелочноземельными металлами. Такое название они получили потому, что их оксиды, которые алхимики называли « землями», при растворении в воде образуют щелочи.

К металлам относят элементы главной подгруппы III группы, исключая бор.

Из элементов гл. подгрупп следующих групп к металлам относят: в IV гр. — германий, олово, свинец; в V гр. - сурьма и висмут; в VI гр. - полоний.

Что касается элементов побочных подгрупп, то все они металлы.

Таким образом, если провести диагональ от В к At через элементы гл. подгрупп, то по диагонали и над ней будут располагаться неметаллы, а под ней - металлы. То есть, металлы: I, II, III группы ( кроме Н, В), в конце IV, V, VI групп гл. подгрупп, побочных подгруппах. В периодах: в малых - в начале, в больших - в четных рядах и начале нечетных.

Из положения металлов в ПСХЭ можно определить и особенности строения их:

1. на внешнем энергетическом уровне - 1-3 электрона ( проблема: а почему V и Ро, атомы которых содержат, соответственно, 5 и 6 электронов, являются металлами? - что позволяет показать значение второго параметра);
   
2. сравнительно большой радиус атома ( вывод, который и разрешил проблему; а В, атомы которого имеют 3 электрона на внешнем уровне, но маленький радиус атома, является типичным неметаллом).
   

Окислительно-восстановительные свойства:

Ме⁰ - nе= Ме⁺ⁿ - окисление

Ст. ок. Me: 0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8.

В периоде восстановительные свойства уменьшаются, т.к. увеличивается заряд ядра, увеличивается число электронов на внешнем слое, частично стягивается радиус атома.

В группе в гл. подгруппе: восстановительные свойства увеличиваются, т.к. возрастает радиус атома.

2. Распространенность металлов в земной коре.

После этого сообщаем интересную информацию: «Влияние недостатка и избытка ионов металлов на состояние растений и животных».

Влияние недостатка и избытка ионов металлов на состояние растений и животных.

Металл	Влияние металла (иона) на состояние организмов
	недостатка	избытка
Литий	—	Развитие особых форм растений
Натрий	У животных -мышечные боли, слабость. У растений — торможение образования хлорофилла	У человека — гипертония. У растений - развитие приспособленности к обитанию в условиях высокой солености.
Кальций	У животных - костное заболевание	Применяют при отравлении магнием
Магний	У растений - мраморность листьев	У человека — паралич дыхания
Алюминий		Развитие особых форм растений. У человека -снижение умственных способностей, невриты
Марганец	У растений - хлороз. У птиц- нарушения развития крыльев	Нарушения развития растений. В высоких степенях окисления сильно токсичен
Железо	У растений — хлороз, замедление образования хлорофилла	В больших количествах токсично для животных и растений
Медь	У животных - анемия	В повышенной концентрации токсична для животных и растений
Цинк	Заболевания растений	Токсичен для животных и растений
Молибден	Заболевания бобовых растений	При избытке в почвах -заболевания скота

III. Металлы – простые вещества.

Цель: сформировать понятие о металлах как простых веществах.

На доске записаны слова: « Семь металлов создал свет по числу семи планет...» - и прикреплены карточки знаков семи металлов. И продолжаем:

Семь металлов создал свет

По числу семи планет.

Дал нам космос на добро

Медь, железо, серебро,

Злато, олово, свинец.

И спеши, мой сын, узнать,

Всем ли ртуть родная мать?

Сообщаем учащимся краткую историческую справку о металлах:

Металл	Открытие металла
Железо	Греко-лат.- быть твердым. Самородное железо - крайняя редкость. Метеоритное происхождение.
Олово	Лат. - станнум- твердый. Встречается в виде минерала касситерита. До 18 в. единственной страной в Европе, где производилось олово - Англия.
Свинец	Греки называли свинец молибдос, а своим химическим символом РЬ обязан лат. названию плюмбум. Происхождение русского названия неясно. Редко встречается в самородном состоянии.
Ртуть	Аристотель называет ртуть жидким серебром, Диоскорид - серебряной водой. Лат. название - гидраргирум. Происхождение русского названия неясно. Наиболее крупное месторождение ртути - Альмаден (Испания).
Золото	Лат. aurora - утренняя заря.
Медь	Лат. cuprum - название острова Кипра. Русское название «медь» происходит от слова «смида», так древние племена, населявшие европейскую часть нашей страны, называли металл вообще.
Серебро	Лат. - арганта - светлый, белый. Значительные месторождения серебра находились в Греции, Испании, Германии. Серебро способно растворяться в воде с образованием коллоида, этот раствор убивает болезнетворные бактерии. Как ни мала растворимость серебра в воде, этого количества достаточно для дезинфекции.

Считается, что в древности и в средние века были известны только семь металлов по числу известных тогда планет. Эти металлы можно назвать «доисторическими», так как они применялись человеком до изобретения письменности.

Очевидно, что из 7 металлов человек вначале познакомился с теми, которые в природе встречаются в самородном виде. Это золото, серебро и медь.

Заранее подготовленные учащиеся делают краткие сообщения об истории

использования золота, меди и железа.

Золото

Доклад ученика. До середины пятидесятых годов XX в. считали, что этот металл — один из самых малополезных металлов.

За всю историю человечества его добыто около 90 тыс. т. Не так уж это и много!

Но какими путями и способами добывали этот металл! Ради обладания им велись войны, порабощались государства, сын убивал отца, братья убивали сестер, дети — своих матерей. Гибли целые народы, превращались в пустыни плодородные края, потоками лилась кровь и целыми реками — слезы и пот.

Сколько людей погибло и сколько еще погибнет в борьбе за обладание этим металлом, знает, наверное, один Бог. Всем известны куплеты Мефистофеля: «Люди гибнут за металл». Что же это за такой кровожадный металл?

Да это обыкновенное золото. Из 90 тыс. т чуть больше половины лежит в бетонированных подземных складах Национального банка США, расположенного на острове Нокс. Золото охраняется пулеметами и пушками, автоматической сигнализацией, над фортом Нокс патрулируют самолеты.

90 тысяч тонн! Много это или мало? Мало по сравнению с количеством золота, находящимся в земной коре. А его здесь приблизительно 100—150 млрд. т. В одном кубометре морской воды содержится 5,5 мг золота. Концентрация ничтожная, но в пересчете на весь Мировой океан это составит 8 млрд. т — слиток, из которого можно было бы воздвигнуть 200 пирамид Хеопса высотой 150 м и площадью основания 4000 м² каждая.

90 тыс. т — ничтожно мало. Золото в природе встречается в основном в виде самородков. Величина их бывает разная — от нескольких миллиграммов до килограммов. Самый большой самородок весом 285 кг был найден в Австралии в 1872 г. Он был назван «Плита Холпермана».

Золото — металл характерного желтого цвета, в чистом виде настолько мягкий, что легко царапается ногтем. В глубокой древности золото считалось не очень подходящим материалом для чеканки монет. Золотые монеты быстро истирались, теряли свою массу, поэтому для производства монет стали использовать сплавы золота с медью. В зависимости от количества в них золота различают пробы: высшая проба — 96 — чистое золото, 92 — ювелирный металл, 88—72 — монетный сплав, 56—48 — сплав для ювелирных изделий, 36 — сплав для корпусов часов.

Золото — очень пластичный металл. Из кусочка массой 1 г можно изготовить проволоку длиной 800 м или изготовить очень тонкий лист — в 200 раз тоньше человеческого волоса. Золото проявляет валентность +1 и +3. По химическим свойствам относится к инертным металлам.

На золото не действует ни одна кислота. Исключение составляет смесь концентрированных кислот: одного объема азотной и трех объемов соляной, называемой царской водкой.

Золото напрямую связано с искусством. «Золото ослепительно блестело, скульптура выглядела так, как будто ее только что принесли из мастерской... Лицо ее было сделано из чистого золота, глаза из аргонита и обсидиана, брови и веки — из стекла цвета лазурита. Это лицо напоминало своей неподвижностью маску, и в то же время оно было словно живое».

Это описание золотой маски, покрывающей мумию фараона Тутанхамона, принадлежит перу К. Керама, автора интереснейшей книги «Боги, гробницы, ученые».

Золотая маска навеки сохранит неизменным облик фараона, считали египтяне, и его душа всегда сможет вернуться в свой золотой футляр. Не только древние египтяне принесли золото в искусство. Это и викинги, и индийцы, и ацтеки, и майя, и многие другие народы.

Золото — один из красивейших металлов. Древние народы сравнивали его с утренней зарей. В литературе с золотом отождествляют все прекрасное, ценное, долговечное. Как красочный эпитет употребляется термин «золотой»: «золотые руки», «золотая осень», «золотое сердце». Часто хлопок называют «белым золотом», пушнину — «мягким золотом», нефть — «черным золотом».

Золото используется как валюта, денежный эквивалент труда.

Высшие награды государств сделаны из золота. «Профессий» в современной технике у этого благородного металла множество.

С конца XX в. золото применяют в различных отраслях промышленности: электронной радиотехнике, производстве компьютеров (в качестве припоев) и т. д. Позолота предохраняет ценную аппаратуру (например, искусственные спутники Земли). Золото идет и на «запасные части» для человека. Из золота делают зубные протезы, электроды в кардиостимуляторах. Их вживляют в сердце больных стенокардией. Без золота не действует ни одна АЭС.

С золотом мы сталкиваемся повсюду: на земле, в воде, в воздухе. Известно, например, что в малых количествах оно содержится в виноградном соке, а из одной тонны осины можно выделить 3 мг золота. Только одна из наших рек — Амур — ежегодно выносит в Тихий океан до 8,5 т золота.

Сколько еще неоткрытых свойств металла и его соединений ожидает нас в будущем, сколько будет еще удивительных применений у этого древнего и молодого металла.

Учитель. Вот какое оно — золото. И не случайно при важных событиях, там, где нужно что-то увековечить, что-то важное оформить, человек применяет золото.

Давайте вспомним обычай обрамлять ценные вещи, святыни в золото. Посмотрите на иконостас Троицкого собора Ипатьевского монастыря. Как живо, как пластично, как тонко, как сказочно выглядит резной деревянный узор виноградной лозы, покрытый золотом.

Чудится, что лоза будет расти и образовывать плоды. Не хватает только ветерка и, кажется, лоза закачается.

А как вы думаете, почему купола, кресты церквей, храмов покрывают золотом? Здесь золото привлекало своим солнечным блеском. Золото блестит даже в темную, серую погоду, показывает повсюду победу сил света над силами тьмы.

А есть еще народный обычай: при бракосочетании молодожены надевают друг другу на пальцы золотые кольца. Почему?

Но есть и негативное влияние золота на человека, когда люди готовы ради обладания кусочком золота убить друг друга. Очень хорошо написано об этом в романах Дж. Лондона, Д. Н. Мамина-Сибиряка, в поэме А. С. Пушкина «Скупой рыцарь»:

Счастливый день! могу сегодня я

В шестой сундук (в сундук еще не полный)

Горсть золота накопленного всыпать.

Немного кажется, но понемногу

Сокровища растут.

...Тут есть дублон старинный... вот он. Нынче

Вдова мне отдала его, но прежде

С тремя детьми полдня перед окном

Она стояла на коленях, воя.

Шел дождь, и перестал, и вновь пошел,

Притворщица не трогалась: я мог бы

Ее прогнать, но что-то мне шептало,

Что мужнин долг она мне принесла

И не захочет завтра быть в тюрьме.

Страшно, когда золото полностью главенствует над разумом человека. В народе сложилась пословица «Не все то золото, что блестит». Эту пословицу можно отнести к так называемому алхимическому золоту.

Медь

Учитель. В природе есть металл, обладающий таким же цветом, что и золото. Это- медь. За золотым веком пошел век медный.

Доклад ученика.

Первое знакомство человека с медью произошло, очевидно, в доисторические времена. Во всяком случае, уже 7000 лет назад в Древнем Египте были медные рудники. Человек из медных самородков делал топоры, копья, щиты.

Два миллиона триста тысяч каменных глыб, из которых 5000 лет назад была сложена 147-метровая пирамида Хеопса, добыты и обтесаны медным инструментом.

Крупные самородки меди встречаются в природе редко. На территории США был найден крупнейший из известных самородков — его масса составляет 420 т. В России, в районе реки Печоры, найден самородок меди массой около 6 т. За несколько тысяч лет до нашей эры человек нашел способы получения меди из медных руд. Такими рудами был богат остров Кипр. Ученые считают, что латинское название меди «купрум» произошло от названия этого острова.

На территории России медные рудники были в районах реки Дона, Приднестровья и Урала. Открытие и разработка медных месторождений на Урале связаны с именем Никиты Демидова. Именно он по указу Петра I в 1704 г. начал чеканить медные деньги.

Опыт применения чистой меди показал многие недостатки этого металла и заставил задуматься над способами улучшения его качеств.

По-видимому, этим и объясняется тот факт, что вслед за медным веком в истории человечества начинается бронзовый век. Бронза — это сплав меди с оловом. Получить олово из наиболее распространенной его руды — оловянного камня — не представляло трудности. Руду добывали рядом с медными рудниками в заливе Касситерид. Открытие бронзы могло произойти и случайно: бросив, например, несколько разных камней в горящий костер, человек мог найти в золе ее кусочки. Бронза тверже и меди, и олова, более устойчива на воздухе, легче обрабатывается.

Медь широко применялась и применяется для разных нужд. Еще в древней Александрии люди чеканили фальшивые золотые деньги. Аристотель писал об этом фальшивом золоте: «В Индии добывают медь, которая отличается от золота только своим вкусом». Это был сплав меди с цинком — латунь.

Древним была известна и применялась «медная зелень». Это — первая краска для лица. Древние модницы с помощью этой краски подводили зеленые круги над глазами — тогда такой «грим» считался последним писком моды.

В чистом виде медь — тягучий вязкий металл светло-розового цвета с красноватым отливом. Исключительно хороший тепло- и электропроводник, уступает только серебру. Благодаря этому без меди нельзя представить себе электротехнику, машиностроение.

Но сегодня предпочтение отдается сплавам меди: латуни и бронзе. Без меди нельзя получить устойчивое к коррозии никелевое или хромовое покрытие. Прежде чем на стальное изделие нанести никель или хром, нужно нанести слой меди.

По химическим свойствам медь — довольно инертный металл: ни с водой, ни с разбавленными кислотами не реагирует. При нагревании легко окисляется на воздухе в оксид меди черного цвета, горит в парах серы и в хлоре. Медь легко восстанавливается. Если черную пленку оксида меди на проволоке внести в муравьиный альдегид или спирт, медь восстанавливается. Реакции окисления-восстановления меди происходят и в живых организмах: медь относится к числу биоэлементов.

Из представителей животного мира наибольшее количество меди содержат устрицы, осьминоги и некоторые моллюски. Содержащаяся в их крови медь играет ту же роль, что железо у высших животных. Медь входит в состав их дыхательного пигмента — гемоцианита. Соединяясь с кислородом, это вещество синеет (следовательно, кровь тоже синеет), а от­давая кислород тканям, обесцвечивается, т. е. выполняет функцию гемоглобина — переносчика кислорода. У высших животных и человека медь содержится главным образом в печени. Она участвует в процессах кроветворения. Недостаточное поступление меди с пищей, а ежедневная потребность в ней человека составляет 0,005 г, ведет к образованию и развитию малокровия, снижению гемоглобина, слабости.

Медь содержится в молоке. В крови беременных женщин количество меди увеличено. Интересно отметить, что клетки раковых опухолей содержат весьма малое количество меди.

Растворимые соединения меди (например, медный купорос) ядовиты. Их используют для борьбы с вредителями сельского хозяйства.

Медь необходима также и растениям для процесса фотосинтеза.

Учитель. Сегодня медь широко используется в электротехнике и приборостроении. Одна из важнейших частей циклотрона — ускорителя частиц и ионов, в котором получают новые химические элементы, — сделана из меди.

Но давайте рассмотрим более простые области применения меди и ее сплавов. Медные монеты, как вы уже слышали, в России начали чеканить по указу Петра I. Сначала их чеканили из чистой меди. Эти деньги не были удобными, они быстро изнашивались, надписи с них стирались. Стали искать заменители, более твердые, прочные и недорогие. Сначала ис­пользовали латунь. Затем пошли сплавы с никелем, цинком.

Демонстрируется коллекция монет.

Медь называют музыкальным металлом. Почему?

Когда на Русь нападали полчища врагов, когда нужно было собрать народ на важные собрания, ударяли в колокола. И не случайно на ум приходят слова В.Высоцкого:

В синем небе, колокольнями проколотом,

Медный колокол, медный колокол,

То ль возрадовался, то ли осерчал...

Колокола делали из специальной колокольной бронзы. А в бронзу кроме меди входило олово и добавки свинца (около 2%). Давайте послушаем запись звонов ростовских колоколов. В народе говорят, что колокольный звон делает человека добрее, справедливее. Все злое, нехорошее от него уходит. Искусство колокольных дел мастеров осталось составной частью национальной культуры. И поныне остается загадкой, как удавалось нашим предкам без измерительных приборов и точного анализа сплавов создавать «стозвонные» колокола — каждый со своим звоном.


Железо

Учитель. И наконец, третий металл. В таблице Д. И. Менделеева трудно найти какой-либо иной элемент, с которым так неразрывно связывалась бы жизнь всего человечества. Нет в таблице другого такого элемента, при участии которого проливалось бы столько крови, терялось бы столько жизней, происходило бы столько несчастий:

Век девятнадцатый, железный,

Воистину жестокий век!

Тобою в мрак ночной, беззвездный

Беспечный брошен человек!

Доклад ученика. Появление железа в человеческой цивилизации положило начало железному веку.

Откуда же брали древние люди железо, в то время когда еще не научились добывать его из руды? Здесь нужно перевести с шумерского языка название «железо». Железо — это металл, «капнувший с неба, небесный». Первое железо, с которым столкнулось человечество, было железом из метеоритов. Впервые доказал, что «железные камни падают с неба», в 1775 г. русский путешественник Ц. С. Паласе, который привез в Петербург глыбу самородного железного метеорита весом 600 кг. Самым крупным железным метеоритом является найденный в 1920 г. в Юго-Западной Африке метеорит «Гоба» весом около 60 т. Вспомним гробницу Тутанхамона: золото, золото, золото. Великолепная работа восхищает, блеск непомерной массы золота слепит глаза. Но вот что пишет К. Керам в книге «Боги, гробницы, ученые» о маленьком железном амулете Тутанхамона: «Амулет относится к числу наиболее ранних железных изделий Египта, и... в гробнице, наполненной чуть ли не до отказа золотом, именно эта скромная находка имела наибольшую с точки зрения истории культуры ценность». Всего несколько железных изделий было найдено в гробнице фараона, среди них железный амулет бога Гора, небольшой кинжальчик с железным клинком и золотой рукояткой.

Ученые предполагают, что именно страны Малой Азии, где проживали племена хеттов, были местом возникновения черной металлургии. Из стран Малой Азии «тайны» изготовления железа распространились в Египте, Ассирии, Палестине. В Европу железо пришло из Малой Азии уже в I тыс. до н. э.; так в Европе начался железный век.

Первый способ получения железа назывался сыродутным. Сыродутные печи устраивали прямо на земле, обычно на склонах оврагов и канав. Они имели вид трубы. Эту трубу заполняли древесным углем, железной рудой. Уголь поджигали, и ветер, дувший в склон оврага, поддерживал горение угля. Железная руда восстанавливалась и получалась мягкая крица — железо с включениями шлака. Такое железо называлось сварочным, в нем содержалось много углерода и примесей, перешедших из руды. Век сварочного железа был долгим; однако людям древности и раннего средневековья было знакомо и другое железо.

Знаменитую булатную сталь (или булат) делали на Востоке еще во времена Аристотеля (IV в. до н. э.). Но технология ее изготовления держалась в секрете много веков.

Поскольку булат — это сталь с очень большой твердостью и упругостью, изготовленные из нее изделия обладают способностью не тупиться, будучи остро заточенными. Раскрыл секрет булата русский металлург П. П. Аносов. Он очень медленно охлаждал раскаленную сталь в специальном растворе технического масла, подогретого до определенной температуры; в процессе охлаждения сталь ковалась.

Химически чистое железо — серебристо-серый, блестящий, вязкий, по внешнему виду очень похожий на платину металл. Химически чистое железо устойчиво к коррозии и хорошо сопротивляется действию кислот. Однако ничтожные примеси лишают его этих драгоценных свойств: на земном шаре ежегодно «болеет» ржавчиной такое количество железа, кото­рое равняется четверти его годовой добычи. Чистое железо в отличие от всех других металлов обладает необычайно высокой склонностью к намагничиванию. Железные руды довольно широко распространены на Земле. Названия гор на Урале говорят сами за себя: Высокая, Магнитная, Железная. Агрохимики в почвах находят соединения железа.

Биохимики открыли важную роль железа в жизни растений, животных и человека. Входя в состав чрезвычайно сложно построенного органического соединения, называемого гемоглобином, железо обусловливает красную окраску этого вещества, от которого в свою очередь зависит цвет крови человека и животных. В организме взрослого человека содержится без малого 3 г чистого железа, 75% которого входит в состав гемоглобина. Основная роль гемоглобина — перенос кислорода из легких к тканям, а в обратном направлении — углекислого газа.

Железо необходимо и растениям. Оно входит в состав цитоплазмы, участвует в процессе фотосинтеза. Растения, выращенные на субстрате, не содержащем железа, имеют белые листья. Маленькая добавка железа к субстрату — и они приобретают зеленый цвет. Больше того, достаточно белый лист смазать раствором соли, содержащей железо, и вскоре смазан­ное место зеленеет. Прежде чем поговорить о свойствах металлов, делаем «загадочную паузу»:

• Самый распространенный в земной коре металл. (Алюминий)
  
• Металл, обнаруженный в упавших метеоритах. (Железо)
  
• Металл, обладающий бактерицидными свойствами. (Серебро)
  
• Металл, широко используемый в электротехнике. (Медь)
  

Строение кристаллов металлов.

Молекулы металлов одноатомны. В кристаллах металлов - металлическая связь. В узлах металлических кристаллических решеток располагаются катионы и атомы металлов, связанные посредством обобществленных внешних электронов, которые принадлежат всему кристаллу. Эти электроны компенсируют силы электростатического отталкивания между положительными ионами и тем самым связывают их, обеспечивая устойчивость металлической решетки.

Металлическая связь обусловливает все важнейшие физические свойства металлов.

Физические свойства металлов.

1) Твердость.

Все металлы, кроме ртути, при обычных условиях - твердые вещества. Однако, это свойство различно у различных металлов. Самые мягкие -натрий, калий, индий — можно резать ножом, самый твердый хром — царапает стекло.

Щелочные металлы хранят с большими предосторожностями - почти как Кощееву смерть: натрий - в керосине, литий - в вазелине из-за своей легкости. Керосин — в стеклянной скляночке, склянка — в асбестовой крошке, асбест - в жестяной баночке, та - в сейфе, сейф - под замком в лаборантской.

2) Металлы - тепло- и электропроводны.

Высокая электрическая проводимость обусловлена присутствием в их кристаллических решетках подвижных электронов, которые направленно перемещаются под действием электрического поля. При нагревании колебательные движения электронов в кристалле усиливаются, что затрудняет направленное передвижение электронов и ведет к снижению электрической проводимости.

Лучшие проводники электричества - серебро и медь, худшие - марганец, свинец и ртуть.

Так же изменяется и теплопроводность металлов, которая тоже вызвана высокой подвижностью свободных электронов, которые, сталкиваясь с колеблющимися ионами и атомами, обмениваются с ними энергией. Поэтому происходит быстрое выравнивание температуры по всему куску металла.

Опыт: в 3 стаканчика помещают серебряную, стальную и алюминиевую ложки, наливают горячей воды. Какая ложка быстрее нагрелась?

3) Пластичность.

Способность расплющиваться от удара или вытягиваться в проволоку под действием силы составляет важнейшее механическое свойство металлов. Оно лежит в основе такой уважаемой большинством народов мира профессии, как профессии кузнеца. Недаром среди богов разных верований почти единственным рабочим-богом был бог огня, покровитель кузнечного дела: у греков - Гефест, у римлян - Вулкан, у славян - Сварог.

Механическое воздействие на кристалл с металлической решеткой вызывает только смещение слоев атомов, а не сопровождается разрывом связи, поэтому металлы характеризуются высокой пластичностью.

Наиболее пластичны — золото, серебро и медь.

4) Плотность.

Металлы делят на легкие ( плотность меньше 5 г/см³) и тяжелые ( с плотностью больше 5 г/см³). Легкие - Li, Na, К, Mg, Al, Sc, Ti, тяжелые - Zn, Cu, Sn, Pb, Ag, Аu. Самый легкий металл - это Li, самый тяжелый - Os.
Легкие металлы - легкоплавки, цезий и галлий могут плавиться уже на ладони руки, а тяжелые - тугоплавкие. Наибольшей тугоплавкостью обладает W, это свойство используется для изготовления ламп накаливания. Кроме него в конструкцию лампы входят еще 7 металлов ( Sn, Pb, Sb, Zn, Cu, Fe,Ni).

5) Металлический блеск.

Это результат отражения световых лучей. В порошке все металлы, кроме А1 и Mg , теряют блеск и имеют черный или темно-серый цвет. Самые блестящие металлы - ртуть, серебро, палладий.

6) Металлы звенят.

Это свойство используется для изготовления колокольчиков. Самые звонкие - Cu, Ag, Аu. Медь звенит густым, гудящим звоном - «малиновый звон». Русские мастера лили колокола высокого качества, а жители городов и поселков жертвовали золотые и серебряные украшения, чтобы отливаемый для храмов колокол звучал лучше.

Демонстрация: звон золотого кольца, подвешенного на волосе. Так в некоторых ломбардах определяли подлинность принимаемых на комиссию золотых колец.

Затем проводим « химическую паузу», предлагая учащимся химические «перевертыши». Прослушав текст «перевертыша», учащиеся определяют правильное звучание фразы.

• Разговор - ртуть, крик - платина.( Слово - серебро, молчание - золото).
  
• Гладь металл, пока холодно. ( Куй железо, пока горячо).
  
• Пролежал холод, сушь и оловянные трубы. (Прошел огонь, воду и медные трубы).
  
• Не та грязь, что тусклая. ( Не то золото, что блестит).
  
• Звери живут за неметалл. ( Люди гибнут за металл).
  

В угожденье богу злата

Край на край встает войной,

И людская кровь рекой

По клинку течет булата.

Люди гибнут за металл.

4. Резюме. Самостоятельная работа.
   

Цель: повторить и обобщить знания о металлах, выявить степень усвоения учащимися материала.

Самостоятельная работа над вопросами и заданиями из карты самоконтроля и самооценки по теме, решение задачи : « Некий жилец второго подъезда пришел в гости в квартиру №8 поиграть в шахматы. Кто из них не уступил пешку или шах поставил — неизвестно. Но только они крупно провзаимодействовали, в результате чего жилец массой 0,8 г исчез, а вместо него образовалось 1,12 г его оксида. Определите, как звали пропавшего жильца, который любил ходить в гости?»

Затем работаем над заданиями по теме:

1. Приготовьте сообщение на тему: «Использование металлов в искусстве».
   
2. Какие физические свойства W лежат в основе его применения в лампах накаливания?
   
3. Какой объем водорода может быть получен при растворении в воде 120 г Са, если выход газа составляет 80% от теоретически возможного?
   
4. Почему Na и К хранят под керосином?
   
5. Предложите технологическую цепочку производства свинца из минерала галенита PbS. Запишите ОВР.
   

Выставляю отметки. Предлагаю учащимся домашнее задание.

Задание на дом: задания «Проверь себя».


Литература.


1. Богданова Н.А. Из опыта работы металлов главных подгрупп. //Химия в школе. – 2002. - №2.– С. 44 – 46.

2. Габриелян О.С. Настольная книга учителя химии. 9 класс. – М.: Блик и К⁰, 2001. – 397 с.

3. Габриелян О.С., Лысова Г.Г. методическое пособие. Химия 11 класс. – М.: Дрофа, 2003. – 156 с.

4. Евстифеева А.Г., Шевченко О.Б., Курень С.Г. Дидактический материал к урокам химии. - Ростов-на- Дону.: Феникс, 2004. – 348 с.

5. Егоров А.С., Иванченко Н.М., Шацкая К.П. Химия внутри нас. – Ростов-на- Дону.: Феникс, 2004. – 180 с.

6. Колтун М. Мир химии. – М.: Детская литература, 1988. – 303 с.

7. Ксенофонтова И.Н. Модульная технология: изучаем металлы. //Химия в школе. – 2002. - №2.- С. 37 – 42.

8. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Начала химии. – М.: Экзамен, оникс 21 век, 2001.– 719 с.

9. Курдюмов Г.М. 1234 вопроса по химии. – М.: Мир, 2004. – 191 с.

10. Ледовская Е.М. Металлы в организме человека. //Химия в школе. – 2005. - №3.– С. 44 – 47.

11. Пинюкова А.Г. Независимое расследование по теме «Щелочные металлы». //Химия в школе.– 2002. - №1. – С. 25 – 30.

12. Сгибнева Е.П., Скачков А.В. Современные открытые уроки химии. 8- 9 классы. – Ростов-на-Дону: Феникс, 2002. – 318 с.

13. Шиленкова Ю.В., Шиленков Р.В. Модуль: строение атомов, физические и химические свойства, применение щелочных металлов. //Химия в школе. – 2002. - №2. – С. 42 – 44.

14. Эткинс П. Молекулы. – М.: Мир, 1991. – 215 с.