Думаймо
Відома приказка: не все те золото, що блищить. Як можна довести, що зображені на малюнку блискучі ґудзики виготовлено не з металу, а з пластику (вони мають лише тонесеньке металеве покриття)? Ґудзик бажано не пошкоджувати.
Достатньо визначити густину ґудзика і порівняти з довідниковою густиною металу, яким нанесене тонесеньке металеве покриття.
Відшукаймо
За матеріалами з інтернету дізнайтеся, які метали є крихкими.
Бісмут (Bi), хром (Cr), манган (Mn), вольфрам (W), берилій (Be).
Крихкі метали — це метали, які руйнуються під навантаженням без значної деформації.
Думаймо
Радіуси атомів Натрію, Магнію та Алюмінію у кристалах металів становлять 0,189; 0,160 і 0,143 нм відповідно. Узявши до уваги відносні атомні маси цих хімічних елементів, запропонуйте гіпотезу про зміну густин металів у ряду Na — Mg — АІ.
Гіпотеза. Густина металів у ряду Na — Mg — АІ зростає, оскільки зростає атомна маса елемента (Ar(Na)=23, Ar(Mg)=24, Ar(Al)=27) та зменшується радіус атома, а менший радіус атомів дозволяє вмістити більше атомів в однаковому об'ємі.
Правильність гіпотези перевірте, відшукавши в інтернеті значення густин цих речовин.
Для натрію ρ≈0,97 г/см3. Натрій легший за воду, бо 0,97 < 1.
Для магнію ρ≈1,74 г/см3. Магній важчий за воду, бо 1,74 > 1.
Для алюмінію ρ≈2,7 г/см3. Алюміній важчий за воду, бо 2,7 > 1.
Чи підтвердилася ваша гіпотеза?
Так, наша гіпотеза підтвердилася. У ряду Na — Mg — АІ густина металів зростає від натрію до алюмінію, бо збільшується атомна маса елементів і зменшується радіус атомів.
Який метал є легшим за воду?
Легшим за воду є метал натрій, бо його густина менша від 1.
ВИОКРЕМЛЮЄМО ОСНОВНЕ
Проаналізувавши матеріал, викладений у параграфі, запишіть у зошиті висновки про загальні фізичні властивості металів та специфічні властивості деяких із них.
Загальні властивості металів: за звичайних умов метали перебувають у твердому агрегатному стані, мають металічний блиск, добру електропровідність і теплопровідність, пластичні, колір більшості металів білий або сірий.
Специфічними властивостями є: ртуть — єдиний метал, що за звичайних умов перебуває у рідкому стані; залізо, кобальт і нікель є феромагнетиками; вольфрам має найвищу температуру плавлення (3422°С) серед металів, ртуть — найнижчу (–38,8°С), а галій (+29,8°С) плавиться на долоні; хром має надзвичайну твердість; золото і цезій мають жовтий колір, а мідь — червоний колір.
Думаймо
Сформулюйте цікаве запитання за темою параграфа і поставте його своїм однокласникам/однокласницям.
Який метал є найлегший з усіх металів?
Густина літію становить 0,534 г/см3 при кімнатній температурі, що робить його найлегшим з усіх металів, через що метал легко плаває на її поверхні.
ВАШІ ДОСЯГНЕННЯ І ВІДКРИТТЯ
Вправа 429
Типові фізичні властивості металів: металічний блиск, міцність, твердість, пластичність, висока електропровідність і теплопровідність, високі температури плавлення.
Вправа 430
Поясніть, чому метали проводять електричний струм.
Метали проводять електричний струм завдяки наявності в них великої кількості вільних електронів, рух яких в електричному полі стає спрямованим.
Вправа 431
Вам потрібно виявити метали серед твердих речовин, що містяться в посудинах без етикеток. На що передусім звернете увагу або що перевірите?
Передусім зверну увагу на наявність металічного блиску. Перевірю електропровідність, бо метали проводять електричний струм, а також пластичність, бо від удару метал деформується.
Вправа 432
Чим зумовлена втрата з часом металічного блиску виробами із заліза, міді, срібла?
Втрата з часом металічного блиску зумовлена окисненням металів на повітрі в присутності водяної пари (H2O) та інших речовин в атмосфері (H2S, CO2), утворюючи плівки оксидів, сульфідів чи карбонатів.
Вправа 433
Які фізичні властивості мають метали, з яких виготовляють вогнепальну зброю?
Метали, з яких виготовляють зброю, мають бути міцними і твердими, корозійно стійкими і тугоплавким, щоб витримувати нагрівання і високий тиск, що виникають під час пострілу.
Вправа 434
Серед металів, які найчастіше використовують, мідь найкраще проводить електричний струм. Але раніше в електромережах житлових будинків часто застосовували алюмінієвий дріт. Як ви думаєте, чому? Яка, на ваш погляд, причина того, що згодом спеціалісти почали відмовлятися від використання алюмінію в електричних дротах?
Застосування алюмінію пояснюється його поширенням в природі, він найлегший серед металів, собівартість його виробництва найнижча.
Причина відмови від використання алюмінію в електричних дротах полягає в тому, що електропровідність міді є вищою у порівнянні з алюмінієм. Під час проходження електричного струму через метал, частина енергії перетворюється на теплову і метал нагрівається. Використання алюмінієвих дротів за високих навантажень на електричну мережу може призвести до їх розплавлення, що може спричинити пожежу.
Вправа 435
За матеріалами з інтернету підготуйте повідомлення про метал з особливими властивостями та його застосування.
Металом з особливими властивостями є титан. Це сріблясто білий метал з малою густиною, що робить його легким, водночас він є міцним і корозійно стійким, має високу температуру плавлення, не має магнітних властивостей. Це зумовлює його використання у корабле-, ракето- і літакобудуванні, а знедавна і в медицині.
Вправа 436
Складіть інструкцію для виконання експерименту з визначення густини металу. В експерименті, крім зразка металу, необхідно використати електронні ваги, мензурку з поділками і воду.
Інструкція з визначення густини металу.
1. Зважити на терезах зразок металу і записати його масу (m).
2. У мірну посудину налити воду і записати рівень води (V1).
3. Обережно занурити зразок металу в посудину з водою і записати новий рівень води (V2).
4. Обчислити об'єм зразка металу (V=V2–V1).
5. Обчислити густину зразка металу (ρ = m/V).
Вправа 437
Випишіть ключові слова і словосполучення з тексту параграфа для укладання двомовного словничка.
Властивості металів — properties of metals, металічний блиск — metallic luster, електропровідність — conductivity, теплопровідність — thermal conductivity, ковкість — malleability, пластичність — plasticity.
Вправа 438
Створіть у зошиті таблицю оцінювання ваших знань і заповніть її.
| Навчальні досягнення (що я знаю та вмію) | Самооцінка |
| Знаю, які фізичні властивості є спільними для металів. | ... |
| Знаю метали з особливими властивостями. | ... |
| Знаю причину теплопровідності і електропровідності металів. | ... |
| Знаю причину ковкості і пластичності металів. | ... |
| Вмію експериментально визначати густину металів. | ... |
Лабораторний експеримент
ДОСЛІДЖУЄМО ФІЗИЧН І ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ
Дослід 1
Розглядаємо метали — мідь, залізо, цинк, олово, свинець (стружки, гранули), а також залізний цвях.
Чи всі вони мають характерний блиск? Усі метали мають металічний блиск.
У якого металу (металів) блиск найяскравіший? У олова і цинку.
Доторкніться до зразків металів. Чому вони холодні на дотик? Метали мають високу теплопровідність. Вони швидко забирають тепло від шкіри, тому здаються холодними.
Про що це свідчить? Це свідчить про те, що метали добре проводять тепло завдяки наявності в них вільних електронів (металічний зв'язок), тобто мають високу теплопровідність.
Дослід 2
Проводимо (з однаковим зусиллям) залізним цвяхом риски на зразках металів.
З огляду на подряпини визначаємо метал з найменшою і найбільшою твердістю. Найменшу твердість має свинець, бо на ньому залишаються найглибші риски. Найтвердішим є залізо.
Дослід 3
Проводимо дії з розплавлення металів за алгоритмом в підручнику.
Які метали вдалося розплавити? Олово, свинець і цинк вдалося розплавити. Температура плавлення цих металів є невисока, тому для їхнього розплавлення достатньо було температури полум’я спиртівки чи сухого пального.