Все металлы без исключения какие

Металлы: Золотой самородок

Золото (Au): Чистое золото — жёлтый металл, мягкий, очень пластичный. Его можно проковать в листки толщиной до 8·10-5 мм или протянуть в проволоку, 2 км которой весят 1 г. Чистое золото хорошо проводит тепло и электричество, весьма стойко к химическому воздействию. Чистое золото почти в 2,5 раза тяжелее железа (плотность чистого золота при 20°С- 19,32 г/см3, а чистого железа 7,82 г/см3). С неметаллами (кроме галогенов: фтор, хлор, бром, йод, астат) золото не реагирует.

С галогенами золото вступает в химическую реакцию. Также не рекомендуется носить золото в присутствии сероводорода, серы и аммиака (в хозяйстве — нашатырный спирт).

На воздухе чистое золото не изменяется, даже при сильном нагревании, легко растворяется в хлорной воде (не рекомендуется контакт с хлоркой) и в растворах цианидов щелочных металлов (например, ядовитом цианистом калии).

На золото не действуют разбавленные и концентрированные кислоты серная, соляная, азотная.

Но если на золото воздействовать соляной кислотой с добавлением хлористого железа (тёмно-коричневый раствор, используемый при травлении электронных плат) – то этот металл легко растворяется.

Чистое золото легко растворяется также в смеси, состоящей из 3 объёмов соляной и 1 объёма азотной кислоты (царская водка).

Если у Вас окислилось золото, то его можно восстановить. Восстановителями могут быть перекись водорода, двух хлористое олово, сернокислое железо, треххлористый титан, окись свинца, двуокись марганца. Для восстановления золота используют также различные органические вещества: муравьиную и щавелевую кислоты, гидрохинон, гидразин, метол, ацетилен и др.

Металлы: Платина Металлы: Осмий Платина

Платиновые металлы

Платина (Pt) — серебристый металл серовато-белого цвета, пластичный, довольно мягкий и ковкий.

Есть шесть платиновых металлов.

Все платиновые металлы — тугоплавкие серебристо-серые простые вещества, различающиеся по твёрдости и температуре плавления: платина (tпл=1769°С) и палладий (tпл=1554°С) — мягкие и пластичные, осмий (tпл=3027 °С) и рутений (tпл=2334 °С)— хрупкие, родий (tпл=1963 °С) и иридий (tпл = 2447 °С) — твёрдые и прочные.

Применение платиновых металлов основано главным образом на их химической инертности, а также на высокой каталитической активности. Посуда из металлической платины необходима при работе с сильно коррозионными веществами, например расплавами фторидов. Сетка из платино-родиевого сплава служит катализатором в производстве азотной кислоты на стадии окисления аммиака.

Интересное свойство одного из платиновых металлов, палладия, — способность обратимо поглощать водород: при 80 °С и атмосферном давлении 1 объём металла поглощает до 900 объёмов водорода. Водород находится в металле в атомарном виде и обладает высокой химической активностью.

Химия платиновых металлов очень сложна. Не последнюю роль в этом играет «избирательная благородность» металлов. Например, на металлический осмий не действует даже царская водка, растворяющая золото!

Металлы : серебро Серебро в слитках

Металл серебро

Металл серебро (Ag) — серебристый металл блестящий, белого цвета (tпл=962 °С), ковкий и пластичный, легко поддающийся обработке. Серебро занимает лидирующее место среди металлов — проводников тепла и электричества.

Хотя серебро с кислородом непосредственно не реагирует, оно может растворять в себе немало этого газа. Растворимость кислорода в твёрдом кристаллическом серебре максимальна при температуре 450 °С, когда 1 объём металла способен поглотить 5 объёмов кислорода.

Значительно больше кислорода (до 20 объёмов на 1 объём серебра) растворяется в жидком серебре. Этот процесс сопровождается красивым (и опасным) явлением, которое известно с древних времён, — разбрызгиванием серебра. Происходит оно вот почему.

Когда жидкое серебро затвердевает (при температуре 962 °С), сначала, как правило, застывает верхний слой металла. На поверхности образуется корка, под которой ещё находится жидкое серебро.

Если расплавленный металл серебро поглотил много кислорода, то затвердевание сопровождается обильным высвобождением газа. Под давлением выделяющегося кислорода корка разрывается, и происходит взрывное разбрызгивание металла, словно серебро плюётся.

Серебро с патиной

Серебренная чернь. Патина

Серебро можно покрыть чернью. Процесс чернения заключается в нанесении плёнки сульфида серебра на поверхность серебряного изделия, по которой острой иглой процарапан (гравирован) рисунок. Сера застревает в бороздках, нанесённых гравировальной иглой.

При нагревании изделия сера сплавляется с серебром, окрашивая бороздки в чёрный цвет. Серебро не окисляется кислородом, однако, покрывается чёрным слоем сульфида серебра: 4Ag+2H2S+О2=2Ag2S+2Н2О.

Затем поверхность предмета аккуратно полируют до достижения металлического блеска.

Поверхность серебра можно не только почернить, но и окрасить в другие цвета.

Зеленовато-серый цвет приобретают серебряные предметы, выдержанные в течение нескольких минут в кипящем растворе, который готовят, растворяя 10 г иодида калия в 10 мл воды с последующим добавлением 30 мл концентрированной соляной кислоты.

Металл серебро покрывается тончайшей плёнкой йодида серебра, которая и придаёт изделию зеленовато-серый оттенок. Плёнка разлагается на свету с образованием мельчайших частичек серебра, также окрашивающих поверхность.

Особый интерес представляет патинирование поверхности изделий из меди и бронзы. Патиной называют тонкую плёнку, которая не только предохраняет металл от коррозии, но и окрашивает в определённый цвет.

Для нанесения патины необходимо тщательно очистить поверхность от жировых загрязнений, пыли и продуктов коррозии. Оксидные плёнки снимают, обрабатывая изделие растворами кислот. Затем его надо обязательно промыть под струёй воды.

Легче всего провести патинирование, погрузив предмет в специально приготовленный раствор.

Для получения золотисто-коричневого оттенка в литре воды растворяют 20 г медного купороса (CuSO4•5Н2О) и 5 г перманганата калия КMnO4, выдерживают предмет 4—5 минут, а затем вынимают и полируют поверхность сухой ветошью.

При использовании того же раствора, но нагретого до температуры кипения, удаётся получить патину тёмно-коричневого цвета. Патину серо-чёрного или тёмно-коричневого цвета можно создать, пользуясь раствором серной печени. Матово-зелёная патина образуется при погружении медных или бронзовых изделий в раствор 20 г карбоната аммония (NH4)2CO3 и 2 г хлорида аммония NH4Cl в 100 мл воды. По химическому составу такая патина близка малахиту — основному карбонату меди (CuOH)2CO3.

Бактерицидное действие ничтожно малых концентраций ионов серебра (Ag+) объясняется тем, что они вмешиваются в жизнедеятельность микробов, мешая работе биологических катализаторов — ферментов.

Соединяясь с цистеином — аминокислотой, входящей в состав фермента, ионы серебра нарушают его нормальную работу. Замечено, что болезнетворные бактерии в воде погибают уже при содержании в ней серебра 10-9 г/л — такая концентрация ионов Ag+ создаётся при внесении в воду серебряных предметов.

Недаром наши предки предпочитали есть из серебряной посуды! Вода, настоянная на серебре, хранится сколь угодно долго.

Тот, кто вынужден в течение многих лет иметь дело с серебром и его солями, рискует заболеть аргирией: поступающее в организм серебро медленно отлагается в соединительной ткани, на стенках капилляров почек, костного мозга, селезёнки и т. д.

Накапливаясь в коже и слизистых оболочках, оно придаёт им серо-зелёную или голубоватую окраску, наиболее ярко выраженную на открытых участках тела, подвергающихся действию света. Развивается аргирия достаточно медленно: сильное потемнение кожи наблюдается лишь спустя десятки лет.

Вернуть ей прежний цвет уже не удаётся. При аргирии человек может не испытывать никаких болезненных ощущений или расстройств (если, конечно, не поражены роговица и хрусталик глаза), а поэтому её лишь условно называют болезнью.

Есть тут даже один плюс — аргирия исключает инфекционные заболевания: человек настолько «пропитан» серебром, что оно убивает все болезнетворные бактерии, попадающие в организм.

Получение сверхчистых металлов

Известно, что все металлы без исключения содержат примеси различных химических элементов. К примесям могут относиться сера (S), фосфор (P), кремний (Si), углерод (C), а также многие металлы, например, молибден (Mo), ванадий (V), хром (Cr), железо (Fe), алюминий (Al) и т.д.

Примеси металлов в значительной степени способны менять их физико-механические свойства, в некоторых случаях ухудшая, а в некоторых случаях улучшая эксплуатационные свойства. Не существует металлов, в которых полностью отсутствуют примеси, то есть даже самый сверхчистый металл содержит примеси, но в сверхчистом металле таких примесей в 100 и более раз меньше.

Процентное содержание примесей может составлять всего 0,0001%. Сверхчистые металлы можно получать различными методами. Например, тонкая очистка металлов достигается перегонкой и переплавкой этих металлов в вакууме, диссоциацией летучих соединений и зонной плавкой. Этот метод основан на различной летучести металлов.

При определённой температуре отделяют примеси от менее летучего металла или, наоборот, отгоняют более летучий металл от менее летучих примесей.

Получение сверхчистых металлов при термической диссоциации летучих соединений основано на способности некоторых соединений металлов разлагаться при высокой температуре.

Например, титан (Ti) , цирконий (Zr), образуют с йодом при сравнительно низкой температуре летучие соединения — йодиды, которые легко отделяются от примесей.

При более высокой температуре пары йодидов разлагаются на чистый металл и йод (этот метод ещё называют транспортная реакция).

Метод зонной плавки основан на различной растворимости примесей в твёрдом и расплавленном металле. Процесс основан на том, что через высокотемпературную зону очень медленно передвигается стержень из очищаемого металла. При этом он плавится.

По мере передвижения узкая жидкая зона, которая образуется в нём, перемещается в противоположном направлении.В этой зоне расплавленного металла собираются примеси, которые постепенно перемещаются в конец стержня (конец стержня входит в зону последним).Такая операция повторяется многократно.

Конец стержня, содержащий примеси, механически отделяется от более чистого металла.

Сверхчистые металлы отличаются по своим свойствам от обыкновенных. Если это сверхчистый хром, то он имеет более высокую пластичность. Увеличивается электрическая проводимость и теплопроводность.

Металлы

Как известно, все химические элементы и образуемые ими простые вещества делятся на металлы и неметаллы.

Так как в периодах и группах периодической системы Д.И.Менделеева существуют закономерности в изменении металлических и неметаллических свойств элементов, можно достаточно определенно указать положение элементов-металлов и элементов-неметаллов в периодической системе.

Если провести диагональ от бора к астату, то слева от этой диагонали в периодической системе все элементы являются металлами, а справа от нее элементы побочных подгрупп являются металлами, а элементы главных подгрупп – неметаллами.

Элементы, расположенные вблизи диагонали (например, Al, Ti, Ga, Ge, Sb, Te, As, Nb), обладают двойственными свойствами: в некоторых своих соединениях ведут себя как металлы, а в некоторых – проявляют свойства неметаллов.

Все s-элементы (кроме Н и Не), d-элементы (все элементы побочных подгрупп) и f-элементы (лантаноиды и актиноиды) являются металлами. Среди р-элементов есть и металлы, и неметаллы, число элементов-металлов увеличивается с увеличением номера периода.

Самородки золота

Атомы большинства металлов на внешнем электронном слое имеют от 1 до 3 электронов. Исключение: атомы германия, олова, свинца на внешнем электронном слое имеют четыре электрона, атомы сурьмы, висмута – пять, атомы полония – шесть.

Атомы металлов имеют меньший заряд ядра и больший радиус по сравнению с атомами неметаллов данного периода. Поэтому прочность связи внешних электронов с ядром в атомах металлов небольшая.

Атомы металлов легко отдают валентные электроны и превращаются в положительно заряженные ионы.

Простые вещества, которые образуют элементы-металлы, при обычных условиях являются твердыми кристаллическими веществами (кроме ртути).

Кристаллическая решетка металлов образуется за счет металлической связи.

Имеющиеся между узлами кристаллической решетки свободные электроны могут переносить теплоту и электрический ток, что является причиной главных физических свойств металлов – высокой электро- и теплопроводности.

1. Все металлы – твердые вещества (кроме ртути).
2. Для всех металлов характерны металлический блеск и непрозрачность.
3. Все металлы – проводники теплоты и электрического тока. Металлы, характеризующиеся высокой электрической проводимостью, обладают и высокой теплопроводностью.
4. Важными свойствами металлов являются их пластичность, упругость, прочность. Они способны под давлением изменять свою форму, не разрушаясь.
   Ртуть

По степени твердости металлы значительно отличаются друг от друга. Так, калий, натрий – мягкие металлы (их можно резать ножом); хром – самый твердый металл (царапает стекло).

Температуры плавления и плотности металлов также изменяются в широких пределах. Самый легкоплавкий металл – ртуть (tпл.= — 39 ̊ С), самый тугоплавкий – вольфрам (tпл.= 3380 ̊ С). Плотность лития – 0,59 г/см3, осмия – 22,48 г/см3.

• Металлы отличаются своим отношением к магнитным полям и делятся на три группы:
• — ферромагнитные металлы способны намагничиваться под действием слабых магнитных полей (железо, кобальт, никель, гадолиний);
• — парамагнитные металлы проявляют слабую способность к намагничиванию (алюминий, хром, титан, почти все лантаноиды);
• — диамагнитные металлы не притягиваются к магниту, даже слегка отталкиваются от него (олово, медь, висмут).

Атомы металлов не могут присоединять электроны. Поэтому они во всех химических реакциях являются восстановителями и в соединениях имеют только положительные степени окисления. Восстановительная активность различных металлов неодинакова. В периодах слева направо восстановительная активность металлов уменьшается; в главных подгруппах сверху вниз – увеличивается.

1. Взаимодействие с простыми веществами – неметаллами:

1. а) с галогенами металлы образуют соли – галогениды, например:
2. Mg + Cl2 = MgCl2
3. Zn + Br2 = ZnBr2
4. б) с кислородом металлы образуют оксиды, например:
5. 4Na + O2 = 2Na2O
6. 2Cu + O2 = 2CuO

Горение железа в кислороде

• в) с серой металлы образуют соли – сульфиды, например:
• Fe + S = FeS
• г) с водородом самые активные металлы образуют гидриды, например:
• Ca + H2 = CaH2
• д) с углеродом многие металлы образуют карбиды, например:
• Ca + 2C = CaC2

1. Взаимодействие со сложными веществами:

1. а) металлы, находящиеся в начале ряда напряжений (от Li до Na), при обычных условиях вытесняют водород из воды и образуют щелочи, например:
2. 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
3. б) металлы, расположенные в ряду напряжений до водорода, взаимодействуют с разбавленными кислотами (HCl, H2SO4 и др.), в результате чего образуются соли и выделяется водород, например:
4. 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
5. в) металлы взаимодействуют с растворами солей менее активных металлов, в результате чего образуется соль более активного металла, а менее активный металл выделяется в свободном виде, например:
6. Fe + CuSO4 = FeSO4 +Cu

Большинство металлов встречаются в природе в виде различных соединений (оксиды, сульфиды, сульфаты, хлориды, карбонаты и др.). Только наименее активные металлы встречаются в природе в свободном виде (самородные металлы) – золото, серебро, платина и др.

• Получение металлов из их соединений – это задача металлургии.
• Любой металлургический процесс является процессом восстановления ионов металла с помощью различных восстановителей, в результате которого получаются металлы в свободном виде.
• В зависимости от способа проведения металлургического процесса различают пирометаллургию, гидрометаллургию и электрометаллургию.
• Пирометаллургия – это получение металлов из их соединений при высоких температурах с помощью различных восстановителей: углерода, оксида углерода (II), водорода, металлов (алюминия, магния) и др.
• Гидрометаллургия – это получение металлов, которое состоит из двух процессов: 1) природное соединение металла (обычно оксид) растворяется в кислоте, в результате чего получается раствор соли металла; 2) из полученного раствора данный металл вытесняется более активным металлом.

Электрометаллургия – это получение металлов при электролизе растворов или расплавов их соединений. Роль восстановителя в данном процессе играет электрический ток.

                                         Сплавы

Металлы в чистом виде применяют реже, чем их сплавы. Это объясняется тем, что сплавы часто обладают более высокими техническими свойствами, чем чистые металлы. Изготовление сплавов основано на свойстве металлов в расплавленном состоянии взаимно растворяться и смешиваться друг с другом.

По своему составу и строению сплавы бывают различными. Важнейшими из них являются:

1. Механическая смесь металлов. Охлажденный расплав представляет собой смесь очень мелких кристаллов отдельных металлов (например, Pb + Sb)
2. Твердые растворы. При охлаждении расплава образуются однородные кристаллы. В узлах их кристаллических решеток находятся атомы различных металлов (например, Cu + Ni).
3. Интерметаллические соединения. При взаимном растворении металлов их атомы реагируют между собой, образуя химические соединения. В таких соединениях металлы чаще всего не проявляют валентность, характерную для них в соединениях с неметаллами (например, Cu3Zn, Zn3Mg, Ag2Zn5).

В состав сплавов могут входить и неметаллы (углерод, бор и др.)

Бронза

Способность металлов в расплавленном виде не только механически смешиваться, но и образовывать между собой (и атомами неметаллов) различные соединения – одна из главных причин, объясняющая, почему сплавы по физическим свойствам сильно отличаются от свойств составляющих их металлов.

Сплав полученный из монокарбида вольфрама и кобальта – «победит» — по твердости сравним с алмазом. В настоящее время в технике применяют большое число различных сплавов, обладающих заранее заданными свойствами.

Для их получения используют более 40 химических элементов в разнообразных сочетаниях и количественных соотношениях.

1. Некоторые широко используемые сплавы
2. Сталь – сплав железа и углерода, добавки: Mn, Cr, Ni, Si, P, S.
3. Бронза – сплав меди с оловом, добавки: Zn, Pb, Al, Mn, P, Si.
4. Латунь – сплав меди с цинком, добавки: Sn, Mn, Al, Pb, Si.
5. Мельхиор – сплав меди с никелем.
6. Дюралюминий – сплав алюминия с медью (3-5%), марганцем (1%), магнием (1%).
7. Амальгамы – сплавы металлов, содержащие ртуть.

Металлы — Химия

Металлы (от лат. metallum — шахта, рудник) — группа элементов, в виде простых веществ обладающих характерными металлическими свойствами, такими как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и металлический блеск.

• Из 118 химических элементов, открытых на данный момент (из них не все официально признаны), к металлам относят:

• 6 элементов в группе щелочных металлов,
• 6 в группе щёлочноземельных металлов,
• 38 в группе переходных металлов,
• 11 в группе лёгких металлов,
• 7 в группе полуметаллов,
• 14 в группе лантаноиды + лантан,
• 14 в группе актиноиды (физические свойства изучены не у всех элементов) + актиний,
• вне определённых групп бериллий и магний.

1. Таким образом, к металлам, возможно, относится 96 элементов из всех открытых.
2. В астрофизике термин «металл» может иметь другое значение и обозначать все химические элементы тяжелее гелия
3. Характерные свойства металлов

1. Металлический блеск (характерен не только для металлов: его имеют и неметаллы иод и углерод в виде графита)
2. Хорошая электропроводность
3. Возможность лёгкой механической обработки 
4. Высокая плотность (обычно металлы тяжелее неметаллов)
5. Высокая температура плавления (исключения: ртуть, галлий и щелочные металлы)
6. Большая теплопроводность
7. В реакциях чаще всего являются восстановителями.

Физические свойства металлов

Все металлы (кроме ртути и, условно, франция) при нормальных условиях находятся в твёрдом состоянии, однако обладают различной твёрдостью. Ниже приводится твёрдость некоторых металлов по шкале Мооса.

Температуры плавления чистых металлов лежат в диапазоне от −39 °C (ртуть) до 3410 °C (вольфрам). Температура плавления большинства металлов (за исключением щелочных) высока, однако некоторые «нормальные» металлы, например олово и свинец, можно расплавить на обычной электрической или газовой плите.

В зависимости от плотности, металлы делят на лёгкие (плотность 0,53 ÷ 5 г/см³) и тяжёлые (5 ÷ 22,5 г/см³). Самым лёгким металлом является литий (плотность 0.53 г/см³).

Самый тяжёлый металл в настоящее время назвать невозможно, так как плотности осмия и иридия — двух самых тяжёлых металлов — почти равны (около 22.

6 г/см³ — ровно в два раза выше плотности свинца), а вычислить их точную плотность крайне сложно: для этого нужно полностью очистить металлы, ведь любые примеси снижают их плотность.

Большинство металлов пластичны, то есть металлическую проволоку можно согнуть, и она не сломается. Это происходит из-за смещения слоёв атомов металлов без разрыва связи между ними. Самыми пластичными являются золото, серебро и медь.

Из золота можно изготовить фольгу толщиной 0.003 мм, которую используют для золочения изделий. Однако не все металлы пластичны. Проволока из цинка или олова хрустит при сгибании; марганец и висмут при деформации вообще почти не сгибаются, а сразу ломаются.

Пластичность зависит и от чистоты металла; так, очень чистый хром весьма пластичен, но, загрязнённый даже незначительными примесями, становится хрупким и более твёрдым.

Некоторые металлы такие как золото, серебро, свинец, алюминий, осмий могут срастаться между собой, но на это может уйти десятки лет.

Все металлы хорошо проводят электрический ток; это обусловлено наличием в их кристаллических решётках подвижных электронов, перемещающихся под действием электрического поля. Серебро, медь и алюминий имеют наибольшую электропроводность; по этой причине последние два металла чаще всего используют в качестве материала для проводов.

Очень высокую электропроводность имеет также натрий, в экспериментальной аппаратуре известны попытки применения натриевых токопроводов в форме тонкостенных труб из нержавеющей стали, заполненных натрием.

Благодаря малому удельному весу натрия, при равном сопротивлении натриевые «провода» получаются значительно легче медных и даже несколько легче алюминиевых.

Высокая теплопроводность металлов также зависит от подвижности свободных электронов. Поэтому ряд теплопроводностей похож на ряд электропроводностей и лучшим проводником тепла, как и электричества, является серебро. Натрий также находит применение как хороший проводник тепла; широко известно, например, применение натрия в клапанах автомобильных двигателей для улучшения их охлаждения.

Цвет у большинства металлов примерно одинаковый — светло-серый с голубоватым оттенком. Золото, медь и цезий соответственно жёлтого, красного и светло-жёлтого цвета.

• Химические свойства металлов
• На внешнем электронном уровне у большинства металлов небольшое количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве реакций выступают как восстановители (то есть «отдают» свои электроны)
• Реакции с простыми веществами

• С кислородом реагируют все металлы, кроме золота, платины. Реакция с серебром происходит при высоких температурах, но оксид серебра(II) практически не образуется, так как он термически неустойчив. В зависимости от металла на выходе могут оказаться оксиды, пероксиды, надпероксиды:

 оксид лития пероксид натрия надпероксид калия

Чтобы получить из пероксида оксид, пероксид восстанавливают металлом:

Со средними и малоактивными металлами реакция происходит при нагревании:

• С азотом реагируют только самые активные металлы, при комнатной температуре взаимодействует только литий, образуя нитриды:

При нагревании:

• С серой реагируют все металлы, кроме золота и платины:

Железо взаимодействует с серой при нагревании, образуя сульфид:

• С водородом реагируют только самые активные металлы, то есть металлы IA и IIA групп кроме Be. Реакции осуществляются при нагревании, при этом образуются гидриды. В реакциях металл выступает как восстановитель, степень окисления водорода −1:

• С углеродом реагируют только наиболее активные металлы. При этом образуются ацетилениды или метаниды. Ацетилениды при взаимодействии с водой дают ацетилен, метаниды — метан.

1. Взаимодействие кислот с металлами
2. Взаимодействие неокисляющих кислот с металлами, стоящими в электрическом ряду активности металлов до водорода
3. Происходит реакция замещения, которая также является окислительно-восстановительной:

Взаимодействие серной кислоты H2SO4 с металлами

Окисляющие кислоты могут взаимодействовать и с металлами, стоящими в ЭРАМ после водорода:

Очень разбавленная кислота реагирует с металлом по классической схеме:

При увеличении концентрации кислоты образуются различные продукты:

Реакции для азотной кислоты (HNO3)

При взаимодействии с активными металлами вариантов реакций ещё больше:

Классификация металлов: металлы, их сплавы, характеристики и другое

Классификация металлов: металлы, их сплавы, характеристики и другое добавить в закладки

Металлы – соединения, в которых атомы закономерно расположены в узлах кристаллической решетки. Они имеют ряд особенных свойств:

• металлический блеск;
• твердость (исключение – ртуть);
• проводимость электрического тока и тепла;
• пластичность.

В химических реакциях металлы играют роль восстановителей, т. е. стремятся отдать свои электроны другим атомам. Металлы не встречаются в чистом виде. Человек, как правило, применяет сплавы – смесь из двух и более металлических компонентов.

Как классифицируются металлы

На данный момент известно около 96 металлов. Все они обладают одинаковой металлической кристаллической решеткой, но отличными характеристиками. Таким образом, металлы классифицируются по различным признакам.

Классификация по химическим свойствам

1. Щелочные (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)

Щелочные металлы – активные элементы, на внешнем энергетическом уровне которых располагается по одному электрону. В периодической таблице Д.И. Менделеева они находятся в первой главной «IA» подгруппе.

Щелочные металлы реагируют практически со всеми неметаллами. Некоторые химические реакции со щелочными металлами сопровождаются взрывом.

1. Щелочноземельные (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)

Щелочноземельные металлы – элементы, которые на внешнем уровне содержат два электрона.

Они располагаются во второй главной «IIA» подгруппе. Щелочноземельные металлы обладают высокой химической активностью, реагируют с кислородом, водородом, другими неметаллами, оксидами, кислотами, солями.

1. Переходные (Сu, Zn, Cr, Mn и др.

   )

Переходные металлы – элементы побочных групп, атомы которых содержат электроны на d- и f-орбиталях. В соединениях они проявляют положительную степень окисления. В соединениях атомы используют валентные s- и p, так и d-электроны.

Исходя из этого, d-элементы обладают переменной валентностью. По этой причине они могут образовывать комплексные соединения.

Для переходных металлов характерна небольшая электроотрицательность и переменная степень окисления. Они представляют собой твердые вещества с высокими температурами плавления и кипения.

Классификация по физическим свойствам

Тугоплавкие металлы – класс химических элементов, обладающих высокой температурой плавления и устойчивостью к изнашиванию. Они обладают температурой плавления выше 2000 °C. Тугоплавкие металлы редко вступают в реакции.

1. Цветные (Cu, Zn, Ni, Sn и др.

   )

Все цветные металлы и их сплавы делятся на две группы – тяжелые и легкие. Тяжелые металлы (Pb, Cu, Hg, Co и др.) – соединения, плотность которых 5 г/cm3 и выше. Их соли загрязняют окружающую среду и негативно влияют на животных и человека. Легкие металлы (Al, Sn и др.

) – металлы, которые расположены в р-блоке периодической таблицы. Их плотность меньше 5 г/cm3. Цветные металлы устойчивы к коррозии и агрессивным средам. Черные металлы – железо и его сплавы. По некоторым классификациям к ним также относятся марганец, ванадий, хром. Главные продукты черной металлургии – сталь и чугун.

Черные металлы составляют более 90 % всего объема используемых в экономике металлов. Основным элементом, придающим сплавам железа разнообразные свойства, является углерод.

1. Благородные (Au, Ag и металлы платиновой группы)

Благородные металлы — металлы, которые не подвергаются коррозии и окислению. Они не реагируют с соляной кислотой. Благородные металлы часто называют драгоценными.

Различные классификации позволяют эффективно использовать металлы и применять их во многих отраслях. 

Смотр знаний по теме "Металлы"

•       
                                          9 КЛАСС
•                   
  СМОТР ЗНАНИЙ ПО ТЕМЕ  “МЕТАЛЛЫ”
• Цель: повторить, закрепить и
  углубить теоретические и  практические знания по теме “металлы“;
• Задачи:
  
• — совершенствовать
  практические умения по применению знаний по теме “металлы“ как в стандартной,
  так и в нестандартной ситуации;
• —
  совершенствовать умение применять знания при решении качественных задач;
• —
  продолжать развитие умений проводить наблюдения, делать выводы, записывать
  уравнения реакции;
• —
  развивать умения работать с дополнительной литературой;
• —
  продолжить развитие умений делать анализ, обобщение, выделять главное;
• —
  продолжить развитие познавательного интереса учащихся к химии, расширение их
  кругозора;
• — показать
  межпредметные связи с биологией, физикой, филологическими науками, историей,
  географией;
• Тип
  урока:
  обобщающий;
• Методы: словесные (эвристическая беседа,
  доклады); практические .
•                                  
                  ХОД УРОКА

     
На сегодняшнем уроке мы окунёмся с вами в удивительный мир металлов. Как вы
думаете,  ребята, для чего мы с вами изучали эту тему?

    Нужны
ли действительно металлы в нашей жизни? Смогли бы мы без них прожить? Ответы на
эти вопросы мы дадим в конце занятия.

    
А сейчас приступим к первому заданию:

                                    
ИСПРАВЬТЕ ОШИБКИ

    1.Металлы
— это химические элементы, которые стоят в таблице Менделеева только в главных
подгруппах. Все металлы имеют только положительные степени окисления. На
внешнем энергетическом уровне у них может находиться от 3 до 5 электронов. Все
металлы, без исключения , очень активные  .Газообразное состояние для металлов
— редкость.

   
2.При взаимодействии металлов с кислородом  образуются соли.

Все
металлы взаимодействуют с водородом, образуя гидриды. Металлы,  стоящие в ряде
активности до водорода, взаимодействуют с растворами кислот.

   
3.Калий-щёлочно-земельный металл, который хранят под слоем масла, или бензина.
Входит в состав сильвинита и каменной соли. При сжигании окрашивает пламя в
красный цвет. Очень твёрдый.

     
4.Аллюминий-металл красноватого цвета, имеющий постоянную степень окисления +5  
. На воздухе покрывается оксидной плёнкой . Обладает хорошей электропроводностью.

1. Следующий
   этап «Осуществи превращения»:
2. В-1          Ca→CaO→Ca(OH)2→Ca(NO3)2→CaSO4
3. В-2          Mg→MgO→MgCl2→Mg(OH)2→MgSO4
4. В-3           Al→Al2O3→AlCl3→Al(OH)3→NaAlO2
5.            А сейчас, что бы немножко
   развеяться, разгадаем с вами перевертыши.

1)    
Гладь
металл, пока холодно. (Куй железо, пока горячо.)

2)    
Не та
грязь, что тусклая. (Не всё то золото, что блестит.)

3)    
Звери
живут за неметалл. (люди гибнут за золото.)

4)    
Пролежал
холод, сушь и оловянные трубы. (Прошел огонь воду и медные трубы.)

5)    
В пустыне
саксаул коричневый, на нём из меди обручальное кольцо. (У лукоморья дуб
зелёный, золотая цепь на дубе том.)

•                        
  Самостоятельная работа
• В-1                                      
  В-2                                      В-3
•                 
  1.Закончите уравнения химических реакций:
• Zn + FeSO4→                    
  CuSO4 + Fe→                         CaO + H2O→
• Na + H2O→                        
  Li + H2O→                              Zn + H2SO4→              
• Викторина
• 1)Какие
  металлы загораются в холодной воде ? (Натрий и калий)

2)Какое
свойство алюминия позволяет использовать его как покрытие стальных изделий ? (Каррозионноя
стойкость. )

3)Какой
металл самый легкий? (Литий.)

4)Какой
металл самый тяжелый? (Осмий.)

5)Какой
остров в переводе с латинского означает “медь”? (Кипр.)

6)Название
соединения углерода с металлом? (Карбид.)

7)Какой
металл присутствует в кухонной соли? (Натрий.)

8)Химический
элемент-металл, который алхимики считали металлом Солнца? (Золото.)

9)Химический
элемент VII группы, первый из
искусственно полученных? (Технеций.)

  10)Химический
элемент-металл – основа стойкого солдатика? (Олово.)

  11)Химический
элемент, название которого по звучанию напоминает название страны, хотя
происхождение его названия связано с цветом спектрального излучения? (Индий.)

  12)Металл,
название которого в переводе с испанского означает “серебришко”? (Платина.)

13)В
чём можно растворить золото? (В царской водке.)

14)Металл,
содержащий в меле? (Кальций.)

15)Какой
металл придаёт нашей крови красный цвет? (Железо.)

16)Химический
элемент, в название которого три буквы из пяти одинаковые?(Олово.)

17)Самый
активный металл? (Франций.)

18)Оружейный
металл. (Свинец)

19)Металл,
первый признак отравления соединением которого – появление сине-черной каймы на
дёснах. (Ртуть.)

20)Отличаются
ли понятия железо и жесть? (железо, покрытое оловом, называется жестью, оно
более устойчиво, чем железо.)

21)Что
означает выражение:  “металл, принесённый в жертву рыжему дьяволу”? (железо
превращается в ржавчину в процессе коррозии.)

22)Метал,
содержащийся в  лампе дневного света. (Ртуть.)

23)Металл,
содержащийся в лампочках, в качестве спирали накаливания? (Вольфрам.)

24)В
какой жидкости не тонет железо? (В ртути.)

25)Какой
металл вызывает лихорадку? (Золото.)

26)Какой
металл человек обработал первым? (Медь.)

27)Металл,
дающий при сгорании ярко-белый свет? (Магний.)

28)Его
называют металлом пота, слёз и крови людской? (Золото.)

29)Какой
металл погубил Древний Рим? (Свинец.)

30)Суточная
потребность кальция в организме (от 0,7 до 1.1 )

31)Имеет
ли изотопы природный алюминий ? (нет.)

 32)Металл, 
разрушающий стекло (рубидий.)

33)Сульфид 
какого металла используют пиротехники для окрашивания пламя в синий
цвет.(кадмий.)

34)Сплав
серебра и этого металла используется для приготовления зубных пломб. Этот
металл придаёт прочность и долговечность “серебряным” пломбам

35)Нитрат
этого металла принимает участие во всех салютах, придавая им зеленый
цвет.(барий.)

36)При
избытке в почве данного металла на Гавайских островах, пальмы дают пустые
орехи.(никель.)

1.       
   Следующий этап нашего занятия- ЧТЕНИЕ ДОКЛАДОВ,которые вы подготовили (3
   ученика).
2.                      
   Кое -что интересное подготовила вам и я:
3.                                               
   Интересно знать.
4. 1)    
   Не так
   давно австрийские учёные научились охранять металлические вышки в морях: через
   металлические конструкции пропускается ток, и на поверхности металла появляется
   плёнка с соединениями химических элементов, которые растворены в морской воде.

2)    
Многие
минералы меди ярко и красиво окрашены. Кусочки кавелина отливают всеми цветами
радуги. Медный блеск имеет синевато-стальной цвет. Халькопирит отливает
золотом. Азурит густо-синего цвета, а землистый азурит – ярко-голубого.

3)    
Медь с
очень недавнего времени использовали для получения монет. Самой крупной монетой
была шведская монета массой около 20 кг. В петровские времена в России из меди
получали монеты – 1,2,5, и 10 копеек. Так, с 16 кг. меди получалось денежных
знаков всего на сумму примерно 10-15 рублей.

4)    
Чистая
платина в природе встречается очень редко. Самый крупный самородок массой 9,63
кг. до конца наших дней не сохранился. Второй самородок массой 8 кг. 395 г.
Найден в начале нашего века в бассейне реки Иса.

      
             Далее вы попробуете разгадать   анаграммы.                                           

1)    
Недонатрий
хлористый на столе, перенатрий хлористый на голове (недосол на столе, пересол
на голове.)

2)    
Уходит
как “аш-два-о” в оксид кремния. (уходит как вода в песок.)

3)    
Аллотропноя
модификация углерода чистой аш-два-о. (анализ чистой воды.)

4)    
Много
оксида водорода утекло с тех пор. (много воды утекло с тех пор.)

                                       
ПРАКТИЧЕСКИЙ ТУР

     
Задание 1. Определите наиболее активный металл при помощи соляной
кислоты из следующего перечня : цинк, медь, алюминий .

   
Задание 2.
По цвету горения в спирте хлоридов металлов определите металл.

   
Задание 3.Выданы
5 пробирок с растворами в которых содержатся ионы следующих металлов: Ca2+ ,  Mg2+ ,  Cu2+ ,  Fe3+ ,  Ag+  .Определите данные металлы.

    Задание
4. Смешиваю порошок алюминия с предварительно растертым йодом.
Взаимодействие не происходит. Что нужно сделать ,что бы вещества вступили в химическую
реакцию?

    
Задание 5.Смешиваю порошок цинка с серой, взаимодействие снова не
происходит, почему? Что нужно сделать, что бы вещества вступили в реакцию?

•    
  И на последок ответим на вопросы, поставленные в начале урока.
• Рефлексия:
• Оцени
  свои знания по  теме по 10-бальной шкале
• Домашнее
  задание :
  тест.
•                                                        
  Тест.
• 1)    
  Укажите
  химический элемент, атомы которого имеют электронную
  формулу                              
• 1s2 2s2 2p6 3s2 
  3p1
•          а)  Na;                б)P;             в) Al;       г)Ar. 
•         2) Атом какого химического
  элемента содержит три протона?
•          
  а) В;     б) Р;     в)Аl;       г)Li;
•        
  3) Атом какого химического элемента имеет заряд  ядра + 22?
•            
  а)Na;     б)P;      в)Al;    г)Li;
•        
  4) Число нейтронов в атоме марганца равно:
•            
  а)25;                   б)29;               в)30;                       г)55;
•         
  5) Сколько электронов на последнем слое у натрия :
•                 
  а)1;               б)2;                   в)3;           г)4;
•        
  6)  Какую валентность имеет алюминий:
•                
  а) I;                 б) II ;                 в) III ;             г) IV ;
•        
  7)Какой металл не взаимодействует с кислотами:
•        
  а)Zn;      б)Al;          в)Au;       г)Na;
• 8)Металлы
  содержатся:                                                                                                                 
  а) только в главных подгруппах      б) только в побочных подгруппах;
•                                 
  в) и в главных и в побочных подгруппах.