Giáo án Hóa 12 Cánh diều Bài 13: Cấu tạo và tính chất vật lí của kim loại

Hoạt động 1: Tìm hiểu đặc điểm cấu tạo và liên kết kim loại.

Mục tiêu: HS nắm được đặc điểm cấu tạo và liên kết kim loại

Hoạt động của GV và HS

Sản phẩm dự kiến

Giao nhiệm vụ học tập: GV chia lớp thành các nhóm nhỏ mỗi nhóm 4 thành viên hoàn thành phiếu học tập số 2. Các nhóm trả lời các câu hỏi vào bảng phụ.

Phiếu học tập số 2:

Nhiệm vụ 1: Đặc điểm cấu tạo nguyên tử KL

1. Cho các nguyên tố sau: Na (Z = 11), Al (Z = 13), Fe (Z = 26),

a. Viết cấu hình e của các nguyên tử, xác định vị trí (chu kì, nhóm) của các nguyên tố.

b. Nhận xét về số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tố trên

c. So sánh bán kính của nguyên tử kim loại so với bán kính của các nguyên tử phi kim trong cùng chu kỳ.

Nhiệm vụ 2: Cấu tạo tinh thể kim loại

2. Trả lời các câu hỏi sau

a. Hãy cho biết kim loại tồn tại ở thể nào?

b. Xem mô hình 13.2 sách CD trang 173 ,hãy cho biết vị trí (nút mạng, xung quanh nút mạng) và chuyển động (tự do, gần như đứng yên) trong mạng tinh thể kim loại

c. Hãy dự đoán trong tinh thể kim loại, dựa trên khả năng chuyển động của electron có thể gây ra những tính chất vật lí nào của kim loại?

Nhiệm vụ 3: Liên kết kim loại

Hãy cho biết liên kết kim loại là gì? Dựa vào kiến thức liên kết ion và liên kết cộng hoá trị đã học, hãy so sánh liên kết kim loại với liên kết cộng hoá trị và liên kết ion.

Thực hiện nhiệm vụ: HS hoàn thành phiếu bài tập

Báo cáo, thảo luận: 3 nhóm hoàn thành sớm và nhanh nhất sẽ treo bảng phụ lên bảng, giáo viên yêu cầu các nhóm báo cáo trình bày kết quả.

Kết luận, nhận định: GV nhận xét, đưa ra kết luận.

Nhiệm vụ 1:

- Cấu hình e:

Na (Z = 11): 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ chu kì 3, nhóm IA.

Al (Z = 13): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹ chu kì 3, nhóm IIIA.

Fe (Z = 26): 1s²2s² 2p⁶3s² 3p⁶ 3d⁶4s² chu kì 4, nhóm VIIIB

- Nhận xét: Các kim loại thường có 1,2,3 e ở lớp ngoài cùng

- Trong cùng chu kỳ, bán kính nguyên tử kim loại lớn hơn bán kính của nguyên tử phi kim.

Nhiệm vụ 2:

- Ở điều kiện thường, các kim loại tồn tại ở thể rắn ( trừ thuỷ ngân) và có cấu tạo tinh thể.

- Vị trí

+ Cation kim loại: Nút mạng- đứng yên

+ electron hoá trị: xung quanh nút mạng – chuyển động tự do.

- Dự đoán được khi các electron chuyển động tự do có thể gây ra tính chất dẫn điện, dẫn nhiệt, tính dẻo, ánh kim của kim loại.

Nhiệm vụ 3:

Liên kết kim loại là liên kết dược hình thành từ lực hút tĩnh điện giữa các cation kim loại và các electron hoá trị tự do trong tinh thể kim loại.

Liên kết ion là liên kết được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa 2 ion mang điện tích trái dấu.

Liên kết cộng hoá trị: được hình thành hình thành bằng việc dùng chung một hay nhiều cặp electron giữa các nguyên tử

Hoạt động 3: Tính chất vật lý và một số ứng dụng của kim loại

- Mục tiêu:

Giải thích được một số tính chất vật lí chung của kim loại (tính dẻo, tính dẫn điện, tính dẫn nhiệt, tính có ánh kim).

Trình bày được ứng dụng từ tính chất vật lý chung và riêng của kim loại.

Hoạt động của GV và HS

Sản phẩm dự kiến

Giao nhiệm vụ học tập:

GV chia lớp thành2 cụm: Cụm A, cụm B. mỗi cụm 4 nhóm. Các nhóm nghiên cứu tìm hiểu về tính chất vật lý của kim loại theo các nhóm mảnh ghép - chuyên gia thông qua các phiếu học tập chuyên gia.

Gv yêu cầu học sinh hoạt động theo nhóm chuyên gia, từ các nhóm chuyên gia sẽ tạo ra các nhóm mảnh ghép mới.

Nội dung:

Chuyên gia 1: Trình bày biểu hiện, ứng dụng và nguyên nhân gây nên tính dẻo của kim loại.

Chuyên gia 2: Trình bày biểu hiện, ứng dụng và nguyên nhân gây nên tính dẫn điện của kim loại.

Chuyên gia 3: Trình bày biểu hiện, ứng dụng, nguyên nhân gây nên tính ánh kim của kim loại.

Chuyên gia 4: Trình bày những tính chất riêng của kim loại? Kể tên 1 số ứng dụng dựa vào các tính chất vật lý riêng mà em biết.

Thực hiện nhiệm vụ:

- Các nhóm chuyên gia thảo luận và hoàn thành nội dung trong phiếu chuyên gia.

- Tính dẻo:

+ Biểu hiện: Kéo dài, uốn cong, biến dạng, dát mỏng.

+ Nguyên nhân: Khi chịu tác dụng lực, các electron hoá trị tự do sẽ dịch chuyển cùng với các ion nút mạng nên liên kết kim loại vẫn được duy trì tinh thể chỉ bị biến dạng.

+ Ứng dụng: Nhờ rất dẻo nên vàng, bạc được dùng để chế tác thành đồ trangsức dáng hay làm vật liệu nha khoa; đồng và hợp kim của đồng được dùng để đúc tượng, sản xuất vật gia dụng, đồ trang trí,...

- Tính dẫn điện

+ Biểu hiện: Đèn sáng, quạt quay, điện giật, phóng điện.

+ NN: Dưới tác dụng của điện trường, các electron hoá trị tự do sẽ di chuyển cùng hướng tạo nên dòng điện.

+ Một số ứng dụng: Đồng được sử dụng phổ biến làm lõi dây dẫn điện phục vụ sản xuất và sinh hoạt gia đình. Nhôm được sử dụng làm dây dân điện cao thế do dân điện tốt, đồng thời có khối lượng riêng nhỏ hơn và giá thành thâp hơn so với đồng

- Tính dẫn nhiệt

+ Biểu hiện: Nồi nóng, tản nhiệt.

+ Ứng dụng: Nồi cơm, ấm đun, quạt sưởi, giấy nhôm, thanh tản nhiệt.

+ NN: Electron tự do ở vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, khi di chuyển về vùng nhiệt độ thấp đã va chạm với nút mạng, chuyển một phần động năng thành nhiệt năng, làm kim loại nóng lên.

+ Một số ứng dụng: nhờ dẫn nhiệt tốt nên nhôm và các hợp kim của nhôm được dùng làm dụng cụ nhà bếp hoặc làm vật liệu tản nhiệt trong các thiết bị