Положение металлов в периодической системе. Строение их атомов, кристаллических решеток. Физические свойства металлов

Положение металлов в периодической системе. Строение их атомов, кристаллических решеток. Физические свойства металлов

Элементы содержания: положение металлов в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Типы химических связей; металлическая связь. Типы кристаллических решеток; металлическая кристаллическая решетка.

Требования к уровню подготовленности выпускников.

Уметь: характеризовать связь между составом, строением и свойствами металлов.

Цель: сформировать у учащихся представление о зависимости физических свойств металлов от типа их кристаллической решётки и особенностей строения атома.

Оборудование: образцы металлов, изделия из металлов, прибор для изучения электропроводности веществ, модели металлических кристаллических решёток.

Ход урока

I. Беседа.

Учитель просит учащихся перечислить, где и как используются изделия из металлов. Подводит итог: без металлов невозможно существование современной цивилизации.

II. Объяснение нового материала.

Простым веществам металлам соответствуют металлические и переходные химические элементы. Их в периодической системе большинство: они располагаются во всех побочных подгруппах, к ним относятся также лантаноиды и актиноиды. В главных подгруппах металлы располагаются слева от диагонали между В и At.

На внешнем энергетическом уровне у металлов находится до 3 электронов. Если электронов больше 3, то у атома большой радиус. Это приводит к тому, что электроны внешнего энергетического уровня легко отрываются. Поэтому в металлической кристаллической решётке в узлах находятся атомы и катионы, а между ними – свободные электроны, или «электронный газ».

Металлические кристаллические решетки могут иметь различную структуру:

– кубическая объемноцентрированная структура: атомы находятся в вершинах и центре куба. Это самая неплотная упаковка у металлов, она характерна для щелочных металлов (натрия, калия, лития), железа, хрома, вольфрама;

– кубическая гранецентрированная структура: атомы находятся в вершинах и центрах сторон куба. Это плотная упаковка, она характерна для меди, серебра, золота, платины;

– гексагональная структура: атомы располагаются в углах правильных шестиугольников. Это плотная упаковка, характерная для бериллия, магния, цинка, осмия.

Именно «электронный газ» определяет общие физические свойства металлов: металлический блеск, теплопроводность, электропроводность, ковкость и пластичность.

Демонстрация образцов металлов и их электропроводности.

Металлы различаются цветом (так, например, алюминий – белый металл, золото – желтый, медь – красный), температурами плавления (самый легкоплавкий металл – ртуть, ее t_пл = –39 °С; самый тугоплавкий – вольфрам, t_пл = +3410 °С), плотностью (один из самых легких металлов – литий, его плотность 0,539 г/см³; самый тяжелый металл – осмий, его плотность 22,61 г/см³), твёрдостью (мягкие металлы: натрий, калий, цезий, легко режутся ножом; твердый металл – хром, режет стекло), пластичностью (самая высокая пластичность у золота: из 1 г золота можно вытянуть проволоку длиной 3 км; наименее пластичен хром), электропроводностью (лучше всех проводит ток серебро, хуже всех – ртуть, электропроводность серебра в 50 раз превышает электропроводность ртути) и теплопроводностью (наиболее теплопроводно серебро, его теплопроводность в 500 раз выше, чем у стекла; менее всех теплопроводна ртуть). То есть обладая общими физическими свойствами, металлы различаются степенью их проявления.

Домашнее задание: § 4 (читать), § 5, упр. 2, и § 6 упр. 1, 3, 4.