Activități Independente sub Formă de Experiment Organizate la Studiul Metalelor în Gimnaziu

INTRODUCERE

Metalele au fost cele care au însoţit pas cu pas evoluţia civilizaţiei umane. Cunoaşterea metalelor a permis omului primitiv să-şi părăsească uneltele de piatră şi să treacă la o treaptă superioară. La început, omul a folosit metalele pe care le-a găsit în stare liberă în natură. Au urmat altele care erau obţinute cu mijloace simple, cunoscute în acea vreme.

Fierul şi cuprul au fost cunoscute din zorii civilizaţiei, în schimb aluminiul poate fi considerat un metal tânăr, acum 150 de ani când a fost descoperit, era folosit pentru confecţionarea bijuteriilor.

În secolul nostru, acestea nu şi-au pierdut importanţa, chiar au căpătat o largă utilizare în tehnica modernă, de aceea studierea lor în gimnaziu este binevenită.

Subiectul lucrării îl reprezintă studiul acestor metale folosind ca metodă de predare-învăţare experimentul de laborator.

Experimentul de laborator este o metodă activ-participativă, care dezvoltă atât aptitudini cognitive, cât şi deprinderi practice.

A experimenta înseamnă „a încerca”, a pune în faţă teoria (ipoteza) cu rezultatul obţinut în urma demersului practic. Dacă rezultatele coincid, este un succes, în schimb, dacă acest lucru nu se realizează nu înseamnă că experimentul a eşuat căci rezultatele pot constitui un punct de plecare pentru un alt experiment.

CAP. I CARACTERIZARE GENERALĂ, STARE NATURALĂ, METODE DE OBŢINERE, PROPRIETĂŢI ŞI UTILIZĂRI ALE ALUMINIULUI FIERULUI ŞI CUPRULUI

1.1. Structura - caracterizare generală

1.1.1. Legătura metalică

Toate proprietăţile specifice ale metalelor în comparaţie cu nemetalele ne fac să admitem că atomii sunt legaţi între ei printr-o legătură chimică diferită de cea întâlnită la nemetale, numită legătură metalică .

Teoria legăturii metalice a cunoscut, de la început, o abordare diferită faţă de teoria clasică a legăturii chimice, fără ca aceasta să excludă tendinţe de apropiere între teoriile respective.

Faptul că legătura metalică se realizează în cadrul reţelelor metalice, ea nu este de tip van der Waals, deoarece forţele de coeziune între atomi sunt mult mai puternice, nici de tip ionic, cu toate că a fost aplicat un model ionic (Haber, 1919, Thomson, 1923) prin care s-a calculat energia de reţea şi nici de tip covalent, datorită numărului de coordinaţie mare 8-12.

Întrucât legătura metalică se stabileşte între atomi identici, ea poate fi comparată cu legătura covalentă, dar nu ca o legătură saturată sau orientată preferenţial şi nici localizată. Legătura metalică se poate compara cu o legătură π delocalizată.

1.1.2. Caracterizarea metalelor de tip p şi d

a) Caracterizarea metalelor de tip p

Elementele de tip p-metale din grupele III A(13), IV A(14), şi V A(15) - se

caracterizează printr-o variaţie mult mai puţin regulată a proprietăţilor lor generale fizice şi chimice.

Caracterul mai puţin omogen al acestor grupe de elemente ar putea fi atribuit mai multor factori :

• natura dimensiunilor lor atomice şi ionice;

• natura penultimului strat electronic;

• efectului pereche de electroni inerţi;

• particularităţile structurii cristaline;

Configuraţia învelişului electronic al lementelor de tip p este:

• ns2 np1

• ns2 np2

• ns2 np3

Configuraţia generală a acestor elemente poate fi afectată într-o mare măsură

de faptul că perechea de electroni s se caracterizează prin incapacitatea de a participa la interacţia chimica, deoareces unt atraşi mai puternic de nucleu.

Efectul perechii de electroni inerţi este mai puţin pronunţat la elementele din grupa a III-a (13) şi în interiorul acesteia cel mai puţin afectat este aluminiul.

Structura atomului de aluminiu: