Хімія. 7 клас. Мідак
§ 9. Прості речовини: метали та неметали
У цьому параграфі ви дізнаєтеся:
- про різноманітність речовин у навколишньому світі;
- як класифікують речовини;
- які речовини є простими;
- про властивості металів і неметалів.
Сьогодні я, як завжди, планую дослідження. Моє завдання: порівняти властивості алмазу та графіту. Учора випадково почула в лабораторії, що ці дві речовини утворені атомами одного хімічного елемента — Карбону. Але ж алмаз — це дуже тверда речовина, а графіт — крихкий і легко залишає слід на аркуші паперу. Може, мої науковці та науковиці щось наплутали? Хочу сама все з’ясувати. Допоможете мені?
• Від чого залежать властивості простих речовин?
Опрацьовуємо інформацію
Прості речовини
Робота в парі
Використовуючи запропоновані нижче слова, доповніть речення.
періоди
групи
атоми
елементи
Періодична система налічує 118 ... .
Горизонтальні ряди Періодичної таблиці називають ... .
Стовпчики Періодичної таблиці називають ... .
• Що таке прості та складні речовини? Наведіть приклади речовин, які є в складі атмосфери, гідросфери та літосфери?
Хімічні елементи рідко трапляються в природі у вигляді окремих атомів. Окремі атоми Гідроґену існують, наприклад, у космосі. Атоми здатні сполучатися з іншими атомами, тому здебільшого атоми хімічних елементів існують у природі у вигляді простих і складних речовин.
Прості речовини — це речовини, утворені одним хімічним елементом. Атоми, з’єднуючись, можуть утворювати молекули. Якщо прості речовини складаються із молекул, то вони належать до речовин молекулярної будови. За звичайних умов речовини з молекулярною будовою можуть бути газами (кисень, азот, водень, озон), рідиною (бром) і твердими речовинами (ромбічна сірка, йод, білий фосфор) (мал. 9.1).
Мал. 9.1. Прості речовини молекулярної будови
Набагато більше простих речовин мають немолекулярну будову. Це тверді кристалічні речовини, побудовані з атомів. Наприклад, алмаз, графіт, залізо, мідь (мал. 9.2).
Мал. 9.2. Прості речовини немолекулярноіі будови
Атоми деяких хімічних елементів можуть утворювати кілька простих речовин. Наприклад, кисень (О2) та озон (О3) — прості речовини, утворені атомами одного хімічного елемента Оксиґену.
Робота в парі
Використовуючи хімічний конструктор або інші матеріали (наприклад, пластилін або полімерну глину), змоделюйте молекули кисню (О2) та озону (О3).
Перейдіть на сайт за QR-кодом або за покликанням https://cutt.ly/zwSa9blj та дізнайтеся більше інформації про прості речовини Карбону. Обговоріть з однокласниками/однокласницями галузі застосування цих речовин.
Метали та неметали
Прості речовини поділяють на метали та неметали.
Робота в групах
Обговоріть з однокласниками та однокласницями, за якими ознаками речовини класифікують на метали й неметали.
Усі метали в умовах кімнатної температури — тверді речовини (виняток — ртуть), які добре проводять електричний струм і тепло, мають характерний металічний блиск (мал. 9.3). Багато металів — пластичні (здатні змінювати свою форму під дією зовнішніх сил). Завдяки цій властивості метали піддають куванню, їх можна витягувати в дріт. Більшість простих речовин — метали. Усі вони мають немолекулярну будову.
Простих речовин неметалів набагато менше. В умовах кімнатної температури багато неметалів крихкі тверді речовини, бром — рідина, решта — гази. Майже всі неметали погано проводять електричний струм і тепло. Більшість неметалів — речовини молекулярної будови. Бор, вуглець, кремній, наприклад, мають немолекулярну будову.
Мал. 9.3. Прості речовини метали
Назви простих речовин
• На сьогодні відомо майже 500 простих речовин, а хімічних елементів відкрито тільки 118. З чим це пов’язано?
Назви більшості простих речовин збігаються з назвами відповідних хімічних елементів. За правилами сучасної української хімічної номенклатури назви елементів пишуться з великої літери, а назви простих речовин — з малої. Назви деяких простих речовин відрізняються від назви відповідного хімічного елемента (табл. 9.1).
Робота в парі
Використовуючи Періодичну таблицю, наведіть приклади хімічних елементів, назви яких відрізняються від назв простих речовин. Використовуючи додаткові джерела інформації, поясніть причину цих відмінностей.
Слід розрізняти поняття «хімічний елемент» і «проста речовина».
Хімічний елемент — це певний вид атомів. Назва хімічного елемента — це загальна назва всіх атомів даного виду, які мають певну будову, розміри, масу.
Проста речовина утворена атомами одного виду. Її характеризують певний склад, будова, фізичні та хімічні властивості.
Наприклад, оксиґеновмісні органічні речовини містять атоми Оксиґену (хімічний елемент). У повітрі міститься кисень (проста речовина).
Таблиця 9.1
Назви хімічних елементів й утворених ними простих речовин
|
Хімічний елемент |
Проста речовина |
||
|
Символ |
Назва |
Формула |
Назва |
|
H |
Гідроґен |
H2 |
водень |
|
N |
Нітроґен |
N2 |
азот |
|
O |
Оксиґен |
O2, O3 |
кисень, озон |
|
F |
Флуор |
F2 |
фтор |
|
С |
Карбон |
C |
вуглець |
|
S |
Сульфур |
S |
сірка |
|
Ag |
Арґентум |
Ag |
срібло |
|
Au |
Аурум |
Au |
золото |
|
Сu |
Купрум |
Сu |
мідь |
|
Hg |
Меркурій |
Hg |
ртуть |
|
Pb |
Плюмбум |
Pb |
свинець |
|
Sn |
Станум |
Sn |
олово |
|
Fe |
Ферум |
Fe |
залізо |
Досліджуємо
Ознайомлення з властивостями простих речовин (металів і неметалів)
Робота в групах
Узгодьте критерії оцінювання власної діяльності та діяльності ваших однокласників/однокласниць під час роботи в групах.
1. Повторіть правила безпеки під час виконання роботи.
2. Продумайте мету вашого дослідження.
3. Підберіть обладнання та зразки матеріалів для дослідження (проконсультуйтеся з учителем/учителькою щодо наявних матеріалів у кабінеті хімії).
4. Які фізичні властивості ви будете досліджувати?
5. Сформулюйте гіпотезу, складіть план експерименту та спрогнозуйте його результати.
6. Дослідіть зразки речовин і складіть таблицю за результатами спостережень.
7. Результати експерименту представте у вигляді таблиці «Фізичні властивості речовин — металів і неметалів».
8. Укажіть подібні та відмінні властивості досліджених речовин. Заповніть підсумкову таблицю, яка ілюструє властивості металів і неметалів.
Таблиця 9.2
Властивості металів і неметалів
|
Метали |
Прості речовини |
Неметали |
|
Властивості |
||
Підтверджено чи спростовано вашу гіпотезу? Які властивості характерні для металів, а які — для неметалів?
9. Поміркуйте, чи можливо дати характеристику рідинам через досліджені фізичні властивості. Відповідь обґрунтуйте.
10. Сформулюйте висновки за власними спостереженнями.
11. Оцініть роботу учасників вашої групи та інших груп.
А чи знаєте ви...
Перше місце в списку найбільших алмазів посідає «Куллінан». Його розмір — 3106 каратів. Знайдений у 1905 році в Південній Африці та названий на честь власника — Томаса Куллінана. Науковці встановили, що «Куллінан» — уламок ще більшого каменя, досі не ідентифікованого. У 1908 році Джозеф Ашер розділив алмаз на 96 маленьких камінчиків. Після поділу з алмазу було виготовлено 105 діамантів, найбільші з яких «Куллін І» (530,2 карати, прикрашає Британський державний скіпетр) і «Куллін II» (317,4 карати, прикрашає корону Британської імперії).
Пояснюємо, творимо, використовуємо в житті
1. Закінчіть речення:
Прості речовини складаються з ...
• Прості речовини поділяють на ...
• В атмосфері містяться такі прості речовини ...
• У літосфері містяться такі прості речовини ...
2. Дайте відповіді на запитання:
• Чим відрізняються метали від неметалів?
• Які властивості характерні для металів?
• Які властивості характерні для неметалів?
3. Напишіть назви відомих вам простих речовин, які зустрічаються в природі.
4. Із наведеного переліку випишіть окремо назви простих речовин металів і неметалів: кальцій, кисень, залізо, срібло, водень, хлор, сірка, фосфор, алюміній.
5. Наведіть приклади простих речовин молекулярної будови. Яке їхнє практичне використання людиною?
6. Наведіть приклади простих речовин немолекулярної будови. Яке їхнє практичне використання людиною?
7. Які властивості є спільними для металів, а які для — неметалів?
8. Уважно розгляньте Періодичну таблицю хімічних елементів (див. форзац). Знайдіть і запишіть у зошит символи хімічних елементів, атоми яких утворюють прості речовини неметали, які у звичайних умовах є твердими речовинами; а також ті, які є газами. Запишіть назви цих простих речовин.
9. Укажіть групу, усі елементи якої утворюють прості речовини метали:
- a) Zn, Mg, Μn, Na
- б) I, P, Cl, Hg
- в) C, S, Ο, N
- г) Р, Ca, Ba, Br
10. Поясніть, чому алмаз і графіт мають різні властивості. Використовуючи додаткові джерела інформації, підготуйте повідомлення про їхнє використання в нашому житті. Обговоріть цю інформацію з однокласниками/однокласницями.
11. У ювелірній справі масу самоцвітів часто вказано в каратах. Карат — це одиниця маси, яка дорівнює приблизно 0,2 г. Історично термін «карат» походить від назви дерева кароб (ріжкове дерево); насіння цієї рослини використовують як стандарт для зважування самоцвітів.
Найбільш цінним каменем вважають діамант, який красиво виблискує на світлі. Він утворений атомами Карбону. Смарагди, сапфіри та рубіни складаються з атомів Алюмінію, Оксиґену та інших елементів. Забарвлення самоцвітів можна пояснити наявністю в їхньому складі атомів Хрому, Феруму, Титану та ін.
1) Запишіть символи елементів, згаданих у тексті. Відшукайте їх у Періодичній таблиці: укажіть періоди та групи, у яких вони розміщені.
2) З рубрики «А чи знаєте ви...» вам уже відомо, що найбільший у світі алмаз «Куллінан» має масу 3106 каратів. Обчисліть його приблизну масу в г.
3) Задача для ювелірів. У королівстві X король вирішив замовити собі нову корону й дав таке завдання ювеліру: «Мені потрібна корона масою 3 кг. Даю тобі, майстре, золото й по 30 самоцвітів кожного виду: смарагди, рубіни та діаманти».
Ювелір виготовив золоту основу масою 2,5 кг. У короні він зробив 70 металевих гнізд для самоцвітів. Відомо, що всі діаманти мали масу по 25 каратів, рубіни — 50 каратів, смарагди — 40 каратів. Допоможіть майстру розмістити самоцвіти в металеві гнізда корони так, щоб задовольнити вимоги короля. Скільки каменів кожного виду ювелір поверне королю?
11. Відшукайте в кросворді назви простих речовин.
Робота в групах
Гра «Най-най-най».
Використовуючи додаткові джерела інформації, групи по черзі доповнюють запропоновані іншими групами твердження про унікальні властивості металів.
Для початку можна скористатися запропонованими прикладами тверджень. Далі цей перелік можна продовжити.
Найтвердіший метал — ...
Найважчий серед металів — ...
Найлегший серед металів — ...
Найпластичніший серед металів — ...
Єдиний метал у рідкому стані — ...
Найбільш тугоплавкий метал — ...
Аналогічно можна зіграти в цю гру під час узагальнення інформації про властивості неметалів.
Перевірте себе
1. Проаналізуйте твердження. Чи є поміж них правильні?
І. Усі метали проводять електричний струм.
II. Усі метали притягує магніт.
- а) правильне лише І
- б) правильне лише II
- в) обидва правильні
- г) немає правильних
2. Увідповідніть символ хімічного елемента та назву простої речовини, яку він утворює:
а) Hg
б) Fe
в) S
г) С
1) залізо
2) ртуть
3) вуглець
4) сірка
5) ферум
3. Укажіть просту речовину, яка належить до металів:
- а) сірка
- б) графіт
- в) залізо
- г) водень
4. Укажіть просту речовину, яка належить до неметалів:
- а) олово
- б) залізо
- в) ртуть
- г) вуглець
5. Знайдіть і виправте помилки, якщо вони є в даних твердженнях:
1) Усі прості речовини мають молекулярну будову. За звичайних умов речовини з немолекулярною будовою можуть бути газами, рідиною та твердими речовинами.
2) Атоми хімічних елементів не можуть утворювати кілька простих речовин.
3) За правилами сучасної української хімічної номенклатури назви елементів і простих речовин пишуть з великої літери.
А чи знаєте ви...
• Ртуть заборонено перевозити в літаках.
• Якщо наповнити ванну ртуттю, і вкинути туди залізне ядро, то воно не потоне, а буде плавати, наче ґумовий м'ячик.
• Кілограм золота — це кулька з діаметром трохи більшим, ніж 4,5 см.
• У Дубаї існують банкомати, які видають золоті злитки.
• Осмій — найважчий дорогоцінний метал (густина — 22,57 г/см3).
• Платина була використана для виготовлення еталону метра у вигляді лінійки шириною близько 25 мм, товщиною близько 4 мм і довжиною, що дорівнювала одній сорокамільйонній частині Паризького меридіана. Цей еталон одержав назву «метра архіву» («архівного метра»), оскільки його було передано на зберігання до національного архіву Франції. З 1889 по 1960-ті роки як міжнародний еталон метра використовувався зразок, виготовлений з платино-іридієвого сплаву.
• Поняття «найдорожчий метал у світі» є дуже умовним. Наприклад, у XIX столітті найдорожчим металом вважався алюміній, через те що процес його отримання був складним і дуже дорогим. На сьогодні найдорожчим металом є каліфорній (ціна 1 г цього металу становить понад 27 мільйонів доларів).
Моє дослідження завершено. Тепер мені все зрозуміло. Дійсно, алмаз, графіт — це дві прості речовини — неметали, утворені атомами одного хімічного елемента — Карбону. Проте мають різні властивості.
Запишіть нові слова до цієї теми:
metal — метал;
non-metal — неметал.
Чи все вам сьогодні вдалося? Внесіть інформацію про ваші досягнення в карту успіху.
Навчальний проєкт. «Речовини з унікальними властивостями».
Використовуючи додаткові джерела інформації, підготуйте проєкт про прості речовини з унікальними властивостями та презентуйте його в класі. Обговоріть з однокласниками та однокласницями можливості використання цих речовин у повсякденному житті. За результатами проєктів створіть спільну віртуальну галерею світлин «Речовини з унікальними властивостями».
