5.2.1. Місце металічних елементів у періодичній системі. Загальна характеристика металів

5.2.2. Фізичні та хімічні властивості металів

5.2.3. Характеристика й екологічна значимість окремих представників металічних елементів і їх сполук

Література

/1/ - Григор’єва В.В., Самійленко В.Н., Сич А.М., Голуб О.А. Загальна хімія.

– К.: Вища школа, 2009. – 471 с.

/2/ - Попель П.П., Крикля Л.С. Хімія. Підручник для загальноосвітніх

навчальних закладів. Академічний рівень. Рівень стандарту, 10 кл.

/3/ - Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія. – К.: Ірпінь, ВТФ

«Перун», 2002. – 480 с. (Частина 1. Розділ 8. § 7.1-7.9).

/5/ - Ярошенко О.Г. Хімія. Підручн. для 10 кл. загальноосвіт. навч. закл.

(рівень стандарту, академічний рівень). К.: Грамота, 2010. – К.;

Видавничий центр «Академія», 2010.

/6/ - Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 1987. – 704 с. (Глава 1. § 37).

5.2.1. Місце металічних елементів у періодичній системі. Загальна характеристика металів

Металічних елементів існує значно більше, ніж неметалічних. До них належать усі d- і f-елементи, а також s-елементи (крім Гідрогену і Гелію) та кілька р-елементів. У довгому варіанті періодичної системи металічні елементи займають ліву і центральну частини:

У природі металічні еле­менти трапляються досить часто. Найбільше металічних елементів містить літосфера. Найпоширенішим серед них є Алюміній. Елементи, які утворюють активні метали, містяться переважно в хлоридних, карбонатних, сульфатних і силікатних мінералах, інші – в оксидних і сульфідних мінералах; дуже рідко трапляються самородні мідь, срібло, золото, платина (рис. 6).

Рис. 6. Природні речовини, утворені металічними елементами

У гідросфері також багато металічних елементів, але у значно менших кількостях. У воді морів і океанів переважає Натрій, а у прісній воді – Кальцій.

Металічні елементи містяться і в живих організмах. Натрій і Калій входять до складу усіх клітин, Магній є у хлорофілі, а Ферум – у гемоглобіні. Сполуки Кальцію становлять неорганічну основу кісток, зубів, яєчної шкаралупи, черепашок.

В атомі будь-якого металіч­ного елемента на зовнішньому енергетичному рівні перебуває невелика кількість електронів (як правило, від одного до трьох). Такий атом може віддавати ці електрони й перетворювати­ся на позитивно заряджений йон (катіон):

М – nе^- = Мⁿ⁺

Здатність атомів металічних елементів втрачати електрони зростає зі збільшенням радіусів атомів: у періоді – справа наліво, а в групі – згори донизу. Типові металічні елементи розміщені в лівому нижньому куті періодичної системи. Серед них – Цезій; його атом найлегше втрачає електрон.

Прості катіони металічних елементів входять до складу відповідних оксидів, основ, солей. Значення зарядів таких йонів для елементів головних підгруп І—III груп збігаються з номерами груп: Nа⁺, Мg²⁺, Аl³⁺. Подібної закономірності для елементів побічних підгруп немає. Наприклад, елемент І групи Купрум утворює катіони Сu⁺ і Сu²⁺, а елемент VIII групи Ферум – катіони Fе²⁺ i Fе³⁺.

Атоми деяких металічних елементів здатні утворювати ковалентні зв'язки з атомами неметалічних елементів. Результатом цього є існування відповідних складних аніонів (наприклад, МnО₄^¯) або молекул (СгОз).

Металічні елементи утворюють прості речовини — метали. За звичайних умов вони перебувають у твердому стані (крім ртуті) і є кристалічними речовинами.

За зовнішнім виглядом (рис. 7) і властивостями метали дуже схожі. Це зумовлено наяв­ністю в них хімічного зв'язку особливого типу.

Рис.7. Метали

Атоми в кожному металі розміщені дуже щільно. Унаслідок цього зовнішні орбіталі сусідніх атомів перекриваються. Електрони, що перебувають у таких орбіталях, відокремлюються від «своїх» атомів і починають хаотично рухатись у речовині (рис.8).

Рис. 8. Спрощена модель будови металу

Ці електрони називають делокалізованими, або усуспільненими. Атоми, втрачаючи електрони, перетворюються на катіони.

Зв'язок між катіонами в металі, здійснюваний за допомогою делокалізованих електронів, називають металічним зв'язком.