Щелочные металлы

«Общая характеристика щелочных металлов» ТЕМА:                                                           1 Задачи:  Образовательные 1. Дать общую характеристику щелочных металлов в свете общего,  особенного и единичного. 2. Продолжить  формирование умений прогнозировать свойства простого  вещества на основе положения химического элемента в Периодической  системе химических элементов. 3. Познакомить учащихся с практическим применением щелочных  металлов. 4. Способствовать формированию устойчивого интереса к изучаемому  предмету, используя исторические хроники, стихи, демонстрационные  эксперименты. 1. Показать значимость химических знаний для современного наукоемкого Воспитательные производства. 1.  Заинтересовать работой пассивную часть учащихся, используя различ­      ные по сложности задания.  Развивающие Тип урока: изучение нового материала. Оборудование: штатив с пробирками, стакан, нож, фильтровальная бумага,  спиртовка, нихромовая проволока. Реактивы: натрий, вода, фенолфталеин, растворы хлорида натрия, калия. План урока: 1. Проверка выполнения домашнего задания. 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. 1­й 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 химика­органика спросите, Он скажет вам: «Без лития никак!» Итак, мы с вами убедились Насколько важен этот элемент. Космические силы накопили Его в земле порядочный процент. 2­й 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! 3­й 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! 4­й ученик: Рубидий. Ряд линий в спектре ярко­красных 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! 5­й ученик: Цезий. Две линии небесно­голубые 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. 6­й 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 Учитель: Чем различаются атомы щелочных металлов и что у них общего?                            1S2 2 S2 2Р6 3S1                                    1S2 2S2 2Р6 3S2 3Р6 4S1 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. Плотность г/см3 Тплав.ºС Li 0,534 180,5 Na 0,968 97,83 K 0,8698 Rb 1,472 63,51 39,3 Cs 1,873 28,7 Fr 2,3­2,5 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 Эти реакции рассмотрите как окислительно­восстановительные. 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 + S = 2Na2S 4) Взаимодействие натрия с концентрированной соляной кислотой: 2Na + 2Н2О = 2NaОН + Н2↑ 2Na + 2НCl = 2NaCl + Н2↑ 5)Окрашивание пламени соединениями щелочных металлов. Качественной реакцией на щелочные металлы является окрашивание пламени  их катионами. Ион Li+ окрашивает пламя в карминно­красный 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. 10. Открыт Бунзеном. 11. Недолгоживущий, радиоактивный химический элемент. 12. Открыт Маргаритою Перей. 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: VIII. Домашнее задание: § 11 с. 44­45, упр. 2 после § 11.