2. Метали

Елементи-метали в Періодичній системі

Якщо в Періодичній системі провести діагональ від Берилію до Астату, то зліва внизу розміщуватимуться елементи-метали (до них же належать елементи побічних підгруп). Атоми металів порівняно легко віддають електрони, перетворюючись на позитивно заряджені йони. Це пояснюється тим, що в атомів металів: — мале число електронів на зовнішньому енергетичному рівні та є вільні валентні орбіталі (лужні, лужноземельні метали, метали III групи); — електронами заповнюється передостанній енергетичний рівень; на зовнішньому рівні один або два електрони (метали побічних підгруп, d-елементи); — електрони розміщуються відносно далеко від ядра (Полоній, Бісмут, Стибій). 

Хімічні властивості металів

Метали розрізняються між собою хімічною активністю, тобто здатністю вступати в хімічні реакції. Їх можна розташувати в ряд за зменшенням активності (див. таблицю). Метали — відновники. Отже, вони вступатимуть у хімічні реакції з окисниками. 1) Взаємодія з простими речовинами — неметалами (див. таблицю). 2) Взаємодія з кислотами. Метали, що стоять у ряду стандартних електродних потенціалів до Гідрогену, витісняють водень із розбавлених кислот, окрім нітратної: 3) Взаємодія з солями. Активніші метали витісняють менш активні з розчинів їх солей: 4) Взаємодія з водою. Активні метали, що стоять у ряду стандартних електродних потенціалів до Алюмінію включно, реагують із водою з утворенням основ і водню: Метали, що стоять у ряду стандартних електродних потенціалів після Алюмінію, реагують із водою під час нагрівання з утворенням оксидів і водню: Метали, що стоять у ряду стандартних електродних потенціалів після Гідрогену, з водою не реагують. 5) Метали, гідроксиди яких амфотерні, реагують і з кислотами, і з основами: Загальні способи добування металів. Електроліз розплавів солей і лугів

Металургія — це галузь промисловості, яка займається видобуванням металів із руд. Електроліз — окисно-відновний процес, що відбувається на електродах під час проходження електричного струму через розплав або розчин електроліту. Якщо в розплав електроліту, наприклад натрій хлориду, занурити інертні електроди й пропускати постійний електричний струм, то катіони   рухаються до катода — негативно зарядженого електрода, а аніони   — доанода — позитивно зарядженого електрода. На аноді відбувається процес окиснення, на катоді — відновлення. Металевий зв'язок. Зв'язок, який утвориться внаслідок взаємодії відносно вільних електронів з іонами металів, називаються металевим зв'язком. Цей тип зв'язку характерний для простих речовин- металів. Суть процесу утворення металевого зв'язку складається в наступному: атоми металів легко віддають валентні електрони і перетворюються в позитивні заряджені іони. Відносно вільні електрони, що відірвалися від атома, переміщаються між позитивними іонами металів. Між ними виникає металевий зв'язок, т. е. Електрони як би цементують позитивні іони кристалічних ґраток металів.

Електрохімі́чний ряд напру́г, ряд активності — послідовність металів за ступенем легкості віддачі електронів при хімічних реакціях у водних розчинах солей.

У цьому ряді найпоширеніші метали розташовуються в такому порядку:

K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au.

Електрохімічний ряд напруг показує:

• Чим лівіше розміщений метал у ряді напруг, тим він

  • хімічно активніший; - сильніший відновник; -легше окислюється

  • важче відновлюється з його іонів

• Чим правіше розміщений метал в ряді напруг, тим він

  • хімічно менш активний; -слабший відновник; -важче окислюється; - легше відновлюється з його іонів.

• Кожний метал ряду напруг відновлює (витісняє) катіони всіх металів, що стоять у ряді правіше від нього у водних розчинах їх солей.

• Усі метали, що стоять у ряді напруг лівіше від водню, відновлюють (витісняють) його іони у водних розчинах кислот (крім нітратної), а метали, що стоять правіше від нього, не відновлюють.

Білет № 25

1)Охарактеризуйте окисно-відновні реакції,їх типи.Визначення коефіцієнтів у рівняннях окисно-відновних реакцій методом електронного балансу.

О́кисно-відно́вна реа́кція — хімічна реакція, яка відбувається зі зміною ступеня окиснення атомів, що входять до складу реагентів, і реалізується перерозподілом електронів між атомом-окисником та атомом-відновником.

Типи:

- міжмолекулярні — реакції, в яких атоми, що відновлюються та окиснюються знаходяться в різних молекулах, наприклад:

-внутрішньомолекулярні — реакції, в яких атоми, що відновлюються та окиснюються знаходяться в одній і тій ж самій молекулі, наприклад:

-репропорціонування (компропорціонування)

-диспропорціонування (самоокиснення-самовідновлення) - реакції, в яких атоми одного елементу перетворюються на речовину (речовини) зі змінною ступенів окиснення, наприклад:

Окисно-відновна реакція між воднем та фтором:

Поділяється на дві напівреакції:

1) Окиснення:

2) Відновлення:

Атоми та йони, які в даній реакції приєднують електрони є окисниками, а які віддають електрони -відновниками.

Метод електронного балансу – це один з методів зрівнювання окислювально-відновних реакцій(ОВР).Полягає в тому щоб на підставі мір окислення розставити коефіцієнти в ОВР.Для правильного зрівнювання слід дотримуватися певної послідовності дій :

Знайти окисник і відновник.

Скласти для них схеми(напівреакції) переходів електронів, що відповідають цьому окислювально-відновному процесу.

Зрівняти число відданих і прийнятих електронів в напівреакціях.

Підсумувати нарізно ліві і праві частини напівреакцій.

Розставити коефіцієнти в рівнянні окислювально відновної реакції.

Приклад: Li + N2 = Li3N

Li0 + N20 = Li3+1N−3

Li0 — 1e = Li+1

Отримуємо:

6Li0 — 6e = 6Li+1

N20 + 6e = 2N−320 + 6e = 2N−3

6Li + N2 = 2Li3N

2)Проаналізуйте поширення в природі,властивості,одержання і застосування лужних металів та їх сполук.

Лужні метали - це елементи 1-ї групи періодичної таблиці хімічних елементів (по застарілої класифікації - елементи головної підгрупи I групи) : літій Li, натрій Na, калій K, рубідій Rb, цезій Cs і францій Fr. При розчиненні лужних металів в воді утворюються розчинні гідроксиди, звані лугами. Лужні метали зустрічаються в природі у формі сполук, що містять однозарядні катіони. Багато мінералів містять у своєму складі метали головної підгрупи I групи.

Фізичні властивості

Лужні метали — м'які (натрій ріжеться ножем, як вершкове масло, інші трохи жорсткіші) метали від сріблисто-білого до сірого кольору з характерним блиском, що дуже швидко тьмяніють на повітрі. Легкоплавкі й рухливі. Агресивні, вибухонебезпечні (зберігаються в атмосфері інертного газу або під шаром гасу)

Хімічні властивості:

- Взаємодія з водою:

- Взаємодія з киснем:

-реагують із неметалами: 2Na + S = Na2S

2K + Br2 = 2KBr

Отримання лужних металів:

-Для отримання лужних металів використовують в основному електроліз розплавів їх галогенідів, найчастіше - хлоридів, що утворюють природні мінерали :

-проводять електроліз розплавів їх гідроксидів :

-Лужний метал може бути відновлений з відповідного хлориду або броміду кальцієм, магнієм, кремнієм та ін восстановителями при нагріванні під вакуумом до 600-900 C:

Білет №26

1)Охарактеризуйте будову комплексних сполук.Типи хім..зв.в комплексних сполуках.

Комплексні сполуки – це стійкі хім.сполуки,у вузлах кристалічної гратки яких,містяться складні частинки,що містять центральний атом або йон і оточуючи його молекули або йони.

Будова КС: К₃[Fe(CN)₆] :зовнішня сфера,внутрішня сфера,ліганда,координаційне число,центральний атом(комплексоутворювач).В ролі комплексоутворювача виступають d – елементи.Координаційне число – це число зв’язків за допомогою яких,ліганди зв’язуються з комплексоутворювачем,воно залежить від природи комплексоутворювача і ліганд,із збільшенням ступеня окиснення центрального атома зростає і значення координаційного числа,яке переважно у 2 рази більше від валентності комплексоутворювача, і в більшості випадків має значення 2,4,6.Ліганди характеризує координаційна ємність або дентатність,що визначає кількість місць який займає ліганд у внутрішній координаційній сфері.

Природа хім.зв.в К.С.:

• Метод валентних зв’язків – пояснює утв.КС.за рахунок донорно-апцепторного зв’язку.Донором виступає атом,що входить до складу ліганда.

• Теорія кристалічного поля – пояснює властивості хім.сполук кристалічної будови,основана на тому,що між комплексоутворювачем і лігандами виникає електростатична взаємодія,як і при утворенні йонного зв’язку.

• Метод молекулярних орбіта лей,оснований на уявленні про утворення молекулярних орбіта лей,шляхом комбінації атомних орбіта лей комплексоутворювача і лігандів.

2)Проаналізуйте знаходження в природі,добування металів ІІ А групи.Добування.Солі Магнію та лужноземельних металів : властивості та використання їх в медицині.

……….

№27

2.Тве́рдість води́ — якщо вода містить значні кількості солей кальцію і магнію, то таку воду називають твердою, а коли цих солей зовсім немає, або вони містяться в незначних кількостях, то — м'якою.

Способи усунення твердості води

Для зниження твердості води застосовують різні способи. Серед них найбільш поширеним є так званий содово-вапняний спосіб. Суть його полягає в тому, що до води додають розраховану кількість розчину гідроксиду кальцію Са(ОН)2 (вапняна вода) і соди Na2CO3.

1. Ко́мплексні сполу́ки або координаці́йні сполу́ки — складні хімічні сполуки, в яких можна виділити центральнийатом (комплексоутворювач) і безпосередньо зв'язані з ним молекули або йони — так звані ліганди або аденти. Центральний атом та ліганди утворюють внутрішню сферу (комплекс); молекули або йони, які оточують комплекс — зовнішню координаційну сферу. Центральним атомом можуть бути як метали, так і неметали. Утворення комплексних сполук широко використовується в різноманітних галузях хімічної технології (виділення, очищення, розділення платинових, рідкісноземельних та деяких інших металів).

дисоціація комплексних сполук.

Особливість цього процесу обумовлена ​​тим, що сфери комплексних сполук вкрай різняться між собою за ступенем стійкості елементів. Тут мається на увазі, перш за все, розбіжність зовнішньої і внутрішньої сфер речовини. Його частинки, які розташовуються у зовнішній сфері, дуже слабо пов'язані з комплексним іоном тому, що їх зв'язок забезпечується тільки за допомогою електростатичних сил. Як результат - вони абсолютно легко відчіплюються від основної речовини у водному розчині.

Така дисоціація комплексних сполук отримала назву первинної

Хімія — наука про речовини, їхні властивості, будову і взаємні перетворення. Предмет вивчення хімії — хімічні елементи та їх сполуки, а також закономірності перебігу різних хімічних реакцій. Приклади застосування хімії в різних галузях: — медицина — лікарські засоби та різні медичні матеріали; — сільське господарство — добрива, засоби захисту рослин; — харчова промисловість — барвники, ароматизатори, смакові добавки, синтезовані харчові продукти; — металургія — процеси добування металів та їхніх сплавів; — хімічна промисловість — хімічні реактиви, пластмаси, штучні тканини, барвники; — будівництво — будівельні матеріали: цемент, шифер, цегла, оздоблювальні матеріали тощо. Практично неможливо перелічити всі випадки використання хімічних знань, але є ще один важливий аспект їхнього застосування: без них неможливо зрозуміти сутність явищ і процесів, досліджуваних фізикою, біологією, геологією та іншими науками.

2. Хімія посідає важливе місце як в медицині, так і у фармації.

Хімія займає одне з провідних місць у розвитку фармації, адже без досягнень науки хімії було б неможливо виготовляти практично жодного лікарського препарату. Зв’язок хімії з фармацією має давнє коріння. Так, у середні століття алхіміки неодноразово робили спроби втрутитися в медицину і часто лікар, і хімік сполучалися в одній особі. Проте алхімічні теорії не могли принести користі практичній медицині, тому що вони ґрунтувалися не на досвіді, а на упереджених і помилкових твердженнях і, як правило, вели до помилок. Випадкові успіхи хіміків і використання народного досвіду все-таки допомагали медикам і первісним фармацевтам, і контакти між ними і хіміками ніколи не переривалися. Наука хімія та хімічна промисловість сильно впливає на різноманітні сторони людської діяльності. Цей вплив відбувається і у напрямку фармації. Без сучасної хімії неможливо уявити розвиток сучасної галузі фармації. Хімію, без перебільшення, можна віднести до матері фармації.