Опорный конспект для учащихся "Общие сведения о металлах"

Общие сведения о металлах

Положение в ПС:

     

      !!! + все элементы побочных подгрупп 

 

Металлические свойства  усиливаются сверху вниз по подгруппам и справа налево по периодам.

Общие физические свойства:

• Высокая тепло- и электропроводность;     обусловлены одинаковым типом связи -
• Металлический блеск;                                  металлическим и общностью в строении
• Ковкость, пластичность                               их кристаллических решеток       

                                                                        (металлических)

1. Металлический блеск
2. Электро- и теплопроводность – обусловлены наличием в металлических решетках свободно перемещающихся электронов, которые в электрическом поле приобретают направленное движение. Электор- и теплопроводность Ме увеличивается от Hg  к  Ag:

Hg   Pb   Fe   Zn   Mg   Al   Au   Cu   Ag

3. Ковкость и пластичность – т.к. ионы в металлической решетке друг с другом непосредственно не связаны, отдельные слои их могут свободно перемещаться один отностиельног другого.

Ковкие Ме – щелочные Ме, Au, Ag, Cu

Хрупкие Ме: Cr, Mn, Sb. Самые хрупкие Ме находятся в V, VI, VII группах Периодической системы. У атомов этих Ме имеется 5 – 7 свободных электронов. Большое количество свободных электронов обеспечивает прочность отдельных слоев ионов, препятствует их свободному скольжению, и, т.о., пластичность Ме уменьшается.

4.  

 

 

 

              Самый легкоплавкий – Hg (t_пл.=-39˚C)          Самый тугоплавкий – W (t_пл.=3380˚C)  

  Na, Mg, Al            Cu, Fe, Cr, Ti, Mo

5.  

 

 

  Щелочные Ме – Na, K    Самый твердый - Cr

 

 

6.  

 

 

  

               Li, Na, Mg, Al                                                     Zn, Fe, Cu, Pb, Hg, Cu

                               Самый тяжелый Ме – осмий Os

                             (ρ = 22,6г/см³)                                                                                                                                             

7. Магнитные свойства. Ме и их сплавы, которые намагничиваются, называют ферромагнитными: Fe, Co, Ni.

 

Примеры химических свойств металлов (приложение к таблице)

1. 4Li + O₂ → 2Li₂O

2Na + O₂ → 2 Na₂O₂

2. 2Zn + O₂ → 2ZnO

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

3. 2Na + H₂O → 2NaOH + H₂↑
4. Zn + H₂O → ZnO + H₂↑

3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂↑

5. Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂↑
6. Cu + 2H₂SO₄(конц.) → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O

Cu + 4HNO₃(конц.) → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O

3Cu + 8HNO₃(разб.) → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

!!! Al, Cr, Fe не реагируют с конц. HNO₃  и H₂SO₄,

                      происходит пассивация на холоде

7. Zn + Cu(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Cu
8. BaO + H₂O → Ba(OH)₂
9. CuO + H₂ → Cu + H₂O
10. 2HgO → 2Hg + O₂↑
11. 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O

                _{электролиз}

12. 2NaCl                    2Na⁰    +    Cl₂↑

^{расплав                    на катоде         на аноде}

13.  NiO + C → Ni + CO↑

Fe₃O₄ + 4CO → 3Fe + 4CO₂↑

WO₃ + 3H₂ → W + 3H₂O

2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe

                                          _{электролиз}

2CuSO₄ + 2H₂O                    2Cu     +   O₂↑    +    2H₂SO₄

                                                                  ^{на катоде          на аноде            в   анодном}

                                                                              ^{пространстве} 

 

 

 

 

Общие химические  свойств, нахождение в природе, способы получения:

Li

K

Ba

Ca

Na

Mg

Al

Mn

Zn

Cr

Fe

Ni

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au

Восстановительная способность металлов в свободном состоянии

Возрастает

Окислительная способность ионов металлов

Возрастает

Взаимодействие с кислородом воздуха

Быстро окисляются при обычных условиях (1)

Медленно окисляются  при обычной температуре или при нагревании (2)

Не окисляются

Взаимодействие с водой

При обычных условиях с образованием щелочи и выделением Н2 (3)

При нагревании вытесняют Н2 с образованием оксидов металлов (искл. – Al: обр-ся Al(OH)3 + H2) (4)

-----------

Взаимодействие с кислотами

Вытесняют водород из растворов разбавленных кислот (кроме HNO3; с HNO3 реагируютс образованием нитратов металлов, воды и выделением оксидов азота, N2 или NH3 (в зависимости от активности металла и концентрации кислоты)) (5)

Не вытесняют водород из разбавленных кислот

Реагируют с конц. H2SO4 и HNO3 (6)

С кис-лотами не реагиру-ют, растворяются в «царской водке»

Взаимодействие с растворами солей

-------

Более активные металлы (стоящие в ряду активности левее) вытесняют менее активные из растворов солей (7)

Свойства оксидов

Реагируют с водой с образованием щелочей (8)

Оксиды не реагируют с водой, им соответствуют нерастворимые гидроксиды

Отношение оксидов к водороду и нагреванию

Оксиды этих металлов не восстанавливаются водородом

Оксиды восстанавливаются водородом при нагревании (9)

Разлагаются до металла и кислорода при t˚ > 400˚C (10)

Отношение гидроксидов к нагреванию

Плавятся без разложения

Разлагаются на оксид металла и воду при нагревании (11)

Нахождение в природе

Только в составе соединений

Как в составе соединений, так и в свободном состоянии

Преимущественно в свободном состоянии

Способы получения

Электролизом расплавов соединений (12)

Восстановлением С, СО, Н2, Al. Электролизом водных растворов солей (13)

Физическими методами