Благодаря какому свойству твердых тел можно получать металлы 4 класс

Цель:

1. Познакомить учащихся в ходе исследовательской работы со свойствами
   металлов и их использованием;
2. Раскрыть значения металла в жизни человека;
3. Развивать наблюдательность, любознательность, умение сравнивать, делать
   выводы;
4. Воспитывать самостоятельность, творческий подход к делу, ответственность
   к окружающей среде, любовь к природе и родному краю.

Оборудование: образцы разных тел, образцы руд, образцы металлов, чашки
Петри, мультимедиа, учебник-тетрадь для 4 класса: «Человек и природа». часть
II (А.А. Вахрушева).

Этапы урока:

1. Организационный момент.

2. Постановка проблемы, актуализация знаний. Сообщение темы урока.

3. Объяснение нового материала. Совместное открытие знаний.

1) Свойства металлов. Опыты.
2) Разнообразие металлов, группы металлов.
3) Использование металлов.

4. Физминутка.

5. Закрепление и применение знаний на практике. Изготовление букета.

6. Итог урока. Рефлексия. Оценивание учащихся.

7. Объяснение домашнего задания.

Методы и приемы:

– наблюдения;
– исследовательская работа;
– эвристическая беседа;
– работа с учебником;
– сравнительно-сопоставительный анализ.

Форма работы:

• групповая,
• индивидуальная,
• коллективная

Ход урока

1. Организационный момент.

Цель: эмоционально-положительного настрой на урок, создание успеха,
доверия.

Надеюсь вам понравиться урок, много интересного вы узнаете. Сегодня мы с вами
совершим восхождение на пик Знаний (Слайд 1).

Восхождение на пик Знаний вас ждет
На вершину тот взойдет
Кто все ступени пройдет.
Но забраться туда не легко
Вам нужно потрудиться хорошо

Но для начала проведем мы разминку.

2. Постановка проблемы и актуализация знаний. (Что такое металлы?
Свойства металлов.)

Методы и приемы: проблемная ситуация.

Цель: постановка проблемной ситуации, сообщение темы урока.

Разминка:

– Вот перед вами образцы различных предметов, в чашке №1 найдите
среди них металлические предметы. (Спички, скрепки, пробка, бумага, кнопки).

– Покажите эти предметы.

Как вы определили? По каким признакам, свойствам? (Магнитными свойствами
обладает только сталь. Магнит поможет тебе найти в доме предметы, сделанные из
металлов, обладающих магнитными свойствами, – железа, стали, никеля или кольбата).

Запишем на доске все названые свойства металлов.

Молодцы как вы уже догадались тема нашего урока «Металлы».
Слайд 2.

На уроке вас ждут открытия. Сегодня мы с вами давайте подтвердим или
опровергнем названные вами свойства металлов, еще познакомимся с разнообразием и
с использованием металлов.

3. Объяснение нового материала. Совместное открытие знаний.

Цель: познакомить учащихся в ходе исследовательской работы со свойствами
металлов.

Методы и приемы: наблюдения, исследовательская работа, работа с
учебником, анализ, сравнение, сопоставление.

Первая ступень: «Свойства металлов» Слайд 3.

Опыт 1. Твердость.

Проведем первый опыт. Возьмите стальную, чугунную пластину или гвоздь
попробуйте согнуть, сложить, надавить, провести линию ручкой.

Сделайте вывод.

1. Металл имеет твердость.

Все металлы твердые, кроме одного.

Работа по учебнику.

– Как называется этот металл, узнаете на с. 33 в учебнике в левом нижнем
углу.

Ртуть – единственный металл, которые в обычном состоянии – жидкий.

Так как называется этот металл? Где её используют? (В термометрах)

Опыт 2. Пластичность и поддаются ковке.

Металлы твердые, но пластичные. Возьмите медную проволоку и попробуйте ее
согнуть.

Вывод: металлы пластичны.

Их можно ковать. При нагревании они расплавляются и их можно разливать в
формы, в итоге они приобретут нужную форму.

Послушайте загадку, кто в силу своей профессии, каждый день проводит опыты по
ковкости? (кузнец).

– Правильно с помощью молота раскаленный добела кусок железа можно
расплющить, изогнуть, растянуть – придать нужную форму. Благодаря этому свойству
мастера изготовляют необыкновенно красивые изделия Слайд
4.

Сделайте вывод.

2. Металлы пластичны и поддаются ковке.

Опыт 3. Расширяется при нагревании Слайд 5.

Обратимся к слайду. На первом рисунке: металлический шарик легко проходит
через кольцо, а затем шарик нагревают, и шарик уже не может пройти через кольцо,
этот опыт подтверждает свойство металлов – расширяется при нагревании.

Работа по учебнику.

Давайте рассмотрим иллюстрацию в учебнике на с. 32.

Чем различаются эти два рисунка?

Сделайте вывод: в жару электропровода провисают между опорами, а зимой сильно
натягиваются.

3. При нагревании металл расширяется. (удлиняется)

Опыт 4. Проводит тепло и электричество.

Ребята, а почему батареи делают из металла, а не из дерева или пластмассы?

Сожмите кусочек металлической пластины в одной руке, а в другой ручку или
карандаш.

– И сравните, какой предмет быстрее нагревается.

Вывод: Проводит тепло.

Кроме того, металлы хорошие проводники электрического тока, поэтому не
заменимы в электротехнике. Обратите внимание на провода в технике.

Открывает четвёртый ключ:

4. Проводят тепло и электричество.

Вывод:

Свойства металлов. Слайд 6

1. Тверды
2. Пластичны и поддаются ковке
3. Расширяются при нагревании
4. Проводят тепло и электричество.

(Магнитными свойствами обладает только сталь. Магнит поможет тебе найти в
доме предметы, сделанные из металлов, обладающих магнитными свойствами, –
железа, стали, никеля или кольбата)

Вот мы прошли первую ступеньку, можем дальше двигаться справились очень
хорошо.

4. Физминутка.

Разнообразие металлов.

Цель: познакомить с разнообразием металлов, показать образцы металлов

Методы и приемы: демонстрация, работа с книгой

Следующая ступенька: «Разнообразие металлов».
Слайд 7

Как называются горные породы, из которых выплавляют металлы. А подсказкой
будет загадка:

Она варилась долго
В доменной печи,
На славу получились
Ножницы, ключи

. (Руда).

Руды – это полезные ископаемые, в состав которых входят металлы.

Работа с учебником.

У меня есть образцы металлов, а у вас в учебнике на с. 31 вверху тоже даны
образцы руд, рассмотрите:

Железные руды: гематит, Магнитный железняк (магнит): твердая,
плотная руда черного цвета с металлическим блеском, хрупкая, обладает свойством
магнита. Это самая богатая металлом железная руда.

Бурый железняк (лимонит): твердая плотная руда черного или буроватого
цвета с металлическим блеском, менее богатая железная руда, зато чаще
встречается, чем магнитный и красный железняк.

Красный железняк: твердая, плотная горная порода темного цвета с
вишнево-красным оттенком.

Оловянная руда: касситерит, оловянный камень, кристаллы зернистые.

Медная руда: Медный колчедан: твердая, чаще зернистая, иногда
плотная порода латунно-желтого цвета.

Алюминиевая руда: Боксит: плотная зернистая руда красного или
серого цвета, похожая на глину, но отличается тем, что при смешивании с водой не
делается вязкой.

Вывод: Слайд 8 Итак, вы узнали какое
разнообразие металлов, но, к сожалению, запасы полезных ископаемых к которым
относятся руды ограничены, поэтому мы должны бережно и экономно использовать
данные ресурсы.

Группы металлов.

Методы и приемы: видеометод, эвристическая беседа

Цель: познакомить учащихся с группой металлов.

Ребята, какие металлы называются благородными? Благородные по-другому
называются драгоценными.

– А кроме драгоценных металлов, какие еще группы металлов вы знаете?
Слайд 9

Металлы делятся на следующие группы: черные, цветные, редкие и
драгоценные.

Черная металлургия – производство чугуна и стали из железной руды.
Цветные – медь, свинец, цинк.

Редкие – олово – с ее помощью производят белую жесть, используемые в
упаковке консервов, ртуть и другие.

Драгоценные – золото, серебро, платина. Использовали для производства
денег. При производстве украшений, серебро – в электротехнике, радиотехнике,
фотографировании.

Кто где добывает руду? (Шахтеры в подземных рудниках.) чтобы получить
из руды металл, она проходит много обработки.

– Скажите, есть ли в нашем районе предприятие, которое занимается
переработкой металла.

– Сейчас посмотрим фрагмент из фильма «О Муйском районе» производство
получения золота. (просмотр фрагмента фильма)

Вывод: Производство металлов – огромная отрасль современного
производства, но, к сожалению, производство металлов сопряжено с загрязнением
окружающей среды.

Прошли мы благополучно эту ступеньку, двигаемся дальше.

Использование металлов.

Цель: раскрыть значения металла в жизни человека, расширение кругозора,
связь с жизнью.

Осталось нам пойти еще одну ступень, Слайд 10
чтобы взобраться на пик Знаний.

Видите, как много в природе различных металлов. Смешивая расплавленные
металлы между собой и другими добавками, люди получили тысячи сплавов –
разновидностей металлов, обладающих особыми полезными свойствами.

Проблемная ситуация.

– Где же используются металлы и сплавы? Слайд 11
(В металлургии, машиностроении, производстве бытовой техники, посуды, для
передачи электроэнергии и т.д.)

5. Закрепление и применение знаний.

Изготовление букета.

Интегрированное задание – развитие мелкой моторики кистей рук, закрепление
знаний о свойствах.

Практический метод. Коллективная работа.

Показ учителя.

Давайте, мы на практике применим свойство пластичности металлов и изготовим
цветок в технике бисероплетения. Для этого вам нужно взять проволоку. Нанизать
на нее бусинки, бисер, закрепить вот так.

Потом соединим все веточки, и получится у нас красивый букет. Как вы знаете
скоро праздник 8 марта. Пусть радует вас этот букет, оставляю вам ее на память.

6. Итог урока.

Рефлексия.

Сегодня мы на уроке рассмотрели тему «Металлы», а что было бы, если бы люди
не открыли металлы?

Какое открытие вы сделали?

Вывод: Вот мы взошли на пик Знаний. Слайд 12

Как вы думаете, легко ли нам далось это восхождение.

Какие трудности были на нашем пути.

Вы потрудились хорошо. Кто на славу потрудился, получает «5».

Металлы – основа многих видов производства деятельности человека. Все
свойства металлов играют важнейшую роль в жизни человека, поэтому мы должны
бережно и экономно использовать данные ресурсы.

7. Объяснение домашнего задания.

Домашнее задание прочитать № 7, выполнить задания на с. 34, составить
кроссворд по теме «Металлы».

– Наш урок стал уроком открытий, удивлений.

Спасибо вам за урок.

Электроны в атоме имеют определенные дискретные значения (уровни) энергии. При сближении атомов друг с другом и при образовании кристалла у электронов появляется возможность обмениваться местами, проходить через потенциальные барьеры. В результате таких переходов одинаковые уровни энергии расщепляются, причем разность соседних уровней энергии определяется энергией взаимодействия атомов друг с другом. Число атомов в одном кубическом сантиметре кристалла N ~ 1022. Каждый атомный уровень расщепляется на N уровней, расстояния между которыми тем меньше, чем больше N. В пределе $N to infty$ они сливаются, образуя зоны разрешенных значений энергии, ширина которых тем больше, чем больше взаимодействие между соседними атомами. На каждый уровень в зоне в соответствии с принципом Паули можно поместить два электрона с противоположными спинами, а всего в зону – 2N электронов. Зонное состояние электрона похоже и на состояние электрона в атоме, и на состояние свободного электрона, поскольку он может перемещаться от атома к атому.

Таким образом, состояние электрона в кристалле будет описываться заданием номера зоны, которой он принадлежит, и квазиимпульсом, определяющим его энергию в зоне. Выше уже отмечалось, что понятие квазиимпульса является важным и подчеркивает его отличие в твердом теле от импульса свободной частицы. Так как квазиимпульс – вектор, удобно говорить о пространстве квазиимпульсов, или p-пространстве (как для свободных электронов) . Если зона заполнена электронами, то это означает, что в р-пространстве данной зоны все места заняты электронами: в каждой точке пространства по два электрона.

Если зона заполнена частично, то в р-пространстве есть свободные от электронов области. Поверхность равных энергий, отделяющая занятые состояния от свободных, и есть поверхность Ферми. Электроны могут изменять свой квазиимпульс, если им есть куда перемещаться в р-пространстве. Если же все р-пространство занято электронами, то подобный процесс невозможен – принцип Паули это запрещает

. Поэтому кристаллы, у которых есть частично заполненные зоны, должны проводить электрический ток – это металлы. Металлическое состояние возникает и тогда, когда перекрываются заполненные и пустые зоны.

Кристаллы, у которых есть только полностью заполненные и полностью пустые зоны, являются изоляторами, или диэлектриками. Те из изоляторов, у которых при тепловом возбуждении заметное число электронов попадает в пустую зону, называются полупроводниками и могут проводить ток при конечных температурах. Возможна ситуация, когда при абсолютном нуле зоны незначительно перекрываются. Такого рода объекты называются полуметаллами (например, висмут, олово) и ведут себя при низких температурах как металлы, а при высоких как полупроводники. У полуметаллов объем, охватываемый поверхностью Ферми, мал по сравнению с объемом ячейки р-пространства, доступным для электронов. У бесщелевых полупроводников, у которых расстояние между заполненной и пустой зонами равно нулю, поверхность Ферми – линия или точка. У изоляторов площадь поверхности Ферми равна нулю – ее просто нет. Энергия электрона в кристалле уже не квадратичная функция импульса, как для свободных электронов.