§ 29. В чём заключаются различия между металлами и неметаллами?

Естествознание, 5 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Глава 3: Вещества и материалы. Страницы 150–155.

Чему научишься

• Узнавать металлы по их свойствам: блеску, пластичности, твёрдости, электропроводности.
• Отличать металлы от неметаллов и объяснять, в чём разница.
• Знать «исключения»: жидкую ртуть, блестящий графит и йод.
• Объяснять, почему провода делают из меди и алюминия, а не из золота.

Разминка

• Что такое вещество? То, из чего состоят физические тела. Ложка — тело, алюминий — вещество.
• В каких трёх состояниях бывают вещества? Твёрдом, жидком и газообразном.
• Назови три предмета дома, сделанных из металла. Например, ключ, кастрюля, вилка.
• Что происходит с куском пластилина, если по нему стукнуть? Он сплющивается и сохраняет новую форму.

Разбираемся

Мир без металлов

Представь на минуту, что все металлы на Земле исчезли. Не будет машин, поездов и самолётов. Пропадут провода, а с ними свет, телефоны и интернет. Даже ложки и иголки станут деревянными или костяными!

Люди заметили особые свойства металлов ещё в древности. Металл можно расплавить, а потом отлить или выковать из него что угодно. В XVIII веке знали всего 17 металлов, а сейчас их больше девяноста.

🌟 Целые эпохи истории названы в честь металлов: бронзовый век и железный век. Металл так менял жизнь людей, что стал «именем» времени.

Что умеют металлы

📌 Металлы — вещества, которые при обычных условиях твёрдые. Их можно ковать, гнуть и вытягивать в проволоку. Они блестят особым металлическим блеском и хорошо проводят тепло и электрический ток.

Разберём эти свойства по одному:

• Ковкость — по металлу стучат молотком, и он меняет форму, а не крошится. Красивые качели с узорами на картинке в учебнике сделаны ковкой.
• Пластичность и тягучесть — металл можно гнуть и вытянуть в тонкую проволоку.
• Металлический блеск — гладкая поверхность металла отражает свет, как зеркало.
• Теплопроводность — металлическая ложка в горячем чае быстро нагревается.
• Электропроводность — способность проводить электрический ток.

🌟 Самый пластичный из драгоценных металлов — золото. Из одного грамма золота (кусочек меньше горошины) можно вытянуть проволоку длиной около двух километров!

Ртуть — металл-исключение

Все металлы при комнатной температуре твёрдые. Все, кроме одного: ртуть — жидкий блестящий серебристо-белый металл. Раньше её наливали в градусники.

⚠️ Осторожно! Пары ртути ядовиты. Если разбился старый ртутный градусник, не трогай шарики руками и не пылесось. Сразу позови взрослых, открой окно и выйди из комнаты.

Кто лучше проводит ток

Лучшие проводники электричества по порядку: серебро, медь, золото, алюминий. Серебро — чемпион. Но провода в доме делают из меди и алюминия. Почему — разберём в упражнениях.

А что такое неметаллы

📌 Неметаллы — химические элементы, у которых нет физических свойств металлов.

Неметаллы бывают твёрдыми (сера, углерод в графите, йод), жидкими (бром) и газообразными (кислород, азот, гелий). Большинство не блестит и не проводит ток. Твёрдые неметаллы обычно хрупкие: стукнешь — раскрошатся.

Ты сто раз держал в руках неметалл — графит, это грифель простого карандаша. А вот гелий легче воздуха, поэтому им надувают воздушные шарики, которые улетают вверх.

💡 У неметаллов тоже есть «исключения». Графит и кремний проводят ток. Графит и кристаллический йод блестят почти как металл. Поэтому по одному признаку не суди — смотри на все сразу.

Металл или неметалл?

👨‍👩‍👧 Родителю. Устройте дома «охоту на металлы»: ребёнок за 3 минуты находит пять металлических вещей и называет, по какому признаку узнал металл. Хорошо, если он скажет не только «блестит», но и «холодное на ощупь» (металл быстро забирает тепло руки).

🌟 Казахстан — страна металлов. Медь добывают в Жезказгане и на Балхаше, алюминий выплавляют в Павлодаре, сталь варят в Темиртау, а хромовой руды у нас одни из самых больших запасов в мире.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Какие свойства есть у всех металлов? Металлический блеск, ковкость и пластичность, тепло- и электропроводность. Почти все твёрдые.
• Почему ртуть называют металлом-исключением? Она металл, но при обычных условиях жидкая.
• Что такое электропроводность? Способность вещества проводить электрический ток.
• Чем неметаллы отличаются от металлов? У них нет свойств металлов: они хрупкие, обычно не блестят, плохо проводят ток и тепло, бывают ещё жидкими и газами.
• Какие неметаллы похожи на металлы? Графит (блестит и проводит ток), кремний (проводит ток), йод (блестит).

Решаем упражнения

Вопросы 1–6 относятся к стихотворению о металлах. В нём поэтесса описывает блеск металлов, их пластичность, электропроводность и в конце «забывает» название ещё одного свойства.

№ 1

Подумай, почему века называли в честь металлов.

Как думать. Вспомни уроки истории: каменный век, бронзовый век, железный век.

Пример ответа.

1. Металлы очень изменили жизнь людей. Медные и бронзовые орудия были крепче каменных.
2. Железо сделало орудия, плуги и оружие ещё прочнее и доступнее.
3. Поэтому главный материал эпохи и дал ей имя.

Ответ: металлы так сильно изменили жизнь людей, что эпохи назвали по главному металлу: бронзовый век, железный век.

№ 2

Какой вид связи в металлах?

Как думать. Ответ прямо в стихотворении, в третьей строчке.

Решение. В стихах прямо сказано: «О! Металлическая связь!»

Ответ: металлическая связь.

№ 3

Какие физические свойства обусловливает металлическая связь?

Как думать. Перечисли всё, что стихотворение приписывает «волшебнице»-связи.

Решение. В металле много подвижных электронов. Именно они отражают свет, переносят ток и тепло и позволяют металлу гнуться, а не ломаться.

Ответ: металлический блеск, пластичность (ковкость), электропроводность и теплопроводность.

№ 4

Назови самый пластичный металл.

Решение. В стихах сказано, что в этом свойстве «у золота соперников достойных нет».

Ответ: золото.

№ 5

Подумай, какой металл лучше всех проводит электричество.

Как думать. В стихах ток бежит «в медных проводах». Но медь — не самая лучшая, а самая удобная.

Решение. Лучше всех проводит ток серебро, на втором месте медь. Поэтому провода делают из меди: она почти так же хороша, а стоит намного дешевле.

Ответ: серебро (а для проводов используют медь).

№ 6

Какое свойство просит подсказать автор?

Как думать. Перечитай: «Металлам свойство важное дано — они проводят хорошо тепло».

Ответ: теплопроводность.

№ 7

(задание без номера в учебнике: «Посмотри вокруг себя») Найди не меньше пяти предметов из металла. По каким признакам ты понял, что это металл?

Как думать. Посмотри на кухню, в пенал, на дверь.

Пример ответа. Ключ, ложка, кастрюля, батарея отопления, монета 10 тенге. Я узнал металл по признакам:

1. Блестит особым блеском.
2. Холодный на ощупь (быстро забирает тепло руки).
3. Твёрдый, но гнётся, а не ломается (проволока, скрепка).
4. Звенит при ударе.

Ответ: у каждого свой список; признаки — блеск, твёрдость, пластичность, холодный на ощупь.

№ 8

(задание без номера в учебнике: работа в паре, «Корзина идей») Предположи, чем металлы отличаются от неметаллов и что у них общего. Обсуди с одноклассниками.

Как думать. «Корзина идей» — все по очереди «кидают» в неё свои догадки, даже неуверенные. Потом проверяем опытами.

Пример ответа.

• Различия: металлы блестят, гнутся, проводят ток; неметаллы хрупкие, многие — газы.
• Сходство: и те и другие — вещества; из них состоят предметы и сам воздух.

Ответ: у каждого свой список догадок; проверь его по таблице в № 10.

№ 9

(задание без номера в учебнике: «Выдели и объясни») Назови основные свойства металлов. Почему ртуть — исключение? Где ты её встречал? Где в быту применяют алюминий и графит?

Пример ответа.

1. Свойства металлов: блеск, ковкость, пластичность, тягучесть, тепло- и электропроводность, твёрдость.
2. Ртуть — исключение, потому что она жидкая при обычной температуре. Её можно встретить в старых градусниках и некоторых лампах. Она ядовита.
3. Алюминий в быту: фольга, кастрюли, банки для напитков, провода, оконные рамы, детали самолётов.
4. Графит: грифели карандашей, смазка для замков, щётки электромоторов.

Ответ: см. пример выше.

№ 10

(задание без номера в учебнике: таблица «Линия сравнения») Проведи опыты 1–3 и заполни таблицу: сравни металлы и неметаллы по пластичности, твёрдости, электропроводности и блеску.

Как думать. Металл в опытах — алюминий, неметалл — графит. Но помни про исключения.

Решение.

Ответ: таблица выше.

№ 11

(задание без номера в учебнике: Опыт 1) Ударь несколько раз молотком по алюминиевой проволоке, потом по графиту. Что произошло? Какое свойство есть у металлов и нет у неметаллов?

🧪 Опыт. Нужны: алюминиевая проволока или пластинка, грифель простого карандаша, молоток, доска.

Решение. Проволока сплющилась, но не разрушилась. Графит раскололся и раскрошился. Свойство металлов — ковкость и пластичность. В хозяйстве его используют кузнецы и заводы: так делают проволоку, листы, ограды, кованые ворота и качели, посуду, фольгу.

Ответ: алюминий сплющился, графит раскрошился; металлы пластичны, неметаллы хрупкие.

⚠️ Бей молотком аккуратно, держи пальцы подальше, а лучше — пусть стучит взрослый. Крошки графита пачкают: работай на газете.

👨‍👩‍👧 Родителю. Опыт легко повторить дома: кусочек алюминиевой проволоки, сломанный грифель и молоток. Можно сравнить ещё с кусочком мела.

№ 12

(задание без номера в учебнике: Опыт 2) Попробуй одновременно раздавить пальцами алюминиевую проволоку и графит. Что изменилось? Можно ли назвать графит твёрдым? Сделай вывод о твёрдости.

Как думать. Твёрдое вещество держит форму. Но «твёрдое» не значит «прочное».

Решение.

1. Алюминиевая проволока осталась целой: пальцами её не раздавить.
2. Грифель сломался или раскрошился.
3. Графит — твёрдое вещество (держит форму, это не жидкость и не газ), но он мягкий и хрупкий. Недаром он оставляет след на бумаге.

Ответ: без изменения осталась проволока; графит раскрошился. Металлы твёрдые и прочные, твёрдые неметаллы часто хрупкие.

🌟 Но не всё так просто! Алмаз — тоже углерод, как и графит, и тоже неметалл. А он самое твёрдое природное вещество: им режут стекло.

№ 13

(задание без номера в учебнике: «Как ты думаешь?») Почему электрические кабели не делают из серебра или золота? Где используют электропроводность металлов?

Пример ответа.

1. Серебро и золото — редкие и очень дорогие. Кабели нужны километрами, никто бы их не купил.
2. Медь проводит ток почти так же хорошо, но стоит намного дешевле. Алюминий ещё дешевле и легче — из него делают провода высоковольтных линий.
3. Электропроводность металлов нужна везде: провода и кабели в домах, вилки и розетки, линии электропередачи, детали телефонов и компьютеров.

Ответ: серебро и золото слишком дороги; электропроводность используют в проводах, кабелях, розетках, электроприборах.

🌟 Золото всё-таки работает в электронике: тонким слоем покрывают контакты в телефонах и компьютерах. Оно не ржавеет, и контакт служит долго.

№ 14

(задание без номера в учебнике: Опыт 3) Поднеси зеркало к алюминиевой пластинке на солнце. Отражает ли алюминий свет? Какое свойство это доказывает?

🧪 Опыт. Сравни, как блестят зеркало и алюминиевая пластинка (или кусок фольги), направив их на солнце. Посмотри, есть ли «солнечный зайчик».

Решение. Гладкий алюминий отражает свет и даже пускает «зайчик», как зеркало. Это доказывает свойство металлов — металлический блеск. Не зря зеркала покрывают тонким слоем металла.

Ответ: да, алюминий отражает свет; это металлический блеск.

⚠️ Не направляй «зайчик» в глаза людям и животным и сам не смотри на солнце.

№ 15

(задание без номера в учебнике: строки А. С. Пушкина) О каком свойстве металлов говорит строчка «Лемносский бог тебя сковал…»? А строки о лезвии, которое «блещет» злодею в очи?

Как думать. «Лемносский бог» — Гефест, бог-кузнец из древнегреческих мифов, его кузница была на острове Лемнос. Что делает кузнец?

Решение.

1. «Сковал» — значит выковал молотом. Это ковкость, или пластичность.
2. Лезвие «блещет», как луч и молния. Это металлический блеск.

Ответ: в первой строке — ковкость (пластичность), во второй — металлический блеск.

№ 16

(задание без номера в учебнике: «Приготовь сообщение») Подготовь сообщение о том, как появились зеркала и как менялся способ их изготовления.

Как думать. Иди по времени: от воды к металлу, потом к стеклу. Ищи в энциклопедиях и детских научных сайтах.

План.

1. Первые «зеркала» — вода в луже и озере.
2. Зеркала из полированного камня и металла.
3. Стеклянные зеркала со слоем металла.
4. Как делают зеркала сегодня.

Пример сообщения. Самым первым зеркалом человеку служила спокойная вода. Потом люди стали полировать камень, например чёрный вулканический обсидиан. В древнем мире зеркала делали из начищенной до блеска меди и бронзы — в ход пошёл металлический блеск. Позже научились покрывать стекло с обратной стороны тонким слоем металла. Долгое время для этого использовали ядовитую ртуть с оловом. В XIX веке придумали покрывать стекло тонким слоем серебра. Сегодня большинство зеркал покрывают серебром или алюминием, а сзади защищают краской.

Ответ: сообщение по плану выше.

№ 17

(задание без номера в учебнике: игра «Да — нет») Согласен ли ты с утверждениями: 1) пластичность — свойство металлов; 2) все неметаллы твёрдые; 3) почти все неметаллы имеют металлический блеск; 4) ртуть — неметалл; 5) у алюминия нет металлического блеска?

Решение.

1. Да. Металлы пластичны.
2. Нет. Неметаллы бывают ещё жидкими (бром) и газами (кислород, гелий).
3. Нет. Блестят только немногие: графит и йод.
4. Нет. Ртуть — металл, хоть и жидкий.
5. Нет. Алюминий блестит, мы проверили в опыте 3.

Ответ: да, нет, нет, нет, нет.

№ 18

(задание без номера в учебнике: самооценка «Человечки») Оцени, как ты усвоил тему: закрась человечка целиком, наполовину или только ножки. Закончи фразы «Сегодня у меня возникли вопросы…» и «Дома мне необходимо…».

Как думать. Проверь себя по «Мини-тесту» внизу. 5 из 5 — закрашивай целиком.

Пример ответа. Закрашиваю человечка наполовину. Сегодня у меня возник вопрос: почему графит проводит ток, хотя он неметалл. Дома мне необходимо повторить, какие неметаллы — исключения.

Ответ: у каждого свой.

Шпаргалка

• Металлы блестят, куются, тянутся в проволоку, проводят ток и тепло.
• Ртуть — жидкий металл; все остальные металлы твёрдые.
• Неметаллы бывают твёрдыми, жидкими и газами; твёрдые — хрупкие.
• Исключения: графит и кремний проводят ток, графит и йод блестят.
• Провода делают из меди и алюминия: проводят хорошо и стоят недорого.

Мини-тест