МЕТАЛЛЫ

Из 110 известных к настоящему времени элементов только 22 относятся к неметаллам, большинство же элементов - металлы. Металлы отличаются от неметаллов физическими, химическими, механическими свойствами. Особенности этих отличий обусловлены электронным строением простых веществ и зависят от числа и типа валентных электронов атомов элементов.

К металлам относятся все s-, d-, f-элементы, а также p-элементы, условно располагающиеся в нижней части периодической системы от диагонали, проведенной от бора к астату. В подавляющем числе простых веществ

этих элементов реализуется металлическая связь.

Металлы - элементы, атомы которых имеют сравнительно мало электронов на внешней электронной оболочке (главным образом 1, 2 и 3) и проявляют электроположительные свойства, т. е. обладают низкой электроотрицательностью (меньше 2).Почти все металлы тяжелее воды, твердые вещества в компактном состоянии. Им присущ металлический блеск. Большинство из них серые или белые, но медь, цезий и золото – красного или желтого цвета. В высокодисперсном состоянии металлы обычно имеют черный цвет и не блестят.

Металлы – это простые вещества, которым одновременно присущи высокие и изотропные электро- и

твердость в компактном состоянии и при условиях, близких к нормальным.

Главным признаком металлов как химических веществ является их способность «отдавать» электроны атомам и ионам других веществ. Характерным химическим Свойством металлов является их восстановительная активность.

большинстве случаев и, как правило, не бывают окислителями. Но примеры того, что они все же могут присоединять электроны, имеются. Например, натрий

хорошо растворяется в аммиаке.

МЕТАЛЛЫ IА И IIA ПОДГРУПП

Металлы, расположенные в IA и IIА подгруппах периодической системы Д.И. Менделеева, являются S-элементами. Они обладают высокой химической активностью, поэтому в природе встречаются исключительно в виде многочисленных соединений, в которых они содержатся в виде положительно заряженных ионов. Получение этих металлов возможно только электролизом преимущественно расплавленных солей, так как они почти все активно реагируют с водой, образуя растворы гидроксидов - щелочи. Металлы IA группы получили название щелочных, а металлы IIА

группы - щелочноземельных.

АЛЮМИНИЙ

Он характеризуется наличием трех электронов на внешней электронной оболочке атома и относится к р-элементам.

В соединениях он проявляет степень окисления +3. Алюминий – самый

распространенный в земной коре металл. Он входит в состав глин, полевых шпатов, слюд и других минералов. Электронная конфигурация внешней электронной оболочки 3s2p1d0.

Другая особенность алюминия по сравнению с бором заключается в существовании свободных d-подоболочек во внешней электронной оболочке его атома. Благодаря этому координационное число алюминия в его соединениях может равняться не только четырем, как у бора, но и шести.

ЖЕЛЕЗО. КОБАЛЬТ. НИКЕЛЬ

Побочная подгруппа восьмой группы периодической системы охватывает три триады d-элементов и два искусственно полученных и мало исследованных элемента-

хассий и мейтнерий. Элементы 5-го и 6-го периодов VIII-В группы, объединенняются в семейство платиновых металлов. Железо, кобальт, никель объединяются в первую триаду- семейство железа. Все они представляют собой металлы. Очень сходны между собой. Атомы элементов семейства железа являются d- элементами и в отличие от элементов двух других триад VIII группы- платиновых металлов- не имеют свободного лантаноидного сжатия. Этим обусловлены особенности в химических свойствах элементов первой триады.В химическом отношении железо, кобальт и никель относятся к металлам средней активности. В ряду стандартных электродных потенциалов они располагаются левее водорода, между цинком и оловом.Кобальт и никель в коррозионном отношении

Восстановительная активность у семейства железа понижается от железа к кобальту и никелю.Степень окисления железа не бывает больше +6, у кобальта- не больше +5, у никеля- не больше +4. Наиболее типичны степени окисления для элементов триады железа +2, +3. При этом у железа степень окисления +3 заметно устойчивее, чем +2. У кобальта обе характерные степени окисления устойчивы примерно в равной мере, а у никеля более стабильна степень окисления

+2.Железу, кобальту, никелю свойственны ферромагнетизм, для них характерны высокие температуры плавления и большие плотности.Элементы VIII-В группы образуют комплексные соединения, в частности, с аминами, органическими кислотами. В виде комплексных ионов железо и кобальт выполняют биологические функции в организмах растений и животных.

ХРОМ. МАРГАНЕЦ

Хром представляет собой твердый блестящий металл, плавящийся при 1890 ˚С; плотность его 7,19 г/см3. У него достраивается d - подуровень предпоследнего слоя. В силу стабильности конфигурации d5 у атомов хрома и молибдена наблюдается проскок одного электрона с оболочки ns на оболочку (n-1)d. У атомов хрома валентная электронная конфигурация 3d54s1. Внешняя электронная оболочка содержит один электрон, что обусловливает металлический характер этого элемента. Максимальная степень окисления равна +6, так как, помимо наружных электронов, в образовании связей может участвовать еще соответствующее число электронов из недостроенной предпоследней оболочки. Для хрома также характерны степени окисления +2,+3.Соединения хрома (VI) отличаются неустойчивостью

в растворах и являются сильными окислителями.

Марганец, технеций и рений входят в VII-В подгруппу периодической системы и завершают первые пятерки вставных декад d-элементов. Их валентная электронная конфигурация (n-1)d5ns2. Имея на внешней электронной оболочке атома всего два электрона, марганец и его аналоги не способны присоединять электроны и в отличие от галогенов, соединений с водородом не образуют. Высшая степень окисления у них равна +7.Для марганца наиболее характерны степени окисления +2 , +4, +7, относительно легко получаются производные, отвечающие степеням окисления 0, +3, +5, +6. Относительно стабильна степень окисления +2, поскольку наполовину заполненная d- оболочка отличается повышенной устойчивостью.

НЕМЕТАЛЛЫ

К неметаллам относятся 22 элемента, простые вещества которых при н.у. имеют следующий состав :

I