Загальна характеристика металів

Загальна характеристика металів

ЦІЛІ УРОКУ: Навчальна: поглибити знання учнів про металічні елементи, їх положення в періодичній системі, про загальні фізичні властивості металів, особливості будови атомів, будови речовин, розширити знання учнів про види хімічного зв’язку введенням поняття про металічний зв’язок; показати його вплив на фізичні властивості речовин, утворених металічними елементами;Розвивальна: розвивати вміння аналізувати, порівнювати, узагальнювати та робити висновки на основі набутих знань; формувати навички пошукової роботи;Виховна: сприяти формуванню наукового світогляду, комунікативної та інформаційної компетентності.

Уявлення про метали. План010302 Класифікація металів. Особливості будови металів

МЕТАЛИЩо таке метали? – це речовини, які мають певні особливості у будові атомів і кристалів та за звичайних умов виявлять специфічні характерні властивості: високу електропровідність, теплопровідність, від’ємний температурний коефіцієнт електричної провідності, здатність добре відбивати світлові хвилі (блиск), пластичність.

Більшість металів достатньо поширена в природі. Так, вміст деяких металів в земній корі наступний: алюмінію – 8,2%, заліза – 4,1%, кальцію – 4,1%, натрію – 2,3%, магнію – 2,3% (в тому числі, в морській воді міститься натрію – 1,05% і магнію – 0,12%), калію – 2,1%, титану – 0,56%.

Метали в природіВ природі метали зустрічаються у різних формах:у вільному стані – у вигляді самородків. До цієї групи належать виключно малоактивні метали, які називають дорогоцінними, або благородними (срібло, золото, платина, інколи мідь, ртуть); у зв’язаному стані – у формі складних сполук:оксидів – простих (магнетит Fe3 O4, гематит Fe2 О3) і змішаних (каолін Аl2 O3 · 2 Si. O2 · 2 Н2 О, алуніт (Na,K)2 O · Аl. О3 · 2 Si. O2 та ін.солей: сульфідів (галеніт Pb. S, кіновар Нg. S) хлоридів (сильвін КС1, галіт Na. Cl, сильвініт КСl · Nа. Сl, карналіт КСl · Мg. Сl2 · 6 Н2 О), сульфатів (барит Ва. SO4, ангідрид Са. SО4, гіпс Са. SО4 · 2 Н2 О), фосфатів (апатит Са3(РО4)2), карбонатів(крейда, мармур Са. СО3, магнезит Мg. СО3).

– це електропровідні сполуки, що утворюються внаслідок впровадження деяких реагентів у міжшаровий простір кристалічної решітки речовин з шаруватим типом структури.Інтеркалати. Ti. Fe. La. Ni5 Mg2 Ni

Напівпровідники – речовини, які за своєю питомою провідністю займають проміжне місце між провідниками і діелектриками і відрізняються від провідників сильною залежністю питомої провідності від концентрації домішок, температури і дії різних видів випромінювання. Напівметали – хімічні елементи, що займають проміжну позицію за своїмиелектрофізичними властивостями між власно металами і напівпровідниками. BAs. Sb. Te. Po. Sn

Геохімічна класифікація. За електронною конфігурацією. За природним походженням. За конструкційними властивостями. За походженням. За розповсюдженням у природіКЛАСИФІКАЦІЯ МЕТАЛІВ

Геохімічна класифікація

За електронною конфігурацієюs-метали – лужні та лужноземельні метали, а також магній Mg і берилій Be;p-метали – алюміній Al, галій Ga, індій In, талій Tl (головна підгрупа III групи),германій Ge, олово Sn, свинець Pb (головна підгрупа IV групи), бісмут Bi (головнапідгрупа V групи), полоній Po (головна підгрупа VІ групи);d-метали – елементи I-VIIIВ-підгруп періодичної системи;f-метали – лантаноїди і актиноїди. Перші дві групи (s- і p-метали) іноді називають прості метали, а дві останні (d- іf-метали) – перехідні метали, оскільки вони виконують функцію неначе сполучальноїланки між s- і p-металами і виявляють вторинну періодичність у змінюванні потенціалів іонізації, атомних радіусів, фізичних і хімічних властивостей.

За природним походженням лужні метали (літій Li, натрій Na, калій K, рубідій Rb, цезій Cs, францій Fr);лужноземельні метали (кальцій Ca, стронцій Sr, барій Ba, радій Ra);родина заліза – залізо Fe, кобальт Co, нікель Ni;платинові метали – рутеній Ru, осмій Os, паладій Pd, родій Rh, іридій Ir, платина Pt;лантаноїди – 14 металів, що стоять у періодичній системі елементів після лантану 57 La – від церію 58 Ce до лютецію 71 Lu; інколи до цієї групи відносять і сам лантан; серед лантаноїдів є один радіоактивний метал – прометій 61 Pm;актиноїди – 14 металів після актинію 89 Ac, починаючи від торію 90 Th і закінчуючилоуренсієм 103 Lr; як і у випадку лантаноїдів, до родини актиноїдів часто приєднують і актиній; і всі актиноїди належать до радіоактивних елементів, причому у природі знайдені тільки Th, Pa, U, Np, Pu і Ac, а решта, від америцію 95 Am до лоуренсію 103 Lr, одержані штучно;рідкоземельні метали – скандій Sc, ітрій Y, лантан La і лантаноїди

важкі метали, густина яких перевищує 5 г/см3 наприклад: мідь Cu, цинк Zn, свинець Pb, ртуть Hg, найважчим металом є осмій Os, густина якого дорівнює 22,6 г/см3;легкі метали, що мають густину менше 5г/см3, наприклад: калій K, натрій Na, магній Mg, алюміній Al, найлегший метал – літій Li з густиною 0,53г/см3;легкоплавкі метали, температури плавлення яких не перевищують 1500о. С; до них належать францій Fr (Тпл = 18-21о. С), цезій Cs (Тпл = 28,5о. С), галій Ga (Тпл = 29,1о. С), калій K (Тпл = 62,3о. С), натрій Na (Тпл = 97,8о. С), олово Sn (Тпл = 231,85о. С), свинець Pb (Тпл = 327,4о. С), а найлегкоплавкішою є ртуть Hg, температура плавлення якої дорівнює Тпл = –38,9о. С (рис. 14.4);тугоплавкі метали, температури плавлення яких вище 1500о. С: залізо Fe (Тпл = 1539о. С), молібден Mo (Тпл = 2620о. С), осмій Os (Тпл = 3030о. С); найтугоплавкіший метал – вольфрам W, температура плавлення якого складає Тпл = 3420о. С (рис. 14.4);благородні метали, які виявляють підвищену хімічну стійкість до окиснювальних і агресивних реагентів; благородними металами є золото Au, срібло Ag, платина Pt, паладій Pd, родій Rh, іридій Ir, рутеній Ru, осмій Os;радіоактивні метали – це метали, усі ізотопи яких мають радіоактивні властивості: технецій 43 Tc, прометій 61 Pm, полоній 84 Po і всі метали з більшими, ніж у полонію, атомними номерами. За конструкційними властивостями з урахуванням механічних, фізичних, хімічних таінших особливостей метали поділяються на численні групи, наприклад:

природні метали, які входять до складу природних сполук. Це метали від Літію Li до Плутонію (94 Рu);штучні метали, що утворюються внаслідок ядерних реакцій. Окрему групу складають радіоактивні елементи, яких відомо 27: Технецій 43 Тс, Прометій 61 Рm, Полоній 84 Ро та всі елементи, що розміщуються в періодичній системі за Полонієм. За походженням виділяють такі групи елементів:

поширені метали – це, по-перше, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, які разом з О і Si становлять 98,53% від маси земної кори, а також Zn, Cu, Mn, Cl, Ba, Sr та Cr. На всі інші елементи припадає лише 0,85%;рідкі метали – малопоширені у природі або маловивчені метали, вміст яких у земній корі надто низький, наприклад: Літій Li, Рубідій Rb, Цезій Cs, Молібден Mo, Вольфрам W, Берилій Be, Цирконій Zr, Гафній Hf, Ванадій V, Ніобій Nb, Тантал Ta;розсіяні метали – метали, що не утворюють власних родовищ і самостійних мінералів, а знаходяться з іншими металами як домішки, наприклад, Германій Ga, Цезій Cs. За розповсюдженням у природі всі метали можна поділити на три умовні групи:

еталічні елементи– це речовини, що мають типові металічні властивості та складаються із двох чи більше елементів, із яких меншою мірою хоч одним є метал.

Сплави поділяють на:антифрикційніжаростійкіжароміцнікорозійностійкілегкінадлегкістійкі до зношування

кристалізація при охоложденні розплавлених компонентів;сумісне електроосадження твердої фази із розчину чи з газової фази;дифузійне насичення одного компонента іншим. Одержання сплавів. Для одержання сплавів розроблені численні способи. Найчастішевикористовують такі:

Підсумок. У природі метали досить поширені і майже всі, за винятком благородних, існують тільки у вигляді сполук, що входять до складу мінералів. У металах головним чином здійснюється особливий тип хімічного зв’язку – металічний зв’язок, однак може бути і ковалентний зв’язок. Будова атомів і структура кристалічної гратки металів визначають сукупність фізичних властивостей: механічних, теплових, електричних, оптичних, магнітних. Хімічна поведінка металів зумовлюється положенням в періодичній системі, низькими значеннями потенціалів іонізації та достатньо великими радіусами атомів за наявності малої кількості валентних електронів.

Схарактеризуйте розташування металічних елементів у періодичній системі. У чому полягає особливість будови електронної оболонки атомів металічних елементів?Які особливості металічного хімічного зв'язку вам відомі?Назвіть фізичні властивості металів, наведіть приклади. ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ