Атомы металлов как правило имеют сравнительно большой радиус
Обновлено: 18.05.2024
Механизм образования металлической химической связи. Для атомов металлов характерны некоторые отличительные особенности строения. Первая: они, как правило, имеют 1—3 электрона на внешнем энергетическом уровне. Однако у атомов олова и свинца валентных электронов 4, у сурьмы и висмута — 5, а у полония — 6. Почему же эти элементы являются металлами? Ответ получим, зная о второй особенности строения атомов металлов — у них сравнительно большой радиус. Поэтому валентные электроны притягиваются к положительному ядру слабее и легко отрываются от атома.
Атом, от которого «ушли» электроны, превращается в ион. В результате этого в металлическом изделии или кусочке металла формируется совокупность свободных электронов, которые непрерывно перемещаются между ионами. При этом, притягиваясь к положительным ионам металла, электроны вновь превращают их в атомы, затем снова отрываются, превращая в ионы, и так бесконечно. Следовательно, в металлах происходит непрерывный процесс превращения «атомТо же самое наблюдается и в металлических сплавах.
Эта связь определяет особое кристаллическое строение металлов и сплавов — металлическую кристаллическую решётку, в узлах которой расположены атом-ионы.
Наиболее характерные свойства металлов. Такие свойства металлов, как пластичность, ковкость, электро- и теплопроводность, металлический блеск, способность к образованию сплавов, обусловлены именно металлической кристаллической решёткой и металлической связью.
Пластичность — важнейшее свойство металлов, выражающееся в их способности деформироваться под воздействием механической нагрузки. Это свойство лежит в основе обработки металла давлением (ковка, прокатка и др.), протягивании его в проволоку и т. п.
Пластичность металла объясняется тем, что под внешним воздействием одни слои атом-ионов в кристаллах легко смещаются, как бы скользят относительно друг друга без разрыва связи между ними.
Наиболее пластичны золото, серебро и медь. Недаром для своего знаменитого опыта, позволившего создать планетарную модель атома, Э. Резерфорд использовал именно золото, из которого была изготовлена фольга толщиной всего 0,003 мм. Такие же тонкие листочки фольги используются для золочения художественных изделий, например деревянной резьбы. Потрясает воображение сиянием золота декор залов Петергофского дворца (рис. 17) под Санкт-Петербургом и резной золочёный деревянный алтарь Успенского собора во Владимире.
Рис. 17. Золочёная резьба по дереву — основной элемент декора аудиенц-зала Большого Петергофского дворца. 1714—1755
Замечательные изделия из золота дошли до нас через тысячелетия (рис. 18).
Рис. 18. Так называемая золотая маска Агамемнона (XIV в. до н. э.), найденная Г. Шлиманом при раскопках в Микенах
Высокая электропроводность металлов объясняется наличием в них подвижных электронов, которые под действием электрического поля начинают двигаться направленно. Лучшими проводниками электрического тока являются золото, серебро и медь, немного уступает им алюминий. Однако в большинстве стран провода и кабели делают в основном не из меди, а из более дешёвого алюминия. Хуже всего электрический ток проводят марганец, свинец, ртуть, вольфрам и некоторые другие тугоплавкие металлы.
Теплопроводность металлов также объясняется высокой подвижностью электронов, которые, сталкиваясь с колеблющимися в узлах решётки ионами металлов, обмениваются с ними тепловой энергией. С повышением температуры эти колебания ионов с помощью электронов передаются другим ионам, и температура металла быстро выравнивается. О практическом значении этого свойства вы можете судить по равномерному нагреванию кухонной металлической посуды.
Гладкая поверхность металла или металлического изделия характеризуется металлическим блеском, который является результатом отражения световых лучей. Высокой световой отражательной способностью обладают ртуть (её раньше использовали для изготовления знаменитых венецианских зеркал), серебро, палладий и алюминий. Последние три металла в настоящее время используются при производстве зеркал, прожекторов и фар.
В порошкообразном виде металлы теряют блеск, приобретая чёрную или серую окраску, и только магний и алюминий сохраняют его. Поэтому из алюминиевой пыли делают краску серебрянку для декоративных покрытий.
Большинство металлов имеет серебристобелый цвет, золото и медь — соответственно жёлтый (червонный) или красно-жёлтый (медный) цвет (рис. 19).
Рис. 19. Самородки: а — золота; б — меди; в — серебра
Металлы также классифицируются в зависимости от своей плотности, температуры плавления и твёрдости. Все металлы при обычных условиях — твёрдые вещества. Исключение составляет жидкая ртуть. Наиболее твёрдые — металлы побочной подгруппы VI группы (так, хром по твёрдости приближается к алмазу). Самые мягкие — щелочные металлы, натрий и калий, например, легко режутся ножом.
По плотности металлы делят на лёгкие (плотность меньше 5 г/см 3 ) и тяжёлые (плотность больше 5 г/см 3 ). К лёгким относят щелочные, щёлочноземельные металлы и алюминий, из металлов побочных подгрупп — скандий, иттрий и титан. Эти металлы благодаря легкоплавкости и тугоплавкости всё шире применяют в различных областях техники.
Самый лёгкий металл — литий, плотность которого 0,53 г/см 3 , самый тяжёлый — осмий с плотностью 22,6 г/см 3 .
Лёгкие металлы обычно легкоплавки (галлий может плавиться уже на ладони руки), а тяжёлые металлы — тугоплавки. Наибольшая температура плавления — у вольфрама (+3422 °С). Это его свойство (так же как и огромное электрическое сопротивление) используют для изготовления ламп накаливания. Однако сейчас в Российской Федерации, как и ранее в Евросоюзе и США, на государственном уровне принято решение о замене привычных ламп накаливания на более экономичные и долговечные современные лампы — галогенные, люминесцентные и светодиодные. Галогенная лампа — это та же лампа накаливания с вольфрамовой нитью, но заполненная инертными газами с добавкой паров галогенов (брома и иода). Люминесцентные лампы — это хорошо знакомые вам лампы дневного света, имеющие один существенный недостаток: они содержат ртуть, а потому нуждаются в соблюдении особых правил утилизации на специальных пунктах приёма. Светодиодные лампы самые экономичные и самые долговечные (срок их работы — до 100 тыс. ч).
Металлические сплавы и области их применения. Металлическая химическая связь и металлическая кристаллическая решётка характерны не только для чистых металлов, но и для их сплавов. Это отличает металлические сплавы от неметаллических, как искусственных (стекла, керамики, фарфора, фаянса), так и природных (гнейсов, базальтов, гранитов и т. д.).
Ещё в глубокой древности люди заметили, что сплавы обладают другими, нередко более полезными свойствами, чем входящие в их состав чистые металлы. Поэтому металлы в чистом виде используются редко. Например, у первого полученного человеком сплава — бронзы — прочность выше, чем у её составляющих — меди и олова. Сталь и чугун прочнее чистого железа. Чистый алюминий — очень мягкий металл, сравнительно непрочный на разрыв. Но сплав, состоящий из алюминия, магния, марганца, меди, никеля, называемый дюралюминием, в 4 раза прочнее алюминия и используется в самолётостроении (рис. 20), а потому образно называется «крылатым» металлом.
Рис. 20. Один из самых больших пассажирских самолётов «Конкорд» — 20 тонн дюралюминия
Кроме большей прочности сплавы обладают и лучшими литейными свойствами, чем чистые металлы. Так, чистая медь очень плохо поддаётся литью, а оловянная бронза имеет прекрасные литейные качества — из неё отливают художественные изделия, памятники, которые требуют тонкой проработки деталей (рис. 21).
Рис. 21. Э. Фальконе. Медный всадник — памятник Петру I в Санкт-Петербурге. 1768—1770
Чугун — сплав железа с углеродом — также великолепный литейный материал (рис. 22).
Рис. 22. Чугунная решётка Летнего сада в Санкт-Петербурге, вы полненная по проекту архитекторов Ю. Фельтена, И. Фока и П. Егорова. 1771—1784
Кроме высоких механических качеств, сплавам присущи свойства, которых нет у чистых металлов. Например, нержавеющая сталь — сплав на основе железа — обладает высокой коррозионной стойкостью даже в агрессивных средах и высокой жаропрочностью.
Начавшаяся примерно 100 лет назад научно-техническая революция, затронувшая и промышленность, и социальную сферу, также тесно связана с производством металлов и сплавов (рис. 23).
Рис. 23. Эйфелева башня в Париже, названная в честь своего конструктора Густава Эйфеля. 1887—1889
На основе вольфрама, молибдена, титана и других металлов начали создавать устойчивые к коррозии, сверхтвёрдые и тугоплавкие сплавы, применение которых значительно расширило возможности машиностроения. В ядерной и космической технике из сплава вольфрама и рения делают детали, выдерживающие температуру до +3000 °С (рис. 24). В медицине используют хирургические инструменты и имплантаты из сплавов тантала и платины.
Рис. 24. Космическая техника, при создании которой используются современные сплавы
В следующем параграфе познакомимся с молекулярно-кинетической теорией, рассмотрим различные агрегатные состояния вещества и взаимные переходы из одного состояния в другое.
Разработка урока, технологическая карта, презентация на тему "Положение металлов в ПСХЭ. Физические свойства"
Строить логические рассуждения, устанавливают причинно-следственные связи.
Устанавливать межпредметные связи.
Осознанно и произвольно строить речевые высказывания
Слушать в соответствии с целевой установкой.
Дополнять, уточнять ответы одноклассников
Воспринимать на слух вопросы учителя и ответы учащихся.
Строить понятные для собеседника речевые высказывания
Понимать единство естественнонаучной картины мира
2. Организует работу по заполнению таблицы: знаю- хочу знать - узнал
- предлагает самостоятельно заполнить 1 и 2 графы таблицы; (слайд 12)
- контролирует процесс выполнения задания
Заполняют таблицу в тетради 1 и 2 графы
Анализировать объекты с выделением существенных и несущественных признаков.
Осуществлять самоконтроль процесса и результата выполнения задания
Строить продуктивное взаимодействие со сверстниками и взрослыми
Понимать единство естественнонаучной картины мира и значимость естественнонаучных знаний в практической жизни
3. Организует работу по анализу заполнения таблицы
- высказаться: что знали о металлах и что хотят узнать.
-Организует заполнение таблицы на доске.
-Предлагает сформулировать тему урока и в связи с темой поставить цели урока.
-Корректирует тему и цели урока.
Отвечают на вопросы учителя.
Воспроизводят таблицу на доске.
Формулируют тему урока.
Ставят цели урока.
Осуществлять само- и взаимоконтроль процесса выполнения задания.
Понимать границы собственного знания и «незнания»
II . Изучение нового материала
1. Организует работу по изучению положению металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Особенности строения атомов.
Предлагает работу с учебником по §34 и заполнить 3 графу таблицы.
Предлагает обсудить вопрос:
1) Положение металлов в ПСХЭ в связи со строением атомов. (слайд 15)
2. Особенности электронного строения атомов. (слайд 16)
3. Как вы думаете, как изменяются восстановительные свойства в периоде? В группе? Почему? (слайд 17)
4.Какой вид химической связи у металлов? Какой тип кристаллической решетки? (слайд 18)
5. Как вы думаете, будет ли особенность строения кристаллической решетки влиять на особые физические свойства металлов в отличие от неметаллов?
Работают с учебником §34 заполняют 3 графу таблицы.
Обсуждают вопросы, поставленные учителем
Обобщают и делают выводы о взаимосвязи строения кристаллической решетки с их физическими свойствами.
Устанавливать причинно-следственные связи, строить логические рассуждения.
Осуществлять учебное сотрудничество с учителем и сверстниками.
Строить монологическое высказывание, адекватно использовать устную и письменную речь.
Слушать собеседника, при необходимости вступать с ним диалог
Формировать ответственное отношение к учебе, готовность и способность к саморазвитию и самообразованию
2. Организует изучение физических свойств.
- сформулировать цель работы;
- вспомнить общие правила безопасной работы в химической лаборатории;
- выполнить лабораторный опыт «Ознакомление с физическими свойствами», пользуясь при этом инструкциями, справочными материалами, учебником §36,
- заполнить таблицу; (приложение 1, 2)
- сравнить заполнение своей таблицы с таблицей на слайде; (слайд 20)
- сделать выводы, что физические свойства обусловлены строением. (слайд 21)
Контролирует деятельность учащихся, при необходимости оказывает помощь
Осмысливают взаимосвязь строения и свойств. Заполняют таблицу.
Сравнивают заполнение своей таблицы с таблицей на слайде;
делают выводы , что физические свойства обусловлены строением.
Прогнозировать свойства металлов; контролировать свои знания.
Грамотно обращаться с веществами в химической лаборатории и в быту
3. Организует обсуждение физических свойств и применение их в технике, жизни.
- предлагает рассмотреть примеры предметов, связав их свойства с применением.
- Как вы думаете, сколько металлов в электрической лампочке? (слайд 22,23)
- В домашней аптечке хранится термометр, капилляр которого заполнен ртутью -единственным металлом, который при обычных условиях находится в жидком состоянии. Почему? (слайд 24)
- Если мы подойдем к зеркалу, то увидим свое отражение в тончайшем слое металлического серебра, который нанесен на стекло. Почему? (слайд 24)
Высказывают предположения.
Создавать обобщения, устанавливать аналогии.
Строить логические рассуждения, устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы на основе имеющейся информации
Принимать и сохранять учебную задачу.
Адекватно использовать речевые средства.
Строить монологическое высказывание.
Понимать значимость химических знаний в практической жизни.
Понимать общность естественных наук и единство естественнонаучной картины мира
4. Организует условия для взаимной оценки учащимися результатов деятельности.
- выполнить тест по вариантам; (приложение 3)
Выполняют тест,
производя взаимопроверку, сверяя с ответами учителя по слайду (слайд 25).
сравнение, создавать обобщения, устанавливать аналогии
Контролировать и оценивать свою работу и работу товарища
Строить продуктивное взаимодействие со сверстниками.
III. Рефлексия
Организация самооценки учащихся.
Предложить учащимся провести самооценку своих полученных знаний на уроке с помощью «Светофора» (зелёный – все понятно, желтый – есть затруднения, красный – много непонятного – карточки данных цветов даны учащимся еще до урока). (слайд 26)
Осуществляют
знаний на уроке для этого они сдают карточки координаторам группы, а те помещают на доску, где из цветов получается светофор.
Контроль и оценка процесса и результатов деятельности.
Контролировать и оценивать свою работу
Формирование навыков самоконтроля и самооценки
IV . Домашнее задание
Учитель подводит итог урока, отмечает наиболее активных учащихся. Организует объяснение выполнения домашнего задания:
1. §34,36, упр. 1-4 стр. 112, (слайд 27)
2. приготовить творческое задание (по желанию) по темам:
· «Благородные металлы на службе у человека»
· «Использование металлов в искусстве»
Курс повышения квалификации
Профессиональные компетенции педагога в рамках Федерального закона «Об образовании в Российской Федерации» №273-ФЗ от 29.12.2012
Педагогические основы деятельности учителя общеобразовательного учреждения в условиях ФГОС
Современные педтехнологии в деятельности учителя
«Домашнее обучение. Лайфхаки для родителей»
Выбранный для просмотра документ Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.docx
Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Особенности строения атомов. Физические свойства.
Цель: обеспечить развитие знаний и экспериментальных умений обучающихся по теме «Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Особенности строения атомов. Физические свойства».
Задачи урока:
1. Выявить особенности строения атомов металлов, строения кристаллической решетки, связав с физическими свойствами;
2. найти взаимосвязь между физическими свойствами и областями применения.
3. продолжить развитие экспериментальных умений и навыков при работе с металлами.
Формирование ключевых компетенций:
· учебно- познавательной: умения самостоятельно организовывать учебную деятельность (ставить цели, планировать работу), осуществлять самоконтроль, использовать различные методы изучения (наблюдение, эксперимент), логически мыслить, выделять главное, сравнивать и обобщать;
· информационной: умения работать с дополнительными источниками информации (справочная и учебная литература), анализировать, отбирать необходимую информацию из различных источников;
· коммуникативной: навыки работы в группе.
Оборудование: компьютер, презентация «Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Особенности строения атомов. Физические свойства»; таблица «Металлическая связь»; пинцеты, химические стаканы; горячая вода; индивидуальные наборы образцов металлов по 2 экземпляра на группу ( Fe – Zn ; Cu – Zn ; Fe – Al ; Al – Cu )
Организационный момент: мотивация учебной деятельности: -5-6 минут.
Цель: подведение учащихся к определению темы урока; мотивации к активной познавательной деятельности.
Здравствуйте, ребята! Сегодня на уроке мы начинаем изучение большого раздела, а вот что это за раздел, вы узнаете, разгадав ребус. (Слайд 1). (Учащиеся отвечают: Металлы) (Слайд 2).
Немного истории: Когда-то человечество пережило каменный век. Потом наступил век бронзовый, бронза — это сплав металлов меди и олова, после бронзового века, железный. Значит, люди давно, уже несколько тысяч лет, живут в объятиях «металлургической цивилизации». В древности людям было известно семь металлов. Считалось, что их не может быть больше, потому что столько же небесных тел хорошо видно с Земли. Каждому металлу посвящалось не только небесное тело, но и день недели: золоту — Солнце, воскресенье; серебру — Луна, понедельник; железу — Марс, вторник; ртути — Меркурий, среда; олову — Юпитер, четверг; меди — Венера, пятница; свинцу — Сатурн и суббота. (Слайд 3-11)
И так вы познакомились с историей появления металлов.
Тему сегодняшнего урока вы должны определить самостоятельно. Для этого начертите в тетради таблицу «Знаю – Хочу узнать – Узнал» (Слайд 12).
Ребята, если вы начертили таблицу, то каждый из вас теперь должен заполнить первую и вторую колонки нашей таблицы. Пожалуйста, вспомните все, что вы знаете о металлах и напишите в таблицу, ведь мы уже встречались с темой металлы в 8 классе, к тому же металлы нас окружают повсюду. (3-4 мин)
Далее выслушиваем нескольких учащихся и собираем на доске таблицу. Но при заполнении необходимо комментировать все сказанное и каждый желающий должен высказаться. Таблица может выглядеть следующим образом: (3-4 мин)
1. Металлов в ПСХЭ Д.И. Менделеева намного больше, чем неметаллов.
2. Металлы в ПСХЭ Д.И. Менделеева занимают нижний левый угол.
3. В металлах металлическая связь и металлическая кристаллическая решетка
4. Большинство металлов твердые по агрегатному состоянию ( Hg -жидк.)
5. Металлы бывают черные и цветные
6. Металлы блестят.
7. Из металлов можно изготовить много разных деталей, предметов.
1. Что общего у всех металлов и почему их выделяют в отдельную группу?
2. Как можно классифицировать металлы?
3. Где применяются, используются разные металлы?
4. С какими веществами они реагируют?
Ребята, я прошу вас еще раз внимательно прочитать вторую колонку и назвать мне тему сегодняшнего урока. Учащиеся могу предлагать темы, а учитель корректирует и может получиться, например, « Положение металлов в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева. Особенности строения атомов. Физические свойства.»
Давайте запишем нашу тему в тетрадь. (Слайд 13).
Осмысление: (20 минут)
Теперь мы выяснили, что вы знаете и что хотели бы узнать. Давайте поработаем с учебником и найдем ответы на интересующие нас вопросы. В вашем распоряжении §34 учебника и 7 мин. н а заполнение трет ь ей колонки таблицы.
Далее беседа строится по плану: 3-4 минуты.
1.Положение металлов в ПСХЭ в связи со строением атомов (Слайд 14).
2. Особенности электронного строения атомов (Слайд 15).
3. Как вы думаете, как изменяются восстановительные свойства в периоде? В группе? Почему? (Слайд 16).
4.Какой вид химической связи у металлов? Какой тип кристаллической решетки? (Таблица), (слайд 17).
Учащиеся делают вывод, что в соответствие именно с таким строением металлы характеризуются общими физическими свойствами. А как вы думаете, какие это свойства?
Для того, чтобы выяснить какими физическими свойствами обладают металлы, выполним лабораторный опыт «Ознакомление с физическими свойствами». Пользуясь инструкциями, справочными материалами, учебником §36, проведите работу и заполните таблицу. (Приложение №2) 10минут:
§ 8. Положение металлов в Периодической системе Д. И. Менделеева и строение их атомов
Как вам уже известно из курса химии 8 класса, большинство химических элементов относят к металлам (рис. 24 и 25).
В Периодической системе Д. И. Менделеева каждый период, кроме первого (он включает в себя два элемента-неметалла — водород и гелий), начинается с активного химического элемента-металла. Эти элементы образуют главную подгруппу I группы (IA группу) и называются щелочными металлами. Своё название они получили от названия соответствующих им гидроксидов, хорошо растворимых в воде, — щелочей.
Рис. 24.
Положение химических элементов-металлов в Периодической системе Д. И. Менделеева (короткопериодный вариант)
Атомы щелочных металлов содержат на внешнем энергетическом уровне только один электрон, который они легко отдают при химических взаимодействиях, поэтому являются сильнейшими восстановителями. Понятно, что в соответствии с увеличением радиуса атома восстановительные свойства щелочных металлов усиливаются от лития к францию.
Рис. 25.
Положение химических элементов-металлов в Периодической системе Д. И. Менделеева (длиннопериодный вариант)
Следующие за щелочными металлами элементы, составляющие главную подгруппу II группы (IIA группы), также являются типичными металлами, обладающими сильной восстановительной способностью (их атомы содержат на внешнем уровне два электрона). Из этих металлов кальций, стронций и барий называют щёлочноземельными металлами. Такое название эти металлы получили потому, что их оксиды, которые на Руси в старину называли «землями», при растворении в воде образуют щёлочи.
К металлам относят и химические элементы главной подгруппы III группы (IIIA группы), исключая бор.
- * Германий проявляет и некоторые неметаллические свойства, занимая промежуточное положение между металлами и неметаллами.
Что касается элементов побочных подгрупп, то все они металлы.
Таким образом, условная граница между элементами-металлами и элементами-неметаллами проходит по диагонали В (бор) — Si (кремний) — As (мышьяк) — Те (теллур) — At (астат) (проследите её в таблице Д. И. Менделеева).
Атомы металлов имеют сравнительно большие размеры (радиусы), поэтому их внешние электроны значительно удалены от ядра и слабо с ним связаны. Вторая особенность, которая присуща атомам наиболее активных металлов, — это наличие на внешнем энергетическом уровне 1—3 электронов. Отсюда вытекает самое характерное химическое свойство всех металлов — их восстановительная способность, т. е. способность атомов легко отдавать внешние электроны, превращаясь в положительные ионы. Металлы — свободные атомы и простые вещества — не могут быть окислителями, т. е. атомы металлов не могут присоединять к себе электроны.
Следует, однако, иметь в виду, что деление химических элементов на металлы и неметаллы условно. Вспомните, например, свойства аллотропных модификаций олова: серое олово, или α-олово, — неметалл, а белое олово, или β-олово, — металл. Другой пример — модификации углерода: алмаз — неметалл, а графит имеет некоторые характерные свойства металла, например электропроводность. Хром, цинк и алюминий — типичные металлы, но образуют оксиды и гидроксиды амфотерного характера. И наоборот, теллур и иод — типичные неметаллы, но образованные ими простые вещества обладают некоторыми свойствами, присущими металлам.
§ 18. Химические элементы — металлы
Вам известно, что большинство химических элементов относят к металлам — 92 из 114 известных химических элементов.
Характерное свойство элементов-металлов — способность отдавать электроны внешнего (а некоторые — и предвнешнего) электронного слоя и превращаться в положительные ионы. Это свойство атомов металлов, как вы знаете, определяется тем, что они имеют сравнительно большие радиусы и малое число электронов (в основном от 1 до 3) на внешнем электронном слое.
Исключение составляют лишь 6 металлов: атомы германия Ge, олова Sn, свинца РЬ на внешнем слое имеют 4 электрона, атомы сурьмы Sb, висмута Bi — 5, атомы полония Ро — 6.
Для атомов металлов характерны небольшие значения электроотрицательности и исключительно восстановительные свойства, т. е. способность отдавать электроны.
Вы уже знаете, что в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева металлы находятся ниже диагонали бор—астат, а также выше нее в побочных подгруппах. В периодах и главных подгруппах действуют известные вам закономерности в изменении металлических, а значит, восстановительных свойств атомов элементов (рис. 37).
Рис. 37.
Положение химических элементов-металлов в Периодической системе, изменение их свойств
Химические элементы, расположенные вблизи диагонали бор—астат (Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb и др.), обладают двойственными свойствами: в одних своих соединениях ведут себя как металлы, в других — проявляют свойства неметалла. Природа германия и сурьмы настолько противоречива, что нередко их называют неметаллами.
В побочных подгруппах восстановительные свойства металлов с увеличением порядкового номера чаще всего уменьшаются. Сравните активность известных вам металлов I группы побочной подгруппы: Сu, Ag, Аu; II группы побочной подгруппы: Zn, Cd, Hg — и вы убедитесь в этом сами.
Это можно объяснить тем, что на прочность связи валентных электронов с ядром у атомов этих металлов в большей степени влияет величина заряда ядра, а не радиус атома. Величина заряда ядра значительно увеличивается, притяжение электронов к ядру усиливается. Радиус атома при этом хотя и увеличивается, но не столь значительно, как у металлов главных подгрупп.
Простые вещества, образованные химическими элементами — металлами, и сложные металлсодержащие вещества играют важнейшую роль в минеральной и органической «жизни» Земли. Достаточно вспомнить, что атомы (ионы) элементов-металлов являются составной частью соединений, определяющих обмен веществ в организме человека, животных, растений. Например, в крови человека найдено 76 элементов, и из них только 14 не являются металлами. В организме человека некоторые элементы-металлы (кальций, калий, натрий, магний) присутствуют в большом количестве, т. е. являются макроэлементами. А такие металлы, как хром, марганец, железо, кобальт, медь, цинк, молибден, присутствуют в небольших количествах, т. е. это микроэлементы. Если вес человека 70 кг, то в его организме содержится (в граммах): кальция — 1700, калия — 250, натрия — 70, магния — 42, железа — 5, цинка — 3. Все металлы чрезвычайно важны, проблемы со здоровьем возникают и при их недостатке, и при избытке.
Например, ионы натрия регулируют содержание воды в организме, передачу нервного импульса. Их недостаток приводит к головной боли, слабости, слабой памяти, потере аппетита, а избыток — к повышению артериального давления, гипертонии, заболеваниям сердца. Специалисты по питанию рекомендуют потреблять в день не более 5 г (1 чайная ложка) поваренной соли (NaCl) на взрослого человека. О влиянии металлов на состояние животных и растений можно узнать из таблицы 17.
Таблица 17
Влияние недостатка
и избытка ионов металлов
на состояние растений и животных
Читайте также: