План открытого урока по химии в 9-ом классе на тему "Щелочные металлы"

План открытого  урока по химии в 9 классе на тему: «Щелочные металлы»

 Цели занятия:

• освоить новый материал.
• систематизировать ранее полученные знания по темам: «Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева», «Металлы», «Строение атома».
• развивать мышление
• развивать умение формулировать и аргументировать собственное мнение.
• развивать аналитические способности.
• совершенствовать коммуникативные навыки при работе в группе.

Тип занятия: освоение нового материала.

Оснащение: компьютер, таблица по технике безопасности, диск “Виртуальная лаборатория по химии”

Оборудование: коллекция щелочных металлов, коллекция применения щелочных металлов.

Ход урока

1. Организационный  момент.

2. Вводное слово.

Мы изучаем раздел «Металлы», и вы знаете, что металлы имеют большое значение в жизни современного человека. На предыдущих уроках мы изучили общие сведения о металлах: положение в периодической таблице, особенности строения атомов, изучили общие физические и химические свойства, а также общие способы получения металлов. Сегодня приступаем к изучению наиболее ярких представителей в химическом отношении, самых активных щелочных металлов. Для того чтобы усвоить материал урока, нам необходимо вспомнить наиболее важные вопросы, которые рассматривали на предыдущих уроках.

3. Актуализация  знаний.

 

Учитель: На какие две большие группы происходит деление химических элементов?

- На металлы и неметаллы.

 

Учитель: Где находятся металлы в периодической системе Д.И. Менделеева?

- В периодической системе  элементы – металлы расположены  в начале всех периодов, а также  в четных рядах больших периодов  побочных подгруппах. Условной границей, отделяющей металлы от неметаллов, служит диагональ, отведенная  от бора к астату. Металлы оказываются  левее и ниже этой прямой, неметаллы  – правее и выше, а элементы, находящиеся вблизи прямой, имеют  двойственную природу, их называют  амфотерными.

Учитель: Какие группы естественных семейств в периодической системе мы знаем?

– Мы знаем особые группы отдельных металлов: щелочные металлы, щелочно-земельные металлы, редкоземельные металлы (иттрий, лантан и лантаноиды).

– Благородные металлы (серебро, золото и шесть платиновых металлов) . Платиновые металлы (платиноиды, рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина) металлы подгруппы алюминия.

Учитель: Каковы особенности строения атомов металлов?

 Атомы металлов имеют  сравнительно большие атомные  радиусы, поэтому их внешние  электроны значительно удалены  от ядра и слабо сними связаны.  И вторая особенность, которая  присуща атомам наиболее активных  металлов – это наличие на  внешнем энергетическом уровне 1-3 электронов.

Учитель: Как особенности строения атома влияют на физические свойства?

- Характерные физические  свойства металлов металлический  блеск, электрическая проводимость, теплопроводность, Связана с особенностью  строения кристаллических решеток  атомов металлов. В узлах располагаются  атомы и положительные ионы  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.

Учитель: Как особенности строения металлов влияют на их химические свойства?

- Самое характерное химическое  свойство всех металлов – их  восстановительная способность,  т.е. способность атомов легко  отдавать свои внешние электроны,  превращаясь в положительные  ионы. Металлы не могут быть окислителями, т. е. атомы металлов не могут присоединять к себе электроны.

Учитель: Тема нашего урока “Щелочные металлы”

Задачи нашего урока: Дать общую характеристику щелочным металлам. Рассмотреть их электронное строение, сравнить физические и химические свойства. Узнать о важнейших соединениях металлов. Определить области применения этих соединений.

Учитель: Что мы будем изучать в этой теме? Каков наш план урока?

- Мы будем изучать положение  щелочных металлов в периодической  системе; строение атома щелочных  металлов, физические и химические  свойства и применение щелочных  металлов.

Учитель: Наш план урока написан на доске, будем работать соответственно плана.

1. Положение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева.
2. Строение атома щелочных металлов.
3. Физические свойства.
4. Химические свойства.
5. Применение щелочных металлов.

Учитель: Исходя, из полученных ранее знаний ответим на следующие вопросы: Для ответа воспользуемся периодической системой химических элементов Д.И. Менделеева .

1. Перечислите щелочные металлы

 

- Это литий, натрий, калий,  рубидий, цезий, франций.

 

2. Почему данные металлы назвали щелочными

 

- При взаимодействии с  водой они образуют растворимые  в воде основания – щелочи.

 

3. Где располагаются щелочные металлы в ПСХЭ Д.И.Менделеева ?

     - Щелочные  металлы – это элементы главной  подгруппы первой группы Периодической  системы Д.И. Менделеева.

4. Почему данные металлы Д.И. Менделеев объединил в одну группу?

 

- На внешнем энергетическом уровне атомы элементов содержат по одному электрону, находящемся на сравнительно большом удалении от ядра.

         - Они легко отдают электроны, поэтому являются очень сильными        восстановителями. Во всех соединениях проявляют степень окисления +1.

Учитель: Просматриваем кадры виртуальной лаборатории, вы внимательно смотрите и готовите ответы на вопросы.

(Кадры о положение  в периодической системе и  строение атома)

Учитель: Какую степень окисления проявляют щелочные металлы в соединениях?

- Щелочные металлы проявляют  степень окисления + 1

Учитель: Как изменяются восстановительные свойства щелочных металлов от лития к цезию?

-  От лития к цезию восстановительные свойства усиливаются, активный металл цезий. Это наиболее типичные представители металлов: металлические свойства выражены у них особенно ярко.

Учитель: Сделаем вывод о строении атома щелочных металлов.

- У щелочных металлов одинаковое количество электронов на внешнем уровне, и они проявляют одинаковую степень окисления.

Учитель: Записать строение атомов щелочных металлов в тетрадь.

 

Итак, мы рассмотрели положение  щелочных металлов в периодической  системе, рассмотрели строение атомов щелочных металлов. Обратим внимание на коллекцию щелочных металлов, их хранят в керосине, легко режутся  ножом и быстро окисляются на воздухе. Исходя из строения атома, познакомимся с физическими свойствами щелочных металлов. Для металлов характерна низкая твердость, вернее мягкость, труднее  всего резать литий, тогда как  натрий и калий легко поддаются  скальпелю. На основании таблицы, сделаем  вывод о физических свойствах  щелочных металлов.

 

 

 

Таблица

Некоторые физические свойства щелочных металлов

металлы	цвет	Радиус,нм	t пл.,С	t кип., C	плотность г/см3	твердость
литий	Серебристо- белый	155	179	137	0,53	0,6
натрий	тот - же	189	97,8	883	0,97	0,4
калий		236	63,7	766	0,86	0,5
рубидий		248	38,7	713	1,52	0,3
цезий	золотисто - белый	267	28,5	690	1,87	0,2
франций	В природе не существует в таких количествах, которые  достаточны для изучения его свойств.

Вопросы:

Учитель: Каков внешний вид и твердость щелочных металлов?

- Щелочные металлы серебристо-белые  вещества (режутся ножом), с характерным  блеском на свежесрезанной поверхности.

Учитель: С возрастанием радиуса атома, от лития к цезию, наблюдается закономерность в их физических свойствах. Обратите внимание на таблицу. Как изменяется плотность щелочных металлов в группе?

- Все они легкие и  легкоплавкие плотность их меньше 5 г/см³,

Учитель: Сравните щелочные металлы по твердости.

- Самый твердый из щелочных  металлов литий, самый легкий  цезий.

Учитель: Сделаем вывод исходя из физических свойств щелочных металлов.

- По мере увеличения  характера изменения физических  свойств, возрастает плотность  металлов, а твердость, температура  плавления и кипения уменьшаются.

Затем учащиеся сравнивают физические показатели плотности металлов и температуры плавления. Делают вывод о зависимости температуры  плавления от плотности металла.

Проблема: В каком виде щелочные металлы встречаются в природе?

Почему в природе  щелочные металлы в основном существуют в виде соединений?

Ответ: В природе щелочные металлы находятся в виде соединений, потому что обладают высокой химической активностью, которая в свою очередь, зависит от особенностей электронного строения атомов (наличие одного неспаренного электрона на внешнем энергетическом уровне)

Физкультминутка – отдых глазам.

Учитель объясняет тему

Способы получения щелочных МЕ: 

1. Для получения щелочных металлов используют в основном электролиз расплавов их галогенидов, чаще всего — хлоридов, образующих природные минералы:

2 LiCl → 2 Li + Cl₂

катод: Li⁺ + e → Li

анод: 2Cl⁻ — 2e → Cl₂ 

2. Иногда для получения щелочных металлов проводят электролиз расплавов их гидроксидов:

4 NaOH →4 Na + 2 H₂O + O₂

катод: Na⁺ + e → Na

анод: 4OH⁻ — 4e → 2H₂O + O₂ 

3. Щелочной металл может быть восстановлен из соответствующего хлорида или бромида кальцием, магнием, кремнием и др. восстановителями при нагревании под вакуумом до 600-900 °C:

2 MCl + Ca → CaCl₂ +2 M

 

Поскольку щелочные металлы в электрохимическом  ряду напряжений находятся левее  водорода, то электролитическое получение  их из растворов солей невозможно; в этом случае образуются соответствующие  щёлочи и водород .

Физические свойства:  

Все металлы этой подгруппы  имеют серебристо-белый цвет (кроме  серебристо-жёлтого цезия), они очень  мягкие, их можно резать скальпелем. Литий, натрий и калий легче воды и плавают на её поверхности, реагируя с ней. 

Плотность возрастает от Li (0,58 г/см³) к Cs (2,44 г/см³). Температура плавления уменьшается от Li (180˚) к Cs (28,6˚).

Химические свойства:  

Свойства ЩМ сильно различаются. Пожалуй, общее у них – это взаимодействие с водой с образованием соответствующей щелочи и выделением водорода, а также взаимодействие с галогенами (Hal – элементы VII A группы: F_2, Cl₂, Br₂, I₂) с образованием галогенидов.

1. ЩМ + О₂:

ЩМ (кроме Li) при взаимодействии с кислородом в качестве основного продукта образуют пероксиды:

4 Li + O₂ → 2 Li₂O 

2 Na + O₂ → Na₂O₂

Оксиды натрия и калия  могут быть получены при нагревании смеси пероксида с избытком металла в отсутствии кислорода:

К₂О₂ + 2К → 2 К₂О

1. ЩМ + Н₂:

ЩМ при взаимодействии с водородом образуют гидриды:

2 М + Н₂ → 2 МН

2. ЩМ + Сl₂:

ЩМ при взаимодействии с хлором образуют хлориды:

2 M + Cl₂ → 2 MCl

3. ЩМ + S:

ЩМ при взаимодействии с серой образуют сульфиды:

2 M + S →M₂S

Все ЩМ активно взаимодействуют  с водой, образуя щелочи:

2 М + 2 НОН → 2 МОН  + Н₂ 

Демонстрационный  опыт: В одну пробирку прилить небольшое количество средства «Шуманит», в состав которого входит щелочь, и добавить 2-3 капли фенолфталеина. Отметить цвет. В другую пробирку налить уксусную кислоту, добавить 2-3 капли фенолфталеина. Изменился ли цвет раствора? Для запоминания цвета фенолфталеина в щелочной среде (в случае его применения в качестве индикатора) существует мнемонические правило:

Фенолфталеиновый — в щелочах малиновый 

Но, несмотря на это, в кислотах он без цвета.

Давайте попробуем осуществить  цепочку превращений, составив уравнения  реакций: 

___________    

|                      ↓

Li → Li₂O →LiOH → LiCl         

|_______________↑ 

 

1. 4 Li + O₂ → 2 Li₂O
2. Li₂O + H₂O → 2 LiOH
3. LiOH + HCl → LiCl + H₂O
4. 2Li + 2 H₂O → 2 LiOH + H₂
5. Li₂O + 2 HCl → 2 LiCl + H₂O

 

Применение соединений щелочных Ме

В свободном виде в природе ЩМ не встречаются из-за своей исключительно  высокой химической активности.

NaCl- хлорид натрия, поваренная соль.

Na₂CO₃ – карбонат натрия, кристаллическая сода, применяют в производстве стекла, мыла, бумаги.