29 Билет

Все простые вещества можно поделить на металлы и неметаллы, поскольку их свойства существенно различаются. Но граница между металлами и неметаллами нечеткая, есть ряд элементов, которая обладает свойствами тех и других (сера, мышьяк). Большинство химических элементов – металлы.

Характерные свойства: металлическая связь в кристаллах, металлический блеск, хорошая тепло- и электропроводность, проявляют восстановительные свойства, оксиды металлов имеют ионный характер и при растворении в воде образуют основные растворы.

Главное влияние на физические свойства металлов оказывает электронное строение атомов и кристаллической решетки. Её важной характеристикой является симметрия и координационное число. Наиболее частые виды симметрии:

1 ) объемно-центрированная, кубическая 2) гранецентрированная, кубическая 3) гексагональная

Любое металлическое изделие состоит из множества кристаллов (поликристаллическая структура). При кристаллизации металла из расплавленного состояния, растущие кристаллы мешают друг другу принять правильную форму, они деформируются и имеют неправильную форму (кристаллиты).

Плотность металла зависит от: симметрии кристаллической решетки, координационного числа и размера атомов. Различают легкие металлы (p<5г/см³) и тяжелые. Самый легкий – Li (p=0,53г/см³), самый тяжелый – осмий (p=22,5г/см³). Плотность заметно меняется с температурой.

Металлы делятся на тугоплавкие (температура плавления превышает температуру плавления хрома – 1890⁰С) и легкоплавкие.

30 Билет

Механические свойства металлов (твердость, пластичность, прочность) чувствительны к несовершенствам кристаллической структуры. Различают 2 вида дефектов кристаллической решетки: точечные (присутствие чужеродных атомов) и электронные (нахождение атомов кристаллической решетки в различных активных состояниях относительно других атомов).

Пластичность – это способность металлов не разрушаясь деформироваться. Прочность – способность металла принимать нагрузки и не разрушаться. Твердость – способность сопротивляться проникновению в металл другого твердого тела. Жаропрочность - способность металла сопротивляться деформированию и разрушению при высоких температурах.

Получение металлов. Большинство металлов в природе находятся в виде соединений с другими элементами. Металлы, которые находятся в чистом виде – самородные (платина, золото, реже серебро и медь). Их отделение от породы производится механическим способом. Остальные металлы получают посредством химической обработки их пород.

Чаще всего в руде непосредственного металла очень мало. Поэтому его сначала обогащают, отделяя от них пустую породу. Методы обогащения:

1) Флотационный (основан на различной смачиваемости поверхностей)

2) Гравитационный (основан на различной плотности и различной скорости падения частиц различных минералов в жидкости)

3) Магнитный (разделение минералов по их магнитным свойствам)

Пирометаллургический процесс – это металлургический процесс, который протекает при высоких температурах (получение железосодержащих материалов путем восстановлении железа из руды углем или угарным газом Cu₂0+C→Cu+CO). Для некоторых металлов нужны более сильные восстановители (H, Mg, Al, Si).

Восстановление металла из его оксида с помощью другого металла – металлотермия. Этим методом получают Cr, Mn (Cr₂O₃+2Al→2Cr+Al₂O₃).

Гидрометаллургический метод – это извлечение металлов из руд в виде их соединений водными растворами реагентов, с последующим выделением металла из раствора (золото)

Металлы, оксиды которых наиболее прочны (Al, Mg) получают методом электролиза.