B o väčšina známych chemické prvky formulárov jednoduché látky kovy.

Kovy zahŕňajú všetky prvky sekundárnych (B) podskupín, ako aj prvky hlavných podskupín umiestnených pod uhlopriečkou „berýlium – astatín“ (obr. 1). Okrem toho chemické prvky kovy tvoria skupiny lantanoidov a aktinoidov.

Ryža. 1. Umiestnenie kovov medzi prvkami podskupiny A (zvýraznené modrou farbou)

V porovnaní s nekovovými atómami majú atómy kovov b o Väčšie veľkosti a menej vonkajších elektrónov, zvyčajne 1-2. V dôsledku toho sú vonkajšie elektróny atómov kovov slabo viazané na jadro, kovy ich ľahko rozdávajú a pri chemických reakciách vykazujú redukčné vlastnosti.

Zvážte vzorce zmien v niektorých vlastnostiach kovov v skupinách a obdobiach.

V obdobiachs So zvyšujúcim sa jadrovým nábojom sa atómový polomer zmenšuje. Jadrá atómov čoraz viac priťahujú vonkajšie elektróny, preto sa zvyšuje elektronegativita atómov, znižujú sa vlastnosti kovu. Ryža. 2.

Ryža. 2. Zmena vlastností kovov v periódach

V hlavných podskupinách zhora nadol v atómoch kovov sa počet elektrónových vrstiev zvyšuje, a preto sa zväčšuje polomer atómov. Potom budú vonkajšie elektróny slabšie priťahované k jadru, takže dôjde k zníženiu elektronegativity atómov a zvýšeniu kovových vlastností. Ryža. 3.

Ryža. 3. Zmena vlastností kovov v podskupinách

Tieto zákonitosti sú až na ojedinelé výnimky charakteristické aj pre prvky sekundárnych podskupín.

Atómy kovových prvkov majú tendenciu darovať elektróny. Pri chemických reakciách pôsobia kovy len ako redukčné činidlá, darujú elektróny a zvyšujú ich oxidačný stav.

Elektróny môžu byť prijímané z atómov kovov atómami, ktoré tvoria jednoduché látky, nekovy, ako aj atómami, ktoré sú súčasťou zložitých látok, ktoré sú schopné znížiť svoj oxidačný stav. Napríklad:

2Nao + S0 = Na +12S-2

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

Nie všetky kovy majú rovnakú chemickú aktivitu. Niektoré kovy za normálnych podmienok prakticky nevstupujú do chemické reakcie Nazývajú sa ušľachtilé kovy. Medzi ušľachtilé kovy patria: zlato, striebro, platina, osmium, irídium, paládium, ruténium, ródium.

Ušľachtilé kovy sú v prírode veľmi vzácne a takmer vždy sa nachádzajú v prirodzenom stave (obr. 4). Napriek vysokej odolnosti voči korózii-oxidácii tieto kovy stále tvoria oxidy a iné chemické zlúčeniny, napríklad chlorid strieborný a dusičnanové soli sú známe každému.

Ryža. 4. Nugget zlata

Zhrnutie lekcie

V tejto lekcii ste skúmali postavenie chemických prvkov kovov v periodickej tabuľke, ako aj štruktúrne vlastnosti atómov týchto prvkov, ktoré určujú vlastnosti jednoduchých a zložitých látok. Dozvedeli ste sa, prečo je v kovoch oveľa viac chemických prvkov ako v nekovoch.

Bibliografia

1. Oržekovskij P.A. Chémia: 9. ročník: učebnica pre všeobecné vzdelávanie. inšt. / P.A. Oržekovskij, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašovej. - M.: Astrel, 2013. (§28)
2. Rudzitis G.E. Chémia: anorganická. chémia. Organ. chémia: učebnica. pre 9 buniek. / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Osveta, JSC "Moskva učebnice", 2009. (§34)
3. Khomchenko I.D. Zbierka úloh a cvičení z chémie pre strednú školu. - M.: RIA "Nová vlna": Vydavateľstvo Umerenkov, 2008. (s. 86-87)
4. Encyklopédia pre deti. Zväzok 17. Chémia / Kapitola. vyd. V.A. Volodin, vedúci. vedecký vyd. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

1. Jedna zbierka digitálnych vzdelávacích zdrojov (videozážitky na danú tému) ().
2. Elektronická verzia časopisu "Chémia a život" ().

Domáca úloha

1. s. 195-196 č.7, A1-A4 z učebnice P.A. Orzhekovsky "Chémia: 9. ročník" / P.A. Oržekovskij, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašovej. - M.: Astrel, 2013.
2. Aké vlastnosti (oxidačné alebo redukčné) môže mať ión Fe 3+? Svoju odpoveď ilustrujte reakčnými rovnicami.
3. Porovnajte atómový polomer, elektronegativitu a redukčné vlastnosti sodíka a horčíka.

V periodickom systéme sú obsadené viac ako 3/4 miest: sú v skupinách I, II, III, v sekundárnych podskupinách všetkých skupín. Okrem toho sú kovy najťažšími prvkami skupín IV, V, VI a VII. Treba však poznamenať, že mnohé sú amfotérne a niekedy sa môžu správať ako nekovy.
Charakteristickým znakom štruktúry atómov kovov je malý počet elektrónov na vonkajšej elektrónovej vrstve, ktorý nepresahuje tri.
Atómy kovov majú zvyčajne veľké atómové polomery. V periódach majú alkalické kovy najväčšie atómové polomery. Preto ich najvyššia chemická aktivita, t.j. atómy kovov ľahko odovzdávajú elektróny, sú dobrými redukčnými činidlami. Najlepšie redukčné činidlá sú skupiny I a II hlavných podskupín.
V zlúčeninách vykazujú kovy vždy kladný oxidačný stav, zvyčajne od +1 do +4.

Obr 70. Schéma vzniku kovovej väzby v kuse kovu, Obr.

V zlúčeninách s nekovmi tvoria typické kovy iónovú chemickú väzbu. Vo forme jednoduchého kovu sú atómy navzájom prepojené takzvanou kovovou väzbou.

Zapíšte si tento výraz do zošita.

Kovová väzba je špeciálny typ väzby, ktorá je jedinečná pre kovy. Jej podstatou je, že sa od atómov kovu neustále odpájajú elektróny, ktoré sa pohybujú po celej hmote kusu kovu (obr. 70). Atómy kovov zbavené elektrónov sa menia na kladné ióny, ktoré majú tendenciu opäť priťahovať voľne sa pohybujúce elektróny k sebe. Súčasne ďalšie kovové atómy darujú elektróny. Vo vnútri kusu kovu tak neustále cirkuluje takzvaný elektrónový plyn, ktorý pevne spája všetky atómy kovu. Ukázalo sa, že elektróny sú, ako to bolo, socializované súčasne všetkými atómami kovu. Tento špeciálny typ chemickej väzby medzi atómami kovov určuje fyzikálne aj Chemické vlastnosti kovy.

■ 1. Ako vysvetliť nízku elektronegativitu kovov?
2. Ako vzniká kovová väzba?
3. Aký je rozdiel medzi kovovou väzbou a kovalentnou väzbou?

Ryža. 71. Porovnanie teplôt topenia rôznych kovov

Kovy majú množstvo podobných fyzikálnych vlastností, ktoré ich odlišujú od nekovov. Čím viac valenčných elektrónov má kov, tým silnejšia je kovová väzba, tým silnejšia je kryštálová mriežka, čím je kov pevnejší a tvrdší, tým vyššia je jeho teplota topenia a varu atď. Charakteristiky fyzikálnych vlastností kovov sú uvedené nižšie.
Všetky majú viac či menej výrazný lesk, ktorý sa bežne nazýva kovový. Kovový lesk je charakteristický pre kus kovu ako celok. Prášok obsahuje kovy tmavej farby, s výnimkou horčíka a hliníka, ktoré si zachovávajú striebristo-bielu farbu, a preto sa hliníkový prach používa na výrobu „striebornej“ farby. Mnohé nekovy majú mastný alebo sklený lesk.
Farba kovov je pomerne jednotná: je buď striebristo biela ( , ) alebo strieborno šedá ( , ). Iba žltá farba, a - červená. Nekovy majú veľmi rôznorodú farbu: - citrónovo žltá, - červeno-hnedá, - červená alebo biela, - čierna.

Podľa farby sú teda kovy podmienene rozdelené na železné a neželezné. Patria k nemu aj železné kovy. Všetky ostatné kovy sa nazývajú neželezné.

Za normálnych podmienok sú kovy pevné s kryštalickou štruktúrou. Medzi nekovmi sú pevné ( , ) aj kvapalné () a plynné ( , ) .
Všetky kovy, s výnimkou ortuti, sú pevné látky, takže ich bod topenia je nad nulou, iba bod topenia ortuti je -39 °. Najviac žiaruvzdorný je kov, ktorého teplota topenia je 3370 °. Teplota topenia ostatných kovov leží v týchto medziach (obr. 71).
Teploty topenia nekovov sú oveľa nižšie ako teploty kovov, napríklad kyslík -219°, vodík -259,4°, fluór -218°, chlór -101°, bróm -5,7°.

Ryža. 72. Porovnanie tvrdosti kovov s tvrdosťou diamantu.

Kovy majú rôznu tvrdosť, ktorá je v porovnaní s tvrdosťou diamantu. Index tvrdosti kovu je určený špeciálnym zariadením - tvrdomerom. V tomto prípade je do hmoty kovu vtlačená oceľová gulička alebo v prípade väčšej tvrdosti kovu diamantový kužeľ. Tvrdosť kovu je určená tlakovou silou a hĺbkou vytvoreného otvoru.
Najtvrdší kov je . Mäkké kovy -, - sa ľahko režú nožom. Tvrdosť jednotlivých kovov podľa všeobecne uznávanej desaťbodovej stupnice, tvrdosť je znázornená na obr. 72.

Kovy majú vo väčšej alebo menšej miere plasticitu (ťažnosť). Nekovy túto vlastnosť nemajú. Najviac tvárny kov je. Z nej môžete vykovať zlatú fóliu s hrúbkou 0,0001 mm - 500 krát tenšiu ako ľudský vlas. Zároveň je veľmi krehký; môže sa dokonca rozdrviť v mažiari na prášok.
Plasticita je schopnosť silnej deformácie bez narušenia mechanickej pevnosti. Plasticita kovov sa využíva pri ich valcovaní, keď medzi lisovacie hriadele prechádzajú obrovské horúce kovové ingoty, pripravujúce z nich plechy, pri ťahaní, keď sa z nich vyťahuje drôt, pri lisovaní, razení, pri pôsobení

Ryža. 73. Porovnanie kovov podľa hustoty.

tlaku, zahriaty kov dostane určitý tvar, ktorý si po ochladení zachová. Plasticita závisí od štruktúry kryštálovej mriežky kovov.
Všetky kovy sú nerozpustné vo vode, ale sú navzájom rozpustné v taveninách. Tuhý roztok jedného kovu v druhom sa nazýva zliatina.

Podľa hustoty sa kovy delia na ťažké a ľahké. Za ťažké sa považujú tie, ktorých hustota je vyššia ako 3 g / cm3 (obr. 73). Najťažší kov je . Najľahšie kovy - , .- majú hustotu ešte menšiu ako jednotu. Ľahké kovy - a našli veľké využitie v priemysle.
Kovy sa vyznačujú vysokou elektrickou a tepelnou vodivosťou (obr. 74), kým nekovy majú tieto vlastnosti v slabej miere. Má najvyššiu elektrickú a tepelnú vodivosť, je na druhom mieste. Tieto vlastnosti sú u hliníka dosť vysoké.

Ryža. 74. Porovnanie elektrickej vodivosti a tepelnej vodivosti rôznych kovov

Treba poznamenať, že kovy s vysokou elektrickou vodivosťou majú tiež vysokú tepelnú vodivosť.
Kovy majú magnetické vlastnosti. Ak sa pri kontakte s magnetom kov k nemu pritiahne a potom sa sám stane magnetom, hovoríme, že kov je zmagnetizovaný. Dobre zmagnetizované, a oni. Takéto kovy sa nazývajú feromagnetické. Nekovy nemajú magnetické vlastnosti.

■ 4. Vytvorte a vyplňte nasledujúcu tabuľku:

Chemické vlastnosti kovov. Korózia

Chemické a fyzikálne vlastnosti kovov sú určené atómovou štruktúrou a vlastnosťami kovovej väzby. Všetky kovy sa vyznačujú schopnosťou ľahko darovať valenčné elektróny. V tomto ohľade vykazujú výrazné regeneračné vlastnosti. Stupeň redukčnej aktivity kovov odráža elektrochemický rad napätí (pozri prílohu III, odsek 6).
Pri poznaní polohy kovu v tejto sérii je možné vyvodiť záver o porovnateľnej hodnote energie vynaloženej na oddelenie valenčných elektrónov od atómu. Čím bližšie k začiatku radu, tým ľahšie sa kov oxiduje. Najaktívnejšie kovy sa za normálnych podmienok vytláčajú z vody za tvorby alkálií:
2Na + 2H20 = 2NaOH + H2
Menej aktívne kovy sú z vody vytláčané vo forme prehriatej pary a formy
2Fe + 4H20 = Fe3C4 + 4H2
reagujú so zriedenými a anoxickými kyselinami a vytláčajú z nich vodík:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Kovy stojace po vodíku ho nemôžu vytesniť z vody a kyselín, ale vstupujú do redoxných reakcií s kyselinami bez vytesňovania vodíka:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + H2O
Všetky predchádzajúce kovy vytláčajú nasledujúce kovy zo svojich solí:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Сu

Fe0 + Сu2+ = Fe2+ + Сu0
Vo všetkých prípadoch sú reagujúce kovy oxidované. Oxidácia kovov sa pozoruje aj pri priamej interakcii kovov s nekovmi:
2Na + S = Na2S
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Väčšina kovov aktívne reaguje s kyslíkom a vytvára rôzne zloženie (pozri str. 38).

■ 5. Ako možno charakterizovať redukčnú aktivitu kovu pomocou radu napätí?

6. Uveďte príklady kovov, ktoré reagujú s vodou ako sodík, železo. Podporte svoju odpoveď reakčnými rovnicami.

7. Porovnajte interakciu aktívnych kovov a aktívnych nekovov s vodou.
8. Uveďte chemické vlastnosti kovov a svoju odpoveď doložte reakčnými rovnicami.
9. S ktorou z látok bude železo reagovať: a), b) hasené vápno, c) uhličitan meďnatý, d), e) síran zinočnatý, e)?
10. Aký plyn a v akom objeme možno získať pôsobením 5 kg zmesi medi a oxidu medi s koncentrovanou kyselinou dusičnou, ak oxid meďnatý v zmesi 20 %?

Oxidácia kovov často vedie k ich zničeniu. Zničenie kovov pod akciou životné prostredie nazývaná korózia.

Zapíšte si definíciu korózie do svojho notebooku.

Vyskytuje sa pod vplyvom kyslíka, vlhkosti a oxidu uhličitého, ako aj oxidov dusíka atď. Korózia spôsobená priamou interakciou kovu s látkou jeho prostredia sa nazýva chemická alebo plynová korózia. Napríklad v chemickom priemysle prichádza kov niekedy do kontaktu s kyslíkom, chlórom, oxidmi dusíka atď., čo vedie k tvorbe solí a kovov:
2Сu + О2 = 2СuО
Okrem plynovej, čiže chemickej, korózie existuje aj elektrochemická korózia, ktorá je oveľa bežnejšia. Aby ste pochopili schému elektrochemickej korózie, zvážte galvanický pár -.

Vezmite zinkové a medené platne (obr. 75) a spustite ich do roztoku kyseliny sírovej, ktorá, ako vieme, je obsiahnutá v roztoku vo forme iónov:
H2SO4 \u003d 2H + + SO 2 4 -
Spojením zinkových a medených platní cez galvanometer zistíme prítomnosť elektrického prúdu v obvode. Vysvetľuje to skutočnosť, že atómy zinku, ktoré darujú elektróny, prechádzajú do roztoku vo forme iónov:
Zn 0-2 e— → Zn+2
Elektróny prechádzajú vodičom do medi a z medi na vodíkové ióny:
H++ e— → H 0

Vodík vo forme neutrálnych atómov sa uvoľňuje na medenej platni a postupne sa rozpúšťa. Meď teda, akoby čerpala elektróny zo zinku, spôsobuje, že sa zinok rýchlejšie rozpúšťa, t.j. podporuje oxidáciu. Zároveň úplne čistý môže byť nejaký čas v kyseline, úplne neovplyvnený jeho pôsobením.

Ryža. 75. Schéma vzniku galvanického páru pri elektrochemickej korózii. 1 - zinok; 2 - meď; 3 - vodíkové bubliny na medenej elektróde; 4 - galvanometer

Podľa rovnakej schémy dochádza ku korózii takého kovu, ako je železo, iba je to elektrolyt vo vzduchu a nečistoty železa zohrávajú úlohu druhej elektródy galvanického páru. Tieto pary sú mikroskopické, takže deštrukcia kovu je oveľa pomalšia. Aktívnejší kov je zvyčajne zničený. Elektrochemická korózia je teda oxidácia kovu sprevádzaná objavením sa galvanických párov. spôsobuje veľké škody národnému hospodárstvu.

12. Definujte koróziu.
11. Je možné považovať za koróziu to, čo rýchlo oxiduje na vzduchu, interakciu zinku s kyselinou chlorovodíkovou, interakciu hliníka s oxidom železa pri termitovom zváraní, tvorbu vodíka interakciou železa s prehriatou vodnou parou.

13. Aký je rozdiel medzi chemickou a elektrochemickou koróziou?
Existuje mnoho spôsobov, ako bojovať proti korózii. Kovy (najmä železo) sú potiahnuté olejovou farbou, ktorá na povrchu kovu vytvára hustý film, ktorý neprepúšťa vodnú paru. Kovy, ako je medený drôt, je možné pokryť lakom, ktorý jednak chráni kov pred koróziou, jednak slúži ako izolant.

Leštenie je proces, pri ktorom je železo vystavené pôsobeniu silných oxidačných činidiel, v dôsledku čoho je kov pokrytý filmom oxidov, ktorý je nepriepustný pre plyny a chráni ho pred vystavením. vonkajšie prostredie. Najčastejšie ide o magnetický oxid Fe304, ktorý je hlboko zapustený v kovovej vrstve a chráni ju pred oxidáciou lepšie ako ktorákoľvek farba. Uralská strešná krytina, vystavená modraniu, vydržala na streche bez hrdzavenia viac ako 100 rokov. Čím lepšie je kov vyleštený, tým je na jeho povrchu hustejší a pevnejší oxidový film.

Smaltovanie - veľmi dobrý výhľad ochrana proti korózii rôznych nádob. Smalt odoláva nielen pôsobeniu kyslíka a vody, ale aj silným kyselinám a zásadám. Bohužiaľ, smalt je veľmi krehký a pri náraze a rýchlych zmenách teploty pomerne ľahko praská.
Pokovovanie niklom a cínovanie sú veľmi zaujímavé spôsoby ochrany kovov pred koróziou.
- ide o povlak kovu vrstvou zinku (takto sa chráni hlavne železo). S takýmto povlakom v prípade porušenia povrchového filmu zinku zinok najskôr podlieha korózii ako aktívnejší kov, ale zinok dobre odoláva korózii, pretože jeho povrch je pokrytý ochranným oxidovým filmom nepriepustným pre vodu a kyslík.
Pri niklovaní (niklovanie) a cínovaní (cínovanie) nastáva hrdzavenie železa až vtedy, keď sa rozbije vrstva kovu, ktorý ho pokrýva. Len čo sa naruší, železo ako najaktívnejší kov začne korodovať. Ale - kov, ktorý koroduje pomerne málo, takže jeho film zostáva na povrchu veľmi dlho. Najčastejšie sa medené predmety pocínujú a potom galvanický pár medi vždy vedie ku korózii cínu a nie medi, ktorá je ako kov menej aktívna. Keď sa železo pocínuje, získa sa „pocínovaný plech“ pre konzervárenský priemysel.

Na ochranu pred koróziou je možné pôsobiť nielen na kov, ale aj na prostredie, ktoré ho obklopuje. Ak sa určité množstvo chrómanu sodného zmieša s kyselinou chlorovodíkovou, potom sa reakcia kyseliny chlorovodíkovej so železom spomalí natoľko, že v praxi je možné kyselinu prepravovať v železných nádržiach, čo je zvyčajne nemožné. Látky, ktoré koróziu spomaľujú, a niekedy takmer úplne zastavia, sa nazývajú inhibítory – spomaľovače (z latinského slova inhibere – spomaľovať).

Povaha účinku inhibítorov je rôzna. Buď vytvoria na povrchu kovu ochranný film, alebo znížia agresivitu prostredia. Do prvého typu patrí napríklad NaNO2, ktorý spomaľuje koróziu ocele vo vode a soľných roztokoch, spomaľuje koróziu hliníka v kyseline sírovej, do druhého typu patrí organická zlúčenina CO (NH2) 2 - močovina, ktorá značne spomaľuje rozpúšťanie medi a iných kovov v kyseline dusičnej. Živočíšne bielkoviny majú inhibičné vlastnosti, niektoré sušené rastliny - skorocel, masliaka atď.
Niekedy s cieľom zvýšiť odolnosť kovu voči korózii, ako aj dať mu viac cenné vlastnosti, vyrábajú sa z neho zliatiny s inými kovmi.

■ 14. Zapíšte si do zošita uvedené spôsoby ochrany kovu pred koróziou.
15. Čo určuje výber metódy ochrany kovu pred koróziou?
16. Čo je inhibítor? Ako sa inhibítor líši od katalyzátora?

Metódy tavenia kovov z rúd

Kovy v prírode možno nájsť v pôvodnom stave. Ide v podstate napr. Získava sa mechanickým vymývaním z okolitých hornín. Prevažná väčšina kovov sa však v prírode vyskytuje vo forme zlúčenín. Nie každý prírodný minerál je však vhodný na získanie kovu v ňom obsiahnutého. V dôsledku toho nie každý minerál možno nazvať kovovou rudou.
Hornina alebo minerál obsahujúci jeden alebo druhý kov v množstve, ktoré robí jeho priemyselnú výrobu ekonomicky výhodnou, sa nazýva rudy tohto kovu.

Napíšte definíciu rúd.

Kovy sa získavajú z rúd rôznymi spôsobmi.
1. Ak je ruda oxid, potom sa redukuje nejakým druhom redukčného činidla - najčastejšie uhlíkom alebo oxidom uhoľnatým CO, menej často vodíkom, napr.
FesO4 + 4СО = 3Fe + 4CO2
2. Ak je ruda zlúčenina síry, potom sa najskôr spáli:
2PbS + 302 = 2PbO + 2S02
potom sa výsledný oxid redukuje dreveným uhlím:
РbО + С = РbО + CO
Kovy sa izolujú z chloridov elektrolýzou z tavenín. Napríklad, keď sa roztopí chlorid sodný NaCl, dôjde k tepelnej disociácii látky.
NaCl ⇄ Na + + Cl -
Keď cez túto taveninu prechádza jednosmerný elektrický prúd, prebiehajú tieto procesy:
a) na katóde:
Na + + e— → Na 0
b) na anóde
Cl -- e— → Сl 0
Táto metóda sa môže použiť aj na získanie kovov z iných solí.
4. Niekedy možno kovy získať z oxidov vytesnením pri vysoká teplota iný, aktívnejší kov. Táto metóda je obzvlášť rozšírená pri redukcii kovov hliníkom, a preto sa najprv nazývala aluminotermia:
2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe.
Aluminotermia bude podrobnejšie diskutovaná nižšie.
V mnohých prípadoch môže byť ruda zmiešaná s veľkým množstvom odpadovej horniny, na odstránenie ktorej, t.j. na „obohatenie“ rudy, sú rôzne metódy najmä metóda penovej flotácie. Na tento účel sa používajú minerálne oleje, ktoré majú vlastnosť selektívnej adsorpcie. To znamená, že absorbujú častice rudy, ale žiadne odpadové horniny. V obrovských kadiach s vodou sa ukladá drvená ruda a minerálny olej spolu s odpadovou horninou. Potom je voda silne napenená vzduchom. Olej obklopuje vzduchové bubliny a vytvára na nich film. Ukazuje sa stabilná pena. Častice, rudy sa adsorbujú a spolu so vzduchovými bublinami stúpajú nahor. Pena sa spája s rudou a odpadová hornina zostáva na dne kade. Následne sa ruda ľahko zbaví ropy, ktorá sa opäť použije na flotáciu.

■ 17. Čo je to pena?
18. Aké vlastnosti musí mať kov, aby bol v prírode v pôvodnom stave?
19. Môže akýkoľvek minerál resp skala, obsahujúci vo svojom zložení jeden alebo iný kov?
20. Uveďte druhy kovových rúd, ktoré poznáte.
21. Zinok sa prirodzene vyskytuje ako minerálna zmes zinku obsahujúca sulfid zinočnatý. Navrhnite spôsob získania zinku zo zmesi zinku.
22. Z 2 ton magnetickej železnej rudy obsahujúcej 80 % magnetického oxidu železa Fe3O4 sa získalo 1,008 tony železa. Vypočítajte praktickú výťažnosť železa.
23. Aké kovy možno získať elektrolýzou roztokov solí?
24. Zliatina obsahujúca 4 % uhlíka bola pripravená zo železa získaného redukciou 5 ton magnetickej železnej rudy obsahujúcej 13 % nečistôt. Koľko zliatiny ste dostali?
25. Koľko zinku a kyseliny sírovej možno získať z 242,5 ton zinkovej zmesi ZnS obsahujúcej 20 % odpadovej horniny?

31

Zdôvodnenie periodického systému prvkov Keďže elektróny v atóme sú umiestnené na rôznych energetických úrovniach a tvoria kvantové vrstvy, je logické predpokladať, že ...

Druhá skupina periodického systému

Postavenie kovov v periodickom systéme. Fyzikálne vlastnosti

V periodickom systéme D. I. Mendelejeva je zo 110 prvkov 87 kovov. Sú v skupinách I, II, III, v sekundárnych podskupinách všetkých skupín. Okrem toho sú kovy najťažšími prvkami skupín IV, V, VI a VII. Mnohé kovy sú však amfotérne a niekedy sa môžu správať ako nekovy. Charakteristickým znakom štruktúry atómov kovov je malý počet elektrónov na vonkajšej energetickej úrovni, ktorý nepresahuje tri. Atómy kovov majú zvyčajne veľké atómové polomery. V periódach majú alkalické kovy najväčšie atómové polomery. Sú chemicky najaktívnejšie, t.j. atómy kovov ľahko darujú elektróny a sú dobrými redukčnými činidlami. Najlepšími redukčnými činidlami sú kovy skupiny I a II hlavných podskupín. V zlúčeninách kovy vždy vykazujú kladný oxidačný stav, zvyčajne +1 až +4. V zlúčeninách s nekovmi tvoria typické kovy iónovú chemickú väzbu. Vo forme jednoduchej látky sú atómy kovov navzájom prepojené takzvanou kovovou väzbou.

Kovová väzba je špeciálny typ väzby, ktorá je jedinečná pre kovy. Jeho podstatou je, že elektróny sa neustále oddeľujú od atómov kovu, ktoré sa pohybujú v celej hmote kusu kovu.

Atómy kovu zbavené elektrónov sa menia na kladné ióny, ktoré k sebe opäť priťahujú pohybujúce sa elektróny. Súčasne ďalšie kovové atómy darujú elektróny. Vo vnútri kusu kovu tak neustále cirkuluje takzvaný elektrónový plyn, ktorý pevne spája všetky atómy kovu. Ukázalo sa, že elektróny sú akoby socializované všetkými atómami kovu. Tento špeciálny typ chemickej väzby medzi atómami kovov určuje fyzikálne aj chemické vlastnosti kovov.

Kovy majú množstvo podobných fyzikálnych vlastností, ktoré ich odlišujú od nekovov. Čím viac valenčných elektrónov kov má, tým silnejšia je kryštálová mriežka, čím silnejší a tvrdší je kov, tým vyššia je jeho teplota topenia a varu atď.

Všetky kovy majú viac či menej výrazný lesk, ktorý sa bežne nazýva kovový, a nepriehľadnosť, ktorá je spojená s interakciou voľných elektrónov so svetelnými kvantami dopadajúcimi na kov. Kovový lesk je charakteristický pre kus kovu ako celok. V prášku tmavé kovy, s výnimkou strieborno-bieleho horčíka a hliníka. Hliníkový prach sa používa na výrobu striebornej farby. Mnohé kovy majú mastný alebo sklený lesk.

Farba kovov je pomerne jednotná: je buď striebristo biela (hliník, striebro, nikel) alebo striebristo šedá (železo, olovo). Len zlato je žlté a meď je červená. Podľa technickej klasifikácie sú kovy podmienene rozdelené na železné a neželezné. Čierna farba zahŕňa železo a jeho zliatiny. Všetky ostatné kovy sa nazývajú neželezné.

Všetky kovy, s výnimkou ortuti, sú pevné látky s kryštalickou štruktúrou, takže ich teploty topenia sú nad nulou, iba bod topenia ortuti - 39 °C . Najviac žiaruvzdorným kovom je volfrám (3380°C). Kovy topiace sa pri teplotách nad 1000 ° C sa nazývajú žiaruvzdorné, pod - taviteľné.

Kovy majú rôznu tvrdosť. Najtvrdším kovom je chróm (reže sklo) a najjemnejšími draslík, rubídium, cézium. Ľahko sa krájajú nožom.

Kovy sú viac-menej ťažné (majú kujnosť). Najviac kujným kovom je zlato. Môže sa použiť na kovanie fólie s hrúbkou 0,0001 mm - 500-krát tenšou ako ľudský vlas. Mn a Bi však nemajú plasticitu – sú to krehké kovy.

Plasticita je schopnosť silnej deformácie bez narušenia mechanickej pevnosti. Keď sú vystavené vytesňovaniu častíc tela s iónovou alebo atómovou mriežkou, smerové väzby sú prerušené a telo je zničené. V kovoch sa väzby vytvárajú vďaka elektrónovému plynu. Nemajú smer. Preto sa pri zmene tvaru zachováva celistvosť kusu kovu. Pri ich valcovaní sa využíva ťažnosť kovov.

Podľa hustoty sa kovy delia na ťažké a ľahké. Ťažké sú tie, ktorých hustota je väčšia ako 5 g/cm. Najťažším kovom je osmium (22,61 g/cm). Najľahšie kovy sú lítium, sodík, draslík (hustota menšia ako jedna). Hustota kovu je tým menšia, čím menšia je atómová hmotnosť kovového prvku a čím väčší je polomer jeho atómu. Ľahké kovy ako horčík a hliník majú široké využitie v priemysle.

Kovy sa vyznačujú vysokou elektrickou a tepelnou vodivosťou. Elektricky a tepelne najviac vodivé je striebro, po ňom nasleduje hliník. Kovy s vysokou elektrickou vodivosťou majú tiež vysokú tepelnú vodivosť. Tepelná vodivosť je spôsobená vysokou pohyblivosťou voľných elektrónov a oscilačným pohybom atómov, vďaka čomu dochádza k rýchlemu vyrovnávaniu teploty v hmote tela. Dobrá elektrická vodivosť kovov sa vysvetľuje prítomnosťou voľných elektrónov v nich, ktoré pod vplyvom aj malého potenciálového rozdielu získavajú riadený pohyb od záporného pólu k kladnému.

Kovy majú magnetické vlastnosti. Železo, kobalt, nikel a ich zliatiny sú dobre magnetizované. Takéto kovy a zliatiny sa nazývajú feromagnetické.

B o Väčšina známych chemických prvkov tvorí jednoduché látky, kovy.

Kovy zahŕňajú všetky prvky sekundárnych (B) podskupín, ako aj prvky hlavných podskupín umiestnených pod uhlopriečkou „berýlium – astatín“ (obr. 1). Okrem toho chemické prvky kovy tvoria skupiny lantanoidov a aktinoidov.

Ryža. 1. Umiestnenie kovov medzi prvkami podskupiny A (zvýraznené modrou farbou)

V porovnaní s nekovovými atómami majú atómy kovov b o Väčšie veľkosti a menej vonkajších elektrónov, zvyčajne 1-2. V dôsledku toho sú vonkajšie elektróny atómov kovov slabo viazané na jadro, kovy ich ľahko rozdávajú a pri chemických reakciách vykazujú redukčné vlastnosti.

Zvážte vzorce zmien v niektorých vlastnostiach kovov v skupinách a obdobiach.

V obdobiachs So zvyšujúcim sa jadrovým nábojom sa atómový polomer zmenšuje. Jadrá atómov čoraz viac priťahujú vonkajšie elektróny, preto sa zvyšuje elektronegativita atómov, znižujú sa vlastnosti kovu. Ryža. 2.

Ryža. 2. Zmena vlastností kovov v periódach

V hlavných podskupinách zhora nadol v atómoch kovov sa počet elektrónových vrstiev zvyšuje, a preto sa zväčšuje polomer atómov. Potom budú vonkajšie elektróny slabšie priťahované k jadru, takže dôjde k zníženiu elektronegativity atómov a zvýšeniu kovových vlastností. Ryža. 3.

Ryža. 3. Zmena vlastností kovov v podskupinách

Tieto zákonitosti sú až na ojedinelé výnimky charakteristické aj pre prvky sekundárnych podskupín.

Atómy kovových prvkov majú tendenciu darovať elektróny. Pri chemických reakciách pôsobia kovy len ako redukčné činidlá, darujú elektróny a zvyšujú ich oxidačný stav.

Elektróny môžu byť prijímané z atómov kovov atómami, ktoré tvoria jednoduché látky, nekovy, ako aj atómami, ktoré sú súčasťou zložitých látok, ktoré sú schopné znížiť svoj oxidačný stav. Napríklad:

2Nao + S0 = Na +12S-2

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

Nie všetky kovy majú rovnakú chemickú aktivitu. Niektoré kovy za normálnych podmienok prakticky nevstupujú do chemických reakcií, nazývajú sa ušľachtilé kovy. Medzi ušľachtilé kovy patria: zlato, striebro, platina, osmium, irídium, paládium, ruténium, ródium.

Ušľachtilé kovy sú v prírode veľmi vzácne a takmer vždy sa nachádzajú v prirodzenom stave (obr. 4). Napriek vysokej odolnosti voči korózii-oxidácii tieto kovy stále tvoria oxidy a iné chemické zlúčeniny, napríklad chlorid strieborný a dusičnanové soli sú známe každému.

Ryža. 4. Nugget zlata

Zhrnutie lekcie

V tejto lekcii ste skúmali postavenie chemických prvkov kovov v periodickej tabuľke, ako aj štruktúrne vlastnosti atómov týchto prvkov, ktoré určujú vlastnosti jednoduchých a zložitých látok. Dozvedeli ste sa, prečo je v kovoch oveľa viac chemických prvkov ako v nekovoch.

Bibliografia

1. Oržekovskij P.A. Chémia: 9. ročník: učebnica pre všeobecné vzdelávanie. inšt. / P.A. Oržekovskij, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašovej. - M.: Astrel, 2013. (§28)
2. Rudzitis G.E. Chémia: anorganická. chémia. Organ. chémia: učebnica. pre 9 buniek. / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Osveta, JSC "Moskva učebnice", 2009. (§34)
3. Khomchenko I.D. Zbierka úloh a cvičení z chémie pre strednú školu. - M.: RIA "Nová vlna": Vydavateľstvo Umerenkov, 2008. (s. 86-87)
4. Encyklopédia pre deti. Zväzok 17. Chémia / Kapitola. vyd. V.A. Volodin, vedúci. vedecký vyd. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

1. Jedna zbierka digitálnych vzdelávacích zdrojov (videozážitky na danú tému) ().
2. Elektronická verzia časopisu "Chémia a život" ().

Domáca úloha

1. s. 195-196 č.7, A1-A4 z učebnice P.A. Orzhekovsky "Chémia: 9. ročník" / P.A. Oržekovskij, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašovej. - M.: Astrel, 2013.
2. Aké vlastnosti (oxidačné alebo redukčné) môže mať ión Fe 3+? Svoju odpoveď ilustrujte reakčnými rovnicami.
3. Porovnajte atómový polomer, elektronegativitu a redukčné vlastnosti sodíka a horčíka.

Časť I

1. Postavenie kovov (M) v Periodickom systéme D. I. Mendelejeva.

Podmienená diagonála od B k At cez prvky skupín A: IV → V → VI. Na diagonále a nad ňou sú nekovy a pod ňou sú kovy.
Skupiny pozostávajú iba z M. Celkovo zo 110 prvkov je 88 prvkov klasifikovaných ako kovy.
Skupina IA sú alkalické kovy.
Skupina IIA sú kovy alkalických zemín.

2. Štrukturálne vlastnosti atómov M:

1) číslo e vo vonkajšej vrstve atómu 1-3;
2) Atómy R - veľké veľkosti.

3. Relativita delenia prvkov na M a HM (uveďte príklady):

1) sivý plech - NM, biely plech - M.
2) grafit - NM, ale elektricky vodivý.
3) Cr, Zn, Al - M, ale amfotérne.

4. Kovová chemická väzba je komunikácia v kovoch a zliatinách medzi atómami-iónmi prostredníctvom socializovaných e.

Všeobecná schéma tvorby kovovej väzby:

5. Vyplňte tabuľku "Štruktúra a vlastnosti kovov."

6. Napíšte znaky, podľa ktorých môžete rozlíšiť vyrobené taniere:

a) z hliníka a medi - farba, hustota, elektrická a tepelná vodivosť
b) z olova a hliníka - farba, hustota, teplota topenia
c) zo striebra a grafitu - farba, tvar, elektrická vodivosť.

7. Pomocou obrázkov vyplňte medzery, aby ste získali poradie: názov kovu (kovov), vlastnosti (o), oblasť (y) použitia.

a) liatinová batéria - liatina, tepelná vodivosť, pevnosť, odolnosť proti opotrebeniu. V hospodárstve, každodennom živote, hutníctve.
b) hliníková fólia - hliník, ľahko zrolovateľná, plasticita, vysoká elektrická a tepelná vodivosť, odolnosť proti korózii. V potravinárskom priemysle výroba zliatin.
c) oceľové gombíky a sponky - oceľové, "mäkké" oceľové, elastické, ľahko ohýbateľné, nehrdzavejú, pevné a tvrdé. Vo všetkých odvetviach národného hospodárstva.
d) kovová podpera - železná (oceľová), odolná, pevná, nie je vystavená prostrediu. Vo všetkých odvetviach národného hospodárstva.
e) kupoly - zlaté, inertné, vzhľad. Používa sa v stavebníctve - valcovaní, v klenotníctve.
f) teplomer - ortuť (tekutý kov), pri zahrievaní expanduje, v lekárskych teplomeroch. Získavanie zliatin na ťažbu zlata. Lampy.

8. Vyplňte tabuľku „Klasifikácia kovov“.

9. Zliatina je je homogénny kovový materiál pozostávajúci zo zmesi dvoch alebo viacerých chemických prvkov s prevahou kovových zložiek.

10. Zliatiny železa:

11. Vyplňte tabuľku "Zliatiny a ich komponenty".

12. Podpíšte sa názvy zliatin, z ktorých možno vyrobiť predmety zobrazené na obrázkoch.

a) oceľ
b) cupronickel
c) dural
d) bronz
e) bronz
e) liatina

Časť II

1. Atómy kovov, ktoré majú vo vonkajšej vrstve:

a) 5e - Sb (antimón), Bi (bizmut)
b) 6f - Po (polónium)

prečo?
Sú rozdelené do 5 a 6 skupín.

2. Atóm kovu s 3e vo vonkajšej vrstve, - bór.
prečo?
Nachádza sa v skupine 3.

3. Vyplňte tabuľku "Štruktúra atómu a chemická väzba."

4. Odstráňte „element navyše“.
4) Si

5. Ktorá z nasledujúcich skupín prvkov obsahuje iba kovy?
Správna odpoveď neexistuje

6. Aká fyzikálna vlastnosť nie je spoločná pre všetky kovy?
3) pevný stav agregácie za štandardných podmienok

7. Ktoré tvrdenie je pravdivé?
4) atómy kovov a kovy - jednoduché látky vykazujú iba redukčné vlastnosti.

8. Všetky prvky hlavných podskupín sú kovy, ak sa nachádzajú v periodickom systéme pod uhlopriečkou:
3) bór - astatín

9. Počet elektrónov na vonkajšej elektrónovej úrovni atómu kovu v hlavnej podskupine Periodický systém, sa nemôže rovnať: