Қандай алюминий құймаларын білесің
Сабақтың мақсаттары
Білімділік
Алюминийдің периодтық жүйедегі орны мен қасиеттерін түсіндіру, негізгі қосылыстарына сипаттама беру және техника мен тұрмыста қолданылуын көрсету.
Дамытушылық
Ой-өрісті кеңейту, танымдық белсенділікті арттыру, өз бетінше қорытынды жасау дағдысын қалыптастыру.
Тәрбиелік
Отанды сүюге, табиғатты аялауға және жауапкершілікке тәрбиелеу.
Ұйымдастыру кезеңі
Сәлемдесу жүргізіледі, оқушылардың сабаққа қатысуы мен дайындығы тексеріледі.
Назарды шоғырландыру үшін қысқа нұсқаулық беріліп, сабақтың жұмыс тәртібі түсіндіріледі.
Үй тапсырмасын қайталау: деңгейлік тапсырмалар
Үй тапсырмасын бекіту үшін ортаға Азиада бойтұмары — барыс «қонаққа» келеді. Оқушыларға тапсырмалары жасырылған үш түсті шар ұсынылады. Әр түс белгілі бір деңгейге сәйкес келеді. Оқушы өз деңгейін таңдап, шардағы тапсырманы орындайды. Нәтижесіне қарай бағаланады.
I деңгей
- Тізбекті орында: Fe → FeCl₂ → Fe(OH)₂ → FeSO₄
- Тізбекті орында: Na → Na₂O → NaOH → NaCl
- Тізбекті орында: Ca → CaCl₂ → Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂
- p-элементтеріне жалпы сипаттама бер.
- Массасы 28 г темір(II) сульфатының молекула санын есепте.
- Массасы 64 г фосфор(III) оксидінің көлемін анықта.
- IIIА топша элементтерінің қасиеттері қалай периодты өзгеретінін түсіндір.
- Темір үлгісінде 9,03×1023 атом бар. Үлгінің массасын есепте.
- 112 л хлордың массасын есепте.
II деңгей
- Теңдеуді аяқта: Fe + CuSO₄ → … + …
- Теңдеуді аяқта: Zn + HCl → … + …
- Теңдеуді аяқта: FeCl₃ + 3NaOH → … + …
- Теңдеуді аяқта: CuO + HNO₃ → … + …
- 224 г сутек қандай көлем алады?
- 602×1023 мырыш атомының зат мөлшерін есепте.
- IIIА топша элементтеріне жалпы сипаттама бер.
- Ti элементінің электрондық және графикалық формуласын құрастыр.
- Mn элементінің электрондық және графикалық формуласын құрастыр.
III деңгей
- Бос орынды толтыр: P + … → P₂O₅
- Бос орынды толтыр: … + O₂ → CO₂
- Қай элементтер p-элементтеріне жатады? Атап бер.
- p-элементтерде валенттік электрондар саны қандай аралықта өзгереді?
- Сәйкестендір: Indiy — In; Galliy — Ga; Хром — Cr.
- Сәйкестендір: Темір — Fe; Бор — B; Таллий — Tl.
- Электрондық конфигурация бойынша элементті анықта: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹
- IIIА топша элементтерін атап бер.
- Электрондық конфигурация бойынша элементті анықта: 1s² 2s² 2p¹
Тапсырмалар орындалғаннан кейін жауаптар тексеріліп, кейбірі тақтада орындатылады. Барлығы бағаланған соң «қонағымыз» тосынсый ретінде алюминийден жасалған бұйымдарды ұсынады. Осы арқылы мұғалім жаңа тақырыпқа өтеді.
Жаңа сабақ: алюминий және оның қосылыстары
Жоспар
- Периодтық жүйедегі орны және атом құрылысы
- Табиғатта таралуы
- Алынуы
- Физикалық қасиеттері
- Химиялық қасиеттері
- Маңызды қосылыстары
- Қолданылуы
Көрнекіліктер
Алюминий және оның қосылыстарынан жасалған бұйымдар көрмесі, суретті альбом, периодтық жүйе, түсті шарлар, кеспе қағаздар, слайдтар және техникалық құрал-жабдықтар қолданылады.
Периодтық жүйедегі орны және атом құрылысы
Алюминий — периодтық жүйенің III период, IIIА топша элементі. Ол екідайлы қасиет көрсетеді.
Электрондық конфигурация
Al (Z=13): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹
Қабаттар: 2 | 8 | 3
Қосымша мәлімет
Ar(Al)=27 болатын тұрақты бір изотопы бар. Сыртқы деңгейінде d-орбиталь бос әрі атом радиусы салыстырмалы түрде кіші болғандықтан, кешен түзуші бола алады. Координациялық саны көбіне 4 және 6.
Табиғатта таралуы
Алюминий табиғатта өте кең таралған: металдар ішінде — 1-орында, ал жалпы элементтер арасында — 3-орында. Белсенді металл болғандықтан табиғатта тек қосылыс түрінде кездеседі.
Маңызды минералдар
- Al₂O₃ — корунд (рубин, сапфир)
- KAlSi₃O₁₀ — ортоклаз
- NaAlSi₃O₁₀ — альбит
- CaAl₂Si₂O₈ — анортит
- KNaAlSiO₄ — нефелин
- Na₃AlF₆ — криолит
- Al₂O₃·xH₂O — боксит
Кен орындары: Хибин тауларында, Оралда, Сібірде, Қазақстанда (әсіресе Торғай өңірінде) жиі кездеседі.
Алынуы
Бұрын алюминийді алу қиын болғандықтан, ол аса бағалы металдардың қатарына жатқызылған. Қазіргі таңда алюминийді глинозем мен бокситтен электролиз арқылы алады. Бұл шикізатта алюминий көбіне оксид түрінде болады: Al₂O₃.
Температура мәселесі
Al₂O₃-тың балқу температурасы шамамен 2050°C. Электролиз тиімді жүруі үшін балқу температурасын төмендетеді.
Қоспалар
Боксит пен криолиттің (Na₃[AlF₆]) қоспасына CaF₂ қосып қыздырғанда қоспаның балқу температурасы шамамен 960°C-қа дейін төмендейді.
Негізгі теңдеу (идеясы)
2Al₂O₃ → 4Al + 3O₂ (электролиз)
Физикалық қасиеттері
Таза алюминий — күмістей ақ, қатты, иілімді металл. Ол оңай фольга болып жайылады және сым түрінде созылады.
Алюминий — жеңіл, электр және жылу өткізгіштігі жоғары металл. Сондықтан электрөткізгіш құралдар жасауға кең қолданылады.
Балқу t°
660,24°C
Тығыздық
ρ = 2,7 г/см³
Негізгі артықшылық
Жеңілдік + өткізгіштік + иілімділік
Химиялық қасиеттері
Алюминий өте белсенді металл. Ол оттекпен оңай әрекеттесетіндіктен, ауада бетінде жұқа әрі берік оксид қабықша түзіліп, металды әрі қарай бұзылудан қорғайды (пассивтену).
Жай заттармен әрекеттесуі
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃
2Al + N₂ → 2AlN
Қыздырғанда күкіртпен сульфид, көміртекпен карбид түзеді. Катализатор ретінде су қатысқанда иодпен де әрекеттесе алады.
Күрделі заттармен әрекеттесуі
Оксид қабықшасы алынған алюминий сумен әрекеттеседі:
2Al + 6H₂O → 2Al(OH)₃ + 3H₂
Алюминий — екідайлы элемент, сұйылтылған қышқылдармен және сілтілермен әрекеттеседі:
2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂
2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂
Концентрлі, суық азот және күкірт қышқылдарымен әрекеттеспейді: беті пассивтенеді. Осы қасиет оларды алюминий ыдыстарда тасымалдауда пайдаланылады.
Алюмотермия
Алюминий белсенді болғандықтан көптеген металдарды олардың оксидтерінен тотықсыздандырады. Металл оксидтерін алюминиймен тотықсыздандыру алюмотермия деп аталады.
8Al + 3FeO·Fe₂O₃ → 4Al₂O₃ + 9Fe
Маңызды қосылыстары
Алюминий оксиді (Al₂O₃)
Қиын балқитын, ақ түсті зат. Табиғатта корунд ретінде кездеседі. Суда ерімейді және екідайлы қасиет көрсетеді:
Al₂O₃ + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂O
Al₂O₃ + 2NaOH + 3H₂O → 2Na[Al(OH)₄]
Алюминий гидроксиді (Al(OH)₃)
Кристалдық және аморфты түрлері болады. Алюминий тұздары ерітіндісіне сілті қосу арқылы алады:
AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃↓ + 3NaCl
Жаңа тұнған Al(OH)₃ — ақ қоймалжың тұнба, суда ерімейді, типтік екідайлы гидроксид:
Al(OH)₃ + 3HCl → AlCl₃ + 3H₂O
Al(OH)₃ + NaOH → Na[Al(OH)₄]
Қолданылуы
Алюминий техникада және тұрмыста кең қолданылады. Жеңіл әрі пайдалы қасиеттері бар құймалар алынатындықтан, авиацияда, автокөлік өндірісінде, электротехникада, химиялық аппаратура жасауда, құрылыс пен тұрмыстық бұйымдар өндірісінде маңызы зор.
Таза алюминий
- Электр сымдары
- Химиялық аппаратура
- Конденсаторларға арналған фольга
- Қаңылтыр, айна өндірісі
Құймаларға легирлеу
Алюминийді мыс, магний, титан, никель, мырыш, темір негізіндегі құймаларға қоспа ретінде енгізеді. Кейбір құймалардың жемірілуге тұрақтылығы төмен болуы мүмкін.
Кең таралған құймалар
- Силумин — Al + Si
- Дуралюмин — Al + Mg + Fe + Cu + Mn
- Магналий — Al + Mg
Бұл құймалар жеңіл әрі берік келеді.
Қорытынды және бекіту
№8 тапсырма (оқулық)
Төмендегі айналуларды жүзеге асыратын барлық реакция теңдеулерін жазыңдар:
Алюминий → алюминий хлориді → алюминий гидроксиді → алюминий оксиді → натрий метаалюминаты → алюминий сульфаты
Пысықтау сұрақтары
- Алюминийді тұрмыста және техникада қандай қасиеттеріне байланысты қолданады?
- Алюминий не себепті ауада тез тоттанбайды? Түсіндір.
- Қандай алюминий құймаларын білесің?
- Алюминийдің екідайлы элемент екенін қалай дәлелдеуге болады?
- Алюминий жай заттармен әрекеттесе ме? Мысал келтір.
- Ең маңызды алюминий қосылыстарын ата.
Үй тапсырмасы және бағалау
Үйге тапсырма
§8.2 — «Алюминий және оның қосылыстары».
Бағалау
Деңгейлік тапсырмалардағы жауаптардың дұрыстығы, белсенділік және сабақтағы жұмыс сапасы бойынша қорытынды баға қойылады.