
- •Методичні рекомендації щодо виконання самостійних робіт з дисципліни «хімія (спецрозділи)»
- •73000, М. Херсон, вул. 40 років Жовтня, 23
- •Основні теоретичні відомості
- •1. Фізичний зміст періодичної системи:
- •3. В групах зверху донизу:
- •Практичне закріплення вивченого
- •1. Форми існування металів у природі.
- •2. Особливості будови атомів металічних елементів.
- •3. Будова металічної кристалічної ґратки.
- •4. Класифікація металів.
- •4. Загальні фізичні властивості металів.Є
- •5. Загальні хімічні властивості металів.
- •6. Добування металів у промисловості.
- •Практичне закріплення вивченого Дайте відповіді на тестові запитаня, позначивши тільки правильні.
1. Форми існування металів у природі.
Метали існують у природі переважно у вигляді різноманітних руд: оксидних Fe2O3, Fe3O4, SnO2, Cr2O3; сульфідних FeS2, ZnS, PbS, HgS та інших Na2SO4∙10H2O, CaSO4∙2H2O, NaNO3, KNO3, Ca3(PO4)2.
Однак окремі метали існують у вільному вигляді Ag, Au, Pt. Різниця у видах існування металів полягає у різній хімічній активності металів.
2. Особливості будови атомів металічних елементів.
За хімічною будовою до металів відносять усі елементи, що мають на зовнішньому енергетичному рівні від 1 до 3 електронів. Це можуть бути s-елементи, р-елементи,
d -елементи та f-елементи.
У ПС з 110 відомих нині елементів 88 є металами, а 22 неметалами.
3. Будова металічної кристалічної ґратки.
Хімічні та фізичні властивості металів пов’язані з особливістю їх будови. Для металів характерною є металічна кристалічна гратка .(рис.1).
Рисунок 1 Будова металічної кристалічної гратки
В кристалічній гратці металів електронів набагато менше, ніж існуючих атомних орбіталей, тому електрони здатні вільно рухатися по усім орбіталям одночасно, створюючи таким чином єдину електронну систему, що, нібито клей, склеює усі існуючи атоми металу. Тому структуру металу можна представити як атоми (йони) металу, що зв’язані електронним газом. Металічний зв’зок – це зв’язок між атомами, катіонами та усуспільненими електронами. Металічний зв’язок є делокалізованим та не має направленості.
Чисті метали у твердому стані мають кристалічну будову. Існує декілька типів кристалічних ґрадок металів:
Рис.2 Кубічна об’ємноцентрована кристалічна ґрадка
(натрій, калій, барій, ванадій, вольфрам, хром, залізо)
Рис. 3 Кубічна гранецентрована кристалічна ґрадка
Рис.4 Гексагональна кристалічна ґрадка
(кальцій, алюміній, свинець, мідь, срібло, платина і т.д.):
4. Класифікація металів.
1. |
Чорні метали |
Fe, Mn, Cr |
2. |
Кольорові метали |
Na, K, Mg, Al, Ca, Ba, Cu, Hg, Pb, Bi, Co, Ni, Zn, Ti |
3. |
Легкі рідкісні метали |
Li, Rb, Cs, Be |
4. |
Тугоплавкі рідкісні метали |
W, Nb, Ta, Hf, Mo, Zr, Os |
5. |
Рідкісноземельні метали |
Sc, Y, La, 14 лантаноїдів |
6. |
Радіоактивні метали |
Th, Ra, U, Ac, 14 актиноїдів |
7. |
Благородні метали |
Ag, Au |
8. |
Платинові метали |
Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt |
4. Загальні фізичні властивості металів.Є
Металевий блиск : Метали, на відміну, від скла і інших матеріалів – непрозорі сполуки, тобто світлові промені крізь них не проходять. Вони поглинають їх лише в деякій мірі, інакше вони здавалися б нам чорними тілами. Здебільшого майже всі метали в однаковій мірі поглинають і відбивають своєю поверхнею довго- і короткохвильові світлові промені. Тому метали, як правило, сріблясто – сірого кольору. Виключення становлять мідь та золото.
Електропровідність: обумовлена наявністю вільних електронів .Електрони рухаються від одного вузла кристалічної ґратки до іншого .Електрофізична властивість металів, яка пов’язана з проходженням електричного струму, визначається як позитивний температурний коефіцієнт електроопору. При підвищенні температури електропровідність металів значно падає (тобто підвищується їх електроопір). При знижені температури електропровідність металів зростає. Найбільшу електропровідність мають: срібло, мідь, золото, алюміній.
Теплопровідність: обумовлена наявністю вільних електронів, які є носіями теплової енергії.
Пластичність: це здатність тіла під впливом зовнішньої сили змінювати форму і зберігати її після зупинки дії цієї сили .
У металів пластичність проявляється у здатності коватись, викативатися у листи, витягуваться у проволоку і т.д. Серед металів найбільшу пластичність має золото (з 1 г золота можна витягнути проволоку довжиною 3 км). Високу пластичність мають платина, срібло, мідь, свинець, залізо та інші. Дуже погана пластичність – у марганця. Серед важливих механічних властивостей металів необхідно зазначити також пружність, повзучість та міцність. З інших типових властивостей–магнітні властивості. Вони обумовлені здатністю металів до намагнічування та взаємодією з магнитним полем Метали, які проявляють здатність до намагнічування, називаються парамагнітними (залізо, кобальт, нікель), метали, які нездатні намагнічуватись – діамагнитними .