Строение и физические свойства металлов

1.

2.

95 из118

3.

4.

Группа
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
Период
1
H
2
3
4
5
6
7
неметаллы
B
Si
МЕТАЛЛЫ
As
Te
At

5.

Основные группы металлов
Щелочные
Щелочно -
земельные
Переходные
Другие
• Цезий, Литий, Натрий, Калий
• Бериллий, Магний, Кальций
• Железо, Платина, Медь, Цинк, Золото,
Серебро, Палладий, Ртуть, Никель, Кобальт
• Алюминий, Свинец, Олово

6. Основные группы металлов

К элементам - металлам относятся:
s - элементы I и II групп, все d- и f -элементы,
а также p- элементы главных подгрупп:
III (кроме бора),
IV (Ge, Sn, Pb),
V (Sb,Bi) и VI (Po).
Наиболее типичные элементы – металлы
расположены в начале периодов (начиная со
второго).

7.

Из положения в таблице Д.И. Менделеева
следует:
1. Атомы металлов на последнем
энергетическом уровне имеют 1 – 3 ē.

8.

2.
У
атомов
металлов
большие
размеры
атомных
радиусов.
Поэтому
металлы
легко
отдают
внешние
электроны.
M ne
0
M
Металлы в реакциях
восстановители!
n

9. 2. У атомов металлов большие размеры атомных радиусов. Поэтому металлы легко отдают внешние электроны.

Химическая связь в металлах
Металлическая связь –
это связь в металлах и
сплавах между атомионами металлов,
расположенными в узлах
кристаллической
решётки, осуществляемая
обобществлёнными
внешними электронами.

10. Металлическая связь – это связь в металлах и сплавах между атом-ионами металлов, расположенными в узлах кристаллической

Кристаллическая решетка в металлах

11.

Модели кристаллов металлов:
По этому типу
кристаллизуются
Li, Na, K, Rb, Cs,
Ba, Fe и другие.
Кубическая
объёмноцентрированная
Плотность
упаковки
или
степень
заполнения
частицами
пространства в
ней 68%.

12.

Модели кристаллов металлов:
По этому типу
кристаллизую
тся Са, Sr, Al,
Pb и другие.
Кубическая
гранецентрированная
Плотность
упаковки в
ней частиц
74%.

13.

Модели кристаллов металлов:
По этому типу
кристаллизуются
Be, Cd, Co, Mg, Ti,
Zn
Плотность
упаковки в ней
частиц 74%.

14.

Металлический
блеск
Пластичность
Плотность
Электропроводность
Теплопроводность
Твердость
Температура
кипения
Температура
плавления

15.

1. Металлический блеск
Самые блестящие металлы – Hg, Ag, Pd.
В порошке все металлы, кроме Al и Mg,
теряют блеск и имеют чёрный или
тёмно-серый цвет.

16.

17.

2. Электропроводность
и теплопроводность
В ряду:
Ag→Cu → Al → Fe уменьшается.
Наименьшая электропроводность в ряду:
Mn → Pb → Hg.

18. 2. Электропроводность и теплопроводность

19.

2. Электропроводность
и теплопроводность
При
нагревании
электропроводность
уменьшается, т.к. с повышением температуры
усиливаются колебания атомов и ионов в узлах
кристаллической решетки, что затрудняет
направленное движение "электронного газа".

20. 2. Электропроводность и теплопроводность

Высокие теплопроводность и электропроводность

21.

3. Температуры плавления
и кипения
Вольфрам
Калий
Ртуть

22. 3. Температуры плавления и кипения

Самый легкоплавкий металл – ртуть (т.пл. = -39°C),
самый тугоплавкий металл –
вольфрам (t°пл. = 3370°C).
Металлы с t°пл. выше 1000°C считаются
тугоплавкими, ниже – низкоплавкими.

23. 3. Температуры плавления и кипения

24. 3. Температуры плавления и кипения

Температура плавления
-38,9°С
температура
плавления ртути
Wilco Oelen
Ртуть (Hg)

25.

Температура плавления
29°C
29,8°C
Aiyizo
Dnn87
Цезий (Cs)
Галлий (Ga)

26.

Температура плавления
3410°С
температура плавления
вольфрама
Вольфрам (W)

27.

Нить накаливания

28.

4. Твёрдость
Самый твердый – хром (режет стекло).
Самые мягкие – щелочные металлы – калий,
натрий, рубидий и цезий – режутся ножом.

29. 4. Твёрдость

Щелочные металлы режутся ножом

30. 4. Твёрдость

Хром – самый
твёрдый металл

31.

Твёрдость
Alchemist-hp
Хром (Cr)

32.

Твёрдость
Dnn87
Калий (K)
Dnn87
Dnn87
Рубидий (Rb)
Цезий (Cs)

33.

4. Твёрдость

34. 4. Твёрдость

5. Плотность
Плотность тем меньше, чем меньше атомная
масса металла и чем больше радиус его атома
Платина и золото – одни из тяжёлых металлов

35. 5. Плотность

Самый легкий – литий (ρ =0,53
3
г/см ), всплывает в керосине.
Самый тяжелый – осмий (ρ =22,6
г/см3).

36. 5. Плотность

Плотность и температура плавления некоторых металлов.
Название
Атомный вес
Плотность,
г/см3
Температура
плавления, C
Легкие металлы
Литий
6,939
0,534
179
Калий
39,102
0,86
63,6
Натрий
22,9898
0,97
97,8
Тяжелые металлы
Цинк
65,37
7,14
419
Хром
51,996
7,16
1875
Олово
118,69
7,28
231,9
Железо
55,847
7,86
1539
Медь
63,546
8,92
1083
Серебро
107,868
10,5
960,8
Ртуть
200,59
13,546
-38,87
Вольфрам
183,85
19,3
3380

37. Плотность и температура плавления некоторых металлов.

Литий – самый
лёгкий металл

38.

Осмий – самый
Осмий –металл
самый
дорогой
тяжёлый
(изотопметалл
187)

39.

5. Плотность

40. 5. Плотность

6. Пластичность
Пластичность - способность изменять форму
при ударе, вытягиваться в проволоку,
прокатываться в тонкие листы. В ряду :
Au→Ag → Cu → Sn → Pb → Zn → Fe
уменьшается.

41. 6. Пластичность

Сусальное золото

42.

Выводы :
Все металлы имеют металлическую
кристаллическую решетку.
В металлах осуществляется металлическая связь.
Основные физические свойства металлов –
металлический блеск, непрозрачность, электро- и
теплопроводность, пластичность обусловлены
строением металлов.
Металлы проявляют только восстановительные
свойства, потому что в реакциях они всегда отдают
свои электроны.
Металлы используют в основном в виде сплавов.
Металлы имеют важное значение в жизни
человека.

43. Выводы :

Химические свойства металлов

44.

Химические реакции
металлов
Реакции
соединения
Реакции
замещения

45.

A+BC=AC+B
А
В
С
Реакции замещения — это такие реакции,
в результате которых атомы простого вещества
замещают атомы одного из химических
элементов в сложном веществе.

46.

A+B=AB
А
В
Реакции соединения — это такие реакции,
в результате которых из одного или нескольких
веществ образуется одно сложное вещество.

47.

Взаимодействие с простыми веществами
С кислородом большинство металлов образует оксиды –
амфотерные и основные:
Щелочные металлы, за исключением лития, образуют
пероксиды:

48.

Взаимодействие с простыми веществами
С галогенами металлы образуют соли галогеноводородных
кислот:
С водородом самые активные металлы образуют ионные
гидриды – солеподобные вещества, в которых водород имеет
степень окисления -1

49.

Взаимодействие с простыми веществами
С серой металлы образуют сульфиды – соли
сероводородной кислоты:
С углеродом образуются карбиды:
С фосфором – фосфиды:

50.

Химические свойства металлов
Если металл реагирует с кислотой, то он входит в
состав
образующейся
соли.
Когда
металл
взаимодействует с растворами кислоты, он может
окисляться ионами водорода, имеющимися в этом
растворе. Сокращённое ионное уравнение в общем
виде можно записать так:

51.

52.

Практическое занятие

53.

Взаимодействие металлов
с разбавленными кислотами
Электрохимический ряд активности металлов
Li
Rb
K
Ba
Sr
Ca
N
a
Mg
A
l
Mn
Zn
C
r
Fe
Co
Ni
Sn
кроме HNO3
+
Ме0
до водорода
→
H2
Sb
Cu
H
g
Ag
Pt
A
u
водород из кислот
не вытесняют
вытесняют водород из кислот
кислота
Pb
соль
+
H2 ↑

54.

Взаимодействие цинка с соляной кислотой
0
+1
+2
0
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Соляная
кислота

55.

Взаимодействие металлов с кислотами
Электрохимический ряд активности металлов
Li
R
b
K
Ba
Sr
Ca
N
a
M
g
Al
M
n
Zn
Cr
Fe
Co
Ni
Sn
Pb
0
+4
Sb
Cu
H
g
Ag
Pt
+2
2H2SO4 + Cu = SO2↑ + CuSO4 + 2H2O
Серная кислота
(конц.)
Медь
A
u
реагируют
с концентрированными
кислотами без
выделения водорода
взаимодействуют
с разбавленными кислотами
+6
H2

56.

Взаимодействие металла с водой
Электрохимический ряд активности металлов
Li
R
b
K
Ba
Sr
Ca
N
a
M
g
Al
M
n
Zn
Cr
Fe
Co
Ni
Sn
активные металлы
0
Pb
H2
Sb
Cu
H
g
Ag
Pt
не вытесняют
водород
+1
+1
0
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
Восстановитель
Окислитель
A
u

57.

Взаимодействие металлов с растворами солей
Электрохимический ряд активности металлов
Li
R
b
K
Ba
Sr
Ca
N
a
M
g
Al
M
n
Zn
Cr
Fe
Co
Ni
Sn
Pb
H2
Sb
Cu
H
g
Ag
Pt
A
u
взаимодействуют
с растворами солей
0
+1
+2
0
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag

58.

Взаимодействие меди с нитратом серебра
Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
Восстановитель
Окислитель

59.

Неметаллы
Вода
Металлы
Кислоты
Соли
Электрохимический ряд активности металлов
Li
R
b
K
Ba
Sr
Ca
N
a
M
g
Al
M
n
Zn
Cr
Fe
Co
Ni
Sn
Pb
H2
Sb
Cu
H
g
Ag
Pt
A
u