У большинства металлов мало наружных электронов

Обновлено: 05.10.2024

Атомы большинства металлов имеют во внешнем квантовом слое 1, 2 или 3 электрона. Атомы неметаллов во внешнем слое имеют от 4 до 7 электронов. Исключение составляет бор, в атоме которого во внешнем слое только 3 электрона. Для атомов металлов характерна отдача электронов. Атомы неметаллов обладают способностью присоединять электроны. [2]

Атомы большинства металлов имеют на внешнем уровне 1 - 2 электрона, слабо связанных с ядром. Они легко отрываются, обобществляются, образуя так называемый электронный газ. Возникает взаимное притяжение между ионами и обобществленными электронами. [3]

Атомы большинства металлов на внешнем энергетическом уровне имеют небольшое количество электронов. [4]

Атомы большинства металлов на внешнем электронном слое имеют от 1 до 3 электронов. Исключение: атомы германия Ge, олова Sn, свинца РЬ на внешнем электронном слое имеют четыре электрона, атомы сурьмы Sb, висмута Bi - пять, атомы полония Ро - шесть. Атомы металлов имеют меньший заряд ядра и больший радиус ( размер) по сравнению с атомами неметаллов данного периода. Поэтому прочность связи внешних электронов с ядром в атомах металлов небольшая. Атомы металлов легко отдают валентные электроны и превращаются в положительно заряженные ионы. [5]

В соответствии с занимаемым местом в периодической системе элементов атомы большинства металлов содержат на внешнем энергетическом уровне 1 - 2 электрона. Элементарные вещества - металлы обладают только восстановительными свойствами. [6]

В соответствии с их местом в периодической системе элементов атомы большинства металлов содержат на внешнем энергетическом уровне 1 - 2 электрона. Металлы обладают восстановительными свойствами. [7]

В соответствии в их местом в периодической системе элементов атомы большинства металлов содержат на внешнем энергетическом уровне 1 - 2 электрона. Поэтому в тамических реакциях они отдают валентные электроны, т.е. окисляются. Металлы обладают восстановительными свойствами. [8]

В соответствии с их местом в периодической системе элементов Д. И. Менделеева атомы большинства металлов содержат на внешнем энергетическом уровне 1 - 2 электрона. Металлы обладают восстановительными свойствами. [9]

Сродство к электрону атомов металлов, как правило, близко к нулю или отрицательно; из этого следует, что для атомов большинства металлов присоединение электронов энергетически невыгодно. Сродство же к электрону атомов неметаллов всегда положительно и тем больше, чем ближе к благородному газу расположен неметалл в периодической системе; это свидетельствует об усилении неметаллических свойств по мере приближения к концу периода. [10]

Сродство к электрону атомов металлов, как правило, близко к нулю или отрицательно; из этого следует, что для атомов большинства металлов присоединение электронов энергетически невыгодно. Сродство же к электрону атомов неметаллов всегда положительно и тем больше, чем ближе к благородному газу расположен неметалл в периодической системе; это свидетельствует об усилении-неметаллических свойств по мере приближения к концу периода. [11]

Координационное число атомов большинства металлов равно 12, что значительно превышает число свободных электронов. [12]

Термины существенно ковалентный и существенно ионный характер связи Паулинг [ P57J интерпретирует следующим образом. Связи между атомами большинства металлов и атомами кислорода, азота и хлора носят вследствие относительной электроотрицательности соответствующих атомов примерно на 50 / 0 ковалеитный характер. Наряду с постулатом об электронейтральности центрального атома это положение хорошо объясняет известное эмпирическое правило, согласно которому координационное число ионов металлов вдвое больше их положительного заряда. Таким образом, кобальт ( III) и хром ( III) образуют с кислородом оксалат-группы по 6 связей ( используя d spa гибридизованные орбиты) примерно на 50 / 0 ковалентного характера, так что центральный атом остается электрически нейтральным. В случае комплексов железа и алюминия для того, чтобы центральный атом остался электрически нейтральным, он должен образовать 4 связи ( используя имеющиеся s - и р-орбиты) примерно на 75 / 0 ковалентного характера и две чисто ионные связи. Связи между шестью кислородами оксалат-групп являются равноценными, причем каждая из них примерно на 50 / 0 является ковалентной. Таким образом, различие между типами оксалатных комплексов в случае кобальта ( III) и железа ( III) состоит не столько в различном характере связи в них, сколько в разной устойчивости этих комплексов, так как связи в обоих комплексах по своему характеру примерно наполовину ковалентны. [13]

Для атомов металлов характерно наличие большого числа пустых или частично заполненных электронами орбиталей. Рассуждая так, как мы делали это в случае газов, можно предположить, что орбитали соседних атомов металлических элементов в конденсированных состояниях способны перекрываться друг с другом. Но у атомов большинства металлов недостаточно электронов для заполнения всех этих орбиталей. Это согласуется с наблюдаемой высокой подвижностью электронов: электроны легко переходят с одной орбитали на другую и могут переносить электрический ток. С другой стороны, при наличии большого числа доступных орбиталей между соседними атомами может образовываться много связей. Каждая связь в отдельности не может быть очень прочной, поскольку очень мало электронов сдновременно притягиваются к двум ядрам, однако большое число относительно слабых связей обусловливает высокую прочность конденсированных фаз в целом и образование твердых кристаллов или жидкостей с высокими температурами кипения. [14]

Большая скорость спиртового обмена, по-видимому, свидетельствует об интересном механизме обмена. При этом надо иметь в виду, что связь металл - кислород в алкоксидах титана очень прочная. Бредли и Хильер [42] определили, что средняя энергия диссоциации связи ряда алкоксидов титана приблизительно равна 100 - НО ккал / моль. Наличие вакантных d - орбиталей в атомах большинства металлов , алкоксиды которых были изучены, облегчает протекание первой стадии нуклеофильного воздействия молекулы спирта на алкоксид металла, и, по-видимому, вследствие этого энергия активации спиртового обмена оказывается небольшой. При подробном обсуждении механизма спиртового обмена нужно учесть также и тот факт, что большинство алкоксидов металлов, содержащих первичные алкоксидные группы, представляют собой полимеры. Полимеризация происходит в результате образования алкоксидных мостиков, при этом проявляется тенденция атомов металлов к увеличению координационного числа металла. Имеется также возможность обмена между концевыми и мостиковыми алко-ксидными группами в пределах полимерной молекулы. Исследование методом ядерного магнитного резонанса [41 ] показало, что внутримолекулярный обмен в тетраэтоксиде титана при комнатной температуре происходит очень быстро. [15]

Тест к уроку химии по теме "Общая характеристика металлов"

автор Линда Чт Фев 24, 2011 3:11 pm

Лемешкина И.Е., учитель химии МОУ СОШ №2 г. Жирновска

Проверочная работа по теме «Общая характеристика металлов»
Часть А. Какие утверждения верны?
1. У большинства металлов мало наружных электронов
2. Есть металлы, у которых больше трех наружных электронов
3. Радиус атомов у металлов меньше, чем у неметаллов
4. Активность металлов возрастает с ростом радиуса атома
5. Активность металлов в периоде возрастает слева направо
6. Калий активнее, чем натрий
7. Металлы побочных подгрупп имеют на наружном слое столько электронов, каков номер группы
8. В ряду литий-натрий-калий возрастает основный характер оксидов и гидроксидов
9. Металлы первой А группы называют щелочными
10. У щелочных металлов наиболее ярко выражены окислительные свойства
11. Металлы способны как терять наружные электроны, так и принимать чужие
12. В побочных подгруппах активность металлов возрастает сверху вниз
13. Самый активный восстановитель – это литий
14. Алюминий и цинк образуют амфотерные оксиды и гидроксиды
15. В кристаллической решетке металлов есть свободные электроны
16. Все металлы теплопроводны и электропроводны
17. Самые блестящие металлы – ртуть и серебро
18. Чем больше углерода в сплаве с железом, тем более пластичен сплав
19. В стали менее 2% углерода
20. Дюралюминий мягче, чем алюминий
21. В электрохимическом ряду напряжений самые активные металлы стоят в начале
22. Металлы, стоящие до водорода, вытесняют водород из воды и образуют гидроксиды
23. Щелочные и щелочноземельные металлы взаимодействуют с солями менее активных металлов в растворах
24. Медь может вытеснить серебро из раствора его соли
25. Магний вступает в реакцию с соляной кислотой
26. Ртуть вступает в реакцию с соляной кислотой
27. Азотная кислота и концентрированная серная кислота вступают в реакцию с металлами, стоящими как до водорода, так и после него в ряду напряжений
28. Железо может вступить в реакцию с оксидом алюминия
29. Магний может вступить в реакцию с оксидом меди
30. Электролизом получают самые тугоплавкие металлы
31. В доменной печи в качестве восстановителя используют уголь
32. Углекислый газ применяется для получения металлов из руд
33. Водород не используется в металлургии в качестве восстановителя
34. В гидрометаллургии руды растворяют в щелочах
35. В гидрометаллургии восстановителем меди чаще всего служит железо
36. Разрушение металлов в кислотах не является коррозией
37. Коррозию железа ускоряет наличие щелочи в воде
38. В соленой воде металлы корродируют быстрее, чем в пресной
39. При повреждении цинкового покрытия на железе начнется быстрое окисление железа, а не цинка
40. При повреждении никелевого покрытия на железе в первую очередь будет разрушаться железо, а не никель

Часть Б. Приведите уравнения реакций, о которых говорится в верных утверждениях с № 23 до № 33

Ответы
Верные утверждения:
1, 2, 4, 6, 8, 9, 14, 15, 16, 17, 19, 21, 24, 25, 27, 29, 31, 35, 38, 40

Линда Свой человек

Деловая игра «НАУЧНАЯ ДИСКУССИЯ»

В современной жизни, особенно в производственной деятельности человека будь то медицина, промышленность, образование, химия имеет исключительно важное значение. Интерес учащихся к химии снизился еще на начальном этапе в школе. Отсюда - нежелание изучать учебные и научные тексты химического содержания и отсутствие умений и навыков воспринимать их в целом. Это влечет за собой слабые знания студентов по предмету и низкую мотивацию к его изучению в дальнейшем. Некоторые студенты задают вопрос «Зачем мне нужна химия, если я буду работать в области далекой от химии?» Но никто и не предполагает, что все разработанные новые технологии, не обходится без стадий химико-технологических процессов.

Но, к сожалению, в последние годы престиж технических специальностей неуклонно снижается, а следовательно и знание точных наук среди которых большую роль играет химия.

Поэтому на протяжении всех лет изучения химии возникает необходимость постоянного поддержания интереса. В связи с этим в образовании разработан ряд программ «Профессиональных проб» и «Элективных курсов» по химии. Которые позволяют определяться с выбором профессий на начальном этапе и вызвать интерес к обучению, активизировать деятельность учащихся, развивать их мыслительные и творческие способности, умение использовать теоретические знания на практике. И вот для развития познавательной деятельности целесообразно использовать игровые технологии.

Ещё одним фактором формирования познавательного интереса в ходе дидактической игры служит проблемная ситуация, когда студенты, например, совершая путешествие в страну «Химия», должны объяснить с научной точки зрения сущность химических процессов, происходящих в природе и окружающей действительности. Одни вопросы и задания требуют применения ранее полученных знаний, проявления сообразительности, другие - эрудиции и использования дополнительной информации. Необходимо отметить, что знания в дидактической игре студенты получают не только от учителя, они сами являются участниками их поиска, обмениваясь между собой информацией, способами её получения. Игровые технологии так же объединены в три формы обучения:

1 ученик - учитель

2 ученик - учебный материал

3 ученик - ученик.

Научно доказано, что при использовании трех форм обучения 80% материала усваивается при передачи ученик-ученик. Такую форму обучения легко организовать с помощью деловой игры.

В процессе проведения «Профессиональных проб», «Элективных курсов» и учебных занятий по теме «Общая характеристика металлов» разработана деловая игра целью которой является: актуализация знаний по теме, организация работы в группах.

Для достижения поставленной цели формируются следующие задачи:

обучающая: обобщить знания по теме - положение металлов в Периодической системе, особенности строения атомов металлов, металлическая связь, свойства металлов;

развивающая: развить логическое мышление, устанавливать связи, между процессом и явлением применять изученный материал на практике;

воспитывающая: воспитать культуру диалогового общения, умение слушать товарищей, вести научную дискуссию.

В процессе дискуссии предусмотрена работа в команде. Одновременно идет освоение ОК и ПК работы в коллективе и команде, нести ответственность за членов команды. Каждая команда занимает свое место вокруг стола, на котором стоит табличка с названием команды. Выбираются судьи.

Для данной деловой игры студенты придумывают названия своих команд заранее и готовят эмблемы для каждого участника.

Преподаватель приветствует команды, напоминает правила игры.

Правила игры: соревнуются между собой три команды ( можно по рядам). Каждая команда занимает свое место вокруг стола, на котором стоит табличка с названием команды. Команда, давшая правильный ответ получает право ответь на следующий вопрос. Командам задается по 10 вопросов. На подготовку ответа 30 сек. За каждый правильный ответ команда получает 1 балл.

По итогам работы групп необходимо аргументировать истинность или ложность высказывания. Ответ должен начинаться словами: «Да, Вы правы, т.к…» или «Но позвольте. »

Какие утверждения верны?

1. У большинства металлов мало наружных электронов

2. Есть металлы, у которых больше трех наружных электронов

3. Радиус атомов у металлов меньше, чем у неметаллов

4. Активность металлов возрастает с ростом радиуса атома

5. Активность металлов в периоде возрастает слева направо

6. Калий активнее, чем натрий

7. Металлы побочных подгрупп имеют на наружном слое столько электронов, каков номер группы

8. В ряду литий-натрий-калий возрастает основный характер оксидов и гидроксидов

9. Металлы способны как терять наружные электроны, так и принимать чужие

10. В побочных подгруппах активность металлов возрастает сверху вниз

11. Самый активный восстановитель – это литий

12. Алюминий и цинк образуют амфотерные оксиды и гидроксиды

13. В кристаллической решетке металлов есть свободные электроны

14. Все металлы теплопроводны и электропроводны

15. Самые блестящие металлы – ртуть и серебро

16. Чем больше углерода в сплаве с железом, тем более пластичен сплав

17. Металлы, стоящие до водорода, вытесняют водород из воды и образуют гидроксиды

18. В электрохимическом ряду напряжений самые активные металлы стоят в начале

19. Медь может вытеснить серебро из раствора его соли

20. Водород не используется в металлургии в качестве восстановителя

21. Ртуть вступает в реакцию с соляной кислотой

22. Азотная кислота и концентрированная серная кислота вступают в реакцию с металлами, стоящими как до водорода, так и после него в ряду напряжений

23. Железо может вступить в реакцию с оксидом алюминия

24. Магний может вступить в реакцию с оксидом меди

25. Электролизом получают самые тугоплавкие металлы

26. Магний вступает в реакцию с соляной кислотой

27. При повреждении цинкового покрытия на железе начнется быстрое окисление железа, а не цинка

28. Разрушение металлов в кислотах не является коррозией

29. В соленой воде металлы корродируют быстрее, чем в пресной

30. При повреждении цинкового покрытия на железе начнется быстрое окисление железа, а не цинка

Верные утверждения:

1, 2, 4, 6, 8, 12, 13, 14, 15, 18, 19, 22, 24, 26, 29

Подведение итогов.

Судьи объявляют команду победительницу, участники которой получают «5», команда, занявшая второе место - «4», третье место - «3».

Учитель благодарит команды за урок.

Стремление быть первым неуклонно растет, что приводит всех членов команды в положение руководителей и исполнителей, немало важно нести ответственность за членов команды тем самым помочь подтянуться более слабым студентам.

Игра - активнейшая форма человеческой деятельности. Редко встретишь ребенка (да и взрослого), не участвующего в определенный момент в какой-либо игре. Гибкая система учебных игр позволяет обучаться с интересом, а от возможности выбора игр этот интерес только возрастает. Проводимая по схеме студент – учитель – студент, она позволяет студентам самостоятельно выбирать свой путь развития (образования), возможно, делая это несознательно, интуитивно, а учитель выполняет роль катализатора. Уроки по игровой методике существенно повышают интерес учащихся к предмету, позволяют им лучше запомнить формулировки, определения, раскрепощают ученика, его мышление.

Игра занимает 1/5 часть времени, не вытесняя практической деятельности. Обучение студента происходит воздействием на его органы зрения: демонстрация опытов, чтение материала (в памяти остается 50% наблюдаемого, 30% прочитанного), органа слуха – монолог учителя, диалог с учителем, с одногруппниками (в памяти остается 10% услышанного), практическая деятельность самого ученика, самостоятельная работа, работа в команде со сверстниками (в памяти остается 80% сделанного самим). Выучить необходимый материал ученика можно либо заставить, либо заинтересовать.

Список источников

1 Шукайло А.Д. « Тематические игры по химии М.: Сфера, 2010

2 Бререснева Е.В. Современныетехнологии обучения химииМ.: «Центрхимпресс», 2011

3 Шукайло А. Д. « Тематические игры по химии М.: Сфера, 2010

4 Калетина Н. И.и др. Игровой метод в обучении химии. - М.: Высшая школа, 2010.

5 Нетрадиционные педагогические технологии в обучении. С.А. Мухина, А.А. Соловьёва. Ростов-на-Дону. «Феникс». 2013.

Рабочая тетрадь по химии тема "Металлы и неметаллы"

Рабочая тетрадь предназначена для изучения, повторения и закрепления знаний обучающимися 1 курса НПО по профессиям технического цикла. В рабочую тетрадь включены задания связанные с профессиональными навыками.

В начале, перед каждым заданием есть теоритические знания, которые помогут выполнить задания.

В этой тетради много заданий различной сложности, имеются все типы расчетных задач, иллюстрации, которые помогут лучше разобраться в изучаемом материале и выполнить задания.

Если не удается сразу найти правильные ответы, загляните еще раз в учебник и другие пособия по химии, или обратитесь за помощью к преподавателю. После изучения темы с помощью этой тетради, будете свободнее ориентироваться в учебном материале по теме «Металлы и неметаллы».

Просмотр содержимого документа
«Рабочая тетрадь по химии тема "Металлы и неметаллы" »

Министерство общего и профессионального образования

Государственное бюджетное образовательное учреждение

начального профессионального образования Ростовской области Профессиональное училище № 61

имени Героя Советского Союза Вернигоренко И.Г.

РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ

ПО РАЗДЕЛУ «ОБЩАЯ ХИМИЯ»

ТЕМА: «МЕТАЛЛЫ И НЕМЕТАЛЛЫ»

Автор: преподаватель Лепешенко Т.И.

Положение неметаллов в периодической системе
химических элементов Д.И. Менделеева 4 – 8

Изменение окислительных и восстановительных

свойств простых веществ-неметаллов 9 - 11

3. Положение металлов в периодической системе
химических элементов Д.И. Менделеева.
Особенности строения атомов металлов 12 – 14

4. Физические свойства металлов. Получение металлов 15 – 17

5. Реакции металлов главных подгрупп 18 – 20

6. Важнейшие минералы и применение металлов 21 - 24

7. Проверочная работа по теме

«Общая характеристика металлов» 25 – 26

«Процесс разрушения металлов и сплавов» 27

«Элементы 7 группы главной подгруппы» 28

«Элементы 6 группы главной подгруппы» 29

11. Кроссворд №4 «Простые вещества» 30

12. Кроссворд №5 «Галогены» 31

«Физические свойства металлов. Сплавы» 32 – 33

14. Информационные источники 34

В начале, перед каждым заданием есть теоритические знания, которые помогут выполнить задания.

ТЕМА: МЕТАЛЛЫ И НЕМЕТАЛЛЫ.

Положение неметаллов в периодической системе
химических элементов Д.И. Менделеева

Неметаллы ― химические элементы, которые образуют простые тела, не обладающие свойствами, характерными для металлов. Качественной характеристикой неметаллов является электроотрицательность.

Электроотрицательность― это способность поляризовать химическую связь, оттягивать к себе общие электронные пары.

К неметаллам относят 22 элемента.

Как видно из таблицы, неметаллические элементы в основном расположены в правой верхней части периодической системы.

Для неметаллов – простых веществ характерна ковалентная неполярная химическая связь (в сравнении: металлы – простые вещества образованы за счет металлической связи!). В отличие от металлов простые вещества- неметаллы имеют большее многообразие свойств.

При обычных условиях неметаллы имеют сразу три вида агрегатных состояний (а у металлов?):

в).твердые вещества – модификации серы, фосфора, кремния, углерода и др.Элементы – неметаллы более способны, по сравнению с металлами, к аллотропии. Самые типичные неметаллы имеют молекулярное строение, а менее типичные ― немолекулярное. Этим и объясняется отличие их свойств.

Неметаллы образуют как одноатомные, так и двухатомные молекулы. К одноатомным неметаллам относятся инертные газы, практически не реагирующие даже с самыми активными веществами. Инертные газы расположены в VIII группе периодической системы, а химические формулы соответствующих простых веществ следующие: He, Ne, Ar, Kr, Xe и Rn.

Некоторые неметаллы образуют двухатомные молекулы. Это H2, F2, Cl2, Br2, Cl2 (элементы VII группы периодической системы), а также кислород O2 и азот N2. Из трехатомных молекул состоит газ озон (O3). Для веществ неметаллов, находящихся в твердом состоянии, составить химическую формулу довольно сложно. Атомы углерода в графите соединены друг с другом различным образом. Выделить отдельную молекулу в приведенных структурах затруднительно. При написании химических формул таких веществ, как и в случае с металлами, вводится допущение, что такие вещества состоят только из атомов. Химические формулы, при этом, записываются без индексов: C, Si, S и т. д. Такие простые вещества, как озон и кислород, имеющие одинаковый качественный состав (оба состоят из одного и того же элемента ― кислорода), но различающиеся по числу атомов в молекуле, имеют различные свойства. Так, кислород запаха не имеет, в то время как озон обладает резким запахом, который мы ощущаем во время грозы. Свойства твердых неметаллов, графита и алмаза, имеющих также одинаковый качественный состав, но разное строение, резко отличаются (графит хрупкий, алмаз твердый). Таким образом, свойства вещества определяются не только его качественным составом, но и тем, сколько атомов содержится в молекуле вещества и как они связаны между собой. Неметаллы в виде простых тел находятся в твердом или газообразном состоянии (исключая бром ― жидкость). Они не имеют физических свойств, присущих металлам. Твердые неметаллы не обладают характерным для металлов блеском, они обычно хрупки, плохо проводят электрический ток и тепло (за исключением графита). Кристаллический бор В (как и кристаллический кремний) обладает очень высокой температурой плавления (2075°С) и большой твердостью. Электрическая проводимость бора с повышением температуры сильно увеличивается, что дает возможность широко применять его в полупроводниковой технике. Добавка бора к стали и к сплавам алюминия, меди, никеля и др. улучшает их механические свойства. Бориды (соединения бора с некоторыми металлами, например с титаном:TiB, TiB2) необходимы при изготовлении деталей реактивных двигателей, лопаток газовых турбин. Как видно из схемы 1, углерод ― С, кремний ― Si, бор ― В имеют сходное строение и обладают некоторыми общими свойствами. Как простые вещества они встречаются в двух видоизменениях ― в кристаллическом и аморфном. Кристаллические видоизменения этих элементов очень твердые, с высокими температурами плавления. Кристаллический кремний обладает полупроводниковыми свойствами. Все эти элементы образуют соединения с металлами ― карбиды, силициды и бориды (CaC2, Al4C3, Fe3C, Mg2Si, TiB, TiB2). Некоторые из них обладают большей твердостью, например Fe3C, TiB. Карбид кальция используется для получения ацетилена.

1. В каких группах и периодах периодической системы химических элементов Д.И.Менделеева сосредоточены элементы-неметаллы?

2. Элементы VIa группы таблицы Д.И.Менделеева называют халькогенами (рождающие соли). Напишите пять формул солей с различными кислотными остатками, содержащих элементы VIa группы. Назовите эти соли.

3. Напишите по две формулы кислотных оксидов, кислот и оснований. Где они встречаются в природе и какие неметаллы их образуют?

4. Какие неметаллы образуют атомную кристаллическую решетку, какие – молекулярную и какие находятся в виде отдельных атомов?

7. Какие два из неблагородных газов – простых веществ – самые тяжелые? Каково их значение в нашей жизни?

8. Какой из неметаллов – жидкий при 20° С, какие неметаллы – газы и какие – твердые вещества?

9. Приведите химические формулы и названия соединений: а) углерода с бромом; б) фосфора с хлором; в) серы с фтором.

Лекция по Химии на тему "Металлы"

1. Где расположены металлы в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева?

2. Каковы особенности строения атомов металлов?
3. В чём различие в строении внешнего энергетического уровня у металлов и неметаллов?
4. Сколько наружных электронов имеют атомы металлов главных и побочных подгрупп?
5. В каких формах могут находиться металлы в природе?
6. Как устроена кристаллическая решетка металлов?
7. Каковы физические свойства металлов?

8. Как можно получить металлы из их соединений?
9. Как ведут себя атомы металлов в химических реакциях и почему?
10. Какие свойства – окислителей или восстановителей – проявляют металлы в химических реакциях?
11. Расскажите об электрохимическом ряде напряжений металлов.
12. Перечислите реакции, в которые могут вступать металлы.
13. Каково значение металлов в жизни человека?

1. Особенности электронного строения металлов.

Металлы - это химические элементы, атомы которых отдают электроны внешнего (а иногда предвнешнего) электронного слоя, превращаясь в положительные ионы. Металлы – восстановители Ме 0 – nе = Ме n+ . Это обусловлено небольшим числом электронов внешнего слоя (в основном 1 - 3), большим радиусом атомов, вследствие чего эти электроны слабо удерживаются с ядром.

2. Положение металлов в ПСХЭ.

Легко увидеть, что большинство элементов ПСХЭ – металлы (92 из 114).

Металлы размещены в левом нижнем углу ПСХЭ. Это все элементы, расположенные ниже диагонали В – А t , даже те у которых на внешнем слое 4 электрона ( Je , Sn , Pb ), 5 электронов ( Sb , Di ), 6 электронов ( Po ), так как они отличаются большим радиусом. Среди них есть s и p -элементы – металлы главных подгрупп, а также d и f металлы, образующие побочные подгруппы.

В соответствии с местом, занимаемым в периодической системе, различают переходные (элементы побочных подгрупп) и непереходные металлы (элементы главных подгрупп). Металлы главных подгрупп характеризуются тем, что в их атомах происходит последовательное заполнение электронных s- и р-подуровней. В атомах металлов побочных подгрупп происходит достраивание d- и f-подуровней.

Закономерности в изменении свойств элементов – металлов.

Признаки сравнения

В главной подгруппе

Число электронов на внешнем слое

У элементов – металлов побочных подгрупп свойства чуть-чуть другие.

В побочных подгруппах ( Cu , Ag , Au ) – активност ь элементов – металлов падает. Эта закономерность наблюдается и у элементов второй побочной подгруппы Zn , Cd , Hg . У элементов побочных подгрупп – это элементы 4-7 периодов – с увеличением порядкового элемента радиус атомов изменятся мало, а величина заряда ядра увеличивается значительно, поэтому прочность связи валентных электронов с ядром усиливается, восстановительные свойства ослабевают.

3. Металлическая химическая связь. Кристаллические решетки.

Связь в металлах между («атом-ионами» ) посредством (большого количества не связанных с ядрами подвижных электронов) называется (металлической связью) .

Все металлы являются кристаллическими телами, имеющими определенный тип кристаллической решетки, состоящей из малоподвижных положительно заряженных ионов, между которыми движутся свободные электроны (так называемый электронный газ). Такой тип структуры называется металлической связью.

Тип решетки определяется формой элементарного геометрического тела, многократное повторение которого по трем пространственным осям образует решетку данного кристаллического тела.

Обобщим сведения о типе химической связи, образуемой атомами металлов и строение кристаллической решетки:

- сравнительно небольшое количество электронов одновременно связывают множество ядер, связь делаколизована;

- валентные электроны свободно перемещаются по всему куску металла, который в целом электронейтрален;

- металлическая связь не обладает направляемостью и насыщенностью.

4. Физические свойства металлов

В соответствие именно с таким строением металлы характеризуются общими физическими свойствами.

а) твердость – все металлы кроме ртути, при обычных условиях твердые вещества. Самые мягкие – натрий, калий. Их можно резать ножом; самый твердый хром – царапает стекло.

б) плотность. Металлы делятся на мягкие (5г/см³) и тяжелые (меньше 5г/см³).

в) плавкость. Металлы делятся на легкоплавкие и тугоплавкие.

г) электропроводность, теплопроводность металлов обусловлена их строением. Хаотически движущиеся электроны под действием электрического напряжения приобретают направленное движение, в результате чего возникает электрический ток.

При повышении температуры амплитуда движения атомов и ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки резко возрастает, и это мешает движению электронов, и электропроводность металлов падает.

д) металлический блеск – электроны, заполняющие межатомное пространство отражают световые лучи, а не пропускают как стекло. Поэтому все металлы в кристаллическом состоянии имеют металлический блеск. Для большинства металлов в ровной степени рассеиваются все лучи видимой части спектра, поэтому они имеют серебристо-белый цвет. Только золото и медь в большой степени поглощают короткие волны и отражают длинные волны светового спектра, поэтому имеют желтый цвет. Самые блестящие металлы – ртуть, серебро, палладий. В порошке все металлы, кроме Al и Mg , теряют блеск и имеют черный или темно-серый цвет.

е) пластичность. Механическое воздействие на кристалл с металлической решеткой вызывает только смещение слоев атомов и не сопровождается разрывом связи, и поэтому металл характеризуется высокой пластичностью.

Некоторые металлы, например, железо, титан, олово и др. способны по достижении определенных температур изменять кристаллическое строение. Это явление получило название аллотропии или полиморфизма, а сами переходы от одного кристаллического строения к другому называются аллотропическими или полиморфными.

5. Химические свойства металлов

Ряд напряжений характеризует химические свойства металлов: чем меньше электродный потенциал металла, тем больше его восстановительная способность.

А) Взаимодействие с неметаллами ( в названиях полученных веществ окончание

2Mg 0 +O₂ 0 —>2Mg 2+ O 2- (оксид магния)

Fe 0 +S 0 —>Fe 2+ S 2- ( сульфид железа II)

Б) Взаимодействие с водой. Самые активные металлы реагируют с водой при обычных условиях, и в результате этих реакций образуются растворимые в воде основания и выделяется водород

2Na + 2HOH = 2NaOH + H2

2Li 0 +2H₂ + O 2– —> 2Li + O 2- H + + H₂ 0

Менее активные металлы реагируют с водой при повышенной температуре с выделением водорода и образованием оксида соответствующего металла Zn + H₂O = ZnO +H₂

В) Взаимодействие с растворами кислот. Происходит при соблюдении ряда условий

· Металл должен находиться левее в ряду напряжений металлов;

· В результате реакции должна образовываться растворимая соль, иначе металл покроется осадком и доступ кислоты к металлу прекратиться;

· Для этих реакций не рекомендуется использовать щелочные металлы, так как они взаимодействуют с водой в растворе кислоты;

· По особому взаимодействуют с металлами концентрированные азотная и серная кислоты;

2H + Cl – +Zn0 → Zn 2+ Cl₂ - +H₂0

Г) Взаимодействие с растворами солей. При этом соблюдаются следующие условия

· Металл должен находиться в ряду напряжений левее металла, образующего соль;

· Для этих реакций не рекомендуется использовать щелочные металлы, так как они взаимодействуют с водой в растворе соли;

Fe 0 +Cu 2+ Cl₂ – →Fe 2+ Cl₂ – +Cu 0

Д) Взаимодействие со щелочами (только амфотерные)

Магний и щелочноземельные металлы с щелочами не реагируют.

Е) Взаимодействие с оксидами металлов (металлотермия).

Некоторые активные металлы способны вытеснять другие металлы из их оксидов при поджигании смеси.

2Al 0 + Fe ₂ O ₃ = Al ₂ O ₃ +2 Fe 0

Ж) Коррозия (будет рассмотрена на другом занятии).

6. Способы получения металлов

Существуют несколько основных способов получения — металлов.
а) Пирометаллургия – это получение металлов из их соединений при высоких температурах с помощью различных восстановителей (C, CO, H₂, Al, Mg и др.).

— из их оксидов углем или оксидом углерода (II)
ZnО + С = Zn + СО
Fе₂О₃ + ЗСО = 2Fе + ЗСО₂
— водородом
WO₃ + 3H₂ =W + 3H₂O
СоО + Н₂ = Со + Н₂О
— алюминотермия
4Аl + ЗМnО₂ = 2А1₂О₃ + ЗМn

б) Гидрометаллургия – это получение металлов, которое состоит из двух процессов: сначала природное соединение металла (оксид) растворяют в кислоте, в результате чего получают соль металла. Затем из полученного раствора необходимый металл вытесняют более активным металлом. Например:

Обжигом сульфидов металлов и последующим восстановлением образовавшихся оксидов (например, углем):
2ZnS + ЗО₂ = 2ZnО + 2SО₂
ZnО + С = СО + Zn

в) Электрометаллургия – это получение металлов при электролизе растворов или расплавов их соединений. Роль восстановителя при этом играет электрический ток.

СuСl₂ → Сu 2 + 2Сl -
Катод (восстановление): Сu 2+ - 2е - = Сu 0

Читайте также:

У большинства металлов мало наружных электронов

Тест к уроку химии по теме "Общая характеристика металлов"

Тест к уроку химии по теме "Общая характеристика металлов"

Деловая игра «НАУЧНАЯ ДИСКУССИЯ»

Рабочая тетрадь по химии тема "Металлы и неметаллы"

Просмотр содержимого документа «Рабочая тетрадь по химии тема "Металлы и неметаллы" »

Лекция по Химии на тему "Металлы"

Просмотр содержимого документа
«Рабочая тетрадь по химии тема "Металлы и неметаллы" »