Темір оның атом құрылысы және қасиеттері

Сабақтың мақсаты:
Білімділік: Оқушылардың металдар жөнінде алған теориялық білімдерін нақтылау, ізденіс өзіндік жұмыстар арқылы тексеру, бекіту, тақырыпқа байланысты дүниетаным кеңейту, өз білімін өзі бағалап, тексере білу дағдыларын қалыптастыру.
Дамытушылық: Оқушылардың интелектуалды ойлау қабілетін дамытып, салыстыру, ажырату, қорытындылау қабілеттерін дамытуға ықпал ету;
Тәрбиелілік: оқушылардың өз бетімен ізденуін, шығармашылық жұмыс жасауын, өз ойын еркін айтуға, өзіндік ой қорытуға тәрбиелеу;
Сабақтың типі: Жаңа білімді игерту
Сабақтың түрі: дәстүрлі емес сабақ
Сабақтың әдісі: көрнекілік, тәжірбиелік, ізденушілік - зерттеушілік, СТО технологиясы
Сабақтың көрнекілігі: слайд, интерактивті тақта, Қазақстанның физикалық картасы
Сабақтың барысы:
1 Ұйымдастыру кезеңі
А. амандасу;
Б. Оқушылардың назарын сабаққа аудару;
Блиц - сұрақтар (Оқушылардың білімін жан - жақты тексеру)
1."Химиялық ой жинау".
Пысықтау жаттығулары:
1. Мына қатарда атомдардың радиусы қалай өзгереді:
• Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra.
2. Мына қатарларда тотықсыздандырғыш қасиет қалай өзгереді?
• Na → Mg → Al Mg → Ca → Sr
3. Периодтық жүйенің ІІІ тобында тек бір ғана бейметалл бар, қалғандары – металдар.
Осы топтағы металдарды атаңдар.
4. Мына реакциялардың теңдеулерін аяқтап, теңестіріңдер:
Al + NaOH+H2O→
Al + HCl→
Fe + CuSO4→
Ca(OH) 2 + CuCl2→
Қызығушылығын ояту
Ой шақыру (слайд)
1. Суреттегі заттардың ортақ сипатын айтыңдар. Суретте темірден жасалған бұйымдар, минерал).
жауабы: Темір - металл.
Темір периодтық жүйедегі орны бойынша сипаттау:
4 - период, 8 - топ, қосымша топша, реттік нөмірі 26.
26 электрон, 26 протон, 30 нейтрон салыстырмалы атомдық массасы 56.
4 электрондық қабат, 2) 8) 14) 2), электрондық конфигурациясы
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Қосымша топша элементтері атом құрылысының ерекшілігі - ішкі d деңгейлер р деңгейшеден бұрын толуы. Темірдің валенттік электрондары сыртқы s е және сырттан санағанда екінші деңгейдегі d е болып табылады. Сондықтан қосымша топша элементтері ауыспалы элементтер деп аталады.
• Темір – VIIIБ топ элементі, d - элемент. Темірдің валенттік электрондары сыртқы s - e және сырттан санағанда екінші деңгейдегі d - e болып табылады, сондықтан ол ауыспалы тотығу дәрежелерін көрсетеді.
2. ойшақыру
Темір атомының қалыпты жағдайы:
3d6 4p0
1 қозған күйде
3d5 4p1
2 қозған күйде
3d5 4p2
Сұрақ: Темірдің тотығу дәрежелері қандай?
Темірдің валенттік электрондары сыртқы s е және сырттан санағанда екінші деңгейдегі d е болып табылады, сондықтан ол ауыспалы тотығу дәрежелерін көрсетеді.
Тотығу дәрежесі 0,+2,+4, кейде +6 (K2FeO4 калий ферраты) тотықсыздандырғыш болып табылады.(слайд)
Физик: Ақ сұр түсті, металдық жылтыры бар, тоқ пен жылуды жақсы өткізетін, магнитке тартылатын, жұмсақ, созылғыш металл. Тығыздығы 7, 86 г/см3, балқу t0 ═15390С.
Темірдің 7690С – қа дейін магниттік қасиеті сақталады. Одан жоғары температурада магниттік қасиеті жойылады.
Тарихшы:
Темірдің ашылу тарихы:
Темір металын Қазақстан жерінде ертеде б. з. дейінгі VII ғасыр мен 204 жылға дейінөмір сүрген сақтар мен ғұндар пайдаланған. VII ғасырда Қыпшақ қаласында темір қару соғылып, кәсіптік құралдар жасаған.
Бізге тарихтан белгілі, 4 дәуір бар: тас дәуірі, мыс дәуірі, қола дәуірі және темір дәуірі осы кезге дейінгі жалғасып келеді. Көптеген адамның қажеттілігіне қолданылатын металдар мен олардың құймаларының негізгі – темір болып табылады.
Темірді ертеде «Аспан тасы»не «жұлдыз тасы» деп атаған.
Жер бетіне жылына мыңдаған метеорит бөлшектері түседі, олардың құрамында 90% темір бар. Ең үлкен метеорит 1920 ж Америкадан табылған, салмағы 60т. 1895 жылы Гренландия мұздағынан салмағы 34т темір метеорит табылған, қазір Нью - Иоркте сақталуда. Темір күн жүесінде ең көп тараған элемент. Жер ядросының 90%темір құрайды.
Табиғатта таралуы бойынша алюминийден кейінгі екінші металл
Темірдің табиғи минералдары:
Минерал атауы Формуласы Құрамындағы темір мөлшері %
Ильменит (Fe, Ti) O3 36, 8
лимонит 2 Fe2O.* 3H2O 55 - 30
Гематит (қызыл теміртас) Fe2O3 65 - 70
Магнетит (магниттік теміртас) Fe3O 4 72
сидерит FeСO3 48, 3
Пирит Fe S2 52
Қазақстанда темірдің бай қоры бар, ол Торғай темір кенді бассейнінде және Орталық Қазақстанда орналасқан. Оның 93%- ы Қашар, Соколов - Сарыбай, Әйет, Лисаков кен орындарында Солтүстік Қазақстанда шоғырланған. (картадан көрсетеді).
Қазақстан темір қоры жөнінен ТМД бойынша Ресей мен Украинадан кейін 3 - орын алады.
Осы кендердің барлығы 3 кен байыту комбинаттарында өндіріледі: Соколов - Cарыбай, Лисаков, Қаражол.
Шойын мен болат
Шойынның құрамында 93% темір және 4% көміртек болады, одан басқа Si, Mn, P, S элементтері бар.
Болат алу үшін шойынның құрамындағы элементтерден: С, Si, Mn, P, S тазарту керек, құрамында 96% темір болады. Болаттың қасиетін арттырып, асылдандыру үшін әр түрлі металдар қосады: хром, ванадий, вольфрам, молибден т. б Олар болаттың қаттылығын, деформацияға беріктігін, қыздыруға және коррозияға төзімділігін арттырады.
Біздің елімізде толық циклді металлургия комбинаты - Теміртау қаласындағы «МитталлСтилТеміртау» АҚ болат құю комбинаты. Онда шойын, прокаттың 100 %, болаттың 95 % өндіріледі. Қарағандыда тозған темір бұйымдарды қайтара өңдеу өндірістері жұмыс істейді.
Биолог: Темірдің биологиялық маңызы.
Адам денесінде темір құрамы 3 - 7 гр дейін (ұлпа, қан, ішкі органдарда) болады. Темір біздің организмге тамақ арқылы келеді. Ересек адамның тәулік қажеттілігі 11 - 30 мг құрайды.
Бұлшықет белогы – миоглобин, құрамында Fe+3 катионы етке қызғылт түс береді. Қан белогы – гемоглобин, құрамында Fe+2 катионы, қанға қызыл түс береді, қанның қызыл пигменті гемоглабин оттекті тыныс алу органдарынан ұлпаларға тасымалдайды және көмірышқыл газын ұлпалардан өкпеге жеткізеді. сүйек кемігінде түзіледі.
Темір барлық жасыл өсімдіктер құрамына кіреді, хлорофилл түзуге, тыныс алуға қатысады.
Адам ағзасында темір мөлшері жетіспеуінен – қан аздық(анемия ауруы пайда болады. Ол дұрыс тамақтанбаудан, экологиялық себептерден, әлсіреу, көп қан кету т. б. пайда болады.
Байланысқан күйдегі темір көптеген тағамдық өнімдерде: қара нан, картоп, алма, өрік, қарақұмық жармасында кездеседі. Бұл өнімдерді әркім өзінің тамақтану рационына кіргізіп, қан азаюының алдын алуға тиісті.
Құрамында темір бар тағамдар:
Ет тағамдары, бұршақ, үрмебұршақ, қарақұмық, қараөрік, сұлы жармасы, алма, алмұрт, жаңғақ, лимон, жүзім, шие, асқабақ, т. б
Өндірісте алынуы:
Темірді оның оксидтерін сутекпен, алюминиймен не көміртек (ІІ) оксидімен тотықсыздандырып алады: 1. Fe2O3 +2Al →2 Fe+Al2O3
Fe2O3+3Н2→ 2Fe+ 3Н2О
2. Fe3O4 +С→ 3FeO+СО
FeO +СО→ Fe+СО2↑
3. Fe2O3 +СО→ 2FeO+СО2↑
FeO +СО→ Fe+СО2↑
. 4. FeCO3 t FeO+СО2↑
FeO +СО→ Fe+СО2↑
5. 4FeS +11О2→ 2Fe2O3+8SО2↑
Fe2O3+Н2→2 FeO+ Н2О
FeO +СО→ Fe+СО2↑
Мұғалім: темірдің химиялық қасиеттерін +2, +3 тотығу дәрежесіне байланысты
екі қатарда қарастыруға болады:
+2
Fe+3 қосылыстары -- CI2, HNO3, С
Fe+2 қосылыстары --- S, Cu2+, ер - діHCI, ер - діH2SO4
Fe+3, Fe+2 қосылыстары --- O2, H2O
Химиялық қасиеттері.
1. Бейметалдармен әрекеттеседі:
3Fe +2O2 = Fe3O4 (Fe2O3 FeO ) темір қағы
Fe + S= FeS (қыздырғанда)
2Fe +3Cl2 = 2FeCl3
3Fe +С = Fe3С - цементит
2Fe +N2= 2FeN
2. ауада темір тез таттанады: (темірдің 25%коррозиядан жойылады)
. 4Fe +6H2O + 3O2  4Fe(OH) 3
3. сұйытылған HCl и H2SO4 әрекеттеседі:
Fe + 2HCl= FeCl2 + H2
Fe +H2SO4= FeSO4+ H2
Fe + 4HNO3(ер) = Fe(NO3) 3 + 2H2O + NO
Концентрлі H2SO4 және HNO3 суықта темір пассивтенеді, ал қыздырғанда олармен әрекеттеседі ( Fe+3). Сондықтан азот қышқылын темір цистерналарда тасуға болады.
4. кернеу қатарындағы өзінен оң жағындағы металдардың тұздарымен,
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
5. Сумен 3 Fe + 4H2O (бу) = Fe3O4 + 4H2 800оС.
Қорытынды: темір – тотықсыздандырғыш. Екі қатарға тән: Fe+2 и Fe+3қосылыстар түзеді.
Fe+2 ионына сапалық реакция:
Реактив – қызыл қан тұзы K3[Fe(CN) 6]
Нәтижесі – қара - көк тұнба (турнбул көгі)
FeSO4 +K3[Fe(CN) 6] = KFe[Fe(CN) 6] + 2K2SO4
Fe+3 ионына сапалық реакция:
1) Реактив – сары қан тұзы K4[Fe(CN) 6]
Нәтижесі – қара - көк тұнба (берлин көгілдірі)
K4[Fe(CN) 6] + FeCI3 = 3KCI + K[Fe(CN) 6]
FeCl 2 +2 NaOH = Fe(OH) 2 + 2NaCl
Жасыл тұнба
FeCl3 + 3 NaOH = Fe(OH) 3 + 3 NaCl
Қызыл - қоңыр тұнба
Қолданылуы:
Темір және оның құймаларынан көліктер мен бөлшектері, соғыс техникасы жасалынады.
Шойын мен болаттан табақтар, консервілер, құбырлар, тұрмыстық заттар мен ыдыстар, рельс жасалады.
Оқушылар өздерінің білетін металдарға байланысты мақал - мәтелдерін айтады.
Деңгейлік тапсырмалар
І. «Қанағат»
Келесі қосылыстардағы элементтердің тотығу дәрежелерін анықтаңдар:
Fe3 (PO 4) 2, K2 Fe O4, Fe(OH) SO4, FePO 4, Fe3O 4, Fe(O H) 2, Fe(O H) 3.
ІІ. «Талап»
Мына айналымды жүзеге асыратын реакция теңдеулерін жазыңдар:
Ғе →ҒеСІ2 →Ғе(ОН) 2 → ҒеО →ҒеSО4
ІІІ. “Терең ой”
Есеп1. массасы 0. 35 г екі валентті металл қышқылмен әрекеттескенде
140мл сутек (қ. ж) бөлінеді. Бұл қай металл екенін табыңдар.
Қорытынды
Темір десек біздің көз алдымызға шойын мен болат келеді. «Жер бетінде темір жойылып кетсе, не болады деп елестетсек, көшелерде темір жол да, поездар да, машиналар да жоқ, көпірлер үйіндіге айналған, өсімдіктер семіп, өле бастаған. Адам денесіндегі 3г темір жойылса, тіршілігін тоқтатып, өліп қалар еді.», бұл көріністі суреттеген, темірдің маңыздылығын айтқан атақты минералог, академик А. Е. Ферсман.
Бағалау
Үйге тапсырма: 156 - беттегі А, В, С деңгейлік тапсырмалары темір және оның қосылыстары жайлы өзіндік ізденіс жұмыстары.