Железо. Электронное строение атома

Красногвардейский район

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Коломыцевская средняя общеобразовательная школа»

«ЖЕЛЕЗО. ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ АТОМА. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА»

Учитель химии: Тарасова Л.В.

2016 год

Цели урока: создать условия для исследования учащимися физических и химических свойств железа на основе строения его атома, дальнейшего развития общеучебных и предметных умений (анализировать, сравнивать, делать выводы, экспериментально решать задачи, составлять молекулярные и ионные уравнения химических реакций, определять окислитель и восстановитель). Развития логико - смыслового мышления учащихся, памяти, химического языка; развивать их умение осуществлять самостоятельную деятельность на уроке; воспитывать культуру умственного труда, развивать коммуникативные качества личности.

Метод обучения: проблемный

Организационные формы: беседа, самостоятельная работа, практическая работа.

Средства обучения: маршрутная карта, инструкция, химическое оборудование, таблицы.

Демонстрационное оборудование: таблицы, опыты по коррозии железа, модели кристаллических решеток железа.

Оборудование на столах учащихся: железо, соляная кислота, разбавленная серная кислота, раствор сульфата меди (II), железный гвоздь, штатив для пробирок, магнит, стальная проволока, раздаточный материал по минералам и горным породам.

I.Мотивация. Актуализация знаний.

У каждого из нас есть свой адрес: это улица, дом, квартира. У химических элементов тоже есть свой «дом». Как он называется? Какие «адреса» имеют химические элементы? Сегодня мы познакомимся с одним из «жильцов» этого «дома».

Прошу внести черный ящик.

В черном ящике металл, который известен человеку с древнейших времен, он был «небесного» происхождения. Древнегреческое название металла - «сидерос» - означает «звездный», а древнеармянское название его - «еркат» - переводится, как «капнувший с неба». Обрабатывали его, как медь,, поэтому называли «небесной медью». Что это за металл? Какие вы знаете пословицы и поговорки, в которых упоминается железо? (Возможные ответы:

Куй железо, пока горячо. Железо ржа съедает, а завистливый от зависти погибает. Не кует железо молот, кует кузнец. За горячее железо не хватайся. Железа и змея боится. Железо уваришь, а злой жены не уговоришь. Железом золото добывается.)

Давайте попробуем назвать образные выражения, в которых фигурирует название данного химического элемента? (Возможные варианты ответов: железные мускулы, железная воля, железная логика, железный занавес, железные доводы, выжечь каленым железом.)

II. Изучение нового материала

Сейчас вы отправитесь в путешествие, чтобы познакомиться с удивительным химическим элементом - железом - и образованным им простым веществом. Для этого вам понадобится маршрутная карта. Внимательно рассмотрите ее и скажите, где вы сегодня побываете и что узнаете?

МАРШРУТНАЯ КАРТА

Дата: Тема:

Цели: изучить распространение и положение железа в Периодической системе, строение атома элемента, физические и химические свойства простого вещества.

Станция 1. Историческая

Сегодня на уроке мы познакомимся с металлом, который занимает 4-е место по распространённости в земной коре (после кислорода, кремния и алюминия) (4,65%) - железом. Считается, что в глубинах нашей планеты находится расплавленное «ядро» Земли, состоящее из сплава железа с никелем. «Земное» железо - практически всегда связанное в виде соединений, минералов магнетита Fe₃O₄ (магнитного железняка), гематита Fe₂O₃ (красного железняка), лимонита Fe₂O₃∙ nH₂O (бурого железняка), пирита FeS₂ (железного или серного колчедана) и других.

Лабораторная работа «Ознакомление с образцами природных соединений железа»

Учёные полагают, что первое железо, попавшее в руки человека, было метеоритного происхождения. Не случайно на некоторых древних языках железо именуется «небесным камнем». Самый крупный железный метеорит Гоба нашли на юго-западе Африки, в Намибии в 1920г., он весил около 60т. Уже в древности из этих небесных тел, так как они были прочными и твёрдыми, изготавливались различные предметы. Современные химические анализы огромного числа метеоритов, упавших на нашу планету, показали, что в составе железных метеоритов на долю железа приходится 91%.

У древних египтян железо ценилось так же высоко, как золото, - недаром железные лезвия, кинжалы и бусы находили в гробницах фараонов. Скорее всего, железные предметы попадали в Египет с Ближнего востока, где уже три тысячи лет назад начала развиваться чёрная металлургия. Позднее секретом получения «главного металла» овладели и в Европе. Так начался «железный век» - тот век, в котором мы и сейчас ещё живём. Ведь в настоящее время железные сплавы составляют почти 90% всего количества металлов и металлических сплавов.

Станция 2. «Визитка химического элемента»

Время стоянки 5 мин. Работая в паре, определите местоположение элемента в Периодической системе химических элементов, составьте электронную формулу атома. Сделайте записи в тетради:

а) порядковый номер

б) период

в) группа

г) подгруппа

д) схема расположения электронов атома железа по атомным орбиталям

е) электронная формула атома

Железо - элемент побочной подгруппы VIII группы и 4-го периода ПСХЭ

Д.И. Менделеева. Порядковый номер - 26. Это означает, что в состав атома железа входят 26 электронов и 26 протонов (заряд ядра +26). Относительная атомная масса железа - 56, следовательно в состав ядра входят 30 протонов (56-26=30).

Атомы железа устроены несколько отлично от атомов элементов главных подгрупп. Как и положено элементу 4-го периода, атомы железа имеют четыре энергетических уровня, но заполняется у них не последний, а предпоследний уровень. На последнем же уровне атомы железа содержат два электрона. Следовательно, распределение электронов по уровням в атомах железа таково: ₂₆Fe 2e^-, 8e^-, 14e^-, 2e^-.

Какие свойства (окислительные или восстановительные) проявляют атомы железа?

Подобно всем металлам, атомы железа проявляют восстановительные свойства.

Какую степень окисления при этом будет проявлять железо?

! +2

Часто при химических взаимодействиях атомы железа отдают не только два электрона с внешнего уровня, но и один электрон с предпоследнего уровня, при этом степень окисления атома повышается до +3.

Станция 3. «Информационная»

Время стоянки 5 минут. Работайте в парах.

Запишите в тетради физические свойства вещества:

а) цвет

б) запах

в) металлический блеск

г) твердость

д) пластичность

е) теплопроводность

ж) электропроводность

з) плотность

и) температура плавления

Это серебристо-белый блестящий металл. Пластичный. Температура плавления 1539^оС. Обладает способностью намагничиваться (демонстрация). Способен образовывать сплавы (чугуны и стали).

Станция 4. «Экспериментальная».

Время стоянки 10 минут. Работая в парах, проделайте опыты, составьте уравнения химических реакций, характерных для железа (см. таблицу.)

Взаимодействие железа:

С простыми веществами со сложными веществами

Fe + O₂ Fe + HCl

Fe + Cl₂ Fe + H₂SO₄ (разб.)

Fe + S Fe + CuCl₂

Fe + HNO₃ (разб.)

Fe + HNO₃ (конц.)

Fe + H₂SO₄ (конц.)

Вывод:

Станция 5. «Царство рыжего дьявола».

Дежурный по станции демонстрирует приготовленный за несколько дней опыт.

Перед вами 5 пронумерованных стаканов:

№1. Железный гвоздь + вода

№2. Железный гвоздь + раствор хлорида натрия

№3. Железный гвоздь + медная проволока + раствор хлорида натрия

№4. Железный гвоздь + алюминий + раствор хлорида натрия

№5. Железный гвоздь + раствор хлорида натрия + раствор щелочи

Давайте сравним полученные результаты. Почему в одних случаях коррозия усиливается, а в других замедляется? Объясните процессы, происходящие в каждом стакане? (Беседа).

Станция 6 «Геологическая»

Дежурный по станции делает сообщение о нахождении железа в природе. (Демонстрация минералов)

В Карелии известно несколько месторождений железных руд, крупнейшее из них - Костомукшское. Запасы его составляют миллиарды тонн. Руда содержит до 30% железа. После её переработки на Костомукшском горно-обогатительном комбинате получаются концентраты (окатыши) с содержанием железа до 60 - 70%. Железная руда Костомукшского месторождения залегает на небольшой глубине. Иногда она выходит на поверхность, что позволяет добывать её открытым способом, из карьера, без строительства шахт.

III. Первичная проверка усвоения знаний.

Станция 7. «Выбери задание»

Время стоянки 4 минуты. Работа индивидуально, выполните одно задание (по выбору).

Условные обозначения: ∆ - задание на «3»

□ - задание на «4»

⌂ - задание на «5»

Задания

∆ Закончите уравнения реакций. Напишите его в полном и сокращенном ионном видах.

Fe + Hg(NO₃)₂ =

Fe + H₂SO₄ (разб.)=

□ Напишите уравнения реакций в соответствии со схемой:

Fe →FeCl₂→Fe(OH)₂→FeSO₄

Fe→FeCl₃→Fe(OH)₃→Fe(NO₃)₃

⌂ Определите неизвестное вещество и напишите уравнения реакций в соответствии со схемой.

FeO→X→ Fe(OH)₂→ Fe(Cl)₂

FeCl₃→X→Fe₂O₃→ Fe(NO₃)₃

IV. Закрепление знаний.

Станция 8. «Расчетная»

Решите задачу.

В-1. Какое соединение богаче железом: оксид железа (II) или железная окалина (Fe₃O₄)?

В-2. Какое соединение богаче железом: сульфид железа (II) или пирит (FeS₂)?

Станция 9 «Конечная»

V. Рефлексия. Подведение итогов урока

Домашнее задание: п. 21.7. вопросы 3-5,10-12,с.215

Придумать рекламу выбранного способа защиты металлов от коррозии. Это могут быть плакаты, краткие, эмоционально окрашенные высказывания, лозунги.

Букет настроений.