Просмотр содержимого документа
«Щелочные металлы.»
ТЕМА: 1
«Общая характеристика щелочных металлов»
Задачи:
Образовательные
Дать общую характеристику щелочных металлов в свете общего, особенного и единичного.
Продолжить формирование умений прогнозировать свойства простого вещества на основе положения химического элемента в Периодической системе химических элементов.
Познакомить учащихся с практическим применением щелочных металлов.
Способствовать формированию устойчивого интереса к изучаемому предмету, используя исторические хроники, стихи, демонстрационные эксперименты.
Воспитательные
Показать значимость химических знаний для современного наукоемкого производства.
Развивающие
1. Заинтересовать работой пассивную часть учащихся, используя различ-
2. Активизация знаний по теме. Сообщение цели урока.
3. Формирование знаний о щелочных металлах как химических элементах и как простых веществах.
4. Формирование знаний о получении и применении щелочных металлов.
5. Химический диктант.
6. Решение задач.
7. Подведение итогов урока.
8. Домашнее задание.
СОДЕРЖАНИЕ: 2
Организационный момент.
I. Проверка домашнего задания.
1. Фронтально – беседа по вопросам:
а) В каком виде металлы встречаются в природе?
б) Что такое металлургия? Какие процессы она включает?
в) Какие виды металлургических процессов вам известны?
г) В чем сущность пирометаллургического метода получения металлов?
д) В чем сущность гидрометаллургического метода получения металлов?
е) Что такое электрометаллургия? Какие металлы получают этим методом?
(3 минуты)
2. Выполнение письменной проверочной работы по вариантам:
Учащиеся на карточках получают задания различного уровня сложности. На выполнение задания – 5 минут.
II. Активизация знаний по теме. Сообщение цели урока.
Учитель: Сегодня мы познакомимся с представителями металлического мира – щелочными металлами, узнаем много интересного о них. Познакомимся с особенностями строения их атомов, физическими и химическими свойствами. Узнаем о применении щелочных металлов. Это и будет целью нашего сегодняшнего урока. Запишем в рабочих тетрадях тему нашего урока «Общая характеристика щелочных металлов» (слайд № 1) . План урока… (слайд № 2). Так кто же они – щелочные металлы. Послушайте внимательно своих одноклассников и выделите для себя все самое необычное, связанное с ними.
1-й ученик: Литий.
Пурпурным светом в пламени вулканов
Из недр земли выходит он на свет
Чтобы затем трудиться неустанно
В крылатых сплавах и оптическом стекле.
Он в чистом виде нежно серебристый
И мягок – даже режется ножом.
Он плавает в воде и очень быстро
При этом вытесняет водород.
Используется как теплоноситель
Он в ядерных реакторах всегда.
А химика-органика спросите,
Он скажет вам: «Без лития никак!»
Итак, мы с вами убедились
Насколько важен этот элемент.
Космические силы накопили
Его в земле порядочный процент.
2-й ученик: Натрий.
Великий химик Гемфри Деви
Металлу натрию отец.
Свое открытие он сделал
На соде и на поташе. 3
Их электролизу подвергнув,
Он два металла получил,
И натрий был получен первым
Среди металлов щелочных.
Вот светом золотистым ярким
На улицах и площадях
В экономичных натриевых лампах
Сияет он в развешенных шарах.
В каталитических процессах
Нам обойтись без натрия нельзя
А с кадмием он, как известно
По свойствам уникальный сплав.
В природе натрий есть повсюду,
В воде и в воздухе он есть
И чтоб проверить крепость дружбы
Пуд соли вместе надо съесть!
3-й ученик: Калий.
Он Соликамска уроженец
И худо будет без него
В природе множество растений
Без калия не проживет.
Собьется с ритма наше сердце
Без калия – ты это знай.
Без калия и не надейся
Собрать хороший урожай!
Он фантастически активен,
Горит на воздухе, в воде
И фиолетовый красивый
При этом излучает свет!
А вот с ионом бихромата
Он коже дал красивый вид
Неплохо в лайковых перчатках
Весной по городу ходить!
4-й ученик: Рубидий.
Ряд линий в спектре ярко-красных
Киргоф и Бунзен вдруг нашли
Для элемента – это паспорт
И новый элемент Рубидий нарекли.
Рубидий наш буквально недотрога,
Горит на воздухе, взрывается в воде.
В земной коре его совсем немного
Он в минеральных водах и слюде.
Рубидий обнаружен в свекле,
Он в почве есть, в морской воде,
Рубидий в виноградном соке
Вот что такое этот элемент!
5-й ученик: Цезий.
Две линии небесно-голубые
Открыли Бунзен и Киргоф
И новый элемент по цвету линий
Был ими цезием сейчас же наречен.
4
В природе цезия совсем немного
Его содержит минерал поллук
Химически наш цезий недотрога
На воздухе он вспыхивает вдруг.
Металл он легкоплавкий, серебристый
Легко расплавится в руке
Цветной без цезия не обойдется телевизор,
Известен цезиевый элемент.
Да, кстати, фотоэлементы
Содержат цезий – пленкой на стекле
Чувствительность их просто беспримерна
Ведь реагируют они на инфракрасный свет.
6-й ученик: Франций.
В 20 веке обнаружен
Он Маргаритою Перей
Так эта милая француженка
Нам подарила новый элемент.
Похож по свойствам он на цезий,
Не больше часа жизнь его…
В различных ядерных процессах
Участвует его ядро!
III. Формирование знаний о щелочных металлах как химических элементах и как простых веществах:
1.Щелочные металлы – химические элементы
Учитель: Так в чем же необычность щелочных металлов?
Учащиеся самостоятельно характеризуют положение ЩМ в ПСХЭ (главная подгруппа I группы). Приглашаются трое учащихся, которые на доске записывают электронное строение атомов лития, натрия, калия. Остальные учащиеся выполняют это задание в тетрадях.
Ответ:
Li +3) ) Na +11) ) ) К +19) ) ) )
2 1 2 8 1 2 8 8 1
1S2 2 S1 1S2 2 S2 2Р6 3S1 1S2 2S2 2Р6 3S2 3Р6 4S1
Учитель: Чем различаются атомы щелочных металлов и что у них общего?
В электронном строении атомов щелочных металлов одинаковое число электронов на последнем энергетическом уровне – один S не спаренный электрон, ЩМ проявляют постоянную степень окисления +1, а различие в том, что разные заряды ядер и радиусы атомов (увеличиваются от лития к калию и далее до франция).
Учитель: Атомы каких металлов будут легче отдавать электроны?
Чем больше радиус атома, тем легче отдают металлы электроны с последнего энергетического уровня. Среди трех первых химических элементов с наиболее ярко выраженными восстановительными свойствами будет калий.
Учитель: Какова кристаллическая решетка у щелочных металлов
У щелочных металлов – металлическая кристаллическая решетка. 5
В узлах кристаллической решетки находятся нейтральные атомы и положительно заряженные ионы, а между ними – свободные электроны. Это электроны
последнего уровня, свободны они потому, что не прочно связаны с ядром. С увеличением радиуса атома щелочного металла уменьшается прочность кристаллической решетки у металлов от лития к цезию.
2. Физические свойства щелочных металлов. Слайд №3. (Рассказ учителя)
Каковы физические свойства щелочных металлов?
Все щелочные металлы обладают металлическим блеском, тепло- и электропроводностью, плавятся при низких температурах, легки и пластичны. Щелочные металлы легко режутся ножом. Все они (за исключением желтоватого цезия) серебристо-белые. Хранят их под слоем керосина или парафина.
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
Плотность
г/см3
0,534
0,968
0,8698
1,472
1,873
2,3-2,5
Тплав.ºС
180,5
97,83
63,51
39,3
28,7
21
Плотности ЩМ возрастают от лития к Францию, температуры плавления, наоборот, уменьшаются. Все ЩМ (кроме Li) плавятся ниже температуры кипения воды.
3. Химические свойства щелочных металлов. (слайд № 4)
Исходя из электронного строения атомов ЩМ можно предположить, что они являются очень сильными восстановителями, т.к. обладают большим атомным радиусом и содержат только 1 электрон на внешнем энергетическом уровне, который легко отдают при взаимодействии с другими соединениями.
Как изменяются химические свойства ЩМ в подгруппе при увеличении порядкового номера элемента?
С увеличением № ЩМ увеличивается атомный радиус элементов, увеличивается число атомных слоев, следовательно, легкость отдачи электронов возрастает. Поэтому, восстановительные свойства ЩМ в подгруппе сверху вниз увеличиваются. Самый сильный восстановитель в ПСХЭ – Fr.
Как и все металлы, ЩМ взаимодействуют с неметаллами (кислородом, серой, хлором, водородом и другими), вытеснять из оксидов и солей менее активные металлы, вытеснять из кислот водород, взаимодействовать с водой.
Давайте убедимся в этом!
Демонстрационный эксперимент:
Общие свойства ЩМ будем рассматривать на примере натрия.
1) Взаимодействие натрия с кислородом.
Демонстрируется свежий блестящий срез ЩМ, быстро тускнеющий на свету. Объясняется это явление чрезвычайно высокой химической активностью
6
этих металлов, поэтому на воздухе ЩМ покрыты пленкой сложного состава (оксиды, пероксиды, гидроксиды, в случае лития еще и нитриды). Литий
образует нормальный оксид при сгорании на воздухе, остальные щелочные металлы образуют пероксиды.
4Li + О2 = 2 Li2О
2Na +О2 = Na2О2
Оксид натрия можно получить слабым нагреванием в недостатке кислорода или нагреванием смеси пероксида с избытком металла:
4Na +О2 = 2Na2О Na2О2 + 2Na = 2Na2О
2)Взаимодействие с другими окислителями – водородом, галогенами, серой: 2Na +Н2 = 2NaН
2Na +Сl2 = 2NaСl 2Na + S = 2Na2S
Эти реакции рассмотрите как окислительно-восстановительные. 2 ученика выходят к доске и записывают электронный баланс для этих реакций.
3) Взаимодействие с водой:
Щелочные металлы бурно взаимодействуют с водой с образованием щелочи и выделением водорода.
2Na + 2Н2О = 2NaОН + Н2↑
4) Взаимодействие натрия с концентрированной соляной кислотой:
Качественной реакцией на щелочные металлы является окрашивание пламени их катионами. Ион Li+ окрашивает пламя в карминно-красный цвет, ион Na+ - в желтый, К+ - в фиолетовый.
IV. Формирование знаний о получении и применении щелочных металлов. (слайды № 5,6,7)
Заранее ученик получил задание подготовить сообщение на эту тему.
Учащийся у доски рассказывает о получении и применении щелочных металлов.
V. Химический диктант.
Учащиеся делятся на 4 варианта. Учитель диктует вопрос, а учащийся в соответствии со своим вариантом отвечает на него «да» или «нет».
1 вариант – Li
2 вариант – Na
3 вариант – K
4 вариант – Rb
Вопросы:
1. Порядковый номер вашего химического элемента – 19.
2. Заряд ядра +37.
3. Число электронов последнего энергетического уровня равно 1.
4. Радиус атома больше чем радиус атома натрия.
5. Более сильный восстановитель, чем калий. 7
6. Хранится под слоем вазелина.
7. Хранится под слоем керосина.
8. Имеет всего два энергетических уровня.
9. Бурно взаимодействует с водой с образованием щелочи и водорода.
13. Используется как теплоноситель в атомных реакторах.
14. Получают электролизом солей.
15. Может вытеснять из растворов солей менее активные металлы.
16. Окрашивает пламя в малиновый цвет.
17. Обнаружен в некоторых сортах свеклы.
VI. Решение задач. (слайд № 8)
Учитель: Теперь решим задачу.
Задача: Гидрид натрия NaH взаимодействует с водой с образованием щелочи и газообразного водорода. Напишите химическое уравнение этой реакции. Вычислите объем водорода, образующегося из 60 г гидрида натрия.
Наиболее подготовленные учащиеся решают индивидуально задачи
(по карточкам).
VII. Подведение итогов урока. (слайд № 9)
Учитель подводит итоги урока, выставляет оценки и просит учащихся ответить на вопросы:
