Dom Zdravlje

Gdje se nalaze metali u pshe? L.p.vanova, profesorica kemije u srednjoj školi Novinsky (regija Astrahan)

B oko većina poznatih kemijski elementi oblicima jednostavne tvari metali.

Metali uključuju sve elemente sekundarnih (B) podskupina, kao i elemente glavnih podskupina koji se nalaze ispod dijagonale "berilij - astat" (slika 1). Osim toga, kemijski elementi metali tvore skupine lantanida i aktinoida.

Riža. 1. Položaj metala među elementima podskupine A (označeno plavom bojom)

U usporedbi s atomima nemetala, atomi metala imaju b oko Veće veličine i manje vanjskih elektrona, obično 1-2. Posljedično tome, vanjski elektroni metalnih atoma slabo su vezani za jezgru; metali ih lako odaju, pokazujući redukcijska svojstva u kemijskim reakcijama.

Razmotrite obrasce promjene nekih svojstava metala u skupinama i razdobljima.

U razdobljimas Kako se nuklearni naboj povećava, atomski radijus se smanjuje. Jezgre atoma sve više privlače vanjske elektrone, stoga se povećava elektronegativnost atoma, smanjuju se metalna svojstva. Riža. 2.

Riža. 2. Promjena svojstava metala u periodima

U glavnim podskupinama od vrha prema dolje u atomima metala povećava se broj slojeva elektrona, stoga se povećava radijus atoma. Tada će vanjski elektroni biti slabije privučeni jezgri, pa dolazi do smanjenja elektronegativnosti atoma i povećanja metalnih svojstava. Riža. 3.

Riža. 3. Promjena metalnih svojstava u podskupinama

Ove pravilnosti također su karakteristične za elemente sekundarnih podskupina, uz rijetke iznimke.

Atomi metalnih elemenata skloni su doniranju elektrona. U kemijskim reakcijama metali djeluju samo kao redukcijski agensi, doniraju elektrone i povećavaju svoje oksidacijsko stanje.

Elektrone od atoma metala mogu primiti atomi koji čine jednostavne tvari, nemetali, kao i atomi koji su dio složenih tvari koje mogu sniziti svoje oksidacijsko stanje. Na primjer:

2Na 0 + S 0 = Na +1 2 S -2

Zn 0 + 2H +1 Cl \u003d Zn +2 Cl 2 + H 0 2

Nemaju svi metali istu kemijsku aktivnost. Neki metali u normalnim uvjetima praktički ne ulaze u kemijske reakcije Zovu se plemeniti metali. U plemenite metale spadaju: zlato, srebro, platina, osmij, iridij, paladij, rutenij, rodij.

Plemeniti metali vrlo su rijetki u prirodi i gotovo uvijek se nalaze u prirodnom stanju (slika 4). Unatoč visokoj otpornosti na koroziju-oksidaciju, ovi metali još uvijek tvore okside i druge kemijske spojeve, na primjer, soli srebrnog klorida i nitrata su svima poznate.

Riža. 4. Grumen zlata

Sažimanje lekcije

U ovoj ste lekciji ispitali položaj kemijskih elemenata metala u periodnom sustavu, kao i strukturne značajke atoma tih elemenata koji određuju svojstva jednostavnih i složenih tvari. Naučili ste zašto postoji mnogo više kemijskih elemenata metala nego nemetala.

Bibliografija

Orzhekovsky P.A. Kemija: 9. razred: udžbenik za općeobraz. inst. / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013. (§28)
Rudzitis G.E. Kemija: anorgan. kemija. Orgulje. kemija: udžbenik. za 9 ćelija. / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Prosvjetljenje, JSC "Moskovski udžbenici", 2009. (§34)
Khomchenko I.D. Zbirka zadataka i vježbi iz kemije za Srednja škola. - M.: RIA "Novi val": Izdavač Umerenkov, 2008. (str. 86-87)
Enciklopedija za djecu. Svezak 17. Kemija / Pogl. izd. V.A. Volodin, vodeći. znanstveni izd. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

Jedinstvena zbirka digitalnih obrazovnih izvora (video iskustva na tu temu) ().
Elektronička verzija časopisa "Chemistry and Life" ().

Domaća zadaća

s. 195-196 br. 7, A1-A4 iz udžbenika P.A. Orzhekovsky "Kemija: 9. razred" / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013.
Koja svojstva (oksidacijska ili redukcijska) može imati Fe 3+ ion? Ilustrirajte svoj odgovor jednadžbama reakcija.
Usporedite atomski radijus, elektronegativnost i redukcijska svojstva natrija i magnezija.

U periodnom sustavu zauzeto je više od 3/4 mjesta: nalaze se u skupinama I, II, III, u sekundarnim podskupinama svih skupina. Osim toga, metali su najteži elementi skupina IV, V, VI i VII. Međutim, treba napomenuti da su mnogi amfoterni i ponekad se mogu ponašati kao nemetali.
Značajka strukture atoma metala je mali broj elektrona na vanjskom sloju elektrona, koji ne prelazi tri.
Atomi metala obično imaju velike atomske radijuse. U periodama alkalijski metali imaju najveće atomske radijuse. Stoga su njihova najveća kemijska aktivnost, tj. atomi metala lako otpuštaju elektrone, dobri redukcijski agensi. Najbolji redukcijski agensi su skupine I i II glavne podskupine.
U spojevima metali uvijek pokazuju pozitivno oksidacijsko stanje, obično od +1 do +4.

Sl. 70. Shema nastanka metalne veze u komadu metala,

U spojevima s nemetalima tipični metali tvore ionsku kemijsku vezu. U obliku jednostavnog metala atomi su međusobno povezani takozvanom metalnom vezom.

Prepiši ovaj pojam u svoju bilježnicu.

Metalna veza je posebna vrsta veze koja je jedinstvena za metale. Njegova je bit u tome da se elektroni stalno odvajaju od atoma metala, koji se kreću po masi komada metala (slika 70). Atomi metala, lišeni elektrona, pretvaraju se u pozitivne ione, koji nastoje ponovno privući k sebi slobodno pokretne elektrone. Istovremeno, drugi metalni atomi doniraju elektrone. Dakle, unutar komada metala neprestano cirkulira takozvani elektronski plin koji čvrsto povezuje sve atome metala. Ispostavilo se da su elektroni, takoreći, istovremeno socijalizirani od strane svih atoma metala. Ova posebna vrsta kemijske veze između metalnih atoma određuje i fizičke i Kemijska svojstva metali.

■ 1. Kako objasniti malu elektronegativnost metala?
2. Kako nastaje metalna veza?
3. Koja je razlika između metalne i kovalentne veze?

Riža. 71. Usporedba tališta različitih metala

Metali imaju niz sličnih fizikalnih svojstava koja ih razlikuju od nemetala. Što metal ima više valentnih elektrona, to je jača metalna veza, jača je kristalna rešetka, što je metal jači i tvrđi, to mu je talište i vrelište veće, itd. Značajke fizikalnih svojstava metala razmatraju se u nastavku.
Svi oni imaju više ili manje izražen sjaj, koji se obično naziva metalik. Metalni sjaj karakterističan je za komad metala kao cjelinu. Prah sadrži tamno obojene metale, osim magnezija i aluminija, koji zadržavaju srebrnasto-bijelu boju, pa se stoga aluminijska prašina koristi za izradu "srebrne" boje. Mnogi nemetali imaju masni ili staklasti sjaj.
Boja metala je prilično ujednačena: ili je srebrno bijela ( , ) ili srebrno siva ( , ). Samo žuta boja, i - crveno. Nemetali imaju vrlo raznoliku boju: - limun žutu, - crveno-smeđu, - crvenu ili bijelu, - crnu.

Dakle, prema boji, metali su uvjetno podijeljeni na željezne i obojene. Željezni metali također ga uključuju. Svi ostali metali nazivaju se obojenim metalima.

U normalnim uvjetima metali su čvrste tvari s kristalnom strukturom. Među nemetalima postoje i kruti ( , ) i tekući ( ) i plinoviti ( , ) .
Svi su metali, osim žive, čvrste tvari, pa im je talište iznad nule, samo je talište žive -39°. Najviše vatrostalni metal je, čija je točka taljenja 3370 °. Talište ostalih metala nalazi se unutar ovih granica (slika 71).
Tališta nemetala mnogo su niža od tališta metala, npr. kisika -219°, vodika -259,4°, fluora -218°, klora -101°, broma -5,7°.

Riža. 72. Usporedba tvrdoće metala s tvrdoćom dijamanta.

Metali imaju različitu tvrdoću, koja se uspoređuje s tvrdoćom dijamanta. Indeks tvrdoće metala određuje se posebnim uređajem - uređajem za ispitivanje tvrdoće. U tom slučaju se u masu metala utisne čelična kuglica ili, u slučaju veće tvrdoće metala, dijamantni konus. Tvrdoća metala određena je silom pritiska i dubinom formirane rupe.
Najtvrđi metal je . Meki metali -, - lako se režu nožem. Tvrdoća pojedinih metala prema općeprihvaćenoj skali od deset stupnjeva, tvrdoća je prikazana na sl. 72.

Metali u većoj ili manjoj mjeri imaju plastičnost (duktilnost). Nemetali nemaju to svojstvo. Najkovan metal je. Od njega možete iskovati zlatnu foliju debljine 0,0001 mm - 500 puta tanju od ljudske vlasi. Istodobno, vrlo je krhko; čak se može samljeti u mužaru u prah.
Plastičnost je sposobnost snažnog deformiranja bez narušavanja mehaničke čvrstoće. Plastičnost metala koristi se tijekom njihova valjanja, kada se ogromni vrući metalni ingoti provlače između osovina za savijanje, pripremajući od njih limove, tijekom izvlačenja, kada se iz njih izvlači žica, tijekom prešanja, štancanja, kada pod djelovanjem

Riža. 73. Usporedba metala po gustoći.

tlaka, zagrijani metal dobiva određeni oblik, koji zadržava kada se ohladi. Plastičnost ovisi o strukturi kristalne rešetke metala.
Svi metali su netopljivi u vodi, ali su topljivi jedan u drugom u talinama. Čvrsta otopina jednog metala u drugom naziva se legura.

Po gustoći metali se dijele na teške i lake. Teškima se smatraju oni čija je gustoća veća od 3 g/cm3 (slika 73). Najteži metal je . Najlakši metali - , .- imaju gustoću čak manju od jedinice. Laki metali - i dobili su veliku primjenu u industriji.
Metali se odlikuju visokom električnom i toplinskom vodljivošću (slika 74), dok nemetali ta svojstva imaju u slaboj mjeri. Ima najveću električnu i toplinsku vodljivost, nalazi se na drugom mjestu. Ta svojstva su dosta visoka u aluminiju.

Riža. 74. Usporedba električne vodljivosti i toplinske vodljivosti različitih metala

Treba napomenuti da metali s visokom električnom vodljivošću također imaju visoku toplinsku vodljivost.
Metali pokazuju magnetska svojstva. Ako se u kontaktu s magnetom metal privuče i nakon toga sam postane magnet, kažemo da je metal magnetiziran. Dobro magnetizirao, i njih. Takvi se metali nazivaju feromagnetici. Nemetali nemaju magnetska svojstva.

■ 4. Napravite i ispunite sljedeću tablicu:

Kemijska svojstva metala. korozija

Kemijska i fizikalna svojstva metala određena su atomskom strukturom i značajkama metalne veze. Svi se metali razlikuju po sposobnosti da lako predaju valentne elektrone. U tom pogledu pokazuju izražena restorativna svojstva. Stupanj redukcijske aktivnosti metala odražava elektrokemijski niz napona (vidi Dodatak III, paragraf 6).
Poznavajući položaj metala u ovoj seriji, može se zaključiti o usporednoj vrijednosti energije utrošene na odvajanje valentnih elektrona od atoma. Što je bliže početku reda, metal se lakše oksidira. Najaktivniji metali istiskuju se iz vode u normalnim uvjetima uz stvaranje lužina:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
Manje aktivni metali istiskuju se iz vode u obliku pregrijane pare i oblikuju
2Fe + 4N2O = Fe3O4 + 4H2
reagiraju s razrijeđenim i anoksičnim kiselinama, istiskujući iz njih vodik:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Metali koji stoje iza vodika ne mogu ga istisnuti iz vode i kiselina, ali stupaju u redoks reakcije s kiselinama bez istiskivanja vodika:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + H2O
Svi prethodni metali istiskuju sljedeće iz njihovih soli:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Su

Fe0 + Su2+ = Fe2+ + Su0
U svim slučajevima, metali koji reagiraju su oksidirani. Oksidacija metala također se opaža u izravnoj interakciji metala s nemetalima:
2Na + S = Na2S
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Većina metala aktivno reagira s kisikom, tvoreći različite sastave (vidi str. 38).

■ 5. Kako se redukcijska aktivnost metala može karakterizirati korištenjem niza naprezanja?

6. Navedite primjere metala koji reagiraju s vodom poput natrija, željeza. Potkrijepite svoj odgovor jednadžbama reakcija.

7. Usporedite međudjelovanje aktivnih metala i aktivnih nemetala s vodom.
8. Navedite kemijska svojstva metala potkrijepite svoj odgovor jednadžbama reakcija.
9. S kojim će od navedenih tvari željezo reagirati: a), b) gašeno vapno, c) bakar karbonat, d), e) cink sulfat, e)?
10. Koji se plin i u kojem volumenu može dobiti djelovanjem 5 kg smjese bakra i bakrenog oksida s koncentriranom dušičnom kiselinom, ako je bakrenog oksida u smjesi 20%?

Oksidacija metala često dovodi do njihovog uništenja. Razaranje metala pod djelovanjem okoliš naziva se korozija.

Zapiši u bilježnicu definiciju korozije.

Nastaje pod utjecajem kisika, vlage i ugljičnog dioksida, kao i dušikovih oksida itd. Korozija uzrokovana izravnim međudjelovanjem metala s tvarima iz okoline naziva se kemijska ili plinska korozija. Na primjer, u kemijskoj industriji metal ponekad dolazi u dodir s kisikom, klorom, dušikovim oksidima itd., što rezultira stvaranjem soli i metala:
2Su + O2 = 2SuO
Osim plinske, odnosno kemijske, postoji i elektrokemijska korozija, koja je mnogo češća. Da bismo razumjeli shemu elektrokemijske korozije, razmotrimo galvanski par -.

Uzmite cinkove i bakrene ploče (slika 75) i spustite ih u otopinu sumporne kiseline, koja se, kao što znamo, nalazi u otopini u obliku iona:
H2SO4 \u003d 2H + + SO 2 4 -
Spajanjem cinkove i bakrene ploče kroz galvanometar otkrit ćemo prisutnost električne struje u krugu. To se objašnjava činjenicom da atomi cinka, donirajući elektrone, prelaze u otopinu u obliku iona:
Zn 0 - 2 e— → Zn+2
Elektroni prolaze kroz vodič do bakra, a od bakra do iona vodika:
H++ e— → H 0

Vodik se u obliku neutralnih atoma oslobađa na bakrenoj ploči i postupno se otapa. Dakle, bakar, kao da izvlači elektrone iz cinka, uzrokuje brže otapanje potonjeg, tj. potiče oksidaciju. U isto vrijeme, potpuno čist može biti neko vrijeme u kiselini, potpuno nepromijenjen njezinim djelovanjem.

Riža. 75. Shema nastanka galvanskog para tijekom elektrokemijske korozije. 1 - cink; 2 - bakar; 3 - mjehurići vodika na bakrenoj elektrodi; 4 - galvanometar

Prema istoj shemi dolazi do korozije metala kao što je željezo, samo što je elektrolit u zraku, a nečistoće željezu igraju ulogu druge elektrode galvanskog para. Ove pare su mikroskopske, pa je uništavanje metala mnogo sporije. Aktivniji metal obično biva uništen. Dakle, elektrokemijska korozija je oksidacija metala, popraćena pojavom galvanskih parova. nanosi velike štete nacionalnom gospodarstvu.

12. Definirajte koroziju.
11. Može li se smatrati korozijom ono što brzo oksidira na zraku, međudjelovanje cinka sa solnom kiselinom, međudjelovanje aluminija sa željeznim oksidom tijekom termitnog zavarivanja, stvaranje vodika međudjelovanjem željeza s pregrijanom vodenom parom.

13. Koja je razlika između kemijske i elektrokemijske korozije?
Postoji mnogo načina za borbu protiv korozije. Metali (osobito željezo) premazuju se uljanom bojom koja na površini metala stvara gusti film koji ne dopušta prolaz vodene pare. Metale, poput bakrene žice, moguće je prekriti lakom, koji istovremeno štiti metal od korozije i služi kao izolator.

Žganje je proces u kojem se željezo podvrgava djelovanju jakih oksidacijskih sredstava, uslijed čega je metal prekriven filmom oksida koji je nepropustan za plinove, štiteći ga od izlaganja. vanjsko okruženje. Najčešće je to magnetski oksid Fe304 koji je duboko utisnut u metalni sloj i štiti ga od oksidacije bolje od bilo koje boje. Krovno željezo Ural, podvrgnuto modrenju, izdržalo je na krovu bez hrđanja više od 100 godina. Što je metal bolje poliran, to se na njegovoj površini stvara gušći i jači oksidni film.

Emajliranje - vrlo dobar pogled zaštita od korozije raznog posuđa. Caklina je otporna ne samo na djelovanje kisika i vode, nego čak i na jake kiseline i lužine. Nažalost, caklina je vrlo krhka i prilično lako puca pod utjecajem i naglim promjenama temperature.
Visoko zanimljive načine zaštita metala od korozije su, kao i poniklavanje i pokositrenje.
- ovo je premaz metala slojem cinka (tako se uglavnom štiti željezo). S takvim premazom, u slučaju kršenja površinskog filma cinka, cink se prvo podvrgava koroziji kao aktivniji metal, ali cink se dobro odupire koroziji, budući da je njegova površina prekrivena zaštitnim oksidnim filmom nepropusnim za vodu i kisik.
Kod poniklanja (niklanje) i pokositrenja (pokositrenja), hrđanje željeza ne dolazi sve dok se sloj metala koji ga prekriva ne pokida. Čim se poremeti, željezo, kao najaktivniji metal, počinje korodirati. Ali - metal koji relativno malo korodira, tako da njegov film ostaje na površini jako dugo. Najčešće se bakreni predmeti pokositre i tada galvanski par bakra uvijek dovodi do korozije kositra, a ne bakra koji je kao metal manje aktivan. Kada se željezo kalaji, dobiva se "bijeli lim" za industriju konzervi.

Za zaštitu od korozije moguće je djelovati ne samo na metal, već i na okolinu koja ga okružuje. Ako se određena količina natrijeva kromata pomiješa s klorovodičnom kiselinom, tada će se reakcija klorovodične kiseline sa željezom toliko usporiti da se u praksi kiselina može transportirati u željeznim spremnicima, dok je to obično nemoguće. Tvari koje usporavaju koroziju, a ponekad je gotovo potpuno zaustavljaju, nazivaju se inhibitori – usporivači (od latinske riječi inhibere – usporavati).

Priroda djelovanja inhibitora je drugačija. Oni ili stvaraju zaštitni film na metalnoj površini ili smanjuju agresivnost okoline. Prvi tip uključuje, na primjer, NaNO2, koji usporava koroziju čelika u vodi i otopinama soli, usporava koroziju aluminija u sumpornoj kiselini, drugi - organski spoj CO (NH2) 2 - urea, koji uvelike usporava smanjiti otapanje bakra i drugih metala u dušičnoj kiselini. Životinjske bjelančevine imaju inhibitorna svojstva, neke sušene biljke - celandin, ljutić itd.
Ponekad, kako bi se povećala otpornost metala na koroziju, kao i da bi mu se dalo više vrijedna svojstva, od njega se izrađuju legure s drugim metalima.

■ 14. Zapiši u bilježnicu navedene načine zaštite metala od korozije.
15. Što određuje izbor metode zaštite metala od korozije?
16. Što je inhibitor? Kako se inhibitor razlikuje od katalizatora?

Metode taljenja metala iz ruda

Metali se u prirodi mogu naći u prirodnom stanju. U osnovi je npr. Izvlači se mehaničkim ispiranjem iz okolnih stijena. Međutim, velika većina metala pojavljuje se u prirodi u obliku spojeva. Međutim, nije svaki prirodni mineral prikladan za dobivanje metala koji se u njemu nalazi. Prema tome, ne može se svaki mineral nazvati metalnom rudom.
Stijena ili mineral koji sadrži jedan ili drugi metal u količini koja njegovu industrijsku proizvodnju čini ekonomski isplativom naziva se rudama ovog metala.

Napiši definiciju ruda.

Metali se iz ruda dobivaju na razne načine.
1. Ako je ruda oksid, tada se reducira nekom vrstom redukcijskog sredstva - najčešće ugljikom ili ugljikovim monoksidom CO, rjeđe vodikom, na primjer:
FesO4 + 4SO = 3Fe + 4CO2
2. Ako je ruda spoj sumpora, tada se prvo spaljuje:
2PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2
tada se dobiveni oksid reducira ugljenom:
RbO + S = RbO + CO
Metali se izoliraju iz klorida elektrolizom iz talina. Na primjer, kada se natrijev klorid NaCl rastali, dolazi do toplinske disocijacije tvari.
NaCl ⇄ Na + + Cl -
Prolaskom istosmjerne električne struje kroz tu talinu odvijaju se sljedeći procesi:
a) na katodi:
Na + + e— → Na 0
b) na anodi
Cl - - e— → Sl 0
Ova se metoda također može koristiti za dobivanje metala iz drugih soli.
4. Ponekad se metali mogu obnoviti iz oksida istiskivanjem na visoka temperatura drugi, aktivniji metal. Ova metoda je posebno raširena u redukciji metala aluminijem i stoga je najprije nazvana aluminotermija:
2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe.
O aluminotermiji će biti više riječi u nastavku.
U mnogim slučajevima, ruda može biti pomiješana s velikom količinom jalovine, za čije uklanjanje, tj. za "obogaćivanje" rude, postoje razne metode, posebno metoda pjenaste flotacije. U tu svrhu koriste se mineralna ulja koja imaju svojstvo selektivne adsorpcije. To znači da apsorbiraju čestice rude, ali ne i otpadnu stijenu. U goleme bačve s vodom stavljaju se zdrobljena ruda i mineralno ulje zajedno s otpadnim kamenjem. Nakon toga se voda snažno zapjeni zrakom. Ulje okružuje mjehuriće zraka stvarajući na njima film. Ispada stabilna pjena. Čestice, rude se adsorbiraju i zajedno s mjehurićima zraka dižu se na vrh. Pjena se stapa s rudom, a otpadna stijena ostaje na dnu bačve. Nakon toga, ruda se lako oslobađa od nafte, koja se ponovno koristi za flotaciju.

■ 17. Što je pjena?
18. Koja svojstva mora imati metal da bi u prirodi bio u samorodnom stanju?
19. Može li bilo koji mineral ili stijena, koji u svom sastavu sadrži jedan ili drugi metal?
20. Nabrojite vrste metalnih ruda koje poznajete.
21. Cink se prirodno pojavljuje kao mineralna cinkova mješavina koja sadrži cinkov sulfid. Predložite način dobivanja cinka iz cinkove mješavine.
22. Iz 2 tone magnetske željezne rude koja sadrži 80% magnetskog željeznog oksida Fe3O4 dobiveno je 1,008 tona željeza. Izračunajte praktični prinos željeza.
23. Koji se metali mogu dobiti elektrolizom otopina soli?
24. Od željeza dobivenog redukcijom 5 tona magnetske željezne rude koja sadrži 13% nečistoća pripremljena je legura koja sadrži 4% ugljika. Koliko ste legure dobili?
25. Koliko se cinka i sumporne kiseline može dobiti iz 242,5 tona cinkove mješavine ZnS koja sadrži 20% otpadnih stijena?

Opravdanost periodnog sustava elemenata Budući da se elektroni u atomu nalaze na različitim energetskim razinama i tvore kvantne slojeve, logično je pretpostaviti da ...

Druga skupina periodnog sustava

Položaj metala u periodnom sustavu. Fizička svojstva

U periodnom sustavu D. I. Mendeljejeva od 110 elemenata 87 su metali. Oni su u skupinama I, II, III, u sekundarnim podskupinama svih skupina. Osim toga, metali su najteži elementi skupina IV, V, VI i VII. Međutim, mnogi su metali amfoterni i ponekad se mogu ponašati kao nemetali. Značajka strukture atoma metala je mali broj elektrona na vanjskoj energetskoj razini, koji ne prelazi tri. Atomi metala obično imaju velike atomske radijuse. U periodama alkalijski metali imaju najveće atomske radijuse. Oni su kemijski najaktivniji, t.j. atomi metala lako doniraju elektrone i dobri su redukcijski agensi. Najbolji redukcijski agensi su metali I i II skupine glavnih podskupina. U spojevima, metali uvijek pokazuju pozitivno oksidacijsko stanje, obično +1 do +4. U spojevima s nemetalima tipični metali tvore ionsku kemijsku vezu. U obliku jednostavne tvari atomi metala međusobno su povezani takozvanom metalnom vezom.

Metalna veza je posebna vrsta veze koja je jedinstvena za metale. Njegova suština je da se elektroni stalno odvajaju od atoma metala, koji se kreću po masi komada metala.

Atomi metala, lišeni elektrona, pretvaraju se u pozitivne ione, koji opet privlače pokretne elektrone k sebi. Istovremeno, drugi metalni atomi doniraju elektrone. Dakle, unutar komada metala neprestano cirkulira takozvani elektronski plin koji čvrsto povezuje sve atome metala. Ispostavilo se da su elektroni, takoreći, socijalizirani od strane svih atoma metala. Ova posebna vrsta kemijske veze između metalnih atoma određuje fizikalna i kemijska svojstva metala.

Metali imaju niz sličnih fizikalnih svojstava koja ih razlikuju od nemetala. Što metal ima više valentnih elektrona, to je jača kristalna rešetka, što je metal jači i tvrđi, to mu je talište i vrelište više itd.

Svi metali imaju više ili manje izražen sjaj, koji se obično naziva metalnim, i neprozirnost, koja je povezana s međudjelovanjem slobodnih elektrona sa svjetlosnim kvantima koji padaju na metal. Metalni sjaj karakterističan je za komad metala kao cjelinu. U prahu metali tamne boje, s izuzetkom srebrnobijelog magnezija i aluminija. Aluminijska prašina koristi se za izradu srebrne boje. Mnogi metali imaju mastan ili staklast sjaj.

Boja metala je prilično ujednačena: ili je srebrno bijela (aluminij, srebro, nikal) ili srebrno siva (željezo, olovo). Samo je zlato žuto, a bakar crveno. Prema tehničkoj klasifikaciji metali se uvjetno dijele na željezne i obojene. Crno uključuje željezo i njegove legure. Svi ostali metali nazivaju se obojenim metalima.

Svi su metali, osim žive, čvrste tvari s kristalnom strukturom, pa su im tališta iznad nule, samo je talište žive - 39°C . Najvatrostalniji metal je volfram (3380°C). Metali koji se tope na temperaturama iznad 1000 ° C nazivaju se vatrostalni, ispod - topljivi.

Metali imaju različitu tvrdoću. Najtvrđi metal je krom (reže staklo), a najmekši su kalij, rubidij, cezij. Lako se režu nožem.

Metali su više ili manje duktilni (imaju savitljivost). Najkovan metal je zlato. Može se koristiti za kovanje folije debljine 0,0001 mm - 500 puta tanje od ljudske kose. Međutim, Mn i Bi nemaju plastičnost - oni su krti metali.

Plastičnost je sposobnost snažnog deformiranja bez narušavanja mehaničke čvrstoće. Kada su izložene pomaku čestica tijela s ionskom ili atomskom rešetkom, usmjerene veze se prekidaju, a tijelo se uništava. U metalima, veze nastaju zahvaljujući plinu elektrona. Nemaju smjera. Stoga je cjelovitost komada metala sačuvana kada se oblik promijeni. Gidljivost metala koristi se pri njihovom valjanju.

Po gustoći metali se dijele na teške i lake. Teški su oni čija je gustoća veća od 5 g/cm. Najteži metal je osmij (22,61 g/cm). Najlakši metali su litij, natrij, kalij (gustoća manja od jedan). Gustoća metala je to manja što je manja atomska masa metalnog elementa i što je veći radijus njegovog atoma. Laki metali kao što su magnezij i aluminij naširoko se koriste u industriji.

Metale karakterizira visoka električna i toplinska vodljivost. Srebro je najviše električki i toplinski vodljivo, a slijedi ga aluminij. Metali visoke električne vodljivosti imaju i visoku toplinsku vodljivost. Toplinska vodljivost je posljedica velike pokretljivosti slobodnih elektrona i oscilatornog gibanja atoma, zbog čega dolazi do brzog izjednačavanja temperature u tjelesnoj masi. Dobra električna vodljivost metala objašnjava se prisutnošću slobodnih elektrona u njima, koji pod utjecajem čak i male razlike potencijala poprimaju usmjereno kretanje od negativnog pola do pozitivnog.

Metali pokazuju magnetska svojstva. Željezo, kobalt, nikal i njihove legure dobro su magnetizirani. Takvi metali i legure nazivaju se feromagneticima.

B oko Većina poznatih kemijskih elemenata tvori jednostavne tvari, metale.

Riža. 1. Položaj metala među elementima podskupine A (označeno plavom bojom)

Razmotrite obrasce promjene nekih svojstava metala u skupinama i razdobljima.

Riža. 2. Promjena svojstava metala u periodima

Riža. 3. Promjena metalnih svojstava u podskupinama

Ove pravilnosti također su karakteristične za elemente sekundarnih podskupina, uz rijetke iznimke.

Atomi metalnih elemenata skloni su doniranju elektrona. U kemijskim reakcijama metali djeluju samo kao redukcijski agensi, doniraju elektrone i povećavaju svoje oksidacijsko stanje.

Elektrone od atoma metala mogu primiti atomi koji čine jednostavne tvari, nemetali, kao i atomi koji su dio složenih tvari koje mogu sniziti svoje oksidacijsko stanje. Na primjer:

2Na 0 + S 0 = Na +1 2 S -2

Zn 0 + 2H +1 Cl \u003d Zn +2 Cl 2 + H 0 2

Nemaju svi metali istu kemijsku aktivnost. Neki metali u normalnim uvjetima praktički ne ulaze u kemijske reakcije, nazivaju se plemeniti metali. U plemenite metale spadaju: zlato, srebro, platina, osmij, iridij, paladij, rutenij, rodij.

Riža. 4. Grumen zlata

Sažimanje lekcije

Bibliografija

Orzhekovsky P.A. Kemija: 9. razred: udžbenik za općeobraz. inst. / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013. (§28)
Rudzitis G.E. Kemija: anorgan. kemija. Orgulje. kemija: udžbenik. za 9 ćelija. / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Prosvjetljenje, JSC "Moskovski udžbenici", 2009. (§34)
Khomchenko I.D. Zbirka zadataka i vježbi iz kemije za srednju školu. - M.: RIA "Novi val": Izdavač Umerenkov, 2008. (str. 86-87)
Enciklopedija za djecu. Svezak 17. Kemija / Pogl. izd. V.A. Volodin, vodeći. znanstveni izd. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

Jedinstvena zbirka digitalnih obrazovnih izvora (video iskustva na tu temu) ().
Elektronička verzija časopisa "Chemistry and Life" ().

Domaća zadaća

s. 195-196 br. 7, A1-A4 iz udžbenika P.A. Orzhekovsky "Kemija: 9. razred" / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013.
Koja svojstva (oksidacijska ili redukcijska) može imati Fe 3+ ion? Ilustrirajte svoj odgovor jednadžbama reakcija.
Usporedite atomski radijus, elektronegativnost i redukcijska svojstva natrija i magnezija.

dio I

1. Položaj metala (M) u periodnom sustavu D. I. Mendeljejeva.

Uvjetna dijagonala od B do At kroz elemente A skupine: IV → V → VI. Na dijagonali i iznad njega su nemetali, a ispod metali.
Grupe se sastoje samo od M. Ukupno, od 110 elemenata, 88 elemenata je klasificirano kao metali.
Grupa IA su alkalijski metali.
Grupa IIA su zemnoalkalijski metali.

2. Strukturne značajke M atoma:

1) broj e u vanjskom sloju atoma 1-3;
2) R atomi - velike veličine.

3. Relativnost podjele elemenata na M i HM (navesti primjere):

1) sivi lim - NM, bijeli lim - M.
2) grafit - NM, ali je električki vodljiv.
3) Cr, Zn, Al - M, ali amfoterni.

4. Metalna kemijska veza je komunikacija u metalima i legurama između atoma iona putem socijaliziranih e.

Opća shema za stvaranje metalne veze:

5. Ispunite tablicu "Struktura i svojstva metala."

6. Zapiši znakove po kojima možeš razlikovati izrađene ploče:

a) od aluminija i bakra - boja, gustoća, električna i toplinska vodljivost
b) od olova i aluminija - boja, gustoća, talište
c) od srebra i grafita - boja, oblik, električna vodljivost.

7. Pomoću slika popuni praznine da dobiješ niz: naziv metala (metala), svojstva (o), područje (područja) primjene.

a) baterija od lijevanog željeza - lijevano željezo, toplinska vodljivost, čvrstoća, otpornost na habanje. U gospodarstvu, svakodnevnom životu, metalurgiji.
b) aluminijska folija - aluminij, lako se mota, plastičnost, visoka električna i toplinska vodljivost, otpornost na koroziju. U prehrambenoj industriji proizvodnja legura.
c) čelični gumbi i spajalice - čelik, "meki" čelik, elastični, lako se savijaju, ne hrđaju, čvrsti i tvrdi. U svim sektorima nacionalnog gospodarstva.
d) metalni nosač - željezo (čelik), izdržljiv, čvrst, nije izložen utjecaju okoline. U svim sektorima nacionalnog gospodarstva.
e) kupole - zlatne, inertne, izgled. Koristi se u građevinarstvu - valjanju, u nakitu.
f) termometar - živa (tečni metal), širi se zagrijavanjem, u medicinskim toplomjerima. Dobivanje legura za vađenje zlata. Svjetiljke.

8. Ispunite tablicu "Klasifikacija metala".

9. Legura je je homogeni metalni materijal koji se sastoji od smjese dva ili više kemijskih elemenata s prevladavanjem metalnih komponenti.

10. Željezne legure:

11. Ispunite tablicu "Legure i njihovi sastojci".

12. Potpišite nazive legura od kojih se mogu izraditi predmeti prikazani na slikama.

a) čelik
b) kupronikal
c) duraluminij
d) bronca
e) bronca
e) lijevano željezo

Dio II

1. Metalni atomi koji u vanjskom sloju imaju:

a) 5e - Sb (antimon), Bi (bizmut)
b) 6f - Po (polonij)

Zašto?
Smješteni su u 5 odnosno 6 skupina.

2. Metalni atom koji ima 3e u vanjskom sloju, - bor.
Zašto?
Nalazi se u grupi 3.

3. Ispunite tablicu "Građa atoma i kemijska veza."

4. Uklonite "dodatni element".
4) Si

5. Koja od navedenih skupina elemenata sadrži samo metale?
Ne postoji točan odgovor

6. Koje fizikalno svojstvo nije zajedničko svim metalima?
3) čvrsto agregatno stanje u standardnim uvjetima

7. Koja je tvrdnja točna?
4) atomi metala i metali - jednostavne tvari pokazuju samo redukcijska svojstva.

8. Svi elementi glavnih podskupina su metali ako se u periodnom sustavu nalaze ispod dijagonale:
3) bor - astat

9. Broj elektrona u vanjskoj elektronskoj razini atoma metala u glavnoj podskupini Periodni sustav, ne može biti jednako: