Ogólna charakterystyka pierwiastków bloku d, Schematy z Chemia

Pobierz Ogólna charakterystyka pierwiastków bloku d i więcej Schematy w PDF z Chemia tylko na Docsity!

Ogólna charakterystyka pierwiastków bloku d

Wprowadzenie Przeczytaj Film edukacyjny Sprawdź się Dla nauczyciela

Jedyny płynny metal, jakim jest rtęć, niezwykle trudno topliwy wolfram, wyróżniające się kolorem miedź i złoto, od wieków cenione i cenne: srebro, złoto oraz platyna – wszystkie są metalami. Mają właściwości typowe dla tego kruszcu, a więc: metaliczny połysk, dobre przewodnictwo cieplne, kowalność, ciągliwość oraz umiejętność tworzenia stopów. W układzie okresowym pierwiastków zajmują miejsce w bloku energetycznym (konfiguracyjnym) d. Czym charakteryzują się te metaliczne pierwiastki?

Twoje cele

Wymienisz przykłady najczęściej spotykanych i stosowanych pierwiastków bloku d oraz opiszesz ich najważniejsze właściwości. Określisz, jak zmieniają się charakter chemiczny i właściwości utleniające związków wraz ze zwiększaniem się stopnia utlenienia pierwiastków bloku d. Zapiszesz w formie cząsteczkowej, jonowej pełnej oraz jonowej skróconej równania reakcji związane z właściwościami pierwiastków bloku d i ich związków.

Złoto wykorzystywane jest do wyrobu klasycznych obrączek. Źródło: dostępny w internecie: www.unsplash.com, domena publiczna.

Ogólna charakterystyka pierwiastków bloku d

(w zależności od metalu i kwasu). Aktywniejsze wypierają wodór z kwasów, tworząc sole, mniej aktywne reagują tylko z kwasami silnie utleniającymi.

Szereg aktywności metali Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ćwiczenie 1

Wybierz z szeregu napięciowego tylko metale przejściowe oraz wodór i utwórz z nich szereg aktywności metali bloku d.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Dla zainteresowanych

Atomy i cząsteczki wykazują właściwości paramagnetyczne, gdy posiadają chociaż jeden niesparowany elektron. Substancje te ulegają namagnesowaniu w polu magnetycznym. W niektórych substancjach niesparowane elektrony atomów, sąsiadujących ze sobą w polu magnetycznym, mogą zmieniać orientację na zgodną i tworzą się wtedy obszary, tzw. domeny, w których wszystkie atomy posiadają zgodny spin. Co najważniejsze, spiny te pozostają uporządkowane po usunięciu pola magnetycznego i efekt magnetyczny jest trwały. Efekt ten nazywany jest ferromagnetyzmem.

To właśnie do bloku d należą 3 pierwiastki, które mają właściwości ferromagnetyczne - nikiel, żelazo i kobalt. Pierwiastki te stosowane są do wytwarzania magnesów trwałych oraz przy produkcji taśm i dysków magnetycznych.

Spiny w atomach ferromagnetyka Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Dla zainteresowanych

Jony metali bloku d mogą tworzyć związki kompleksowe (nazywane także związkami koordynacyjnymi). Kompleks metalu z bloku d składa się z atomu lub jonu centralnego oraz związanych z nim kilku cząsteczek lub jonów, tzw. ligandów. Ligandy wiążą się z atomem centralnym wiązaniem donorowo‐akceptorowym, w którym ligand jest

donorem pary elektronowej. Liczba wiązań utworzonych między atomem lub jonem centralnym a ligandami nosi nazwę liczby koordynacyjnej.

Przykłady kompleksów metali z bloku d Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Ciekawostka

Kompleksowymi związkami metali z bloku d są hemoglobina i witamina B12.

Słownik

ferromagnetyzm

(łac. ferrum „żelazo”, magneticus „magnetyczny”) zespół zjawisk związanych z równoległym uporządkowaniem momentów magnet., atomów lub jonów

metale szlachetne

zwyczajowa nazwa odpornych chemicznie metali, tj. iryd i platyna, srebro i złoto

spin

cecha elektronu, dzięki której emituje on własne pole magnetyczne

Hem jest kompleksem żelaza występującym w hemoglobinie. Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Film edukacyjny

Polecenie 1

Każdy blok układu okresowego pierwiastków charakteryzuje się szeregiem właściwości. Czy potrafisz wymienić te, które charakteryzują blok d?

Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/Dhc3PhkRs Film edukacyjny pt. Ogólna charakterystyka pierwiastków bloku d Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Film nawiązujący do treści materiału dotyczącego ogólnej charakterystyki pierwiastków bloku d.

Ćwiczenie 1

Czym jest metal przejściowy?

Odpowiedź:

Ćwiczenie 2

Jakie cechy charakterystyczne dla metali posiadają pierwiastki bloku d?

Ćwiczenie 3

Jakie inne cechy charakteryzują pierwiastki bloku d układu okresowego?

Zweryfikuj, które z opisów są prawdziwe, a które fałszywe.

Cecha Prawda Fałsz Dobrze przewodzą prąd i ciepło. Są kruche. Nie wykazują zdolności do tworzenia stopów. W temperaturze pokojowej oraz ciśnieniu atmosferycznej są cieczami. W związkach chemicznych tworzą kaony. Wszystkie mogą tworzyć aniony kwasowe w związkach z tlenem.

Zweryfikuj, które z opisów są prawdziwe, a które fałszywe.

Cecha Prawda Fałsz Występują na wielu różnych stopniach utlenienia. Nie posiadają właściwości katalitycznych. Nie tworzą związków kompleksowych. Tworzą barwne kompleksy i ich roztwory.

Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia: (^) 輸 醙 難

Ćwiczenie 1

Połącz w pary symbole pierwiastków i ich konfiguracje elektronowe skrócone. Przyporządkuj nazwy tych pierwiastków.

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

, , , , miedź, chrom, wanad, cyna, stront, cyrkon

Symbol Nazwa pierwiastka

Co [Ar]^3 d^14 s^2

Fe [Ar] 3 d^74 s^2

Zn [Ar] 3 d^104 s^2

Sc [Ar] 3 d^64 s^2

Zn Sc Fe Co

Zn

Sc

Fe

輸

Ćwiczenie 4

W przypadku, którego z pierwiastków mamy do czynienia z tzw. promocją elektronową w zapisie konfiguracji elektronowej w stanie podstawowym?

W przypadku...

cynku

niklu

kobaltu

chromu

Ćwiczenie 5

Napisz skróconą podpowłokową konfigurację elektronową (zaw. rdzeń gazu szlachetnego) stanu podstawowego atomów podanych pierwiastków. Podaj liczbę niesparowanych elektronów w stanie podstawowym atomów tych pierwiastków.

1. manganu
2. żelaza
3. miedzi
4. cynku

Odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

Zaloguj się, aby dodać ilustrację.

醙

醙

Ćwiczenie 6

Podaj przykład pierwiastka z bloku d, z którego można wytworzyć trwały magnes. Odpowiedź uzasadnij.

Odpowiedź:

Ćwiczenie 7

Czy wszystkie metale 4. okresu układu okresowego pierwiastków, należące do bloku d, są metalami przejściowymi? Odpowiedź uzasadnij.

Odpowiedź:

Ćwiczenie 8

Wyjaśnij, jakie właściwości w reakcjach utleniania i redukcji wykazują jony i.

Zaproponuj doświadczenie, którego wynik może potwierdzić wskazane przez Ciebie właściwości jonów żelaza lub żelaza.

Fe2+^ Fe3+

Fe3+^ Fe2+

Odpowiedź:

醙

難

難

asocjacyjna.

Metody i techniki nauczania:

dyskusja dydaktyczna; analiza materiału źródłowego; ćwiczenia uczniowskie; film edukacyjny; technika termometr.

Formy pracy:

praca indywidualna; praca w parach; praca całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne:

komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do Internetu; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; układy okresowe pierwiastków chemicznych; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda; rzutnik multimedialny.

Przebieg zajęć

Faza wstępna:

1. Zaciekawienie i dyskusja. Nauczyciel zadaje przykładowe pytania: Jakie pierwiastki wchodzą w skład bloku d? Co decyduje o tym, że dany pierwiastek zaliczamy do metali przejściowych?
2. Rozpoznanie wiedzy wyjściowej uczniów. Uczniowie starają się odpowiedzieć na pytanie: Co już wiemy o przedstawicielach bloku d? Poszczególne cechy pierwiastków bloku d nauczyciel zapisuje na tablicy.
3. Ustalenie celów lekcji. Nauczyciel podaje temat zajęć i wspólnie z uczniami ustala cele lekcji, które uczniowie zapisują na kartkach i gromadzą w portfolio.

Faza realizacyjna:

1. Nauczyciel wyświetla na forum klasy film edukacyjny. Uczniowie układają pytania do treści filmu, a po jego projekcji zadają sobie nawzajem na forum klasy te pytania i udzielają odpowiedzi. Pozostali uczniowie i nauczyciel weryfikują wypowiedzi uczniów pod kątem merytorycznym. Nauczyciel ewentualnie wyjaśnia niezrozumiałe kwestie. Powrót do fazy wstępnej i porównanie wypowiedzi uczniów z wiedzą nabytą podczas filmu.

2. Analiza szeregu aktywności metali w e‐materiale w sekcji „Przeczytaj”. Uczniowie indywidualnie wykonują ćwiczenie 1 w sekcji „Przeczytaj” - chętny uczeń udziela na forum klasy odpowiedzi, która jest weryfikowana przez pozostałych uczniów.
3. Ćwiczenia w zapisywaniu równań reakcji chemicznych pierwiastków bloku d z tlenem, kwasami nieutleniającymi i utleniającymi. Chętni uczniowie zapisują równania reakcji w formie cząsteczkowej i jonowej na tablicy.
4. Uczniowie wyszukują odpowiedzi w e‐materiale w sekcji „przeczytaj” na pytania: Czym są właściwości magnetyczne? Jakie szczególne właściwości magnetyczne posiadają niektóre metale przejściowe? Chętni lub wskazani uczniowie udzielają odpowiedzi na forum klasy.
5. Związki koordynacyjne (kompleksowe) metali przejściowych - uczniowie wyszukują odpowiedzi na pytania: Jak są zbudowane? Jaki rodzaj wiązania chemicznego występują w związkach kompleksowych? Jakie związki metali bloku d można zaliczyć do kompleksowych?
6. Uczniowie pracują w parach z częścią „Sprawdź się”. Uczniowie wykonują zadania. Nauczyciel może wyświetlić treść poleceń na tablicy multimedialnej. Po każdym przeczytanym poleceniu nauczyciel daje uczniom określony czas na zastanowienie się, a następnie chętny uczeń z danej pary udziela odpowiedzi/prezentuje rozwiązanie na tablicy. Pozostali uczniowie ustosunkowują się do niej, proponując ewentualnie swoje pomysły. Nauczyciel w razie potrzeby koryguje odpowiedzi, dopowiada istotne informacje, udziela uczniom informacji zwrotnej. Ćwiczenia, których uczniowie nie zdążą wykonać podczas lekcji mogą być zlecone do wykonania w ramach pracy domowej.

Faza podsumowująca:

Na zakończenie nauczyciel stosuje narzędzie do oceny stopnia opanowania wiadomości i umiejętności z zastosowaniem termometru przez uczniów. Uczniowie na skali temperatury zaznaczają cenkami, w jakim stopniu opanowali zagadnienia wynikające z zamierzonych do osiągnięcia celów lekcji. Jeżeli ze skali będzie wynikał niski poziom temperatury, uczniowie zastanawiają się, w jaki sposób podnieść swój poziom posiadanej wiedzy?

Praca domowa:

1. Jakie jest biologiczne znaczenie pierwiastków bloku d – podaj dwa przykłady.
   2. Uczniowie wykonują pozostałe ćwiczenia w e‐materiale – „Sprawdź się”, których nie zdążyli wykonać na lekcji.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania multimedium:

Film edukacyjny może być wykorzystany przez nauczyciela w metodzie lekcji odwróconej. Uczniowie medium mogą wykorzystać w fazie przygotowania do lekcji lub do pracy kontrolnej.