B umbes Enamik teadaolevaid keemilisi elemente moodustavad lihtaineid, metalle.
Metallid hõlmavad kõiki sekundaarsete (B) alarühmade elemente, aga ka diagonaali "berüllium - astatiin" all asuvate peamiste alarühmade elemente (joonis 1). Lisaks moodustavad keemilised elemendid metallid lantaniidide ja aktiniidide rühmi.
Riis. 1. Metallide asukoht A-alarühma elementide hulgas (esile tõstetud sinisega)
Võrreldes mittemetallide aatomitega on metalliaatomitel b umbes Suuremad suurused ja vähem väliseid elektrone, tavaliselt 1-2. Järelikult on metalliaatomite väliselektronid tuumaga nõrgalt seotud, metallid annavad need kergesti ära, avaldades keemilistes reaktsioonides redutseerivaid omadusi.
Vaatleme metallide mõningate omaduste muutumise mustreid rühmades ja perioodides.
PerioodidelKoos Tuumalaengu suurenedes aatomi raadius väheneb. Aatomite tuumad tõmbavad üha enam väliseid elektrone, seetõttu suureneb aatomite elektronegatiivsus, vähenevad metalliomadused. Riis. 2.
Riis. 2. Metalliomaduste muutumine perioodides
Peamistes alarühmades metalliaatomites ülalt alla suureneb elektronikihtide arv, seega suureneb aatomite raadius. Seejärel tõmbavad välimised elektronid tuuma poole nõrgemini, mistõttu väheneb aatomite elektronegatiivsus ja suurenevad metalliomadused. Riis. 3.
Riis. 3. Metalliomaduste muutumine alarühmades
Need seaduspärasused on harvade eranditega iseloomulikud ka sekundaarsete alarühmade elementidele.
Metallelementide aatomid kalduvad loovutama elektrone. Keemilistes reaktsioonides toimivad metallid ainult redutseerivate ainetena, nad loovutavad elektrone ja suurendavad nende oksüdatsiooniastet.
Metalli aatomitest võivad elektrone vastu võtta aatomid, mis moodustavad lihtaineid, mittemetallid, aga ka aatomid, mis on osa kompleksainetest, mis on võimelised oma oksüdatsiooniastet langetama. Näiteks:
2Na 0 + S 0 = Na + 1 2 S -2
Zn 0 + 2H + 1 Cl \u003d Zn + 2 Cl 2 + H 0 2
Kõigil metallidel ei ole sama keemiline aktiivsus. Mõned metallid tavatingimustes praktiliselt ei osale keemilistes reaktsioonides, neid nimetatakse väärismetallideks. Väärismetallide hulka kuuluvad: kuld, hõbe, plaatina, osmium, iriidium, pallaadium, ruteenium, roodium.
Väärismetallid on looduses väga haruldased ja neid leidub peaaegu alati looduslikus olekus (joonis 4). Vaatamata kõrgele korrosiooni-oksüdatsioonikindlusele moodustavad need metallid siiski oksiide ja muid keemilisi ühendeid, näiteks hõbekloriid ja nitraatsoolad on kõigile teada.
Riis. 4. Kullatükk
Õppetunni kokkuvõte
Selles õppetükis uurisite metallide keemiliste elementide asukohta perioodilisuse tabelis, samuti nende elementide aatomite struktuurseid tunnuseid, mis määravad lihtsate ja keerukate ainete omadused. Olete õppinud, miks metallide keemilisi elemente on palju rohkem kui mittemetalle.
Bibliograafia
- Oržekovski P.A. Keemia: 9. klass: üldõpetuse õpik. inst. / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013. (§28)
- Rudzitis G.E. Keemia: anorgaaniline. keemia. Organ. keemia: õpik. 9 raku jaoks. / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Valgustus, JSC "Moskva õpikud", 2009. (§34)
- Khomchenko I.D. Ülesannete ja harjutuste kogumik keemias keskkooli jaoks. - M.: RIA "Uus laine": Kirjastus Umerenkov, 2008. (lk 86-87)
- Entsüklopeedia lastele. Köide 17. Keemia / Peatükk. toim. V.A. Volodin, juhtiv. teaduslik toim. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.
- Üks digitaalsete õpperessursside kogu (teemalised videokogemused) ().
- Ajakirja "Keemia ja elu" elektrooniline versioon ().
Kodutöö
- Koos. 195-196 nr 7, A1-A4 õpikust P.A. Oržekovski "Keemia: 9. klass" / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašova. - M.: Astrel, 2013.
- Millised omadused (oksüdeerivad või redutseerivad) võivad Fe 3+ ioonil olla? Illustreeri oma vastust reaktsioonivõrranditega.
- Võrrelge naatriumi ja magneesiumi aatomiraadiust, elektronegatiivsust ja redutseerivaid omadusi.
§ 1 Metallide asukoht keemiliste elementide perioodilises süsteemis D.I. Mendelejev
Kaasaegses perioodilises süsteemis D.I. Mendelejev paigutas 118 keemilist elementi. Enamik neist on seotud metallidega.
Metallid sisalduvad selle süsteemi kõigis rühmades, näiteks esimeses rühmas kuuluvad metallide hulka kõik elemendid, välja arvatud vesinik. Teises rühmas - kõik metallid, kolmandas rühmas on kõik elemendid metallid, välja arvatud boor. IV, V, VI rühmas paiknevad metallid kõrvalalarühmades ja põhialarühmade põhjas (IV rühmas - germaanium, tina, plii, V rühmas - antimon, vismut, VI rühmas - poloonium). VII - VIII rühmas paiknevad metallid ainult kõrvalalarühmades.
Seega kulgeb tinglik piir põhialarühmade metallelementide ja mittemetalliliste elementide vahel piki diagonaali B (boor) - Si (räni) - As (arseen) - Te (tellurium) - At (astatiin). Kõik sekundaarsete alarühmade elemendid on metallid.
§ 2 Metallirühmade nimetused keemiliste elementide perioodilises süsteemis D.I. Mendelejev
Põhialarühma I rühma metalle - liitium (Li), naatrium (Na), kaalium (K), rubiidium (Rb), tseesium (Cs), frantsium (Fr) - nimetatakse leeliselisteks. Neid nimetatakse nii, kuna nende hüdroksiidid on vees lahustuvad alused - leelised.
Põhialarühma II rühma metallid - magneesium (Mg), kaltsium (Ca), strontsium (Sr),
baarium (Ba), raadium (Ra) - nimetatakse leelismuldmetallideks. Nende hüdroksiididel on leeliselised omadused ja nende oksiidid on tulekindlad alumiiniumi ja raua oksiididega, mida varem nimetati "maadeks".
Perioodilises süsteemis eristatakse väärismetallide rühma: kuld (Au),
hõbe (Ag), plaatina (Pt) ja plaatina rühma metallid ruteenium (Ru), roodium (Rh),
pallaadium (Pd), osmium (Os), iriidium (Ir), nimetati neid toodete läike ja nende võime tõttu õhu käes mitte oksüdeeruda.
§ 3 Aatomite ehitus metallides
Metallide asukoha järgi keemiliste elementide perioodilises süsteemis on võimalik määrata nende struktuuri tunnuseid.
Esimene omadus on välistasandi elektronide väike arv
(1 kuni 3 elektroni) enamikus metallides.
Teine omadus on aatomi suhteliselt suur raadius.
Metalli aatomid, erinevalt mittemetalli aatomitest, loobuvad kergesti oma välistest elektronidest ja muutuvad positiivselt laetud ioonideks. Vabad elektronid liiguvad metalliioonide vahel. Positiivseid metalliioone hoiab koos külgetõmme kõigi metallides vabalt liikuvate elektronide poole. Nende osakeste (vabad elektronid ja metalliioonid) vahel tekib side, mida nimetatakse metallisidemeks.
Skemaatiliselt võib sellist suhet kujutada järgmiselt:
; kus M on metallelemendi sümbol.
Elektronid on pidevas liikumises, kui nad põrkuvad kokku positiivselt laetud metalliioonidega, muutuvad ioonid neutraalseteks aatomiteks ja seejärel tagasi ioonideks ning see protsess toimub pidevalt. Seetõttu võeti kasutusele mõiste - metalli ioon-aatom.
Metalliline side eksisteerib metallides, mis on vedelas ja tahkes olekus. Tahked metallid on kristalsed ained. Nende kristallvõresid nimetatakse metalliks. Nende võre sõlmedes on metallide ioonaatomid ja nende vahel liiguvad suhteliselt vabad elektronid. Metallist side on väga tugev.
§ 4 Lühikokkuvõte tunni teemast
Perioodilises süsteemis D.I. Mendelejev, 118 keemilisest elemendist kuulub enamik neist metallide hulka. Metalle leidub perioodilise süsteemi kõigis rühmades. Need asuvad peamiselt süsteemi alumises vasakpoolses osas, tinglik piir metallelementide ja mittemetalliliste elementide vahel põhialarühmades kulgeb piki diagonaali B (boor) - Si (räni) - As (arseen) - Te (telluurium). ) - At (astatiin) . Kõik sekundaarsete alarühmade elemendid on metallid. Metalle iseloomustab metalliline keemiline side ja metalliline kristallvõre. Metallist side on väga tugev.
Kasutatud kirjanduse loetelu:
- Gabrielyan O.S. Keemia. 9. klass: õpik haridusasutustele / - M .: Bustard, 2010.
- Keemia. 9. klass: õpetaja käsiraamat / O.S. Gabrielyan, I.G. Ostroumov. – M.: Bustard, 2003.
- Rudzitis G.E., Feldman F.G. Keemia: anorgaaniline. keemia. Organ. Keemia: Proc. 9 raku jaoks. Üldharidus institutsioonid. -M.: Valgustus, 1999.
- https://ru.wikipedia.org/wiki/
Kasutatud pildid:
Selle peatüki õppimise tulemusena peaks õpilane:
tea
- metallide asukoht perioodilises süsteemis;
- metallide bioloogiline roll ja kasutamine meditsiinis;
suutma
- iseloomustada metalliliste elementide aatomite ehituse tunnuseid;
- kirjeldada metallilise sideme olemust ja selle erinevust tavapärasest kovalentsest või ioonsest sidemest;
- selgitada metallide kristallstruktuuri tunnuseid;
- koostada reaktsioonivõrrandid, mis iseloomustavad metallide keemilisi omadusi;
- kirjeldada olulisemaid metallide saamise meetodeid, reaktsioone metallkatiinide tuvastamiseks;
oma
Metallide olulisemate omaduste tõlgendamise oskus vastavalt nende positsioonile perioodilisuse süsteemis.
Asukoht D. I. Mendelejevi elementide perioodilises süsteemis ja metallide üldised omadused
Üle 80% teadaolevatest keemilistest elementidest on metallid ja vastavalt elektronkestade struktuurile sisaldavad need 1. ja 2. rühma s-elemente, kõiki elemente. d- ja /-perekonnad, 13. rühma p-elemendid (v.a boor), samuti tina ja plii (14. rühm), vismut (15. rühm) ja poloonium (17. rühm). Enamiku metallide välisenergia tasemes on 1-2 elektroni. See seletab nende nõrka elektronegatiivsust võrreldes mittemetallidega.
5-sugukonda kuuluvad metallelemendid moodustavad 1. ja 2. rühma ning J-sugukonda kuuluvad 3-12 rühma. Aatomite juures d- elemendid perioodide sees vasakult paremale, täidetakse välise-eelse taseme ^-alatasandid.
Metallid, mille aatomites on täidetud otsast alates kolmanda taseme /-alatasandid, moodustavad lantaniidide ja aktiniidide perekondi, millest igaüks sisaldab 14 elementi.
füüsikalised omadused. Metallid on kristallilise struktuuriga ja neid iseloomustavad kolme tüüpi kristallvõred: kuuppinnakeskne, kuusnurkne ja kuubikujuline kehakeskne (vt joonis 5.7 lõigus 5.2).
Elektrijuhtivust, mis on metallilise oleku kõige olulisem füüsikaline omadus, teostavad need elektronid. Sel põhjusel liigitatakse metallid esimest tüüpi juhtideks, s.o. ainetele, mille aatomitevahelises ruumis on alati vabu elektrone ja tänu viimastele tekib juhis vool. II tüüpi juhid on elektrolüüdid.
Kui metallile rakendada teatud potentsiaalide erinevus, siis vabad elektronid omandavad suunatud liikumise ja liiguvad negatiivselt pooluselt positiivsele, s.t. tekib liikuvate elektronide suunatud voog – elektrivool.
Metallide elektrijuhtivus sõltub tugevalt temperatuurist. Temperatuuri tõustes ioonide vibratsiooniline liikumine võrekohtades suureneb ja see omakorda takistab suuresti elektronide suunatud liikumist. Temperatuuri langedes ioonide termilised vibratsioonid sõlmedes tugevalt vähenevad ja elektrijuhtivus suureneb. Absoluutsele nullile lähedasel temperatuuril on enamikul metallidel ülijuhtivus.
Metallide soojusjuhtivus on seotud ka vabade elektronide liikuvuse ja aatomite endi vibratsioonilise liikumisega. Need võnkumised levivad elastsete soojuslainete süsteemina üle kogu kristallvõre. Vabad elektronid põrkuvad vibreerivate aatomitega ja vahetavad nendega energiat. Seetõttu kandub metalli kuumutamisel soojusenergia vabade elektronide tõttu kohe ühelt aatomilt teisele. Sel juhul toimub temperatuuri ühtlustumine suhteliselt kiiresti kogu metalli massi ulatuses.
Kõik metallid peale elavhõbeda on tahked ained. Elavhõbe on ainus metall, mis on tavatingimustes vedel: sulamistemperatuur on -39°C. Enamik metalle on tumehalli kuni hõbevalge värvusega. Tööstuses jagunevad metallid mustadeks ja värvilisteks metallideks. Mustmetallide hulka kuuluvad raud ja kõik selle sulamid ning ülejäänud metallid on värvilised. Mõnikord eristatakse väärismetalle - kuld- ja plaatinametalle.
Tiheduse järgi jagunevad metallid kergeteks ja rasketeks. Esimeste hulka kuuluvad need, mille tihedus on alla 5 g/cm 3; teisele - mille tihedus on üle 5 g / cm 3.
Sulamistemperatuuri väärtuste järgi jagunevad metallid sulavateks (sulamistemperatuur alla 1000 ° C) ja tulekindlateks (sulamistemperatuur üle 1500 ° C). Peamised mehaanilised omadused hõlmavad järgmist: elastsus - võime taastada oma esialgne kuju pärast deformeerivate jõudude eemaldamist; plastilisus - metalli olek, milles see on võimeline säilitama deformeerivate jõudude toimest põhjustatud kuju muutust pärast nende toime lõppemist.
Keemilised omadused. Metallide omadused tulenevad nende välise elektronkesta iseloomulikust struktuurist.
Nagu juba mainitud, vähenevad tuuma laengu suurenemisega perioodi jooksul sama arvu elektronkihtidega aatomite raadiused. Igal perioodil on leelismetalli aatomitel suurim raadius. Mida väiksem on aatomi raadius, seda suurem on ionisatsioonienergia ja mida suurem on aatomi raadius, seda väiksem on see energia. Kuna leelismetalliaatomitel on suurimad aatomiraadiused, iseloomustavad neid üldiselt suhteliselt madalad ionisatsioonienergia ja elektronide afiinsuse väärtused.
Vabadel metallidel on eranditult redutseerivad omadused.
Metallid moodustavad oksiide M x O y, näiteks:
Halogeenidega moodustavad metallid halogeniide, mis on vastavate vesinikhalogeniidhapete soolad:
Metallid on võimelised siduma vesinikku, moodustades hüdriide. Reaktsioon kulgeb tavaliselt temperatuuril 350-400 °C:
Iseloomulikud on metallide reaktsioonid metallide aktiivsusreas kuni vesinikuni hapetega. Kui metall interakteerub happega, mille anioon ei ole oksüdeerija, täidab happe prooton oksüdeeriva aine ülesandeid:
Mõned metallid, mis moodustavad amfoteerseid oksiide ja hüdroksiide, reageerivad ka leelistega:
Metallid interakteeruvad kontsentreeritud väävel- ja lämmastikhappega (üksikasju vt vastavatest peatükkidest).
Suheldes soola vesilahustega, taastab aktiivsema metalli neutraalne aatom oksüdeerituna soolamolekulist metalliiooni: 
Reaktsioonid kulgevad vastavalt metallide asukohale elektrokeemilises pingereas (vt ptk. 8).
Aktiivsed metallid interakteeruvad veega:
Kviitung. Enamik metalle looduses esineb ühendite kujul ja ainult vähesed neist (üllas ja poolõilsad) - looduslikus olekus.
Looduslikke materjale ja metalliühendeid sisaldavaid kivimeid nimetatakse maagideks. Kõik meetodid metallide saamiseks maakidest põhinevad redutseerimisreaktsioonidel. Veevaba metalliühendite redutseerimist kõrgel temperatuuril nimetatakse pürometallurgiliseks protsessiks. Redutseerivate ainetena kasutatakse kas metalle (metallotermia) või süsinikku (karbotermia).
Metallotermia erijuhtum on aluminotermia:
Metalthermyt kasutatakse tavaliselt selliste tulekindlate metallide nagu titaan, molübdeen, kroom, volfram jne saamiseks:
Karbotermia põhineb metalli termilisel redutseerimisel selle oksiidist süsinikuga (või COga):
Metallide eraldamine nende oksiididest võib toimuda ka vesiniku abil:
Metalle saab taandada soolade vesilahustest elektrolüüsi teel. Metallide katoodredutseerimist lahustest või sulasooladest nimetatakse elektrometallurgiliseks protsessiks.
Mõnda saamise meetodit käsitletakse üksikasjalikumalt metallide konkreetsete esindajate uurimisel.
Sulamid. Metallide iseloomulik tunnus on nende võime sulas olekus omavahel seguneda ja moodustada homogeenseid segusid. Nad jäävad homogeenseks ka pärast jahutamist. Sulametallide segu tahkumisel tekkivaid süsteeme nimetatakse sulamiteks. Laiemas mõttes võib sulameid käsitleda kui makroskoopiliselt homogeenseid süsteeme, mis koosnevad kahest või enamast metallist (harvemini metallidest ja mittemetallidest). Sulamite struktuur võib olla erinev. Sulamite koostisosad võivad moodustada tahke lahuse või makrohomogeense mehaanilise segu või keemilise ühendi (metallidevahelised ühendid). Ühte või teist tüüpi sulami moodustumine sõltub metallide aktiivsusest. Süsteemid tahkete lahuste kujul tekivad samasse rühma kuuluvate metallide või metallide vahel, mille aatomiraadiused on lähedased.
Sulamite keemiline side on metalliline, tänu millele on neil elektri- ja soojusjuhtivus, metalliline läige (see on metallide sära, nt kuld, teras jne sära) jne.
Kui metallid interakteeruvad üksteisega, erinevad tekkivad ühendid omaduste poolest koostiskomponentide omadustest. Intermetalliliste ühendite valemi koostis ei vasta alati klassikalistele ideedele elementide valentsuse kohta.
Seega ühineb elavhõbe paljude metallidega, moodustades tahkeid või vedelaid koostisi – sulameid, mida nimetatakse amalgaamideks. Leelis- ja leelismuldmetallid moodustavad stabiilseid amalgaame, mis on tahked ained koostisega NaHg 9, KHg 2, Callg jne.
Sulamite sulamistemperatuur on reeglina madalam kui nende koostises olevate metallide sulamistemperatuur. Sulamite kõvadus on palju suurem kui üksikute metallide kõvadus. Paljude sulamite korrosioonikindlus on kõrgem kui üksikutel metallidel.
Avaleht > DokumentMetallid perioodilises süsteemis. Metalli aatomite struktuur. Metallide üldised omadused.
Metallide asend perioodilisuse süsteemis Kui me tõmbame Mendelejevi tabelis diagonaali boorist astatiini, siis põhilistes alarühmades on diagonaali all metalliaatomid ja sekundaarsetes alamrühmades on kõik elemendid metallid. Diagonaali lähedal asuvatel elementidel on kaks omadust: mõnes oma ühendis käituvad nad nagu metallid; mõnel - mittemetallidena. Metalli aatomite struktuur Perioodides ja peamistes alarühmades on metalliliste omaduste muutumise mustrid.Paljude metallide aatomites on 1, 2 või 3 valentselektroni, näiteks:Na(+11): 1S 2 2S 2 2p 6 3S 1
Ca(+20): 1S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 6 3p 0 4S 2
Leelismetallid (1. rühm, põhialarühm): ... nS 1. Leelismuld (2. rühm, põhialarühm): ... nS 2. Metalli aatomite omadused on perioodilises sõltuvuses nende asukohast tabelis D.I.Mendelejev. PÕHIALARÜHMAS:
- ei muutu.
Aatomi raadius suureneb
Elektronegatiivsus väheneb.
Taastavad omadused intensiivistada.
Metalli omadused intensiivistada.
- Aatomite tuumade laengud suurendama.
Aatomite raadiused vähenema.
Elektronide arv väliskihil suureneb.
Elektronegatiivsus suureneb.
Taastavad omadused vähenema.
Metalli omadused nõrgendada.
a - vask; b) magneesium; c) raua α-modifikatsioon
Metalli aatomid kalduvad loovutama oma väliseid elektrone. Metallitükis, valuplokis või metalltootes loovutavad metalliaatomid väliseid elektrone ja saadavad need sellele tükile, valuplokile või tootele, muutudes ioonideks. "Ärarebitud" elektronid liiguvad ühelt ioonilt teisele, ühenduvad nendega ajutiselt aatomiteks, katkevad uuesti ja see protsess toimub pidevalt. Metallidel on kristallvõre, mille sõlmedes on aatomid või ioonid (+); nende vahel on vabad elektronid (elektrongaas). Metallist ühendusskeemi saab kuvada järgmiselt:
M 0 ↔ nē + M n+,
aatom - ioon
kus n on sidemes osalevate väliste elektronide arv (y Na - 1, y Sa - 2 ē, y Al - 3 ē).Seda tüüpi sidet täheldatakse metallides - lihtainetes-metallides ja sulamites Metalliline side on side positiivselt laetud metalliioonide ja vabade elektronide vahel metallide kristallvõres.suhtlus põhineb elektronide sotsialiseerumisel (sarnasus). ), võtavad kõik aatomid osa nende elektronide sotsialiseerumisest (erinevus). Seetõttu on metallilise sidemega kristallid plastilised, elektrit juhtivad ja metallilise läikega. Auruolekus on metalliaatomid aga omavahel seotud kovalentse sidemega, metalliaurud koosnevad üksikutest molekulidest (mona- ja kaheaatomilistest). Metallide üldised omadused
| Aatomite võime annetada elektrone (oksüdeerida) | ← Kasvab |
|||
| Koostoime õhuhapnikuga | Oksüdeerub kiiresti normaalsel temperatuuril | Oksüdeerub aeglaselt normaaltemperatuuril või kuumutamisel | Mitte oksüdeeruda |
|
| Koostoime veega | Tavatemperatuuril eraldub H2 ja moodustub hüdroksiid | Kuumutamisel eraldub H2 | H 2 ei tõrjuta veest välja |
|
| Koostoime hapetega | Asendage H 2 lahjendatud hapetest | Ei tõrju H2 välja lahjendatud hapetest |
||
| Reageerida konts. ja razb. HNO3 ja konts. H 2 SO 4 kuumutamisel | Mitte reageerida hapetega |
|||
| Looduses olemine | Ainult ühendustes | Ühendites ja vabas vormis | Enamasti tasuta |
|
| Kuidas saada | Sula elektrolüüs | Redutseerimine kivisöe, süsinikmonooksiidi (2), aluminotermia või soola vesilahuste elektrolüüsiga | ||
| Ioonide võime saada elektrone (taastada) | Li K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au |
|||
| Kasvav → |
||||
Metallide pingete elektrokeemilised jadad. Metallide füüsikalised ja keemilised omadused
Metallide üldised füüsikalised omadused Metallide üldised füüsikalised omadused on määratud metallilise sideme ja metallilise kristallvõrega. Tekitavus, plastilisus Mehaaniline toime metallkristallidele põhjustab aatomite kihtide nihkumise. Kuna metallis olevad elektronid liiguvad läbi kristalli, siis sidemeid ei katke. Plastilisus seerias väheneb Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe. Näiteks kullast saab rullida kuni 0,001 mm paksused lehed, mida kasutatakse erinevate esemete kuldamiseks. Alumiiniumfoolium ilmus suhteliselt hiljuti ja varem kui tee, sepistati šokolaad tinafooliumiks, mida nimetati staniooliks. Mn ja Bi ei ole aga plastilised: need on rabedad metallid. metalliline läige Metalliline läige, mille pulbrina kaotavad kõik metallid, v.a Al ja mg. Heledamad metallid on hg(sellest valmistati keskajal kuulsad "Veneetsia peeglid"), Ag(sellest valmistatakse nüüd kaasaegseid peegleid, kasutades “hõbepeegli” reaktsiooni). Must- ja värvilisi metalle eristatakse (tinglikult) värvi järgi. Viimaste hulgast tõstame esile hinnalised - Au, Ag, Pt. Kuld on juveliiride metall. Selle põhjal valmisid imelised Faberge lihavõttemunad. helisemine Metallid helisevad ja seda vara kasutatakse kellade valmistamiseks (meenutagem tsaari kella Moskva Kremlis). Kõige kõlavamad metallid on Au, Ag, Cu. Vasest rõngad paksu, sumiseva helinaga - karmiinpunane helin. See kujundlik väljend ei ole vaarika auks, vaid Hollandi linna Malina auks, kus sulatati esimesed kirikukellad. Hiljem hakkasid Venemaal vene käsitöölised valama veelgi parema kvaliteediga kellasid ning linnade ja alevite elanikud kinkisid kullast ja hõbedast ehteid, et templitele valatud kellake parem kõlaks. Mõnes Venemaa pandimajas määrati komisjonile vastuvõetud kuldsõrmuste ehtsus naise juustesse rippuva kullast abielusõrmuse helisemisega (kostab väga pikka ja selget kõrget heli). Normaaltingimustes on kõik metallid, välja arvatud elavhõbe Hg, tahked ained. Metallidest on kõige kõvem kroom Cr: see kriibib klaasi. Kõige pehmemad on leelismetallid, neid lõigatakse noaga. Leelismetalle hoitakse väga hoolikalt - Na - petrooleumis ja Li - vaseliinis selle kerguse tõttu, petrooleumi - klaaspurgis, purk - asbestilaastudes, asbesti - plekkpurgis. Elektrijuhtivus Metallide hea elektrijuhtivus on seletatav vabade elektronide olemasoluga neis, mis isegi väikese potentsiaalide erinevuse mõjul omandavad suunatud liikumise negatiivselt pooluselt positiivsele. Temperatuuri tõustes suurenevad aatomite (ioonide) vibratsioonid, mis raskendab elektronide suunatud liikumist ja viib seeläbi elektrijuhtivuse vähenemiseni. Madalatel temperatuuridel võnkuv liikumine, vastupidi, oluliselt väheneb ja elektrijuhtivus suureneb järsult. Absoluutse nulli lähedal on metallidel ülijuhtivus. Suurima elektrijuhtivusega on Ag, Cu, Au, Al, Fe; halvimad juhid on Hg, Pb, W. Soojusjuhtivus Normaaltingimustes muutub metallide soojusjuhtivus põhiliselt samas järjestuses kui nende elektrijuhtivus. Soojusjuhtivus on tingitud vabade elektronide suurest liikuvusest ja aatomite võnkeliikumisest, mille tõttu toimub metalli massis kiire temperatuuri ühtlustumine. Kõrgeim soojusjuhtivus on hõbedal ja vasel, madalaim vismutil ja elavhõbedal. Tihedus Metallide tihedus on erinev. See on seda väiksem, seda väiksem on metallielemendi aatommass ja seda suurem on selle aatomi raadius. Metallidest on kergeim liitium (tihedus 0,53 g/cm3), raskeim osmium (tihedus 22,6 g/cm3). Metalle, mille tihedus on alla 5 g/cm 3, nimetatakse kergeteks, ülejäänud rasketeks. Metallide sulamis- ja keemistemperatuurid on erinevad. Kõige sulavam metall on elavhõbe (keemistemperatuur = -38,9°C), tseesium ja gallium sulavad vastavalt 29 ja 29,8°C juures. Volfram on kõige tulekindlam metall (bp = 3390 °C). Metallide allotroopia mõiste tina näitel Mõnel metallil on allotroopsed modifikatsioonid. Näiteks tina eristab:- α-tina ehk hall tina ("tinakatk" – tavalise β-tina muutumine madalal temperatuuril α-tinaks põhjustas R. Scotti lõunapooluse ekspeditsiooni surma, mis kaotas kogu kütuse, kuna seda hoiti mahutid suletud tinaga ), stabiilne t<14°С, серый порошок. β-олово, или белое олово (t = 14 ― 161°С) очень мягкий металл, но тверже свинца, поддается литью и пайке. Используется в сплавах, например, для изготовления белой жести (луженого железа).
- Halogeenidega moodustavad metallid sooli - halogeniide:
- Hapnikuga moodustavad metallid oksiide:
- Metallid moodustavad väävliga sooli - sulfiidid:
- Vesinikuga moodustavad kõige aktiivsemad metallid hüdriide, näiteks:
- paljud metallid moodustavad süsinikuga karbiide:
- Pingete seeria alguses (liitiumist naatriumini) tõrjuvad metallid normaalsetes tingimustes välja veest vesiniku ja moodustavad leeliseid, näiteks:
- Metallid, mis asuvad pingereas kuni vesinikuni, interakteeruvad lahjendatud hapetega (HCl, H 2 SO 4 jne), mille tulemusena moodustuvad soolad ja eraldub vesinik, näiteks:
- Metallid interakteeruvad vähemaktiivsete metallide soolade lahustega, mille tulemusena moodustub aktiivsema metalli sool ja vähemaktiivne metall vabaneb vabal kujul, näiteks:
Metallid looduses.
Metallide leidmine loodusest. Enamik metalle esineb looduses erinevate ühendite kujul: aktiivseid metalle leidub ainult ühendite kujul; madala aktiivsusega metallid - ühendite kujul ja vabas vormis; väärismetallid (Ag, Pt, Au ...) vabal kujul.Pärismetalle leidub tavaliselt väikestes kogustes kivimites terade või kande kujul. Aeg-ajalt leidub päris suuri metallitükke – tükikesi. Paljud metallid looduses eksisteerivad seotud olekus looduslike keemiliste ühendite kujul - mineraalid. Väga sageli on need oksiidid, näiteks rauamineraalid: punane rauamaak Fe 2 O 3, pruun rauamaak 2Fe 2 O 3 ∙ 3H 2 O, magnetiline rauamaak Fe 3 O 4. Mineraalid on osa kivimitest ja maakidest. Maagid nimetatakse mineraale sisaldavaid looduslikke moodustisi, milles metallid on tehnoloogiliselt ja majanduslikult sobivates kogustes metallide saamiseks tööstuses.Maagis sisalduva mineraali keemilise koostise järgi eristatakse oksiidi, sulfiidi jt maake Tavaliselt enne metallide saamist maak, see on esialgselt rikastatud - eraldage tühi kivim, lisandid, mille tulemusena moodustub kontsentraat, mis on metallurgiatööstuse tooraine. Metallide saamise meetodid. Metallide saamine nende ühenditest on metallurgia ülesanne. Igasugune metallurgiline protsess on metalliioonide redutseerimine erinevate redutseerivate ainete abil, mille tulemusena saadakse metallid vabal kujul. Sõltuvalt metallurgilise protsessi läbiviimise meetodist eristatakse püometallurgiat, hüdrometallurgiat ja elektrometallurgiat. Pürometallurgia on metallide tootmine nende ühenditest kõrgel temperatuuril, kasutades erinevaid redutseerivaid aineid: süsinik, süsinikmonooksiid (II), vesinik, metallid (alumiinium, magneesium) jne. Näited metallide redutseerimisest- kivisüsi:
- vingugaas:
- vesinik:
- alumiinium (aluminotermia):
- magneesium:
- 2CuS + 3O 2 \u003d 2CuO + 2SO 2.
- CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu.
IA rühma metallide üldised omadused.
Esimese rühma (IA-rühmad) põhialarühma metallide hulka kuuluvad liitium (Li), naatrium (Na), kaalium (K), rubiidium (Rb), tseesium (Cs), frantsium (Fr). Neid metalle nimetatakse leelismetallideks, kuna need ja nende oksiidid moodustavad veega interakteerudes leelised.Leelismetallid on s-elemendid. Metalli aatomite välisel elektronkihil on üks s-elektron (ns 1). Kaalium, naatrium - lihtsad ained
Leelismetallid ampullides:
a - tseesium; b - rubiidium; c - kaalium; g - naatrium Põhiteave rühma IA elementide kohta
| Element | Li liitium | Naatrium | K kaalium | Rb rubiidium | Cs tseesium | Fr prantslane |
| aatomnumber | 3 | 11 | 19 | 37 | 55 | 87 |
| Aatomite väliste elektronkestade struktuur | ns 1 np 0, kus n = 2, 3, 4, 5, 6, 7, n on perioodi number | |||||
| Oksüdatsiooni olek | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 | +1 |
| Põhilised looduslikud ühendid | Li 2O Al 2O 3 4SiO 2 (spodumeen); LiAl(PO 4)F, LiAl(PO 4)OH (amblügoniit) | NaCl (lauasool); Na2SO410H2O (Glauberi sool, mirabiliit); KCl NaCl (sylviniit) | KCl (sylvin), KCl NaCl (sylvinite); K (kaaliumpäevakivi, ortoeye); KCl MgCl 2 6H 2 O (karnalliit) – leidub taimedes | isoamorfse lisandina kaaliummineraalides - silviniit ja karnalliit | 4Cs 2O 4Al 2O 3 18 SiO 2 2H 2O (pooltsit); kaaliumi mineraalide satelliit | Aktiiniumi α-lagunemisprodukt |
Metallide asukoht
D.I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodilises süsteemis.
Metallide füüsikalised omadused
8. klass
Sihtmärk. Anda õpilastele aimu metallide kui keemiliste elementide ja lihtainete omadustest, tuginedes nende teadmistele keemilise sideme olemusest. Kaaluge lihtsate ainete-metallide kasutamist nende omaduste põhjal. Parandada võrdlemise, üldistamise, ainete struktuuri ja omaduste vahelise seose tuvastamise võimet. Arendada õpilaste kognitiivset tegevust, kasutades õppetegevuse mänguvorme.
Seadmed ja reaktiivid.Ülesandekaardid, leelismetallisümboolikaga kaardid (õpilase kohta), tahvelarvutid, "Metalli sideme" laud, "Alkeemiliste märkide" mängud, piirituslamp, vanad vaskmündid, kambrikott, metalliproovid.
TUNNIDE AJAL
Õpetaja. Täna uurime metalle keemiliste elementidena ja metalle lihtainetena. Mis on keemiline element?
Üliõpilane. Element on sama tuumalaenguga aatomite kogum.
Õpetaja. 114 teadaolevast keemilisest elemendist 92 on metallid. Kus asuvad metallid keemiliste elementide perioodilisuse tabelis? Kuidas on metallelemendid periooditi paigutatud?
Töötage tabeliga "D.I. Mendelejevi keemiliste elementide perioodiline süsteem".
Üliõpilane. Iga periood (välja arvatud esimene) algab metallidega ja nende arv suureneb perioodi arvu suurenedes.
Õpetaja. Mitu metallelementi on igal perioodil?
Artikkel valmis Moskvas asuva Allada inglise keele kooli toel. Inglise keele oskus võimaldab avardada oma silmaringi, samuti saad kohtuda uute inimestega ja õppida palju uut. Inglise kool "Allada" annab ainulaadse võimaluse registreeruda inglise keele kursustele parima hinnaga. Täpsemat infot hetkel kehtivate hindade ja sooduspakkumiste kohta leiad kodulehelt www.allada.org.
Üliõpilane. Esimesel perioodil pole metalle, teises kaks, kolmandas kolm, neljandas neliteist, viiendas viisteist ja kuuendas kolmkümmend.
Õpetaja. Seitsmendal perioodil peaks kolmekümne ühel elemendil olema metalli omadused. Vaatame metallide paigutust rühmadesse.
Üliõpilane. Metallid on elemendid, mis moodustavad perioodilise süsteemi I, II, III rühmade peamised alarühmad (välja arvatud vesinik ja boor), IV rühma elemendid - germaanium, tina, plii, V rühm - antimon, vismut, VI rühm. - poloonium. Kõikide rühmade külgmistes alarühmades on ainult metallid.
Õpetaja. Metallelemendid asuvad perioodilisuse tabeli vasakul ja allosas. Nüüd tehke ülesanne 1 oma märkmikute ülesandekaardilt.
1. harjutus. Kirjutage kaartidelt välja metallide keemilised märgid. Nimetage need. Tõmba joon alla põhialarühmade metallidele.
1. variant Na, B, Cu, Be, Se, F, Sr, Cs.
Vastus. Na – naatrium, Cu –
vask,
Ole – berüllium, Sr – strontsium, Cs–
tseesium.
2. variant K, C, Fe, Mg, Ca, O, N, Rb.
Vastus. K – kaalium, Fe – raud,
mg– magneesium, Ca – kaltsium, Rb –
rubiidium.
Õpetaja. Millised on metalliaatomite struktuuri tunnused? Valmistage naatriumi, magneesiumi, alumiiniumi aatomitest elektroonilised valemid.
(Kolm õpilast töötavad tahvli juures, kasutades joonist (joonis 1).)
Mitu elektroni on nende metallelementide välistasandil?
Üliõpilane. Peamiste alarühmade elementide välistasandi elektronide arv on võrdne rühmaarvuga, naatriumil on välistasandil üks elektron, magneesiumil kaks elektroni ja alumiiniumil kolm elektroni.
Õpetaja. Metalli aatomitel on välistasandil väike arv elektrone (enamasti 1 kuni 3). Erandiks on kuus metalli: germaaniumi, tina ja plii aatomitel väliskihil on 4 elektroni, antimoni, vismuti - 5, polooniumi aatomitel - 6. Nüüd tehke kaardi teine ülesanne.
2. ülesanne. Mõnede elementide aatomite elektroonilise struktuuri skeemid on toodud.
Mis need elemendid on? Millised neist kuuluvad metallide hulka? Miks?
1. variant 1 s 2 , 1s 2 2s 2 , 1s 2 2s 2 2lk 6 3s 2 , 1s 2 2s 2 2lk 3 .
Vastus. Heelium, berüllium, magneesium, lämmastik.
2. variant. 1 s 2 2s 1 , 1s 2 2s 2 2lk 6 3s 1 , 1s 1 , 1s 2 2s 2 2lk 6 3s 2 3lk l
Vastus. Liitium, naatrium, vesinik, alumiinium.
Õpetaja. Kuidas on metallide omadused seotud nende elektroonilise struktuuri omadustega?
Üliõpilane. Metalli aatomitel on väiksem tuumalaeng ja suurem raadius võrreldes sama perioodi mittemetallide aatomitega. Seetõttu on väliste elektronide sideme tugevus metalliaatomites oleva tuumaga väike. Metalli aatomid loovutavad kergesti valentselektrone ja muutuvad positiivselt laetud ioonideks.
Õpetaja. Kuidas muutuvad metalliomadused sama perioodi, sama rühma (peamise alarühma) jooksul?
Üliõpilane. Mõne aja jooksul, aatomituuma laengu suurenemisega ja vastavalt väliste elektronide arvu suurenemisega, vähenevad keemiliste elementide metallilised omadused. Samas alarühmas suurenevad aatomituuma laengu suurenemisega ja välisel tasemel püsiva elektronide arvuga keemiliste elementide metallilised omadused.
Ülesanne tahvlil(Töötab kolm õpilast).
Märkige märgiga "" metalliliste omaduste nõrgenemine järgmises viies elemendis. Selgitage märkide paigutust.
| 1. | Ole | 2. | mg | 3. | Al | |||
| Na | mg | Al | K | Ca | sc | Zn | Ga | Ge |
| Ca | Sr | sisse |
Sel ajal kui õpilased töötavad individuaalselt tahvli ääres, täidavad ülejäänud ülesande 3 kaardi pealt.
3. ülesanne. Kummal kahest elemendist on rohkem väljendunud metallilised omadused? Miks?
1. variant.Liitium või berüllium.
2. variant.Liitium või kaalium.
Ülesannete kontrollimine.
Õpetaja. Niisiis on neil elementidel metallilised omadused, mille aatomitel on välistasandil vähe elektrone (see pole kaugeltki valmis). Väliste elektronide väikese arvu tagajärg on nende elektronide nõrk side ülejäänud aatomiga - tuumaga, mida ümbritsevad sisemised elektronide kihid.
Tulemus võetakse kokku ja kirjutatakse lühidalt tahvlile (skeemile), õpilased kirjutavad vihikutesse.
Skeem
Õpetaja. Mis on lihtne aine?
Üliõpilane. Lihtained on ained, mis koosnevad ühe elemendi aatomitest.
Õpetaja. Lihtained-metallid on aatomite "kollektiivid"; iga aatomi elektrilise neutraalsuse tõttu on kogu metalli mass ka elektriliselt neutraalne, mis võimaldab metalle korjata ja neid uurida.
Metalliproovide demonstreerimine: nikkel, kuld, magneesium, naatrium (kolvis petrooleumikihi all).
Naatriumi aga palja käega võtta ei saa – käed on märjad, niiskusega suheldes tekib leeline ning see söövitab nahka, kangaid, paberit ja muid materjale. Seega võivad käe tagajärjed olla kurvad.
4. ülesanne. Määrake välja antud metallid: plii, alumiinium, vask, tsink.
(Metalli näidised on nummerdatud. Vastused on kirjutatud tahvli tagaküljele.)
Töö kontrollimine.
Õpetaja. Millises agregatsiooniseisundis on metallid normaaltingimustes?
Üliõpilane. Metallid on tahked kristalsed ained (va elavhõbe).
Õpetaja. Mis asub metallide kristallvõre sõlmedes ja mis sõlmede vahel?
Üliõpilane. Metallide kristallvõre sõlmedes on positiivsed ioonid ja metallide aatomid, sõlmede vahel elektronid. Need elektronid muutuvad ühiseks antud metallitüki kõikidele aatomitele ja ioonidele ning võivad kristallvõres vabalt liikuda.
Õpetaja. Kuidas nimetatakse elektrone, mis on metallide kristallvõres?
Üliõpilane. Neid nimetatakse vabadeks elektronideks või "elektrongaasideks".
Õpetaja. Mis tüüpi side on tüüpiline metallidele?
Üliõpilane. See on metallist side.
Õpetaja. Mis on metalliline side?
Üliõpilane. Metallsidemeks nimetatakse sidet kõigi positiivselt laetud metalliioonide ja vabade elektronide vahel metallide kristallvõres.
Õpetaja. Metalliline side määrab metallide kõige olulisemad füüsikalised omadused. Metallid on läbipaistmatud, neil on metalliline läige tänu võimele peegeldada nende pinnale langevaid valguskiiri. Kõige enam avaldub see võime hõbedas ja indiumis.
Metallid on kompaktse tükina läige ja peenelt hajutatud olekus on enamik neist mustad. Kuid alumiinium, magneesium säilitavad metallilise läike ka pulbrilisel kujul.(alumiiniumi ja magneesiumi demonstreerimine pulbrina ja plaatidena).
Kõik metallid on soojus- ja elektrivoolu juhid. Metallis kaootiliselt liikuvad elektronid omandavad rakendatud elektripinge mõjul suunatud liikumise, s.t. tekitada elektrivoolu.
Kas arvate, et metalli elektrijuhtivus muutub temperatuuri tõustes?
Üliõpilane. Temperatuuri tõustes elektrijuhtivus väheneb.
Õpetaja. Miks?
Üliõpilane. Temperatuuri tõusuga suureneb aatomite ja ioonide võnkumiste amplituud metalli kristallvõre sõlmedes. See raskendab elektronide liikumist ja metalli elektrijuhtivus langeb.
Õpetaja. Metallide elektrijuhtivus suureneb alates hg juurde Ag:
Hg, Pb, Fe, Zn, Al, Au, Cu, Ag.
Kõige sagedamini muutub metallide soojusjuhtivus sama regulaarsusega kui elektrijuhtivus. Kas saate tuua näite, mis tõestab metallide soojusjuhtivust?
Üliõpilane. Kui valate alumiiniumkruusi kuuma vett, siis see kuumeneb. See näitab, et alumiinium juhib soojust.
Õpetaja. Mis määrab metallide soojusjuhtivuse?
Üliõpilane. See on tingitud vabade elektronide suurest liikuvusest, mis põrkuvad vibreerivate ioonide ja aatomitega ning vahetavad nendega energiat. Seetõttu on kogu metallitükis temperatuur ühtlustunud.
Õpetaja. Plastilisus on metallide väga väärtuslik omadus. Praktikas väljendub see selles, et haamri löökide all ei purustata metalle tükkideks, vaid lapitakse – need sepistatakse. Miks on metallid plastist?
Üliõpilane. Mehaaniline toime metallilise sidemega kristallile põhjustab ioonide ja aatomite kihtide nihkumise üksteise suhtes ning kuna elektronid liiguvad läbi kristalli, sideme katkemist ei toimu, seetõttu on metallidele iseloomulik plastilisus(Joonis 2, a) .
Õpetaja. Tempermalmist metallid: leelismetallid (liitium, naatrium, kaalium, rubiidium, tseesium), raud, kuld, hõbe, vask. Mõned metallid – osmium, iriidium, mangaan, antimon – on rabedad. Kõige tempermalmist väärismetallidest on kuld. Ühe grammi kulda saab tõmmata kahe kilomeetri pikkuseks traadiks.
Ja mis juhtub aatom- või ioonkristallvõrega ainetega kokkupõrkel?
Üliõpilane. Aatom- või ioonvõrega ained hävivad löögi mõjul. Aatomvõrega tahke aine mehaanilisel toimel nihkuvad selle üksikud kihid – kovalentsete sidemete katkemise tõttu katkeb nendevaheline adhesioon. Sidemete katkemine ioonvõres põhjustab sarnase laenguga ioonide vastastikust tõrjumist(Joon. 2, b, c).
Õpetaja. Elektrijuhtivus, soojusjuhtivus, iseloomulik metalliline läige, plastilisus või vormitavus – selline omaduste kombinatsioon on omane ainult metallidele. Need omadused avalduvad metallides ja on spetsiifilised omadused.
Spetsiifilised omadused on pöördvõrdelises seoses metallilise sideme tugevusega. Ülejäänud omadused – tihedus, keemis- ja sulamistemperatuur, kõvadus, agregatsiooni olek – on kõikidele ainetele omased ühised tunnused.
Metallide tihedus, kõvadus, sulamis- ja keemistemperatuurid on erinevad. Mida väiksem on metalli tihedus, seda väiksem on selle suhteline aatommass ja seda suurem on aatomi raadius. Liitiumil on madalaim tihedus - 0,59 g / cm 3, osmiumil on suurim - 22,48 g / cm 3. Metalle, mille tihedus on alla viie, nimetatakse kergeteks ja metalle, mille tihedus on suurem kui viis, rasketeks.
Kõige kõvem metall on kroom, pehmem leelismetallid.
Elavhõbedal on madalaim sulamistemperatuur, t pl(Hg) \u003d -39 ° С ja kõrgeim - volfram, t pl(W) = 3410 °С.
Sellised omadused nagu sulamistemperatuur, kõvadus sõltuvad otseselt metallisideme tugevusest. Mida tugevam on metalliline side, seda jäigemad on mittespetsiifilised omadused. Pange tähele: leelismetallides väheneb metallilise sideme tugevus perioodilisuse tabelis ülalt alla ja selle tulemusena sulamistemperatuur loomulikult langeb (raadius suureneb, tuumalaengu mõju väheneb, suurte raadiuste ja üks valentselektron, leelismetallid on sulavad). Näiteks tseesiumi saab sulatada peopesa kuumusega. Kuid ärge võtke seda palja käega!
Mäng "Kes on kiirem"
Tahvlile riputatakse tahvelarvutid (joonis 3). Igal laual on kaardikomplekt leelismetallide keemiliste märkidega.
Harjutus. Leelismetallide sulamistemperatuuri teadaolevate muutuste mustrite alusel asetage kaardid vastavalt nendele tablettidele.
Vastus. a– Li, Na, K, Rb, Cs;
b– Cs, Rb, K, Na, Li; sisse– Cs, Li, Na, Rb, K.
Õpilaste vastuseid selgitatakse ja tehakse kokkuvõte.
Õpilane (sõnum). Metallid erinevad oma suhtumises magnetväljadesse. Selle omaduse järgi jaotatakse need kolme rühma: ferromagnetilised metallid – nõrkade magnetväljade toimel (näiteks raud, koobalt, nikkel ja gadoliinium) on hästi magnetiseeritavad; paramagnetilised metallid - millel on nõrk magnetiseerimisvõime (alumiinium, kroom, titaan ja enamik lantaniide); diamagnetilised metallid - ei tõmba magneti külge ja tõrjub seda isegi veidi (näiteks vismut, tina, vask).
Õpitud materjalist tehakse kokkuvõte - õpetaja kirjutab tahvlile, õpilased vihikutesse.
Metallide füüsikalised omadused
Konkreetne:
metalliline läige,
elektrijuhtivus,
soojusjuhtivus,
plastist.
Pöördvõrdeline sõltuvus metallilise sideme tugevusest.
Mittespetsiifiline: tihedus,
t sulamine,
t keemine,
kõvadus,
agregatsiooni olek.
Otseselt proportsionaalne sõltuvus metallilise sideme tugevusest.
Õpetaja. Metallide füüsikalised omadused, mis tulenevad metallilise sideme omadustest, määravad nende erinevad rakendused. Metallid ja nende sulamid on kaasaegse tehnoloogia kõige olulisemad konstruktsioonimaterjalid; need lähevad tööstuses vajalike masinate ja tööpinkide, erinevate sõidukite, ehituskonstruktsioonide, põllutöömasinate valmistamisele. Sellega seoses toodetakse raua ja alumiiniumi sulameid suurtes kogustes. Metalle kasutatakse laialdaselt elektrotehnikas. Millistest metallidest on valmistatud elektrijuhtmed?
Üliõpilane. Elektrotehnikas kasutatakse hõbeda kõrge hinna tõttu elektrijuhtmete materjalina vaske ja alumiiniumi..
Õpetaja. Ilma nende metallideta oleks võimatu elektrienergiat sadade, tuhandete kilomeetrite kaugusele edastada. Majapidamistarbeid tehakse ka metallist. Miks on potid valmistatud metallist?
Üliõpilane. Metallid on soojust juhtivad ja vastupidavad.
Õpetaja. Millist metallide omadust kasutatakse peeglite, helkurite, jõulukaunistuste valmistamisel?
Üliõpilane. Metalliline läige.
Õpetaja. Lennukiehituses kasutatakse laialdaselt kergmetalle – magneesiumi, alumiiniumi, titaani. Paljud lennukite ja rakettide osad on valmistatud titaanist ja selle sulamitest. Hõõrdumine õhu vastu suurel kiirusel põhjustab õhusõiduki naha tugevat kuumenemist ja metallide tugevus kuumutamisel väheneb tavaliselt oluliselt. Titaanis ja selle sulamites ülehelikiirusega lendude tingimustes tugevus peaaegu ei vähene.
Juhtudel, kui on vaja suure tihedusega metalli (kuulid, haavlid), kasutatakse sageli pliid, kuigi plii tihedus (11,34 g / cm 3) on palju väiksem kui mõnel raskemal metallil. Kuid plii on üsna sulav ja seetõttu mugav töötlemiseks. Lisaks on see võrreldamatult odavam kui osmium ja paljud teised raskemetallid. Elavhõbedat kui tavatingimustes vedelat metalli kasutatakse mõõteriistades; volfram - kõigil juhtudel, kui on vaja metalli, mis talub eriti kõrgeid temperatuure, näiteks lambipirnide hõõgniitidele. Mis on selle põhjuseks?
Üliõpilane. Elavhõbedal on madal sulamistemperatuur, volframil aga kõrge sulamistemperatuur.
Õpetaja. Metallid peegeldavad ka raadiolaineid, mida kasutatakse raadioteleskoopides, mis koguvad Maa tehissatelliitide raadiokiirgust, ja radarites, mis tuvastavad lennukeid pikkade vahemaade tagant.
Ehete valmistamiseks kasutatakse väärismetalle – hõbedat, kulda, plaatinat. Kulla tarbija on elektroonikatööstus: seda kasutatakse elektrikontaktide loomiseks (eelkõige sisaldab mehitatud kosmoselaeva varustus üsna palju kulda).
Nüüd tehke ülesannet kaardilt.
5. ülesanne. Tõstke alla, milline järgmistest metallidest on kõige rohkem:
1) laialdaselt kasutatav: kuld, hõbe, raud;
2) tempermalmist: liitium, kaalium, kuld;
3) tulekindlad: volfram, magneesium, tsink;
4) rasked: rubiidium, osmium, tseesium;
5) elektrit juhtiv: nikkel, plii, hõbe;
6) kõvad: kroom, mangaan, vask;
7) sulav: plaatina, elavhõbe, liitium;
8) valgus: kaalium, francium, liitium;
9) geniaalne: kaalium, kuld, hõbe.
Kogemuse demonstreerimine
Katse jaoks võetakse 5-10 tükki vasest (vanu) münte, mis riputatakse kambrikotti alkoholilambi leegi kohale. Kangas ei sütti. Miks?
Üliõpilane. Vask on hea soojusjuht, soojus kandub koheselt metallile ja kangal ei ole aega süttida.
Õpetaja. Metallid on inimestele teada olnud pikka aega.
Õpilane (sõnum). Isegi iidsetel aegadel teadis inimene seitset metalli. Seitse antiikaja metalli olid korrelatsioonis seitsme planeediga, mida tol ajal tunti ja tähistati planeetide sümboolsete ikoonidega. Kulla (Päike) ja hõbeda (Kuu) märgid on selged ilma suurema selgituseta. Teiste metallide märke peeti mütoloogiliste jumaluste atribuutideks: Veenuse käsipeegel (vask), Marsi kilp ja oda (raud), Jupiteri troon (tina), Saturni vikat (plii), varras. Elavhõbe (elavhõbe).
Alkeemikute seisukohti planeetide seostest metallidega väljendavad väga edukalt järgmised read N. A. Morozovi luuletusest “Alkeemiku märkmetest”:
"Seitse metalli lõi valguse,
Vastavalt seitsme planeedi arvule.
Andis meile ruumi heaks
vask, raud, hõbe,
Kuld, tina, plii.
Mu poeg, väävel on nende isa.
Ja kiirusta, mu poeg, teada saama:
Kõigile neile on elavhõbe nende endi ema.
Need ideed olid nii tugevad, et kui antimoni avastati keskajal
ja vismuti jaoks polnud planeete, neid lihtsalt ei peetud metallideks.
Oma katseid salajas hoides krüpteerisid alkeemikud saadud ainete kirjeldused erineval viisil.
Õpetaja. Ja sina, kasutades alkeemilist tähistust, mõtlesid kodus välja mängu "Alkeemilised märgid".
Mängu seisukord: joonisel (joon. 4) antakse metallide iidsed alkeemilised märgid. Tehke kindlaks, millisele planeedile iga sümbol kuulub ja võttes nimest ühe tähe, joonisel näidatud tähe, lugege metallielemendi nime.
Vastuse kohta. Samaarium, ruteenium, plaatina.
Õpilased vahetavad mänge, arvavad metallide nimetusi.
Õpetaja. M.V. Lomonosov rääkis metallidest nii: "Metall on tahke, läbipaistmatu ja kerge keha, mida saab tulel sulatada ja külmsepistada" ning omistas selle omaduse metallidele: kuld, hõbe, vask, tina, raud ja plii.
1789. aastal andis prantsuse keemik A. L. Lavoisier oma keemia käsiraamatus lihtsate ainete loetelu, mis hõlmas kõiki tol ajal teadaolevaid 17 metalli.(Sb, Ag, As, Bi, Co, Cu, Sn, Fe, Mn, Hg, Mo, Ni, Au, Pt, Pb, W, Zn) . Keemiliste uurimismeetodite arenedes hakkas teadaolevate metallide hulk kiiresti kasvama. XIX sajandi esimesel poolel. avastati plaatinametalle; saadakse mõnede leelis- ja leelismuldmetallide elektrolüüsil; pandi algus haruldaste muldmetallide eraldamisele; mineraalide keemilises analüüsis avastati seni tundmatud metallid. 1860. aasta alguses avastati spektraalanalüüsi abil rubiidium, tseesium, indium ja tallium. Mendelejevi poolt oma perioodilise seaduse alusel ennustatud metallide olemasolu (gallium, skandium ja germaanium) leidis hiilgavalt kinnitust. Radioaktiivsuse avastamine 19. sajandi lõpus. viis radioaktiivsete metallide otsimiseni, mida kroonis täielik edu. Lõpuks tuumatransformatsioonide meetodil, alates 20. sajandi keskpaigast. saadi radioaktiivsed metallid, mida looduses ei eksisteeri, sealhulgas need, mis kuuluvad transuraani elementide hulka. Materiaalse kultuuri ajaloos, iidsel ja uuel, on metallid ülima tähtsusega.
Õpetaja teeb tunni kokkuvõtte.
Kodutöö
1. Otsige küsimustele vastuseid.
Mis vahe on metalliaatomite ja mittemetallide aatomite struktuuril?
Nimetage kaks metalli, mis valguskiirte "nõudmisel" kergesti elektronidest eralduvad.
Kas kõrvalruumist saab keemiaruumi tuua ämbri elavhõbedat?
Miks on mõned metallid plastilised (nagu vask), teised aga rabedad (nagu antimon)?
Mis on metallide spetsiifiliste omaduste olemasolu põhjus?
Kust võib igapäevaelus leida:
a) volfram, b) elavhõbe, c) vask, d) hõbe?
Millistel füüsikalistel omadustel põhineb selle metalli kasutamine igapäevaelus?
Millist metalli nimetas akadeemik A.E. Fersman plekkpurgi metalliks?
2. Vaata pilti ja selgita, miks metalle kasutatakse nii, nagu nad on, mitte vastupidi.
3. Lahenda mõistatusi.
Pusle "Viis + kaks".
Kirjutage horisontaalsetesse ridadesse järgmiste keemiliste elementide nimed, mis lõpevad -y:
a) leelismetall;
b) väärisgaas;
c) leelismuldmetall;
d) plaatina perekonna element;
e) lantaniid.
Kui elementide nimed on õigesti sisestatud, siis piki diagonaale: ülalt alla ja alt üles, on võimalik lugeda veel kahe elemendi nimesid.
Vastuse kohta. a - tseesium, b - heelium, c - baarium, d - roodium, e - toolium.
Diagonaalselt: tseerium, toorium.
Pusle "Klass".
Kirjutage viie keemilise elemendi nimed, millest igaüks koosneb seitsmest tähest, nii et märksõnaks on KLASS.
Vastuse kohta. Kaltsium (koobalt), luteetium,
aktiinium, skandium, hõbe (samarium).
Pusle "Seitse tähte".
Kirjutage vertikaalsetele ridadele keemiliste elementide nimetused.
Võtmesõnaks on HAPPE.
Vastuse kohta. kaalium, indium, seleen, liitium,
osmium, toolium, argoon (astatiin).