Nodarbības mērķis: zināšanu sistēmas veidošana par metālu stāvokli periodiskajā tabulā un to vispārīgajām īpašībām.

Nodarbības mērķi:

Izglītojoši - apsvērt metālu stāvokli D.I. elementu sistēmā. Mendeļejevs, iepazīstināt skolēnus ar metālu pamatīpašībām, noskaidrot, kas tās izraisa, iepazīstināt ar metālu korozijas jēdzienu

Attīstās - prast atrast metālus PSCE tabulā, prast salīdzināt metālus un nemetālus, izskaidrot metālu ķīmisko un fizikālo īpašību cēloņus, attīstīt studentu teorētisko domāšanu un spēju prognozēt metālu īpašības. metāli, pamatojoties uz to struktūru.

Audzināšana - veicināt skolēnu izziņas intereses attīstību ķīmijas studijās

Nodarbības veids: nodarbība jauna materiāla apguvē.

Mācību metodes : verbāls un vizuāls

Nodarbību laikā:

Nodarbības ilgums.

Organizatoriskais brīdis (1 min.)

Zināšanu atjauninājums (3 min)

Jauna materiāla apgūšana

1.1. Pozīcija periodiskajā sistēmā. (10 min)

1.2. Atomu elektroniskās struktūras iezīmes. (10 min)

1.3. Metālu īpašību samazināšanās. (10 min)

2.1. Metāla saite. (5 minūtes)

4. Emocionālā izkraušana 2 min

2.2. Fizikālās īpašības. (10 min)

3. Ķīmiskās īpašības. (17 minūtes)

4. Metālu korozija. (5 min)

Stiprināšana (15 min)

Mājas darbs (3 min)

Nodarbības kopsavilkums (1 min)

Laika organizēšana

(Savstarpēja sasveicināšanās, klātesošo fiksācija).

Zināšanu atjaunināšana. Stundas sākumā skolotājs vērš skolēnu uzmanību uz jaunas tēmas nozīmi, ko nosaka metālu loma dabā un visās cilvēka darbības sfērās.. Rūpniecība

Skolotājs lasa mīklu:

Es esmu ciets, kaļams un elastīgs,

Izcili, visiem vajag, praktiski.

Es tev jau devu mājienu,

Kas tad es esmu...? un piedāvā pierakstīt atbildi kladē stundas tēmas veidā?

Jauna materiāla apgūšana

Lekcijas plāns.

1. Metāla elementa raksturojums.

1.2. Atomu elektroniskās struktūras iezīmes.

1.3. Metālu īpašību samazināšanās.

2. Vienkāršas vielas raksturojums.

2.1. Metāla saite.

2.2. Fizikālās īpašības.

3. Ķīmiskās īpašības.

4. Metālu korozija.

1.1. Pozīcija periodiskajā sistēmā.

Parastā robeža starp metāla elementiem un nemetāla elementiem iet pa diagonāli B (bors) - (silīcijs) - Si (arsēns) - Te (telūrs) - As (astatīns) (izsekojiet to D. I. Mendeļejeva tabulā) ..

Sākotnējie elementi veidojasI grupas galvenā apakšgrupa un tiek saukti par sārmu metāliem ... Viņi ieguva savu nosaukumu no atbilstošo hidroksīdu nosaukuma, kas viegli šķīst ūdenī - sārmos.

No šādu grupu galveno apakšgrupu elementiem pie metāliem pieder: IV grupā germānija, alva, svins (32,50,82) (pirmie divi elementi - ogleklis un silīcijs - nemetāli), V grupā antimons un bismuts (51,83) (pirmie trīs elementi - nemetāli), VI grupā tikai pēdējais elements - polonijs (84) - izteikts metāls... Galvenajās VII un VIII grupu apakšgrupās visi elementi ir tipiski nemetāli.

Kas attiecas uz sekundāro apakšgrupu elementiem, tie visi ir metāli.

Sārmu metālu atomi ārējā enerģijas līmenī satur tikai vienu elektronu, ko tie viegli nodod ķīmiskās mijiedarbības laikā, tāpēc ir spēcīgākie reducētāji. Ir skaidrs, ka, palielinoties atomu rādiusam, sārmu metālu reducējošās īpašības palielinās no litija uz franciju.

Pēc sārmu metāliem, to veidojošie elementiII grupas galvenā apakšgrupa, ir arī tipiski metāli ar spēcīgu reducēšanas spēju (to atomi ārējā līmenī satur divus elektronus).No šiem metāliem kalciju, stronciju, bāriju un rādiju sauc par sārmzemju metāliem. ... Šie metāli saņēma šādu nosaukumu, jo to oksīdi, kurus alķīmiķi sauca par "zemēm", izšķīdinot ūdenī, veido sārmus.

Metāli ietver arī elementusIII grupas galvenā apakšgrupa, izņemot boru.

3. grupā ietilpst metāli, ko sauc par alumīnija apakšgrupu.

1.2. Metālu elektroniskās struktūras iezīmes.

Studenti, pamatojoties uz iegūtajām zināšanām, formulē "metāla" definīciju

Metāli ir ķīmiskie elementi, kuru atomi nodod elektronus ārējam (un dažreiz arī iepriekšējam) elektroniskajam slānim, pārvēršoties pozitīvos jonos. Metāli ir reducētāji. Tas ir saistīts ar nelielo elektronu skaitu ārējā slānī, lielo atomu rādiusu, kā rezultātā šie elektroni ir vāji ierobežoti ar kodolu.Metāla atomiem ir salīdzinoši lieli izmēri (rādiusi), tāpēc to ārējie elektroni atrodas ievērojami tālu no kodola un ir vāji saistīti ar to. Un otrā iezīme, kas raksturīga visaktīvāko metālu atomiem, ir1-3 elektronu klātbūtne ārējā enerģijas līmenī.
Metāla atomiem ir līdzība ārējā elektronu slāņa struktūrā, ko veido neliels skaits elektronu (pārsvarā ne vairāk kā trīs).
Šo apgalvojumu var ilustrēt ar Na, alumīnija A1 un cinka Zn piemēriem. Sastādot atomu struktūras diagrammas, ja vēlaties, varat sastādīt elektroniskās formulas un sniegt piemērus par ilgu periodu elementu, piemēram, cinka, uzbūvi.

Sakarā ar to, ka metāla atomu ārējā slāņa elektroni ir vāji saistīti ar kodolu, tie var tikt "atdoti" citām daļiņām, kas notiek ķīmisko reakciju laikā:

Metālu atomu īpašība nodot elektronus ir tiem raksturīga ķīmiskā īpašība un norāda, ka metāliem piemīt reducējošas īpašības.

1.3. Metālu reducējošās īpašības.

Kā mainās elementu oksidēšanas spēja?IIIperiods?

(Oksidējošās īpašības periodiski palielinās, un reducējošās īpašības vājinās. Šo īpašību izmaiņu iemesls ir elektronu skaita palielināšanās pēdējā orbitālē.)

Kā mainās galvenās apakšgrupas 4. grupas elementu oksidējošās īpašības?(no apakšas uz augšu oksidējošās īpašības palielinās. Šo īpašību izmaiņu iemesls ir atoma rādiusa samazināšanās (vieglāk pieņemt nekā dot)

Pamatojoties uz metālu stāvokli periodiskajā tabulā, kādu secinājumu var izdarīt par metālu elementu redoksīpašībām?

(Metāli ir reducējoši aģenti ķīmiskajās reakcijās, jo tie ziedo savus valences elektronus)

Studenti atbild, ka valences elektronu saites stiprums ar kodolu ir atkarīgs no diviem faktoriem:kodola lādiņa lielums un atoma rādiuss. .

(ierakstot izlaidi studentu kladēs) periodos ar kodollādiņa pieaugumu samazinās reducējošās īpašības.

Elementiem - sānu apakšgrupu metāliem ir nedaudz atšķirīgas īpašības.

Skolotājs ierosina salīdzināt blakus apakšgrupas elementu darbību.Cu, Ag, Au – aktivitātel elementi - metāli krīt. Šis modelis ir vērojams arī otrās puses apakšgrupas elementosZn, CD, Hg.Elektronu pieaugums ārējā līmenī, tāpēc reducējošās īpašības ir vājinātas

Sekundāro apakšgrupu elementiem - tie ir 4-7 periodu elementi 31-36, 49-54 -, palielinoties kārtas elementam, atomu rādiuss mainīsies maz, un kodollādiņa lielums ievērojami palielinās, tāpēc palielinās valences elektronu saites stiprums ar kodolu, vājinās reducējošās īpašības.

2.1. Metāla saite.

Metāla saite tiek veikta, savstarpēji piesaistot atomu jonus un relatīvi brīvus elektronus.

1. attēls.
Metālu kristāliskā režģa struktūra

Metālos valences elektronus ļoti vāji tur atomi un tie spēj migrēt. Atomi, kas palikuši bez ārējiem elektroniem, iegūst pozitīvu lādiņu. Tie veido metālisku kristāla režģi.

Socializēto valences elektronu kopums (elektronu gāze), kas ir negatīvi lādēts, satur pozitīvos metāla jonus noteiktos telpas punktos - kristāla režģa mezglos, piemēram, metāla sudraba.

Ārējie elektroni var pārvietoties brīvi un haotiski, tāpēc metāliem ir raksturīga augsta elektrovadītspēja (īpaši zelts, sudrabs, varš, alumīnijs).

Ķīmiskā saite ietver noteikta veida kristāla režģi. Metāliskā ķīmiskā saite veicina kristālu veidošanos ar metālisku kristāla režģi. Kristāla režģa vietās atrodas metāla atomu joni un starp tiem brīvi kustīgi elektroni. Metāla saite atšķiras no jonu saites, jo nav anjonu, lai gan ir katjoni. Tas arī atšķiras no kovalentās, jo kopējie elektronu pāri neveidojas.

Emocionāls atvieglojums

Kāda metāla neesamību aprakstīja akadēmiķis A.E. Fersmans?

Uz ielām valdītu posta šausmas: nebūtu ne sliežu, ne vagonu, ne tvaika lokomotīvju, ne vagonu, pat ietves akmeņi pārvērstos māla putekļos, un augi bez tā sāktu nīkt un mirt. metāls. Viesuļvētras iznīcināšana notiktu visā Zemē, un cilvēces nāve kļūtu neizbēgama. Taču cilvēks nebūtu nodzīvojis līdz šim brīdim, jo, zaudējis trīs gramus šī metāla savā ķermenī un asinīs, viņš būtu beidzis eksistēt, pirms zīmētie notikumi būtu attīstījušies (Atbilde: Visi cilvēki būtu miruši , zaudējot dzelzi asinīs)

Nosauciet viltotāju metālu

Nosaukumu metālam devuši spāņu konkistadori, kuri 16. gadsimta vidū. pirmo reizi satikās Dienvidamerikā (mūsdienu Kolumbijas teritorijā) ar jaunu metālu, kas izskatās pēc sudraba. Metāla nosaukums burtiski nozīmē "maz sudraba", "sudrabs".

Šis nievājošais nosaukums ir izskaidrojams ar metāla ārkārtējo ugunsizturību, kas nebija piemērots pārkausēšanai, netika izmantots ilgu laiku un tika novērtēts uz pusi augstāk nekā sudrabs. Viņi izmantoja šo metālu, lai izgatavotu viltotas monētas.

Mūsdienās šis metāls, ko izmanto kā katalizatoru un rotaslietās, ir viens no dārgākajiem.

Tīrā veidā tas dabā nepastāv. Vietējais platīns parasti ir dabisks sakausējums ar citiem cēlmetāliem (palādijs, irīdijs, rodijs, rutēnijs, osmijs) un necēliem (dzelzs, varš, niķelis, svins, silīcijs). Lai to iegūtu, tīrradņus karsē katlos ar "aqua regia" (slāpekļskābes un sālsskābes maisījumu) un pēc tam "atnes" ar daudzām ķīmiskām reakcijām, karsējot un kausējot.

Tādējādi kristāliskais režģis ir atkarīgs un ir atkarīgs no ķīmiskās saites veida, bet tajā pašā laikā ir fizikālo īpašību cēlonis.

2.2. Fizikālās īpašības.

Skolotāja uzsver, ka metālu fizikālās īpašības nosaka tieši to struktūra.

a)cietība - visi metāli, izņemot dzīvsudrabu, cietas vielas normālos apstākļos. Maigākie ir nātrijs, kālijs. Tos var sagriezt ar nazi; cietākais hroms - skrāpē stiklu

b)blīvums. Metālus iedala mīkstos (5g/cm³) un smagajos (mazāk par 5g/cm³).

v)kausējamība. Metālus iedala kausējamos un ugunsizturīgos.

G)elektrovadītspēja, siltumvadītspēja metāli to struktūras dēļ. Haotiski kustīgie elektroni elektriskā sprieguma iedarbībā iegūst virziena kustību, kā rezultātā rodas elektriskā strāva.

Paaugstinoties temperatūrai, strauji palielinās kristāla režģa mezglos esošo atomu un jonu kustības amplitūda, un tas traucē elektronu kustību, un metālu elektriskā vadītspēja samazinās.

Jāņem vērā, ka atsevišķos nemetālos, paaugstinoties temperatūrai, elektrovadītspēja palielinās, piemēram, grafītā, savukārt, paaugstinoties temperatūrai, tiek iznīcinātas dažas kovalentās saites, un palielinās brīvi kustīgo elektronu skaits.

e)metālisks spīdums - elektroni, kas aizpilda starpatomisko telpu, atstaro gaismas starus un nelaiž cauri kā stikls. Tie nokrīt uz kristāla režģa mezgliem. Tāpēc visiem metāliem kristāliskā stāvoklī ir metālisks spīdums. Lielākajai daļai metālu visi redzamās spektra daļas stari ir vienādi izkliedēti, tāpēc tiem ir sudrabaini balta krāsa. Tikai zelts un varš lielā mērā absorbē īsus viļņu garumus un atstaro garus viļņu garumus gaismas spektrā, tāpēc tie ir dzelteni. Izcilākie metāli ir dzīvsudrabs, sudrabs, pallādijs. Visi metāli pulverī, izņemotAlunMg, zaudē savu spīdumu un ir melni vai tumši pelēki.

e)plastmasas

Mehāniskā iedarbība uz kristālu ar metāla režģi izraisa tikai atomu slāņu pārvietošanos, un to nepavada saites pārrāvums, un tāpēc metālam ir raksturīga augsta elastība.

3. Ķīmiskās īpašības.

Visi metāli pēc ķīmiskajām īpašībām ir reducētāji, tie visi salīdzinoši viegli ziedo valences elektronus, pāriet pozitīvi lādētos jonos, tas ir, tiek oksidēti. ... Metāla reducējošā aktivitāte ķīmiskajās reakcijās, kas notiek ūdens šķīdumos, atspoguļo tā stāvokli metāla spriegumu elektroķīmiskajā sērijā (Atvēra un apkopoja Beketovs)

Jo vairāk pa kreisi metāls atrodas metālu elektroķīmisko spriegumu virknē, jo spēcīgāks tas ir reducētājs, spēcīgākais reducētājs ir metāliskais litijs, zelts ir vājākais, un, gluži pretēji, zelta (III) jons ir reducētājs. spēcīgākais oksidētājs, litijs (I) ir visvājākais.

Katrs metāls spēj reducēt no šķīdumā esošajiem sāļiem tos metālus, kas atrodas pēc tā spriegumu virknē, piemēram, dzelzs var izspiest varu no tā sāļu šķīdumiem. Tomēr atcerieties, ka sārmu un sārmzemju metāli tieši mijiedarbosies ar ūdeni.

Metāli, kas atrodas spriegumu virknē pa kreisi no ūdeņraža, spēj to izspiest no atšķaidītu skābju šķīdumiem, vienlaikus izšķīdinot tajos.

Metāla reducējošā aktivitāte ne vienmēr atbilst tā pozīcijai periodiskajā sistēmā, jo, nosakot metāla vietu pēc kārtas, tiek ņemta vērā ne tikai tā spēja ziedot elektronus, bet arī iznīcināšanai iztērētā enerģija. no metāla kristāliskā režģa, kā arī enerģiju, kas iztērēta jonu hidratācijai.

Mijiedarbība ar vienkāršām vielām

ARskābeklis vairums metālu veido oksīdus - amfotērus un bāziskos:

4Li + O 2 = 2 Li 2 Ak,

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 .

Sārmu metāli, izņemot litiju, veido peroksīdus:

2Na + O 2 = Na 2 O 2 .

ARhalogēni metāli veido halogenūdeņražskābju sāļus, piemēram,

Cu + Cl 2 = CuCl 2 .

ARūdeņradis aktīvākie metāli veido jonu hidrīdus – sāļiem līdzīgas vielas, kurās ūdeņradim ir oksidācijas pakāpe -1.

2Na + H 2 = 2 NaH.

ARpelēks metāli veido sulfīdus - sērūdeņražskābes sāļus:

Zn + S = ZnS.

ARslāpeklis daži metāli veido nitrīdus, reakcija gandrīz vienmēr notiek karsējot:

3 mg + N 2 = Mg 3 N 2 .

ARogleklis karbīdi veidojas:

4Al + 3C = Al 3 C 4 .

ARfosfors - fosfīdi:

3Ca + 2P = Ca 3 P 2 .

Metāli var mijiedarboties viens ar otru, veidojotintermetāliskie savienojumi :

2Na + Sb = Na 2 Sb,

3Cu + Au = Cu 3 Au.

Metāli var izšķīst viens otrā augstā temperatūrā bez mijiedarbības, veidojot sakausējumus.

Metālu un skābju attiecība.

Visbiežāk ķīmiskajā praksē šādas stipras skābes tiek izmantotas kā sērskābes H 2 SO 4 , sālsskābes HCl un slāpeklis HNO 3 .

ArHCl

Ūdeņraža joni H + darbojas kā oksidētājs, oksidēmetāli, kas atrodas darbības līnijā pa kreisi no ūdeņraža ... Mijiedarbība notiek saskaņā ar shēmu:

Es + HCl - sāls + H 2

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2

2│Al 0 – 3 e - → Al 3+ - oksidēšana

3│2H + + 2 e - → H 2 - atveseļošanās

"Tsarskaya vodka" (agrāk saukta par degvīna skābēm) ir maisījums no viena tilpuma slāpekļskābes un trīs līdz četriem tilpumiem koncentrētas sālsskābes, kam ir ļoti augsta oksidatīvā aktivitāte. Šis maisījums spēj izšķīdināt dažus zemas aktivitātes metālus, kas nesadarbojas ar slāpekļskābi. Starp tiem ir "metālu karalis" - zelts. Šis "aqua regia" efekts ir izskaidrojams ar to, ka slāpekļskābe oksidē sālsskābi ar brīvā hlora izdalīšanos un slāpekļa (III) hloroksīda jeb nitrozilhlorīda - NOCl veidošanos:

Zelta oksidācijas reakcijas notiek saskaņā ar šādiem vienādojumiem:

Au + HNO3 + 4 HCl → H + NO + 2H2O

Ja skābes var mijiedarboties ar bāzēm un bāziskiem oksīdiem, un galvenais elements to sastāvā ir metāls, tad vai metāliem ir iespējama mijiedarbība ar skābēm. Pārbaudīsim to eksperimentāli.

Magnijs mijiedarbojas ar skābi normālos apstākļos, cinks - karsējot, varš - nesadarbojas.

Praksē tiek izmantoti vairāki spriegumi metālu ķīmiskās aktivitātes salīdzinošai novērtēšanai reakcijās ar sāļu un skābju ūdens šķīdumiem un katoda un anoda procesu novērtēšanai elektrolīzes laikā:

Kreisajā pusē esošie metāli ir spēcīgāki reducētāji, nekā metāli, kas atrodas pa labi:tie izspiež pēdējo no sāls šķīdumiem . Metāli rindā pa kreisi no ūdeņraža, mijiedarbojoties ar neoksidējošu skābju ūdens šķīdumiem, izspiež ūdeņradi; aktīvākie metāli (līdz alumīnijam ieskaitot) - un mijiedarbojoties ar ūdeni.

Metāli rindā pa labi no ūdeņraža normālos apstākļos nesadarbojas ar neoksidējošu skābju ūdens šķīdumiem.

Elektrolīzes laikā pie katoda izdalās metāli pa labi no ūdeņraža; mērenas aktivitātes metālu samazināšanos pavada ūdeņraža izdalīšanās; aktīvākos metālus (līdz alumīnijam) normālos apstākļos nevar izolēt no sāļu ūdens šķīdumiem.

4. Metālu korozija - fizikāli ķīmiska vai ķīmiska mijiedarbība starp metālu (sakausējumu) un vidi, kas izraisa metāla (sakausējuma), vides vai tehniskās sistēmas, kurā tie ietilpst, funkcionālo īpašību pasliktināšanos.

Vārds korozija cēlies no latīņu valodas "corrodo" - "grauzt" (vēlīnā latīņu "corrosio" nozīmē "erozija").

Koroziju izraisa metāla ķīmiska reakcija ar vides vielām, kas notiek metāla un vides saskarnē. Visbiežāk tā ir metāla oksidēšana, piemēram, ar atmosfēras skābekli vai skābēm, kas atrodas šķīdumos, ar kuriem metāls saskaras. Īpaši jutīgi pret to ir metāli, kas atrodas spriegumu rindā (aktivitātes rindā) pa kreisi no ūdeņraža, ieskaitot dzelzi.

Korozijas rezultātā dzelzs rūsē. Šis process ir ļoti sarežģīts un ietver vairākus posmus. To var aprakstīt ar kopsavilkuma vienādojumu:

4Fe + 6H 2 O (mitrums) + 3O 2 (gaiss) = 4Fe (OH) 3

Dzelzs (III) hidroksīds ir ļoti nestabils, ātri zaudē ūdeni un pārvēršas par dzelzs (III) oksīdu. Šis savienojums neaizsargā dzelzs virsmu no turpmākas oksidācijas. Tā rezultātā dzelzs priekšmets var tikt pilnībā iznīcināts.

Lai palēninātu koroziju, uz metāla virsmas tiek uzklātas lakas un krāsas, minerāleļļas un smērvielas. Pazemes konstrukcijas ir pārklātas ar biezu bitumena vai polietilēna slāni. Tērauda cauruļu un tvertņu iekšējās virsmas ir aizsargātas ar lētiem cementa pārklājumiem.

Tērauda izstrādājumiem tā sauktie rūsas pārveidotāji, kas satur fosforskābi (H 3 RO 4 ) un tā sāli. Tie izšķīdina oksīdu atlikumus un veido blīvu un izturīgu fosfāta plēvi, kas kādu laiku spēj aizsargāt izstrādājuma virsmu. Pēc tam metāls tiek pārklāts ar grunts slāni, kam vajadzētu labi pielipt virsmai un ar aizsargājošām īpašībām (parasti izmanto sarkano svinu vai cinka hromātu). Tikai pēc tam var uzklāt laku vai krāsu.

Stiprināšana (15 min)

Skolotājs:

Tagad, lai konsolidētu, mēs veiksim pārbaudi.

Atrisiniet testa uzdevumus

1. Atlasiet elementu grupu, kurā ir tikai metāli:

A) Al, As, P;B) Mg, Ca, Si;V) K, Ca, Pb

2. Atlasiet grupu, kurā ir tikai vienkāršas vielas — nemetāli:

A) K 2 O, TĀ 2 , SiO 2 ; B) H 2 , Cl 2 , es 2 ; V) Ca, Ba, HCl;

3. Norādiet, kas ir kopīgs K un Li atomu struktūrā:

A) 2 elektroni uz pēdējā elektronu slāņa;

B) 1 elektrons uz pēdējā elektronu slāņa;

C) vienāds elektronisko slāņu skaits.

4. Metāliskajam kalcijam piemīt īpašības:

A) oksidētājs;

B) reducētājs;

B) oksidētājs vai reducētājs, atkarībā no apstākļiem.

5. Nātrija metāliskās īpašības ir vājākas nekā -

A) magnijs; B) kālijs; B) litijs.

6. Neaktīvie metāli ietver:

A) alumīnijs, varš, cinks; B) dzīvsudrabs, sudrabs, varš;

C) kalcijs, berilijs, sudrabs.

7. Kādas fiziskās īpašības nav kopīgas visiem metāliem:

A) elektrovadītspēja, B) siltumvadītspēja,

B) ciets agregācijas stāvoklis normālos apstākļos,

D) metālisks spīdums

8. Metāliem, mijiedarbojoties ar nemetāliem, ir šādas īpašības:

a) oksidējošs;

b) atjaunojošs;

c) gan oksidējoši, gan reducējoši;

d) nepiedalās redoksreakcijās.

9. Periodiskajā tabulā atrodas tipiski metāli

a) augšpusē

b) apakšā

augšējā labajā stūrī

d) apakšējā kreisajā stūrī

B daļa. Atbilde uz šīs daļas uzdevumiem ir burtu kopa, kas jāpieraksta

Nodibināt korespondenci.

Palielinoties periodiskās tabulas II grupas galvenās apakšgrupas elementa kārtas skaitam, elementu un to veidoto vielu īpašības mainās šādi:

1) elektronu skaits ārējā līmenī

A) palielinās

3) elektronegativitāte

4) atjaunojošās īpašības

B) samazinās

C) nemainās

(Atbildes: 1-D, 2-A, 3-C, 4-B, 5-D)

UZDEVUMI NOENEKROŠANAI

№1. Aizpildiet praktiski īstenojamu reakciju vienādojumus, nosauciet reakcijas produktus

Li + H 2 O =

Cu + H 2 O =Cu( Ak!) 2 + H 2

Ba + H 2 O =

Mg + H 2 O =

Ca + HCl =

2 Na +2 H 2 SO 4 ( UZ)= Na 2 SO 4 + TĀ 2 + 2H 2 O

HCl + Zn =

H 2 SO 4 ( Uz) + Cu =CuSO 4 + TĀ 2 + H 2 O

H 2 S + Mg = MgS + H 2

HCl + Cu =

Mājas uzdevums: piezīmes piezīmju grāmatiņās, ziņojumi par metālu izmantošanu.

Skolotājs iesaka izveidot sinhronizāciju par tēmu.

1. rindiņa: lietvārds (viens katrai tēmai) (metāli)

2. rindiņa: divi īpašības vārdi

3 rinda: trīs darbības vārdi

4 rindas: četri vārdi apvienoti teikumā

5 rindas: vārds, kas izsaka šīs tēmas būtību.

Nodarbības kopsavilkums

Skolotājs : Tātad mēs pārbaudījām metālu struktūru un fizikālās īpašības, to stāvokli D.I. ķīmisko elementu periodiskajā tabulā. Mendeļejevs.

Metāli veido lielāko daļu ķīmisko elementu. Katrs periodiskās sistēmas periods (izņemot 1.) ķīmiskie elementi sākas ar metāliem, un, pieaugot perioda skaitam, to kļūst arvien vairāk. Ja 2. periodā ir tikai 2 metāli (litijs un berilijs), 3. - 3 (nātrijs, magnijs, alumīnijs), tad jau 4. - 13, bet 7. - 29.

Metāla atomiem ir līdzība ārējā elektronu slāņa struktūrā, ko veido neliels skaits elektronu (pārsvarā ne vairāk kā trīs).

Šo apgalvojumu var ilustrēt ar Na, alumīnija A1 un cinka Zn piemēriem. Sastādot atomu struktūras diagrammas, ja vēlaties, varat sastādīt elektroniskas formulas un sniegt piemērus par ilgu periodu elementu, piemēram, cinka, uzbūvi.

Sakarā ar to, ka metāla atomu ārējā slāņa elektroni ir vāji saistīti ar kodolu, tie var tikt "atdoti" citām daļiņām, kas notiek ķīmisko reakciju laikā:

Metālu atomu īpašība nodot elektronus ir tiem raksturīga ķīmiskā īpašība un norāda, ka metāliem piemīt reducējošas īpašības.

Raksturojot metālu fizikālās īpašības, jāatzīmē to vispārīgās īpašības: elektrovadītspēja, siltumvadītspēja, metālisks spīdums, plastiskums, kas izriet no viena veida ķīmiskās saites - metāla un metāla kristāla režģa. To iezīme ir brīvi kustīgu kopīgu elektronu klātbūtne starp jonu atomiem, kas atrodas kristāla režģa vietās.

Raksturojot ķīmiskās īpašības, ir svarīgi apstiprināt secinājumu, ka visās reakcijās metāliem piemīt reducētāju īpašības, un to ilustrēt, pierakstot reakciju vienādojumus. Īpaša uzmanība jāpievērš metālu mijiedarbībai ar skābēm un sāļu šķīdumiem, šajā gadījumā ir jāatsaucas uz vairākiem metāla spriegumiem (vairāki standarta elektrodu potenciāli).

Metālu mijiedarbības piemēri ar vienkāršām vielām (nemetāliem):

Ar sāļiem (Zn spriegumu virknē atrodas pa kreisi no Cu): Zn + CuC12 = ZnCl2 + Cu!

Tādējādi, neskatoties uz metālu lielo dažādību, tiem visiem ir kopīgas fizikālās un ķīmiskās īpašības, kas izskaidrojams ar atomu struktūras līdzību un vienkāršu vielu uzbūvi.

Ievads

Metāli ir vienkāršas vielas, kurām normālos apstākļos ir raksturīgas īpašības: augsta elektrovadītspēja un siltumvadītspēja, spēja labi atstarot gaismu (kas nosaka to spožumu un necaurredzamību), spēja ārējo spēku ietekmē ieņemt vēlamo formu (plastiskums). Ir arī cita metālu definīcija - tie ir ķīmiskie elementi, kam raksturīga spēja ziedot ārējos (valences) elektronus.

No visiem zināmajiem ķīmiskajiem elementiem aptuveni 90 ir metāli. Lielākā daļa neorganisko savienojumu ir metālu savienojumi.

Ir vairāki metālu klasifikācijas veidi. Visskaidrākā ir metālu klasifikācija atbilstoši to pozīcijai ķīmisko elementu periodiskajā tabulā - ķīmiskā klasifikācija.

Ja periodiskās tabulas "garajā" versijā velciet taisnu līniju caur elementiem bors un astatīns, tad metāli atradīsies pa kreisi no šīs līnijas, bet nemetāli - pa labi no tās.

No atoma uzbūves viedokļa metālus iedala intransitīvos un pārejas. Nepārejas metāli atrodas periodiskās sistēmas galvenajās apakšgrupās un tiem raksturīgs tas, ka to atomi ir secīgi piepildīti ar elektroniskajiem līmeņiem s un p. Intransition metāli ietver 22 galvenās apakšgrupas a elementus: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Al, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Pb, Sb , Bi, Po.

Pārejas metāli atrodas sānu apakšgrupās, un tos raksturo d - vai f -elektronisko līmeņu piepildījums. d elementi ietver 37 b sānu apakšgrupu metālus: Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, Sc, Y, La, Ac, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo , W, Sg, Mn, Tc, Re, Bh, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Hs, Mt.

F-elements ietver 14 lantanīdus (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, D y, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) un 14 aktinīdus (Th, Pa, U, Np, Pu , Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, Nē, Lr).

Pārejas metālu vidū ir arī retzemju metāli (Sc, Y, La un lantanoīdi), platīna metāli (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), transurānmetāli (N p un elementi ar lielāku atommasu) .

Papildus ķīmiskajai vielai ir arī, kaut arī ne vispārpieņemta, bet sen izveidota metālu tehniskā klasifikācija. Tas nav tik loģiski kā ķīmiskais - tas ir balstīts uz vienu vai otru praktiski svarīgu metāla pazīmi. Dzelzs un sakausējumi uz tās bāzes tiek klasificēti kā melnie metāli, visi pārējie metāli tiek klasificēti kā krāsainie metāli. Izšķir vieglos (Li, Be, Mg, Ti u.c.) un smagos metālus (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Hg, Sn, Pb u.c.), kā arī ugunsizturīgo ( Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, R e), dārgmetāli (Ag, Au, platīna metāli) un radioaktīvie (U, Th, N p, Pu u.c.) metāli. Ģeoķīmijā izšķir arī izkaisītos (Ga, Ge, Hf, Re u.c.) un retos (Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W, Re u.c.) metālus. Kā redzat, starp grupām nav skaidru robežu.

Vēstures atsauce

Neskatoties uz to, ka cilvēku sabiedrības dzīve bez metāliem nav iespējama, neviens precīzi nezina, kad un kā cilvēks pirmo reizi sāka tos lietot. Senākie raksti, kas nonākuši līdz mums, vēsta par primitīvām darbnīcām, kurās tika izgatavotas smeldas vai metāls un no tā izgatavoti izstrādājumi. Tas nozīmē, ka cilvēks metālus apguva agrāk nekā rakstīšanu. Izrokot senās apmetnes, arheologi atrod darba un medību rīkus, ko cilvēki izmantoja tajos tālajos laikos - nažus, cirvjus, bultu uzgaļus, adatas, zivju āķus un daudz ko citu. Jo senākas bija apmetnes, jo rupjāki un primitīvāki bija cilvēku roku izstrādājumi. Senākie metāla izstrādājumi tika atrasti apmetņu izrakumos, kas pastāvēja apmēram pirms 8 tūkstošiem gadu. Tās galvenokārt bija rotaslietas no zelta un sudraba, kā arī no vara izgatavoti bultu un šķēpu uzgaļi.

Grieķu vārds "metallon" sākotnēji bija raktuvju, raktuvju, sākums, tāpēc cēlies termins "metāls". Senatnē tika uzskatīts, ka ir tikai 7 metāli: zelts, sudrabs, varš, alva, svins, dzelzs un dzīvsudrabs. Šis skaitlis korelēja ar tolaik zināmo planētu skaitu - Sauli (zelts), Mēnesi (sudrabs), Venēru (varš), Jupiteru (alva), Saturnu (svins), Marsu (dzelzs), Merkūru (dzīvsudrabu) (sk. bilde)... Saskaņā ar alķīmiskiem jēdzieniem metāli radās zemes zarnās planētu staru ietekmē un pakāpeniski uzlabojās, pārvēršoties zeltā.

Cilvēks vispirms apguva vietējos metālus – zeltu, sudrabu, dzīvsudrabu. Pirmais mākslīgi iegūtais metāls bija varš, tad varēja apgūt vara sakausējuma ar sālījumu – bronzas un tikai vēlāk – dzelzs ražošanu. 1556. gadā Vācijā tika izdota vācu metalurga G. Agrikolas grāmata "Par kalnrūpniecību un metalurģiju" - pirmais detalizētais ceļvedis metālu ražošanā, kas nonācis līdz mums. Tiesa, tolaik svins, alva un bismuts vēl tika uzskatīti par viena un tā paša metāla šķirnēm. 1789. gadā franču ķīmiķis A. Lavuazjē savā ķīmijas rokasgrāmatā sniedza vienkāršu vielu sarakstu, kurā bija iekļauti visi tolaik zināmie metāli - antimons, sudrabs, bismuts, kobalts, alva, dzelzs, mangāns, niķelis, zelts, pl. -tinu, svinu, volframu un cinku. Attīstoties ķīmiskās izpētes metodēm, zināmo metālu skaits sāka strauji pieaugt. 18. gadsimtā. Tika atklāti 14 metāli, 19. gs. - 38, 20. gs. - 25 metāli. 19. gadsimta pirmajā pusē. tika atklāti platīna pavadoņi, elektrolīzes ceļā iegūti sārmu un sārmzemju metāli. Gadsimta vidū ar spektrālo analīzi tika atklāts cēzijs, rubīdijs, tallijs un indijs. D.I.Mendeļejeva paredzēto metālu esamība, pamatojoties uz viņa periodisko likumu (tie ir gallijs, skandijs un germānija), tika izcili apstiprināts. Radioaktivitātes atklāšana 19. gadsimta beigās. bija saistīta ar radioaktīvo metālu meklēšanu. Visbeidzot, ar kodolpārveidojumu metodi 20. gadsimta vidū. tika iegūti radioaktīvie metāli, kas dabā neeksistē, jo īpaši transurāniskie elementi.

Metālu fizikālās un ķīmiskās īpašības.

Visi metāli ir cietas vielas (izņemot dzīvsudrabu, kas normālos apstākļos ir šķidrs), tie atšķiras no nemetāliem ar īpašu saišu veidu (metāla saiti). Valences elektroni ir vāji saistīti ar noteiktu atomu, un katra metāla iekšpusē ir tā sauktā elektronu gāze. Lielākajai daļai metālu ir kristāliska struktūra, un metālu var uzskatīt par "stingru" pozitīvo jonu (katjonu) kristālisko režģi. Šie elektroni var vairāk vai mazāk pārvietoties ap metālu. Tie kompensē atgrūdošos spēkus starp katjoniem un tādējādi savieno tos kompaktā ķermenī.

Visiem metāliem ir augsta elektrovadītspēja (tas ir, tie ir vadītāji, atšķirībā no nemetāliskajiem dielektriķiem), īpaši vara, sudraba, zelta, dzīvsudraba un alumīnija; arī metālu siltumvadītspēja ir augsta. Daudzu metālu atšķirīga iezīme ir to elastība (kaļamība), kā rezultātā tos var sarullēt plānās loksnēs (folijā) un ievilkt stieplē (alva, alumīnijs u.c.), tomēr ir arī diezgan trausli metāli. (cinks, antimons, bismuts).

Rūpniecībā bieži izmanto nevis tīrus metālus, bet gan to maisījumus, ko sauc par sakausējumiem. Sakausējumā vienas sastāvdaļas īpašības parasti papildina otras sastāvdaļas. Tātad, vara ir zema cietība, un to maz izmanto mašīnu detaļu ražošanā, savukārt vara-cinka sakausējumi, ko sauc par misiņu, jau ir diezgan cieti un tiek plaši izmantoti mašīnbūvē. Alumīnijam ir laba elastība un pietiekams vieglums (mazs blīvums), bet pārāk mīksts. Uz tā pamata tiek sagatavots ajuralumīna sakausējums (duralumīns), kas satur varu, magniju un mangānu. Duralumīns, nezaudējot alumīnija īpašības, iegūst augstu cietību un tāpēc tiek izmantots aviācijas tehnoloģijās. Dzelzs sakausējumi ar oglekli (un citu metālu piedevām) ir plaši pazīstami čuguns un tērauds.

Metālu blīvums ir ļoti atšķirīgs: litijam tas ir gandrīz uz pusi mazāks nekā ūdenim (0,53 g / cm), un osmijam tas ir vairāk nekā 20 reizes lielāks (22,61 g / cm 3). Metāli atšķiras arī pēc cietības. Mīkstākie - sārmu metāli, tos viegli sagriež ar nazi; cietākais metāls - hroms - griež stiklu. Metālu kušanas temperatūru atšķirība ir liela: dzīvsudrabs normālos apstākļos ir šķidrums, cēzijs un gallijs kūst cilvēka ķermeņa temperatūrā, un ugunsizturīgākā metāla, volframa, kušanas temperatūra ir 3380 ° C. Metāli, kuru kušanas temperatūra ir augstāka par 1000 ° C, tiek saukti par ugunsizturīgiem metāliem, zemāk - par kausējamiem. Augstās temperatūrās metāli spēj izstarot elektronus, ko izmanto elektronikā un termoelektriskajos ģeneratoros, lai tieši pārvērstu siltumenerģiju elektroenerģijā. Dzelzs, kobalts, niķelis un gadolīnijs pēc to ievietošanas magnētiskajā laukā spēj pastāvīgi uzturēt magnetizācijas stāvokli.

Metāliem ir arī dažas ķīmiskās īpašības. Metāla atomi salīdzinoši viegli nodod valences elektronus un pārvēršas pozitīvi lādētos jonos. Tāpēc metāli ir reducētāji. Tas patiesībā ir viņu galvenā un vispārīgākā ķīmiskā īpašība.

Acīmredzot metāli kā reducētāji nonāks reakcijās ar dažādiem oksidētājiem, starp kuriem var būt vienkāršas vielas, skābes, mazāk aktīvo metālu sāļi un daži citi savienojumi. Metālu savienojumus ar halogēniem sauc par halogenīdiem, ar sēru - sulfīdiem, ar slāpekli - nitrīdiem, ar fosforu - fosfīdiem, ar oglekli - karbīdiem, ar silīciju - silicīdiem, ar bora borīdiem, ar ūdeņradi - hidrīdiem utt. Daudzi no šiem savienojumiem ir atraduši svarīgus pielietojumus jaunajās tehnoloģijās. Piemēram, metālu borīdus izmanto radioelektronikā, kā arī kodoltehnoloģijā kā materiālus neitronu starojuma regulēšanai un aizsardzībai pret to.

Koncentrētu oksidējošo skābju iedarbībā uz dažiem metāliem veidojas arī stabila oksīda plēve. Šo parādību sauc par pasivāciju. Tātad koncentrētā sērskābē tādi metāli kā Be, Bi, Co, Fe, Mg un Nb tiek pasivēti (un ar to nereaģē), bet koncentrētā slāpekļskābē - metāli Al, Be, Bi, Co, Cr, Fe , Nb, Ni, Pb, Th un U.

Jo vairāk pa kreisi metāls atrodas šajā rindā, jo vairāk tam piemīt reducējošas īpašības, tas ir, tas vieglāk oksidējas un katjona veidā pāriet šķīdumā, bet grūtāk to atgūt no katjona brīva valsts.

Viens nemetāls, ūdeņradis, tiek ievietots virknē spriegumu, jo tas ļauj noteikt, vai konkrētais metāls reaģēs ar skābēm - neoksidējošām vielām ūdens šķīdumā (precīzāk, tas tiks oksidēts ar ūdeņraža katjoniem H+). Piemēram, cinks reaģē ar sālsskābi, jo spriegumu virknē tas atrodas pa kreisi (līdz) ūdeņradim. Gluži pretēji, sudrabs netiek pārnests šķīdumā ar sālsskābi, jo tas atrodas spriegumu virknē pa labi (pēc) ūdeņraža. Metāli līdzīgi uzvedas atšķaidītā sērskābē. Metālus spriegumu virknē pēc ūdeņraža sauc par cēlmetāliem (Ag, Pt, Au utt.)

Periodiski sistēma D. I. Mendeļejevs iedalīts ... periodā (izņemot pirmo) sākas sārmains metāls un beidzas ar cēlgāzi. 2. elementi...

Periodiski sistēma elementi Mendeļejevs

Abstract >> Ķīmija

II. Periodiski likumu un Periodiski sistēmaķīmiskie elementi Atklājot D.I. Mendeļejevs Periodiski Tiesību struktūra Periodiski sistēmas a) ... ir nemetāls, un bismuts ir metāls). V Periodiski sistēma tipisks metāli atrodas IA grupā (Li ...

Periodiski D.I. Mendeļejevs (2)

Biogrāfija >> Bioloģija

Savienojumi. Viņš to noteica metāli atbilst bāzes oksīdiem un bāzēm, ... un dažos hidroksīdiem metāli radīja apjukumu. Klasifikācija bija ... ķīmisko elementu atomi Periodiski sistēma DI. Mendeļejevs mainīt monotoni, tāpēc ...

Periodiski sistēma un tā nozīmi ķīmijas attīstībā D.I. Mendeļejevs

Abstract >> Ķīmija

Periodi attiecas uz s-elementiem (sārmu un sārmzemju metāli), kas veido Ia un IIa apakšgrupas (izcelts ... ķīmijas mācīšanas zinātniskais pamatojums. Secinājums Periodiski sistēma D. I. Mendeļejevs kļuva par vissvarīgāko pavērsienu atomu attīstībā ...

Lai izmantotu prezentāciju priekšskatījumu, izveidojiet sev Google kontu (kontu) un piesakieties tajā: ​​https://accounts.google.com

Slaidu paraksti:

Metālu pozīcija D.I. periodiskajā tabulā. Mendeļejevs. Atomu uzbūves īpatnības, īpašības.

Nodarbības mērķis: 1. Pamatojoties uz metālu stāvokli PSCE, iegūt izpratni par to atomu un kristālu struktūras īpatnībām (metālu ķīmiskās saites un kristāla metālu režģis). 2. Vispārināt un paplašināt zināšanas par metālu fizikālajām īpašībām un to klasifikācijām. 3. Attīstīt spēju analizēt, izdarīt secinājumus, pamatojoties uz metālu stāvokli ķīmisko elementu periodiskajā tabulā.

VARA Es eju uz mazām monētām, Man patīk zvanīt zvanos, Par to viņi man uzceļ pieminekli Un viņi zina: mani sauc….

DZELZS Uzart un būvēt - viņš var visu, ja ogles viņam palīdzēs ...

Metāli ir vielu grupa ar kopīgām īpašībām.

Metāli ir galveno apakšgrupu I-III grupas elementi un sekundāro apakšgrupu IV-VIII grupas I grupa II grupa III grupa IV grupa V grupa VI grupa VII grupa VIII grupa Na Mg Al Ti V Cr Mn Fe

No 109 PSCE elementiem 85 ir metāli: tie ir izcelti zilā, zaļā un rozā krāsā (izņemot H un He)

Elementa pozīcija PS atspoguļo tā atomu uzbūvi ELEMENTA POZĪCIJA PERIODISKAJĀ SISTĒMĀ TĀ ATOMU UZBŪVE Elementa kārtas numurs periodiskajā sistēmā Atomu kodollādiņš Kopējais elektronu skaits Grupas numurs Elektronu skaits ārējā enerģijas līmenī. Elementa augstākā valence, oksidācijas stāvoklis Perioda numurs Enerģijas līmeņu skaits. Apakšlīmeņu skaits ārējā enerģijas līmenī

Nātrija atoma modelis

Nātrija atoma elektroniskā struktūra

2. uzdevums. Pats sastādiet piezīmju grāmatiņā alumīnija un kalcija atomu elektroniskās uzbūves diagrammu pēc parauga ar nātrija atomu.

Secinājums: 1. Metāli ir elementi, kuriem ārējā enerģijas līmenī ir 1-3 elektroni, retāk 4-6. 2. Metāli ir ķīmiskie elementi, kuru atomi nodod elektronus ārējam (un dažreiz arī pirmsārējam) elektroniskajam slānim, pārvēršoties pozitīvos jonos. Metāli ir reducētāji. Tas ir saistīts ar nelielo elektronu skaitu ārējā slānī, lielo atomu rādiusu, kā rezultātā šie elektroni ir vāji ierobežoti ar kodolu.

Metālisku ķīmisko saiti raksturo: - saites delokalizācija, jo salīdzinoši neliels skaits elektronu vienlaikus saista daudzus kodolus; - valences elektroni brīvi pārvietojas pa visu metāla gabalu, kas parasti ir elektriski neitrāls; - metāla saitei nav virziena un piesātinājuma.

Metālu kristāliskie režģi

Video informācija par metāla kristāliem

Metālu īpašības nosaka to atomu struktūra. Metāla īpašība Īpašības īpašība cietība Visi metāli, izņemot dzīvsudrabu, normālos apstākļos ir cietas vielas. Maigākie ir nātrijs, kālijs. Tos var sagriezt ar nazi; cietākais hroms - skrāpē stiklu. blīvums Metālus iedala vieglajos (blīvums 5g/cm) un smagajos (blīvums lielāks par 5g/cm). kausējamība Metālus iedala zemkušanas un ugunsizturīgos elektrovadītspējas, siltumvadītspējas Haotiski kustīgie elektroni elektriskā sprieguma ietekmē iegūst virziena kustību, kā rezultātā rodas elektriskā strāva. metālisks spīdums Elektroni, kas aizpilda starpatomisko telpu, atstaro gaismas starus un nepārraida plastiskumu kā stikls. Mehāniskā iedarbība uz kristālu ar metāla režģi izraisa tikai atomu slāņu pārvietošanos, un to nepavada saites pārrāvums, un tāpēc metālam ir raksturīga augsta elastība.

Pārbaudi zināšanu asimilāciju nodarbībā, pārbaudot 1) Kalcija elektroniskā formula. А) 1S 2 2S 2 2Р 6 3S 1 B) 1S 2 2S 2 2 Р 6 3 S 2 C) 1S 2 2S 2 2 Р 6 3 S 2 3S 6 4S 1 D) 1S 2 2S 6 2 3 S 2 3 R 6 4 S 2

Testa 2. un 3. punkts 2) Elektroniskajai formulai 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 ir atoms: a) Na b) Ca c) Cu d) Zn 3) Elektrovadītspēja, metāliskais spīdums, plastiskums, blīvums metālus nosaka: a ) atomu masa b) metālu kušanas temperatūra c) metālu atomu uzbūve d) nepāra elektronu klātbūtne.

4. un 5. pārbaudes punkts 4) Metāliem, kas mijiedarbojas ar nemetāliem, piemīt īpašības: a) oksidējoši; b) atjaunojošs; c) gan oksidējoši, gan reducējoši; d) nepiedalās redoksreakcijās; 5) Periodiskajā tabulā tipiskie metāli atrodas: a) augšējā daļā; b) apakšējā daļa; augšējā labajā stūrī; d) apakšējais kreisais stūris;

Pareizās atbildes Uzdevuma numurs Pareizās atbildes variants 1 D 2 B 3 C 4 B 5 D

Priekšskatījums:

Nodarbības mērķis un uzdevumi:

1. Pamatojoties uz metālu stāvokli PSCE, virzīt studentus uz izpratni par to atomu un kristālu strukturālajām iezīmēm (metāliskās ķīmiskās saites un kristālisko metālu režģi), pētīt metālu vispārējās fizikālās īpašības. Pārskatiet un apkopojiet zināšanas par ķīmisko saiti un metāla kristāla režģi.
2. Attīstīt spēju analizēt, izdarīt secinājumus par atomu uzbūvi, pamatojoties uz metālu stāvokli PSCE.
3. Attīstīt prasmi apgūt ķīmisko terminoloģiju, skaidri formulēt un izteikt savas domas.
4. Veicināt patstāvīgu domāšanu izglītojošo aktivitāšu gaitā.
5. Radīt interesi par nākotnes profesiju.

Nodarbības forma:

apvienota nodarbība ar prezentāciju

Metodes un tehnikas:

Stāsts, saruna, metālu kristālisko režģu veidu video demonstrācija, tests, atomu elektroniskās uzbūves diagrammu sastādīšana, metālu un sakausējumu paraugu kolekcijas demonstrēšana.

Aprīkojums:

1. Tabula “D.I. ķīmisko elementu periodiskā tabula. Mendeļejevs ";
2. Nodarbības prezentācija par elektroniskajiem medijiem.
3. Metālu un sakausējumu paraugu vākšana.
4. Projektors.
5. Kartes ar tabulu "Atoma struktūras raksturojums pēc pozīcijas PSCE"
   

NODARBĪBU LAIKĀ

I. Nodarbības organizatoriskais moments.

II. Nodarbības tēmas, tās mērķu un uzdevumu izklāsts un paziņojums.

1.–2. slaids

III. Jauna materiāla apgūšana.

Skolotājs: Cilvēks metālus ir izmantojis kopš seniem laikiem. Īsi par metālu izmantošanas vēsturi.

1 skolēna ziņa. 3. slaids

Sākumā bija vara laikmets.

Akmens laikmeta beigās cilvēks atklāja iespēju izmantot metālus instrumentu ražošanā. Pirmais šāds metāls bija varš.

Tiek saukts vara instrumentu izplatības periods Halkolīts vai halkolīts , kas tulkojumā no grieķu valodas nozīmē "varš". Varš tika apstrādāts, izmantojot akmens instrumentus, izmantojot aukstās kalšanas metodi. Vara tīrradņi tika pārvērsti izstrādājumos zem smagiem āmura sitieniem. Vara laikmeta sākumā no vara darināja tikai mīkstus darbarīkus, rotaslietas un sadzīves priekšmetus. Tieši līdz ar vara un citu metālu atklāšanu sāka veidoties kalēja profesija.

Vēlāk parādījās liešana, un tad cilvēki vara sāka pievienot alvu vai antimonu, padarot bronzu izturīgāku, stiprāku, kausējamu.

Studenta ziņa 2. 3. slaids

Bronza - vara un alvas sakausējums. Bronzas laikmeta hronoloģiskās robežas datējamas ar 3. tūkstošgades pirms mūsu ēras sākumu. pirms 1. tūkstošgades pirms mūsu ēras sākuma

Studenta ziņa 3. 4. slaids

Trešais un pēdējais primitīvā laikmeta periods raksturojas ar dzelzs metalurģijas un dzelzs instrumentu izplatību un iezīmē dzelzs laikmetu. Mūsdienu nozīmē šo terminu 9. gadsimta vidū ieviesa dāņu arheologs K. Ju. Tomsons un drīz vien izplatījās literatūrā kopā ar jēdzieniem “akmens laikmets” un “bronzas laikmets”.

Atšķirībā no citiem metāliem, dzelzs, izņemot meteorītu, gandrīz nekad nav atrasts tīrā veidā. Zinātnieki pieļauj, ka pirmais dzelzs, kas nokļuvis cilvēka rokās, bijis meteorīta izcelsmes, un ne velti dzelzi dēvē par "debesu akmeni". Lielākais Āfrikā atrastais meteorīts, tas svēra apmēram sešdesmit tonnas. Un Grenlandes ledū viņi atrada dzelzs meteorītu, kas sver trīsdesmit trīs tonnas.

Un tagad dzelzs laikmets turpinās. Patiešām, šobrīd dzelzs sakausējumi veido gandrīz 90% no visiem metāliem un metālu sakausējumiem.

Skolotājs.

Zelts un sudrabs – dārgmetāli šobrīd tiek izmantoti juvelierizstrādājumu, kā arī detaļu ražošanā elektronikā, aviācijas rūpniecībā un kuģu būvē. Kur šos metālus var izmantot kuģniecībā? Metālu ārkārtējā nozīme sabiedrības attīstībā, protams, ir saistīta ar to unikālajām īpašībām. Nosauciet šīs īpašības.

Parādiet skolēniem metāla paraugu kolekciju.

Studenti nosauc tādas metālu īpašības kā elektrovadītspēja un siltumvadītspēja, raksturīgais metāliskais spīdums, plastiskums, cietība (izņemot dzīvsudrabu) u.c.

Skolotājs uzdod skolēniem galveno jautājumu: kāds ir šo īpašību iemesls?

Paredzamā atbilde:Vielu īpašības ir saistītas ar šo vielu molekulu un atomu struktūru.

5. slaids. Tātad metāli ir vielu grupa ar kopīgām īpašībām.

Prezentācijas demonstrēšana.

Skolotājs: Metāli ir 1-3 galveno apakšgrupu grupu elementi un sekundāro apakšgrupu 4-8 grupu elementi.

6. slaids. 1. uzdevums ... Patstāvīgi, izmantojot PSCE, pievienojiet piezīmju grāmatiņā grupu pārstāvjus, kas ir metāli.

							VIII

Selektīvi uzklausīt skolēnu atbildes.

Skolotājs: metāli būs elementi, kas atrodas PSCE apakšējā kreisajā stūrī.

Skolotājs uzsver, ka visi elementi, kas atrodas zem B - pie diagonāles, pat tie, kuriem ir 4 elektroni (Ge, Sn, Pb), 5 elektroni (Sb, Bi), 6 elektroni (Po) uz ārējā slāņa, būs metāli PSCE. , jo tiem ir liels rādiuss.

Tādējādi 85 no 109 PSChE elementiem ir metāli. 7. slaids

Skolotājs: elementa pozīcija PSCE atspoguļo elementa atomu struktūru. Izmantojot tabulas, kuras saņēmāt nodarbības sākumā, mēs raksturojam nātrija atoma struktūru pēc tā stāvokļa PSCE.
8. slaida demonstrēšana.

Kas ir nātrija atoms? Apskatiet aptuveno nātrija atoma modeli, kurā var redzēt kodolu un elektronus, kas pārvietojas pa orbītām.

9. slaida demonstrācija.Nātrija atoma modelis.

Atgādināšu, kā tiek sastādīta elementa atoma elektroniskās struktūras diagramma.

10. slaida demonstrēšana.Jums vajadzētu būt šādai nātrija atoma elektroniskās struktūras diagrammai.

11. slaids. 2. uzdevums. Piezīmjdatorā izveidojiet kalcija un alumīnija atoma elektroniskās struktūras diagrammu pats, ievērojot piemēru ar nātrija atomu.

Skolotājs pārbauda darbu piezīmju grāmatiņā.

Kādu secinājumu var izdarīt par metālu atomu elektronisko struktūru?

Ārējā enerģijas līmenī 1-3 elektroni. Mēs atceramies, ka, nonākot ķīmiskos savienojumos, atomi cenšas atjaunot ārējā enerģijas līmeņa pilnu 8 elektronu apvalku. Šim nolūkam metāla atomi viegli ziedo 1-3 elektronus no ārējā līmeņa, pārvēršoties pozitīvi lādētos jonos. Tajā pašā laikā tiem ir atjaunojošas īpašības.

12. slaida demonstrēšana. Metāli - tie ir ķīmiskie elementi, kuru atomi ziedo ārējā (un dažreiz arī pirms-ārējā) elektroniskā slāņa elektronus, pārvēršoties pozitīvos jonos. Metāli ir reducētāji. Tas ir saistīts ar nelielo elektronu skaitu ārējā slānī, lielo atomu rādiusu, kā rezultātā šie elektroni ir vāji ierobežoti ar kodolu.

Apskatīsim vienkāršas vielas - metālus.

13. slaida demonstrēšana.

Pirmkārt, mēs apkopojam informāciju par ķīmiskās saites veidu, ko veido metālu atomi un kristāla režģa struktūru

1. salīdzinoši neliels skaits elektronu vienlaikus saista daudzus kodolus, saite tiek delokalizēta;
2. valences elektroni brīvi pārvietojas pa visu metāla gabalu, kas parasti ir elektriski neitrāls;
3. metāliskajai saitei nav virziena un piesātinājuma.

Demonstrācija

14. slaids Metālu kristālisko režģu veidi»

15. slaids Video par metālu kristāla režģi.

Studenti secina, ka atbilstoši šai konkrētajai struktūrai metāliem ir raksturīgas vispārīgas fizikālās īpašības.

Skolotāja uzsver, ka metālu fizikālās īpašības nosaka tieši to struktūra.

16. slaids Metālu īpašības nosaka to atomu struktūra.

a) cietība - visi metāli, izņemot dzīvsudrabu, cietas vielas normālos apstākļos. Maigākie ir nātrijs, kālijs. Tos var sagriezt ar nazi; cietākais hroms - skrāpē stiklu (demo).

b) blīvums - metālus iedala vieglajos (5g/cm) un smagajos (vairāk nekā 5g/cm) (demonstrācija).

c) kausējamība - metālus iedala kausējamos un ugunsizturīgos (demonstrācija).

G) elektrovadītspēja, siltumvadītspējametāli to struktūras dēļ. Haotiski kustīgie elektroni elektriskā sprieguma iedarbībā iegūst virziena kustību, kā rezultātā rodas elektriskā strāva.

Paaugstinoties temperatūrai, strauji palielinās kristāla režģa mezglos esošo atomu un jonu kustības amplitūda, un tas traucē elektronu kustību, un metālu elektriskā vadītspēja samazinās.

Jāņem vērā, ka atsevišķos nemetālos, paaugstinoties temperatūrai, elektrovadītspēja palielinās, piemēram, grafītā, savukārt, paaugstinoties temperatūrai, tiek iznīcinātas dažas kovalentās saites, un palielinās brīvi kustīgo elektronu skaits.

e) metālisks spīdums- elektroni, kas aizpilda starpatomisko telpu, atspoguļo gaismas starus un nelaiž cauri, tāpat kā stikls.

Tāpēc visiem metāliem kristāliskā stāvoklī ir metālisks spīdums. Lielākajai daļai metālu visi redzamās spektra daļas stari ir vienādi izkliedēti, tāpēc tiem ir sudrabaini balta krāsa. Tikai zelts un varš lielā mērā absorbē īsus viļņu garumus un atstaro garus gaismas spektra viļņus, tāpēc tiem ir dzeltena gaisma. Izcilākie metāli ir dzīvsudrabs, sudrabs, pallādijs. Pulverī visi metāli, izņemot AI un Mg, zaudē savu spīdumu un iegūst melnu vai tumši pelēku krāsu.

f) plastiskums ... Mehāniskā iedarbība uz kristālu ar metāla režģi izraisa tikai atomu slāņu pārvietošanos, un to nepavada saites pārrāvums, un tāpēc metālam ir raksturīga augsta elastība.

IV. Izpētītā materiāla konsolidācija.

Skolotājs: mēs pārbaudījām metālu struktūru un fizikālās īpašības, to stāvokli D.I. ķīmisko elementu periodiskajā tabulā. Mendeļejevs. Tagad, lai konsolidētu, mēs iesakām veikt pārbaudi.

Slaidi 15-16-17.

1) Kalcija elektroniskā formula.

1. a) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1
2. b) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2
3. c) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3S 6 4S 1
4. d) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2

2) Elektroniskā formula 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 ir atoms:

1. a) Na
2. b) Ca
3. c) Сu
4. d) Zn

3) Elektrovadītspēju, metālisko spīdumu, plastiskumu, metālu blīvumu nosaka:

1. a) metāla masa
2. b) metālu kušanas temperatūra
3. c) metālu atomu uzbūve
4. d) nepāra elektronu klātbūtne

4) metāliem, mijiedarbojoties ar nemetāliem, piemīt īpašības

1. a) oksidējošs;
2. b) atjaunojošs;
3. c) gan oksidējoši, gan reducējoši;
4. d) nepiedalās redoksreakcijās;

5) Periodiskajā tabulā tipiskie metāli atrodas:

1. a) augšējā daļa;
Vi. Mājasdarbs.

Metālu atomu uzbūve, to fizikālās īpašības




Metālu novietojums periodiskajā sistēmā

Ja tabulā D.I. novelkam diagonāli no bora līdz astatīnam. Elementiem, kas atrodas netālu no diagonāles, ir divējādas īpašības: dažos to savienojumos tie uzvedas kā metāli; dažos - kā nemetāli.

Metāla atomu uzbūve

Periodos un galvenajās apakšgrupās metālisko īpašību izmaiņās ir likumsakarības.

Daudziem metāla atomiem ir 1, 2 vai 3 valences elektroni, piemēram:

Na (+ 11): 1S2 2S22p6 3S1

Ca (+ 20): 1S2 2S22p6 3S23p63d0 4S2

Sārmu metāli (1. grupa, galvenā apakšgrupa): ... nS1.

Sārmzeme (2. grupa, galvenā apakšgrupa): ... nS2.

Metālu atomu īpašības periodiski ir atkarīgas no to atrašanās vietas DI Mendeļejeva tabulā.

https://pandia.ru/text/78/392/images/image002_81.jpg "width =" 298 "height =" 113">

a - varš; b - magnijs; c - dzelzs α-modifikācija

Metāla atomi mēdz ziedot savus ārējos elektronus. Metāla gabalā, lietņā vai metāla izstrādājumā metāla atomi atdod ārējos elektronus un nosūta tos uz šo gabalu, lietni vai izstrādājumu, tādējādi pārvēršoties jonos. "Noplēstie" elektroni pārvietojas no viena jona uz otru, uz laiku atkal savienojas ar tiem atomos, atkal tiek atrauts, un šis process notiek nepārtraukti. Metāliem ir kristāla režģis, kura mezglos atrodas atomi vai joni (+); starp tiem ir brīvie elektroni (elektronu gāze). Sakaru shēmu metālā var attēlot šādi:

М0 ↔ nē + Мn +,

atoms - jons

kur n Vai ārējo elektronu skaits, kas piedalās saitē (y Na - 1 ē, plkst Ca - 2 ē, plkst Al - 3 ē).

Šāda veida saite tiek novērota metālos - vienkāršās vielās - metālos un sakausējumos.

Metāla saite ir saite starp pozitīvi lādētiem metāla joniem un brīvajiem elektroniem metālu kristāliskajā režģī.

Metāla saitei ir zināma līdzība ar kovalento saiti, taču arī zināma atšķirība, jo metāla saite ir balstīta uz elektronu socializāciju (līdzība), visi atomi piedalās šo elektronu socializēšanā (atšķirība). Tāpēc kristāli ar metālisku saiti ir elastīgi, elektriski vadoši un tiem piemīt metālisks spīdums. Tomēr tvaika stāvoklī metāla atomi ir saistīti ar kovalentu saiti, metālu pārus veido atsevišķas molekulas (monoatomiskas un diatomiskas).

Metālu vispārīgie raksturlielumi

Atomu spēja ziedot elektronus (oksidēties)	← Pieaug
Mijiedarbība ar atmosfēras skābekli	Ātri oksidējas apkārtējās vides temperatūrā	Lēnām oksidēt normālā temperatūrā vai karsējot	Neoksidēt
Mijiedarbība ar ūdeni	Normālā temperatūrā H2 izdalās un veidojas hidroksīds	Sildot, izdalās H2	H2 netiek izspiests no ūdens
5mijiedarbība ar skābēm	Izspiest H2 no atšķaidītām skābēm	Neizspiež H2 no atšķaidītām skābēm
Reaģēt ar konc. un dekomp. HNO3 un ar konc. H2SO4 sildot	Nereaģēt ar skābēm
Atrodoties dabā	Tikai savienojumos	Sakarībās un brīvā formā	Pārsvarā vaļīgs
Iegūšanas metodes	Kausējumu elektrolīze	Sāļu ūdens šķīdumu reducēšana ar akmeņoglēm, oglekļa monoksīdu (2), aluminotermiju vai elektrolīzi
Jonu spēja piesaistīt elektronus (atgūt)	Li K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
Pieaug →

Metāla spriegumu elektroķīmiskās sērijas. Metālu fizikālās un ķīmiskās īpašības

Metālu vispārējās fizikālās īpašības

Metālu vispārējās fizikālās īpašības nosaka metāliskā saite un metāliskais kristāliskais režģis.

Kaļamība, lokanība

Mehāniskā iedarbība uz metāla kristālu izraisa atomu slāņu pārvietošanos. Tā kā elektroni metālā pārvietojas pa kristālu, saites nenotiek. Plastiskums samazinās pēc kārtas Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe... Piemēram, zeltu var sarullēt ne vairāk kā 0,001 mm biezās loksnēs, kuras izmanto dažādu priekšmetu apzeltīšanai. Alumīnija folija parādījās salīdzinoši nesen un agrāk tēja, šokolāde tika kalta alvas folijā, ko sauca par staniolu. Tomēr Mn un Bi nav elastīgi: tie ir trausli metāli.

Metālisks spīdums

Metālisks spīdums, ko pulverī zaudē visi metāli, izņemot Al un Mg... Spilgtākie metāli ir Hg(no tā viduslaikos tika izgatavoti slavenie "Venēcijas spoguļi"), Ag(tagad no tā tiek izgatavoti moderni spoguļi ar "sudraba spoguļa" reakcijas palīdzību). Pēc krāsas (parasti) izšķir melnos un krāsainos metālus. Starp pēdējiem mēs izcelsim vērtīgos - Au, Ag, Pt. Zelts ir juvelieru metāls. Uz tā pamata tapa brīnišķīgas Faberžē Lieldienu olas.

Zvana

Skan metāli, un šis īpašums tiek izmantots zvanu izgatavošanai (atcerieties cara zvanu Maskavas Kremlī). Skanīgākie metāli ir Au, Ag, Ci. Vara gredzeni ar biezu, dūcošu gredzenu - sārtināts gredzens. Tas ir tēlains izteiciens nevis par godu aveņu ogai, bet gan par godu Nīderlandes pilsētai Malinai, kur tika izkausēti pirmie baznīcas zvani. Vēlāk Krievijā krievu amatnieki sāka liet vēl kvalitatīvākus zvanus, pilsētu iedzīvotāji ziedoja zelta un sudraba rotaslietas, lai labāk skanētu baznīcām atlietais zvans. Atsevišķos Krievijas lombardos komisijai pieņemto zelta gredzenu autentiskumu noteica sievietes matos iekarināta zelta laulības gredzena zvanīšana (dzirdama ļoti gara un skaidra augsta skaņa).

Normālos apstākļos visi metāli, izņemot dzīvsudrabu Hg, ir cietas vielas. Cietākais metāls ir hroms Cr, kas skrāpē stiklu. Mīkstākie ir sārmu metāli, tos griež ar nazi. Sārmu metāli tiek uzglabāti ar lielu piesardzību - Na - petrolejā, bet Li - vazelīnā tā viegluma dēļ, petroleju - stikla burkā, burciņu - azbesta skaidās, azbestu - skārda bundžā.

Elektrovadītspēja

Metālu labā elektrovadītspēja skaidrojama ar brīvo elektronu klātbūtni tajos, kas pat nelielas potenciālu starpības ietekmē iegūst virziena kustību no negatīvā uz pozitīvo polu. Temperatūrai paaugstinoties, pastiprinās atomu (jonu) vibrācijas, kas apgrūtina elektronu virziena kustību un līdz ar to noved pie elektriskās vadītspējas samazināšanās. Zemās temperatūrās vibrācijas kustība, gluži pretēji, ievērojami samazinās un elektrovadītspēja strauji palielinās. Metāliem ir supravadītspēja tuvu absolūtai nullei. Ag, Cu, Au, Al, Fe ir visaugstākā elektrovadītspēja; sliktākie vadītāji - Hg, Pb, W.

Siltumvadītspēja

Normālos apstākļos metālu siltumvadītspēja mainās būtībā tādā pašā secībā kā to elektrovadītspēja. Siltumvadītspēja ir saistīta ar lielo brīvo elektronu mobilitāti un atomu vibrācijas kustību, kā rezultātā notiek strauja temperatūras izlīdzināšana metāla masā. Visaugstākā siltumvadītspēja ir sudrabam un varam, viszemākā – bismutam un dzīvsudrabam.

Blīvums

Metālu blīvums ir atšķirīgs. Tas ir mazāks, jo mazāka ir metāla elementa atommasa un jo lielāks ir tā atoma rādiuss. Vieglākais metāls ir litijs (blīvums 0,53 g / cm3), smagākais ir osmijs (blīvums 22,6 g / cm3). Metālus, kuru blīvums ir mazāks par 5 g / cm3, sauc par vieglajiem, pārējos sauc par smagiem.

Metālu kušanas un viršanas temperatūras ir dažādas. Visvairāk zemas kušanas metāls - dzīvsudrabs (viršanas temperatūra = -38,9 ° С), cēzijs un gallijs - kūst attiecīgi 29 un 29,8 ° С. Volframs ir ugunsizturīgākais metāls (bp = 3390 ° C).

Metālu alotropijas jēdziens alvas piemērā

Dažiem metāliem ir alotropiskas modifikācijas.

Piemēram, alvu iedala:

· Α-alva jeb pelēkā alva ("alvas mēris" — parastās β-alvas pārtapšana par α-alvu zemā temperatūrā izraisīja R. Skota ekspedīcijas uz Dienvidpolu nāvi, kurš zaudēja visu degvielu, jo tā tika uzglabāta noslēgtās tvertnēs skārds), stabils pie t<14°С, серый порошок.

· Β-alva jeb baltā alva (t = 14 - 161 ° C) ir ļoti mīksts metāls, bet cietāks par svinu, piemērots liešanai un lodēšanai. To izmanto sakausējumos, piemēram, skārdā (alvotā dzelzs).

Metālu spriegumu elektroķīmiskās sērijas un tās divi noteikumi

Atomu izvietojumu rindā pēc to reaktivitātes var attēlot šādi:

Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb,H2 , Сu, Hg, Ag, Pt, Au.

Elementa novietojums elektroķīmiskajā sērijā parāda, cik viegli tas veido jonus ūdens šķīdumā, t.i., tā reaktivitāti. Elementu reaktivitāte ir atkarīga no spējas pieņemt vai nodot elektronus, kas iesaistīti saites veidošanā.

1. spriegumu sērijas noteikums

Ja metāls ir šajā rindā pirms ūdeņraža, tas spēj to izspiest no skābes šķīdumiem, ja pēc ūdeņraža, tad nē.

Piemēram, Zn, Mg, Al deva aizvietošanas reakciju ar skābēm (tās atrodas spriegumu virknē līdz H), a Cu nē (viņa pēc H).

Otrais spriegumu sērijas noteikums

Ja metāls atrodas spriegumu virknē līdz sāls metālam, tad tas spēj izspiest šo metālu no sava sāls šķīduma.

Piemēram, CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Šādos gadījumos metāla novietojums pirms vai pēc ūdeņradis tas var nebūt svarīgi, ir svarīgi, lai reaģējošais metāls būtu pirms metāla, kas veido sāli:

Cu + 2AgNO3 = 2Ag + Cu (NO3) 2.

Metālu vispārīgās ķīmiskās īpašības

Ķīmiskajās reakcijās metāli ir reducējoši aģenti (tie ziedo elektronus).

Mijiedarbība ar vienkāršām vielām.

1. Izmantojot halogēnus, metāli veido sāļus - halogenīdus:

Mg + Cl2 = MgCl2;

Zn + Br2 = ZnBr2.

2. Metāli ar skābekli veido oksīdus:

4Na + O2 = 2 Na2O;

2Cu + O2 = 2CuO.

3. Ar sēru metāli veido sāļus - sulfīdus:

4. Ar ūdeņradi visaktīvākie metāli veido hidrīdus, piemēram:

Ca + H2 = CaH2.

5. ar oglekli daudzi metāli veido karbīdus:

Ca + 2C = CaC2.

Mijiedarbība ar sarežģītām vielām

1. Metāli spriegumu sērijas sākumā (no litija uz nātriju) normālos apstākļos izspiež ūdeņradi no ūdens un veido sārmus, piemēram:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2.

2. Metāli, kas atrodas virknē spriegumu līdz ūdeņradim, mijiedarbojas ar atšķaidītām skābēm (НCl, Н2SO4 u.c.), kā rezultātā veidojas sāļi un izdalās ūdeņradis, piemēram:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2.

3. Metāli mijiedarbojas ar mazāk aktīvo metālu sāļu šķīdumiem, kā rezultātā veidojas aktīvāka metāla sāls, un mazāk aktīvs metāls izdalās brīvā formā, piemēram:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Metāli dabā.

Metālu atrašana dabā.

Lielākā daļa metālu dabā ir sastopami dažādu savienojumu veidā: aktīvie metāli ir sastopami tikai savienojumu veidā; zemas aktivitātes metāli - savienojumu veidā un brīvā veidā; cēlmetāli (Ag, Pt, Au ...) brīvā formā.

Vietējie metāli parasti ir atrodami nelielos daudzumos graudu vai ieslēgumu veidā. Reti sastopami arī diezgan lieli metāla gabali – tīrradņi. Daudzi metāli dabā pastāv saistītā stāvoklī ķīmisku dabisko savienojumu veidā - minerālvielas... Ļoti bieži tie ir oksīdi, piemēram, dzelzs minerāli: sarkanā dzelzsrūda Fe2O3, brūnā dzelzsrūda 2Fe2O3 ∙ 3H2O, magnētiskā dzelzs rūda Fe3O4.

Minerāli ir daļa no akmeņiem un rūdām. Rūdas tiek dēvēti par minerāliem saturošiem dabas veidojumiem, kuros metāli atrodas tehnoloģiski un ekonomiski piemērotos daudzumos metālu ražošanai rūpniecībā.

Atbilstoši rūdā iekļautā minerāla ķīmiskajam sastāvam izšķir oksīdu, sulfīdu un citas rūdas.

Parasti pirms metālu iegūšanas no rūdas to provizoriski bagātina - iztukšo iezi, atdala piemaisījumus, kā rezultātā veidojas koncentrāts, kas kalpo par izejvielu metalurģijas ražošanai.

Metālu iegūšanas metodes.

Metālu ražošana no to savienojumiem ir metalurģijas uzdevums. Jebkurš metalurģiskais process ir metālu jonu reducēšanas process ar dažādu reducētāju palīdzību, kā rezultātā metāli tiek iegūti brīvā formā. Atkarībā no metalurģiskā procesa veikšanas metodes izšķir pirometalurģiju, hidrometalurģiju un elektrometalurģiju.

Pirometalurģija Vai metālu ražošana no to savienojumiem augstā temperatūrā, izmantojot dažādus reducētājus: oglekli, oglekļa monoksīdu (II), ūdeņradi, metālus (alumīniju, magniju) utt.

Metāla atgūšanas piemēri

ZnO + C → Zn + CO2;

Oglekļa monoksīds:

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2;

Ūdeņradis:

WO3 + 3H2 → W + 3H2O;

CoO + H2 → Co + H2O;

Alumīnijs (alumīnija):

4Al + 3MnO2 → 2Al2O3 + 3Mn;

Cr2O3 + 2Al = 2Al2O3 + 2Cr;

Magnijs:

TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2.

Hidrometalurģija- Šī ir metālu ražošana, kas sastāv no diviem procesiem: 1) dabiskais metāla savienojums izšķīst skābē, kā rezultātā rodas metāla sāls šķīdums; 2) no iegūtā šķīduma šis metāls tiek izspiests ar aktīvāku metālu. Piemēram:

1,2CuS + 3О2 = 2CuO + 2SО2.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.

2. CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Elektrometalurģija- Tā ir metālu ražošana ar to savienojumu šķīdumu vai kausējumu elektrolīzi. Elektriskā strāva elektrolīzes procesā spēlē reducētāja lomu.

IA grupas metālu vispārīgie raksturojumi.

Pirmās grupas (IA-grupas) galvenās apakšgrupas metāli ietver litiju (Li), nātriju (Na), kāliju (K), rubīdiju (Rb), cēziju (Cs), franciju (Fr). Šos metālus sauc par sārmu metāliem, jo ​​tie un to oksīdi, mijiedarbojoties ar ūdeni, veido sārmus.

Sārmu metāli ir s-elementi. Uz ārējā elektronu slāņa metāla atomiem ir viens s-elektrons (ns1).

Kālijs, nātrijs - vienkāršas vielas



Sārmu metāli ampulās:
a - cēzijs; b - rubīdijs; c - kālijs; g - nātrijs

Pamatinformācija par IA grupas elementiem

	Li litijs	Na nātrijs	K kālijs	Rb rubīdijs	Cs cēzijs	Fr francija
Atomu skaits
Oksidācijas stāvoklis
Pamata dabiskie savienojumi	Li2O · Al2O3 · 4SiO2 (spodumens); LiAl (PO4) F, LiAl (PO4) OH (ambligonīts)	NaCl (galda sāls); Na2SO4 10H2O (Glaubera sāls, mirabiīts); КCl NaCl (silvīts)	KCl (silvinīts), KCl NaCl (silvinīts); K (kālija laukšpats, ortogonāls); KCl MgCl2 6H2O (karnalīts) – atrodams augos	Kā izoamorfs piemaisījums kālija minerālos - silvinītā un karnalītā	4Cs2O · 4Al2O3 · 18 SiO2 · 2H2O (puscits); kālija minerālvielu pavadonis	Aktīnija Α sabrukšanas produkts

Fizikālās īpašības

Kālijs un nātrijs ir mīksti sudrabaini metāli (griezti ar nazi); ρ (K) = 860 kg / m3, Tm (K) = 63,7 ° C, ρ (Na) = 970 kg / m3, Tm (Na) = 97,8 ° C. Viņiem ir augsta siltuma un elektrovadītspēja, krāso liesmu raksturīgās krāsās: K - gaiši violetā krāsā, Na - dzeltenā krāsā.

https://pandia.ru/text/78/392/images/image005_57.jpg "alt =" (! LANG: Sēra (IV) oksīda šķīšana ūdenī" width="312" height="253 src=">Реакция серы с натрием!}

Mijiedarbība ar sarežģītām vielām:

1,2Na + 2H2O → 2NaOH + H2.

2. 2Na + Na2О2 → 2Na2О.

3,2Na + 2НCl → 2NaCl + Н2.

Celulozes un papīra rūpniecība "href =" / text / category / tcellyulozno_bumazhnaya_promishlennostmz / "rel =" bookmark "> papīra, mākslīgo audumu, ziepju ražošana, naftas cauruļvadu tīrīšanai, mākslīgo šķiedru ražošanā, sārma baterijās.

Metālu savienojumu atrašanaIAgrupas dabā.

Sāls ― NaCl- nātrija hlorīds, NaNO3- nātrija nitrāts (Čīles nitrāts), Na2CO3- nātrija karbonāts (soda), NaHCO3- nātrija bikarbonāts (cepamā soda), Na2SO4- nātrija sulfāts, Na2SO4 10H2O- Glaubera sāls, KCl- kālija hlorīds, KNO3- kālija nitrāts (kālija nitrāts), K2SO4- kālija sulfāts, К2СО3- kālija karbonāts (potašs) - kristāliskas jonu vielas, gandrīz visas šķīst ūdenī. Nātrija un kālija sāļiem piemīt vidēji sāļu īpašības:

2NaCl (ciets) + Н2SO4 (konc.) → Na2SO4 + 2НCl;

КCl + AgNo3 → KNO3 + AgCl ↓;

Na2CO3 + 2HCl → NaCl + CO2 + H2O;

K2CO3 + H2O ↔ KHCO3 + KOH;

СО32- + Н2О ↔ HCO3- + OH - (sārma vide, pH< 7).

Galda sāls kristāli

Sāls raktuves

Na2CO3 kalpo papīra, ziepju, stikla ražošanai;

NaHCO3- medicīnā, kulinārijā, minerālūdeņu ražošanā, ugunsdzēšamos aparātos;

К2СО3- iegūt šķidrās ziepes un stiklu;

Potašs - kālija karbonāts

NaNO3, KNO3, KCl, K2SO4- svarīgākie potaša mēslošanas līdzekļi.

https://pandia.ru/text/78/392/images/image013_35.gif "align =" left "width =" 278 "height =" 288 src = ">

Jūras sāls satur 90-95% NaCl (nātrija hlorīda) un līdz 5% citu minerālvielu: magnija sāļus, kalcija sāļus, kālija sāļus, mangāna sāļus, fosfora sāļus, joda sāļus utt. Kopumā vairāk nekā 40 noderīgu periodikas elementu tabula - tas viss pastāv jūras ūdenī.

Mirusī jūra

Viņā ir kaut kas ārkārtējs, gandrīz fantastisks. Austrumu zemēs pat vissīkākā mitruma lāsīte ir dzīvības avots, tur zied dārzi, nogatavojas labība. Bet šis ūdens nogalina visu dzīvo.

Šajos krastos ir viesojušās daudzas tautas: arābi, ebreji, grieķi, romieši; katrs no viņiem šo milzīgo ezeru sauca savā valodā, bet vārda nozīme bija viena: miris, bīstams, nedzīvs.



Mēs stāvējām tuksneša krastā, kura blāvais skatiens raisīja skumjas: miruša zeme – ne zāles, ne putnu. Ezera otrā pusē no zaļā ūdens stāvi pacēlās sarkanīgi kalni. Kailas, grumbuļainas nogāzes. Likās, ka kāds spēks norāva to dabisko segumu, un zemes muskuļi tika atsegti.

Nolēmām iegremdēties, bet ūdens izrādījās auksts, vienkārši nomazgājāmies ar biezu ūdeni, plūstot kā vēss sālījums. Pēc dažām minūtēm seju un rokas pārklāja balts sāls pārklājums, un uz lūpām palika neizturami rūgta garša, no kuras ilgu laiku nebija iespējams atbrīvoties. Šajā jūrā jūs nevarat noslīkt: biezs ūdens pats notur cilvēku uz virsmas.

Dažreiz zivs peld no Jordānijas uz Nāves jūru. Viņa mirst pēc minūtes. Vienu tādu zivi atradām izskalotu krastā. Viņa bija cieta kā nūja cietā, sāļā apvalkā.
Šī jūra var kļūt par cilvēku bagātības avotu. Galu galā šī ir milzīga minerālsāļu noliktava.




Katrs litrs Nāves jūras ūdens satur 275 gramus kālija, nātrija, broma, magnija, kalcija sāļu. Derīgo izrakteņu rezerves šeit tiek lēstas 43 miljardu tonnu apmērā. Bromu un potašu var iegūt ārkārtīgi lēti, un nekas neierobežo ražošanas apjomu. Valstī ir milzīgas fosfātu rezerves, pēc kurām pasaules tirgū ir liels pieprasījums, un to daudzums tiek iegūts niecīgā daudzumā.

IIA grupas elementu vispārīgie raksturojumi.

Otrās grupas (IIA-grupas) galvenās apakšgrupas metāli ir berilijs (Be), magnijs (Mg), kalcijs (Ca), stroncijs (Sr), bārijs (Ba), rādijs (Ra). Šos metālus sauc par sārmzemju metāliem, jo ​​to hidroksīdiem Ме (ОН) 2 ir sārmainas īpašības, un to oksīdi МеО pēc ugunsizturības ir līdzīgi smago metālu oksīdiem, kurus agrāk sauca par "zemēm".

Sārmzemju metāli ir s-elementi. Uz ārējā elektronu slāņa metāla atomiem ir divi s-elektroni (ns2).

Pamatinformācija par IIA-grupas elementiem

	Esi berilija	Mg magnijs	Ca kalcijs	Sr stroncijs	Ba bārijs	Ra rādijs
Atomu skaits
Atomu ārējo elektronu apvalku uzbūve	kur n = 2, 3, 4, 5, 6, 7, n ir perioda numurs
Oksidācijas stāvoklis
Pamata dabiskie savienojumi	3BeO Al2O3 6SiO2 (berils); Be2SiO4 (fenakīts)	2MgO SO2 (olivīns); MgCO3 (magnezīts); MgCO3 CaCO3 (dolomīts); MgCl2 KCl 6H2O (karnalīts)	CaCO3 (kalcīts), СaF2― fluorīts, СaO · Al2O3 · 6SiO2 (anortīts); CaSO4 2H2O (ģipsis); MgCO3 CaCO3 (dolomīts), Ca3 (PO4) 2 - fosforīts, Ca5 (PO4) 3X (X = F, Cl, OH) - apatīts	SrCO3 (stroncianīts), SrSO4 (celestīns)	BaCO3 (baterīts) BaSO4 (barīts, smagais spars)	Kā daļa no urāna rūdām

Sārmzeme- gaiši sudrabbalti metāli. Stroncijam ir zelta nokrāsa, daudz cietāks par sārmu metāliem. Bārijs pēc mīkstuma ir līdzīgs svinam. Gaisā parastā temperatūrā berilija un magnija virsma ir pārklāta ar aizsargājošu oksīda plēvi. Sārmzemju metāli aktīvi mijiedarbojas ar atmosfēras skābekli, tāpēc tos uzglabā zem petrolejas slāņa vai noslēgtos traukos, piemēram, sārmu metālus.

Kalcijs ir vienkārša viela

Fizikālās īpašības

Dabīgais kalcijs ir stabilu izotopu maisījums. Visbiežāk sastopamais kalcijs ir 97%). Kalcijs ir sudrabaini balts metāls; ρ = 1550 kg / m3, Tm = 839 ° C. Krāso liesmu oranži sarkanu.

Ķīmiskās īpašības

Mijiedarbība ar vienkāršām vielām (nemetāliem):

1.Ar halogēniem: Ca + Cl2 → CaCl2 (kalcija hlorīds).

2.Ar oglekli: Ca + 2C → CaC2 (kalcija karbīds).

3. Ar ūdeņradi: Ca + H2 → CaH2 (kalcija hidrīds).

Sāls: CaCO3 kalcija karbonāts ir viens no visizplatītākajiem savienojumiem uz Zemes: krīts, marmors, kaļķakmens. Vissvarīgākais no šiem minerāliem ir kaļķakmens. Viņš pats ir lielisks celtniecības akmens, turklāt viņš ir izejviela cementa, dzēsto kaļķu, stikla u.c. ražošanai.

Kaļķu šķembas stiprina ceļus, bet pulveris samazina augsnes skābumu.

Dabīgais krīts attēlo seno dzīvnieku čaumalu paliekas. To izmanto kā skolas krītiņus, zobu pastās, papīra un gumijas ražošanai.

https://pandia.ru/text/78/392/images/image040_7.jpg "width =" 250 "height =" 196">

Fizikālās īpašības

Dzelzs ir sudrabaini balts vai pelēks metāls, ciets, ar augstu lokanību, siltuma un elektrovadītspēju, ugunsizturīgs; ρ = 7874 kg / m3, Tm = 1540 ° C. Atšķirībā no citiem metāliem, dzelzs spēj magnetizēties, tai piemīt feromagnētisms.

Ķīmiskās īpašības

Dzelzs mijiedarbojas gan ar vienkāršām, gan sarežģītām vielām.

Dzelzs mijiedarbība ar skābekli



a) sildot (degšana), b) kad n. plkst. (korozija)

Dzelzs ķīmiskās īpašības

Zem n. plkst.	Sildot
Reakcija	3FeSO4 + 2K3 = Fe32 ↓ + 3K2SO4 (turbulēnzils - tumši zils nogulsnes).	1. 4FeCl3 + 3K4 = Fe43 ↓ + 12KCl (Prūsijas zils - tumši zilas nogulsnes). 2. FeCl3 + 3NH4CNS ⇆ Fe (CNS) 3 + 3NH4Cl (asins sarkans Fe tiocianāts + amonjaks).

Dzelzs bioloģiskā loma

Bioķīmiķi atklāj dzelzs milzīgo lomu augu, dzīvnieku un cilvēku dzīvē. Kā daļa no hemoglobīna dzelzs izraisa šīs vielas sarkano krāsu, kas, savukārt, nosaka asins krāsu. Pieauguša cilvēka organismā ir 3 g dzelzs, no kura 75% ir daļa no hemoglobīna, kā dēļ notiek svarīgākais bioloģiskais process – elpošana. Dzelzs ir nepieciešams arī augiem. Tas piedalās protoplazmas oksidatīvajos procesos, augu elpošanā un hlorofila veidošanā, lai gan pats nav tā sastāvdaļa. Dzelzs jau sen tiek izmantots medicīnā anēmijas ārstēšanai, ar spēku izsīkumu, spēka zudumu.