Темірдің геохимиялық қасиеттері

Сабақтың мақсаты

Білімділік

Темір элементін жан-жақты зерттеу арқылы темір, оның қосылыстары, қолданылуы және маңызы туралы білімді кеңейту.

Дамытушылық

Оқушылардың ойлау, қорытындылау және жүйелеу қабілеттерін дамыту.

Тәрбиелік

Шығармашылық мүмкіндіктерін ашу, қабілетін арттыру және қосымша материалдар арқылы эстетикалық тәрбие беру.

Сабақтың түрі

Кіріктірілген сабақ.

Сабақтың әдісі

Сөздік-көрнекілік.

Көрнекіліктер

Интерактивті тақта.

Сабақтың барысы

  1. 1. Ұйымдастыру сәті
  2. 2. Үй тапсырмасын тексеру
  3. 3. Жаңа сабақ
  4. 4. Жаңа сабақты қорытындылау
  5. 5. Үйге тапсырма
  6. 6. Оқушыны бағалау

Жаңа тақырыпты түсіндіру жоспары

Кіріктірілген бағыттар

  • 1. Темірдің периодтық жүйедегі орны (химик)
  • 2. Атом құрылысы: электрон, протон, нейтрон саны; салыстырмалы атомдық масса (химик)
  • 3. Табиғатта таралуы және маңызы (геолог, географ, астроном)
  • 4. Темірдің ашылу тарихы (тарихшы)
  • 5. Физикалық қасиеттері (физик)
  • 6. Геохимиялық қасиеттері (геолог, минералог)
  • 7. Биологиялық маңызы (биолог)
  • 8. Құранда темір туралы (дін)
  • 9. Абайдың жұмбағы (әдебиетші)
  • 10. Темір туралы мақал-мәтелдер (әдебиетші)
  • 11. Темірдің қолданылуы (химик)
  • 12. Бекіту

Кіріспе ой-толғау

Сәлеметсіздер ме, отырыңыздар! Темір десе, көбіміздің көз алдымызға шойын мен болат келеді. Егер Жер бетінен темір жоғалып кетсе, көшелерде сұмдық көрініс орын алар еді: темір жол да, пойыз да, көлік те болмас еді, көпірлер үйіндіге айналып, өсімдіктер солып, тіршіліктің тұтастай әлсіреуі байқалар еді.

Адам ағзасындағы небәрі 3 г темір жойылса, адам өмірі тоқтауы мүмкін. Бұл ойды темірдің маңызын ерекше атап өткен атақты минералог, академик А. Е. Ферсман сипаттаған.

Темір: ғылымдар тоғысындағы тақырып

Химик: периодтық жүйедегі орны және атом құрылысы

Орны
4-период, 8-топ (қосымша топша), реттік нөмірі 26.
Бөлшектер саны
26 электрон, 26 протон, 30 нейтрон; салыстырмалы атомдық массасы 56.
Электрондық қабаттар
4 қабат: 2, 8, 14, 2.
Электрондық конфигурация
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Тотығу дәрежелері және қасиеті
0, +2, +3 (кейде +6); көбіне тотықсыздандырғыш ретінде әрекет етеді.

Физик: физикалық және магниттік қасиеттері

  • Ақ-сұр түсті, металдық жылтыры бар.
  • Электр тогы мен жылуды жақсы өткізеді.
  • Магнитке тартылады; жұмсақ әрі созылғыш.
  • Тығыздығы: 7,864 г/см³; балқу температурасы: 1539 °C.

Шамамен 2000 жыл бұрын Қытай ғалымы Сыма Цян магниттік компасты сипаттаған. Компас темірдің магниттік қасиетіне негізделеді. Магниттік қасиеті күшті металдарға темір, никель, кобальт жатады. Ферромагнетиктерден магнит, компас жасалып, радиотехника мен электротехникада кең қолданылады.

Темірдің магниттік қасиеті шамамен 769 °C-қа дейін сақталады.

Тарихшы: темірдің ашылуы және өркениеттегі орны

Месопотамия өркениеті метеориттік темірді ерте танып, б.з.д. III мыңжылдықта оны қолданған және «аспаннан түскен от» деп атаған. Құймасынан қару-жарақ пен әшекей бұйымдар жасаған.

Египет фараоны II Рамзестің хеттер патшасына (шамамен б.з.д. 2500 ж.) жазған хаттарында кендерді тотықсыздандыру арқылы темір алу туралы мәліметтер кездеседі. Кей кезеңдерде жер бетіндегі темір алтыннан да қымбат болған.

«Темір ғасыры» терминін ғылымға XIX ғасырдың басында дат ғалымы Томсен енгізді. Бұл — темір металлургиясы қарқынды дамыған кезең.

Әйгілі Дамаск болаты Шығыста ертеден белгілі: тіпті Аристотель дәуірінде (б.з.д. IV ғ.) жасалғаны айтылады. Болат қылыш соғудың құпиясы ұзақ уақыт құпия сақталған.

Делидегі темір бағана

Үндістанның Дели қаласында 415 жылы тұрғызылған: биіктігі 7 м, салмағы 6,5 т. Құрамы шамамен 99,72% таза темір. Мың жылдан аса уақыт бойы айтарлықтай таттанбауының себебі әлі де зерттеліп келеді.

Эйфель мұнарасы

1889 жылы Парижде француз инженері Гюстав Эйфель алып мұнара құрылысын аяқтады. Париждің символына айналған мұнараның биіктігі 300 м.

Астроном және географ: «аспан тасы» және Жер құрылымы

Темірді ертеде «аспан тасы» деп атаған. Жер бетіне жыл сайын мыңдаған метеорит бөлшектері түседі, олардың құрамында шамамен 90% темір болады.

  • 1920 ж. Америкадан салмағы 60 т болатын ең ірі метеориттің бірі табылған.
  • 1895 ж. Гренландия мұздығынан салмағы 34 т темір метеорит табылып, қазір Нью-Йоркте сақтаулы.

Темір Күн жүйесінде кең таралған элементтердің бірі. Жердің құрылымында да үлесі зор:

  • Ядро: шамамен 90%
  • Мантия: шамамен 12%
  • Жер қыртысы: шамамен 5%
  • Жер қыртысындағы таралуы бойынша — 6-орында.

Геолог: минералдары және кен орындары

Негізгі табиғи минералдары

  • Fe3O4 — магнетит (72% Fe)
  • Fe2O3 — гематит (70% Fe)
  • Fe2O3·3H2O — лимонит (50% Fe)
  • FeS2 — пирит, немесе күкірт колчеданы (52% Fe)
  • FeSO4·7H2O — темір купоросы

Кен қоры және таралуы

Темір кендерінің аса ірі қорлары Оралда шоғырланған; кей аймақтарда таулар темірге бай жыныстардан тұрады. Курск, Кола түбегі, Шығыс және Батыс Сібірде де ірі қорлар бар.

Қазақстанда темір кендері Оралдың шығыс беткейінде, әсіресе Қостанай өңірінде көп кездеседі (Соколов–Сарыбай).

Табиғи сулардағы темір

Темір табиғи суларда кең таралған элементтердің бірі. Орташа мөлшері шамамен 0,01–20 мг/л аралығында өзгеріп отырады.

Биолог және медицина: ағзадағы рөлі

Биологиялық маңызы

  • Адам ағзасында темір мөлшері шамамен 3–7 г (қан, ұлпа, ішкі ағзаларда).
  • Темір ағзаға тағам арқылы түседі; ересек адамның тәуліктік қажеттілігі 11–30 мг.
  • Миоглобин (бұлшықет белогы): құрамындағы Fe³⁺ етке қызғылт түс береді.
  • Гемоглобин (қан белогы): құрамындағы Fe²⁺ қанға қызыл түс береді; сүйек кемігінде түзіледі.
  • Темір өсімдіктерде де маңызды: хлорофилл түзуге және тыныс алуға қатысады.

Медицина: темір тапшылығы

Ағзадағы темір мөлшері жеткіліксіз болғанда қан аздық (анемия) пайда болуы мүмкін. Бұл дұрыс тамақтанбаудан, экологиялық факторлардан, жалпы әлсіреуден, көп қан жоғалтудан және басқа да себептерден туындайды.

Әдебиет: Абай жұмбағы және мақал-мәтелдер

Абайдан жұмбақ

Қара жер адамзатқа болған мекен,

Қазына іші толған әр түрлі кен.

Ішінде жүз мың түрлі асылы бар,

Солардың ең артығы немене екен?

Шешуі: темір.

Темір туралы мақал-мәтелдер

  • Темірші — көміршіге үйір.
  • Темірді қызған кезде соқ.
  • Болат қайнауда шынығады, батыр майданда шынығады.
  • Алмас пышақ қап түбінде жатпас.
  • Темірдің бір басы — ыстық, бір басы — суық.
  • Көптің аузы — темір талқы.
  • Темір кессең қысқа кес, ұзартуың оңай; ағаш кессең ұзын кес, қысқартуың оңай.
  • Болат бүгілмес — морт сынар.
  • Оқ жетпес жерге қылыш сілтеме.
  • Болған іске болаттай берік бол.
  • Төзімі темірдей — қайратты деген мағынада.

Химия: сапалық реакция (Fe³⁺ ионы)

Реакция теңдеуі

FeCl3 + 3KSCN → Fe(SCN)3 + 3KCl

Бақыланатын белгі

Ерітінді қан-қызыл түске боялады — бұл Fe³⁺ ионының сапалық реакциясы.

Бекіту, бағалау және үй тапсырмасы

Бекіту

Интерактивті тақта арқылы сұрақтар шығарып, оқушылардың білім деңгейін тексеру.

Үй тапсырмасы

  • §36 — оқу.
  • Темірдің қосылыстары туралы қосымша материал табу.
  • 7, 8, 9-есептерді шығару.

Бағалау

Оқушының сабақтағы белсенділігі, жауаптарының дәлдігі және тапсырмаларды орындауына қарай бағалау.