- •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
1.3. Классификация простых веществ по составу
Простые вещества состоят из атомов одного элемента, их делят на металлы и неметаллы. Металлы находятся в начале периодов (исключение – 1 период), неметаллы в конце периодов, правее диагонали от В до At (рис. 5).
Металл
Одноэлементное вещество, характерными свойствами которого являются высокая теплопроводность, высокая электропроводимость и металлический блеск и которое, как правило, поддается обработке путем прокатки, прессования, ковки и волочения.
Таблица 2. Классификация металлов |
||
Свойство или признак классификации |
Виды |
Перечень металлов |
Периодическая система |
||
Электронные конфигурации |
s-элементы (семейства) |
IA-IIA подгруппы |
p-элементы (семейства) |
IIIA-VIA подгруппы |
|
d-элементы (семейства) |
IБ – VIIIБ подгруппы |
|
f-элементы (семейства) |
Лантаноиды и актиноиды |
|
Химические свойства |
||
Химическая стойкость |
Благородные металлы (не реагируют с разбавленными кислотами) |
Металлы, стоящие в ряду стандартных окислительно-восстановительных потенциалов правее водорода Pt, Ir, Os, Ru, Rh, Pd, Au, Ag |
Неблагородные металлы (реагируют с разбавленными кислотами с выделением водорода) |
Металлы, стоящие в ряду стандартных окислительно-восстановительных потенциалов левее водорода |
|
Совокупность химических свойств и закономерности их изменения по группам |
Непереходные элементы |
Металлы главных подгрупп* |
Переходные элементы |
Металлы побочных подгрупп d – семейства, IБ – VIIIБ подгруппы*
|
|
Физические свойства |
||
Плотность |
Легкие металлы (ρ<5 г/см3) |
Щелочные и щелочноземельные металлы IA, IIA подгрупп, а такжеBe, Al, Sc, Ni, Y. (ρmin = 0,53 у Li) |
Тяжелые металлы (ρ>5 г/см3) |
Большинство металлов (ρmax = 22,58 у Os) |
|
Температура плавления |
Легкоплавкие металлы (tпл<1000оС) |
Щелочные и щелочноземельные металлы, а также Hg, Ga, Cd, Zn, Sn, Pb, Sb, Bi, Ag (tпл min = -39 оС у Hg) |
Тугоплавкие металлы (tпл>1500оС) |
W, Os, Re, Ta, Mo, Ir, Ru… (tпл max = 3377 оС у W) |
|
Агрегатное состояние (при 22оС ) |
Жидкие |
Hg |
Твердые |
Все остальные |
|
Распространенность элементов |
||
Распределение в земной коре |
Рассеянные |
Ga, In, Tl, Ge, Re, Hf, а также вторичные элементы |
Техническое назначение. Историческая традиция |
||
Применимость в технике |
Черные металлы |
Fe и сплавы** на его основе, а также компоненты сплавов –Mn, Cr, … |
Цветные металлы |
Cu и сплавы** на его основе. Все другие металлы кроме благородных и черных |
|
Редкие металлы |
Li, Rb, Cs, Be, Ga, In, Tl, Sc, Y, La, Ac, Ti, Zr, Hf, Ge, V, Nb, Ta, Mo, W, Re, лантаноиды, актиноиды |
|
* - В некоторых пособиях металлы IIБ – подгруппы (Zn, Cd, Hg), в других IIIБ – подгруппы (Sc, Y) – не относят к переходным металлам либо по признакам электронного строения, либо по химическим свойствам.
** - Сплавы – это многоэлементные твердые растворы различных металлов.