35. Свойства простого вещества.

Металлы (от лат. metallum — шахта, рудник) — группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами, такими как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и металлический блеск. Характерные свойства металлов

Металлический блеск (характерен не только для металлов: его имеют и неметаллы иод и углерод в виде графита)

Хорошая электропроводность

Возможность лёгкой механической обработки (см.: пластичность; однако некоторые металлы, например германий и висмут, непластичны)

Высокая плотность (обычно металлы тяжелее неметаллов)

Высокая температура плавления (исключения: ртуть, галлий и щелочные металлы)

Большая теплопроводность

В реакциях чаще всего являются восстановителями

[править]

Физические свойства металлов

Все металлы (кроме ртути и, условно, франция) при нормальных условиях находятся в твёрдом состоянии, однако обладают различной твёрдостью.

Химические свойства металлов

На внешнем электронном уровне у большинства металлов небольшое количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве реакций выступают как восстановители (то есть «отдают» свои электроны)

Реакции с простыми веществами

С кислородом реагируют все металлы, кроме золота, платины. Реакция с серебром происходит при высоких температурах, но оксид серебра(II) практически не образуется, так как он термически неустойчив. В зависимости от металла на выходе могут оказаться оксиды,пероксиды, надпероксиды. С кислотами металлы реагируют по-разному. Металлы, стоящие в электрохимическом ряду активности металлов (ЭРАМ) до водорода, взаимодействуют практически со всеми кислотами. Неметаллические свойства элементов определяются способностью атомов «принимать» электроны, т.е. проявлять при взаимодействии с атомами других элементов окислительные свойства. К неметаллам отно- сятся элементы с большой энергией ионизации, большим сродством к элек- трону и минимально возможным радиусом атома.

Особенно ярко окисли- тельные свойства выражены у атомов неметаллов 6 и 7 групп второго и третьего периодов. Самый сильный окислитель – фтор. Он окисляет даже воду и некоторые благородные газы: 2 F2 + 2 H2O = 4HF + O2 2 F2 + Xe = XeF4 Окислительные свойства неметаллов зависят от численного значения электроотрицательности атома и увеличиваются в следующем порядке: Si, B, H, P, C, S, I, Br, N, Cl, O, F.

36. Характер связи в металлах.

Валентные электроны, осуществляющие химическую связь, принадлежат не 2 или нескольким определенным атомам, а всему кристаллу металла. При этом валентные электроны способны свободно перемещаться в объеме кристалла. Связь является в высшей степени делокализованной. Образованную подобным образом химическую связь называют металлической связью, а совокупность делокализованных электронов в металле-электронным газом. Металлическая связь характерна для металлов, их сплавов. Пластичность металлов также объясняется специфическими свойствами металлической связи. При механическом воздействии на твердое тело отдельные слои его кристаллической решетки смещаются относительно друг друга. При смещении отдельных слоев кристаллической решетки происходит лишь некоторое перераспределение электронной плотности, связывающей друг с другом атомы металла, но разрыва химических связей не происходит-металл деформируется, не разрушаясь. Непрозрачность и характерный металлический блеск металлов обусловлены структурой энергетических уровней металлов. Близость энергий большого кол-ва свободных и занятых уровней приводит к тому, что любому кванту видимого света с энергией E=hv всегда имеется такая пара энергетических уровней, один из которых находится в валентной зоне, а другой в зоне проводимости, что разность их энергий равна E. В этом случае электрон из валентной зоны, поглощая квант света, переходит в зону проводимости. Свет не отражается, а поглощается. Поэтому металлы непрозрачны. В то же время металлам характерен блеск, который появляется в результате испускания света при возвращении возбужденных светом электронов на более низкие энергетические уровни. Металлическая связь ненасыщенна и ненаправлена. Первое следует уже из то, что она объединяет очень большое число атомов и при дальнейшем их увеличении главный ее признак-делокализация электронов не исчезает, а усиливается. Ненапраленность металлической связи обусловлена сферической симметрией облаков s-электронов: перекрывание, например 3 и более сфер зависит только от расстояний между ними инее зависит от направлений, по которым они сближаются. В этом причина того, что многие металлы могут менять свою форму без потери прочности.