- •О.Б.Чалова, а.М. Сыркнн Химические свойства металлов
- •Рецензенты
- •Введение
- •1. Деление элементов на металлы и неметаллы.
- •1.1. Периодические свойства атомов и ионов
- •1.2. Деление элементов на металлы и неметаллы.
- •1.3. Классификация простых веществ по составу
- •Неметалл
- •2. Металлическая химическая связь. Металлические структуры
- •2.1. Упрощенная модель металлической химической связи
- •2.2. Резонанс ковалентных связей в металлах.
- •2.3. Зонная теория проводимости. Зонные структуры в металлах
- •2.4. Металлические структуры
- •2.5. Поликристаллическая структура металлов
- •2.6. Сплавы и интерметаллические соединения металлов
- •2.6.2. Интерметаллические соединения.
- •3. Физические свойства металлов
- •3.2. Поляризуемость.
- •3.3. Температура плавления, температура кипения металлов.
- •3.4. Электропроводность.
- •3.5. Теплопроводность.
- •3.6. Магнитные свойства.
- •3.7. Механические свойства.
- •3.8. Сверхпроводимость.
- •3.9. Контактные потенциалы
- •3.10. Работа выхода электрона.
- •4. Химические свойства металлов
- •4.1. Общие тенденции изменения химической активности металлов.
- •4.2. Взаимодействие металлов с неметаллами
- •4.2.1. Общие тенденции изменения окислительной способности неметаллов
- •4.2.2. Взаимодействие металлов с галогенами
- •4.2.3. Взаимодействие металлов с кислородом
- •4.2.4. Взаимодействие металлов с халькогенами
- •4.2.5. Взаимодействие металлов с азотом и фосфором
- •4.2.6. Взаимодействие металлов с углеродом, кремнием, водородом
- •5. Взаимодействие металлов с водными растворами окислителей
- •5.1. Ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов металлов
- •5.2. Взаимодействие металлов с водой
- •5.3. Взаимодействие металлов с водными растворами щелочей
- •5.4. Взаимодействие металлов с растворами кислот, окисляющими
- •5.5. Взаимодействие металлов с концентрированной серной кислотой
- •5.6. Взаимодействие металлов с азотной кислотой
- •5.7. Взаимодействие металлов с «царской водкой» и другими смесями
- •5.8. Взаимодействие металлов с растворами солей
- •5.8.1. Окисление катионом неактивного металла в растворах солей.
- •5.8.2. Окисление металлов в растворах солей, подвергающихся гидролизу по катиону
- •5.8.3. Окисление металлов в растворах солей, подвергающихся гидролизу по аниону
- •5.8.4. Окисление металла растворенным кислородом.
- •5.8.5. Окисление металла в растворах, содержащих анионы – лиганды.
- •5.8.6. Взаимодействие металлов с растворами аммиака
- •6. Экспериментальная часть
- •6.1. Общие рекомендации для подготовки к лабораторным занятиям
- •Лабораторная работа №_____ Тема:________________________________________________
- •6.2. Основные правила безопасной работы в химической лаборатории
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Учебное издание
- •Химические свойства металлов Редактор л.А.Маркешина
- •Тираж 600 экз. Заказ .
- •450062, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. Космонавтов, 1
1. Деление элементов на металлы и неметаллы.
Периодический закон и периодические свойства атомов.
Теоретической основой неорганической химии является Периодический закон:
Свойства атомов элементов, состав и свойства образуемых ими простых и сложных соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов.
Составим конфигурации валентных электронов атомов элементов главных подгрупп (таблица 1).
Таблица 1 Валентные электроны и характерные степени окисления элементов главных подгрупп
Подгруппа |
IA |
IIA |
IIIA |
IVA |
VA |
VIA |
VIIA |
VIIIA |
Валентные электроны |
ns1 |
ns2 |
ns2np1 |
ns2np2 |
ns2np3 |
ns2np4 |
ns2np5 |
ns2np6 |
Максимальная степень окисления |
+1 |
+2 |
+3 |
+4 |
+5 |
+6 (исключая О) |
+7 (исключая F) |
|
Минимальная степень окисления металлов |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Минимальная степень окисления неметаллов |
|
|
|
-4 |
-3 |
-2 |
-1 |
|
В периоде с увеличением заряда ядра атома происходит закономерное изменение конфигурации валентных электронов и, следовательно, закономерное изменение свойств атомов и их соединений (горизонтальная периодичность).
Число валентных электронов и максимальная положительная степень окисления у атомов элементов главных подгрупп совпадает с номером группы. Элементы одной подгруппы имеют подобные конфигурации валентных электронов, поэтому свойства их атомов и соединений близки, схожи. Элементы одной подгруппы называют «электронными аналогами». Это справедливо и для элементов побочных подгрупп (таблица 1 приложения). При изучении свойств элементов рассматривают их изменение по подгруппе (вертикальная периодичность).
С увеличением заряда ядра у атомов элементов Периодической системы закономерно, периодически повторяются конфигурации валентных электронов (таблица 1). Это обуславливает основной закон химии – Периодический закон.
Таким образом, свойства аналогичных, однотипных соединений сравнивают для элементов
- одной подгруппы (вертикальная периодичность);
- одного периода (горизонтальная периодичность);
- элементов, расположенных по диагонали (диагональное сходство);
- элементов малых и больших периодов (вторичная периодичность).
Химические свойства металлов связаны в первую очередь со строением электронных оболочек атомов. А именно последнего и предпоследнего электронных слоев. Увеличение количества электронов в третьем снаружи слое мало влияет на химические свойства элемента. Так, атомы лантаноидов и актиноидов различаются между собой в основном по степени заполнения электронами третьего наружного слоя, поэтому лантаноиды и актиноиды очень близки по химическим свойствам.