Положение металлов в периодической системе кратко
Обновлено: 02.07.2024
Большинство эл-тов табл. Менделеева - металлы.
Металлические свойства усиливаются сверху вниз и справа налево.
Самый активный металл - франций.
На внешнем уровне обычно 1-2 электрона, которые атомы металлов могут отдавать. Чем легче их отдать - тем активнее металл.
Металлы главной подгруппы 1 группы - щелочные. Литий, натрий, калий, цезий, рубидий, франций. Очень активны.
Кальций, стронций, барий, радий - щелочноземельные.
Физ. св=ва: металл. блеск, ковкость, тепло- и электропроводность
ПОЛОЖЕНИЕ МЕТАЛЛОВ В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТАБЛИЦЕ
Если в периодической таблице элементов Д. И. Менделеева провести диагональ от бериллия к астату, то слева внизу по диагонали будут находиться элементы-металлы (к ним же относятся элементы побочных подгрупп) , а справа вверху – элементы-неметаллы. Элементы, расположенные вблизи диагонали (Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb и др.) , обладают двойственным характером.
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) .
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ АТОМОВ МЕТАЛЛОВ
Кристаллические решетки металлического типа содержат в узлах положительно заряженные ионы и нейтральные атомы; между ними передвигаются относительно свободные электроны.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Объясняются особым строением кристаллической решетки - наличием свободных электронов ("электронного газа").
1) Пластичность - способность изменять форму при ударе, вытягиваться в проволоку, прокатываться в тонкие листы. В ряду ––Au,Ag,Cu,Sn,Pb,Zn,Fe® уменьшается.
2) Блеск, обычно серый цвет и непрозрачность. Это связано со взаимодействием свободных электронов с падающими на металл квантами света.
3) Электропроводность.
Объясняется направленным движением свободных электронов от отрицательного полюса к положительному под влиянием небольшой разности потенциалов. В ряду ––Ag,Cu,Al,Fe® уменьшается.
При нагревании электропроводность уменьшается, т. к. с повышением температуры усиливаются колебания атомов и ионов в узлах кристаллической решетки, что затрудняет направленное движение "электронного газа".
4) Теплопроводность. Закономерность та же. Обусловлена высокой подвижностью свободных электронов и колебательным движением атомов, благодаря чему происходит быстрое выравнивание температуры по массе металла. Наибольшая теплопроводность - у висмута и ртути.
5) Твердость. Самый твердый – хром (режет стекло) ; самые мягкие – щелочные металлы – калий, натрий, рубидий и цезий – режутся ножом.
6) Плотность. Она тем меньше, чем меньше атомная масса металла и чем больше радиус его атома (самый легкий - литий (r=0,53 г/см3); самый тяжелый – осмий (r=22,6 г/см3).
Металлы, имеющие r
Металлы располагаются в основном в левой и нижней части ПСХЭ.
К ним относятся:
Элементы главных подгрупп:
s-элементы – элементы I и II групп, главных подгрупп (водород Н и гелий Не – исключения, это неметаллы);
p -элементы – элементы III – VIII групп, главных подгрупп.
Элементы побочных подгрупп:
f-элементы – лантаноиды и актиноиды.
Усиление металлических и восстановительных свойств металлов в ПСХЭ Д. И. Менделеева
Строение атомов металлов
У атомов металлов на наружном энергоуровне обычно 1-3 электрона. Их атомы обладают большим радиусом и легко отдают валентные электроны, т.е. проявляют восстановительные свойства.
Схема строения атомов металлов в общем виде:
Mе – восстановители, окисляются
Изменение металлических и восстановительных свойств металлов в группах (главных подгруппах) с ростом заряда их атомов:
Сверху вниз: заряды ядер атомов растут, число электронов на внешнем уровне постоянно, радиус атомов увеличивается, притяжение электронов внешнего уровня к ядру ослабевает, следовательно, увеличивается способность к отдаче валентных электронов, значит, металлические свойства и восстановительная способность увеличиваются .
Изменение металлических и восстановительных свойств металлов в периодах с ростом заряда их атомов:
Слева направо: заряды ядер атомов растут, число электронов на внешнем уровне увеличивается, радиус атомов уменьшается, притяжение электронов внешнего уровня к ядру усиливается, следовательно, увеличивается способность к принятию валентных электронов, значит, металлические свойства и восстановительная способность уменьшаются .
Физические свойства металлов
Физические свойства металлов обусловлены их строением, а именно, металлической кристаллической решёткой.
Металлическая кристаллическая решётка – это совокупность положительно заряженных ионов (катионов) металлов – Ме n+ , их атомов – Me 0 и свободно передвигающихся между узлами кристаллической решётки электронов – e - (электронный газ).
В металлической кристаллической решётке присутствует металлическая связь – это связь, которую осуществляют свободные электроны между атомами и катионами металлов в металлической кристаллической решётке.
Общие физические свойства металлов
За счёт наличия в кристаллах свободно движущихся электронов для большинства металлов характерны общие физические свойства: особый металлический блеск, высокие электропроводность и теплопроводность, ковкость и другие.
Агрегатное состояние и цвет металлов
При обычных условиях все металлы (за исключением ртути, её температура плавления t= -38,83°C) являются твёрдыми веществами .
Способность металлов отражать падающий на них свет является причиной наличия у них особого металлического блеска .
Металлы не имеют запаха.
В своём большинстве металлы имеют серебристо-белый или серебристо-серый цвет. Исключение составляют медь (красного цвета) и золото (жёлтого цвета).
В технике металлы принято подразделять на чёрные и цветные. Как правило, к чёрным металлам относят железо и его сплавы, а к цветным — все остальные металлы.
Электро- и теплопроводность
Металлы хорошо проводят тепло. Все металлы хорошо проводят электрический ток, что обусловлено наличием в кристаллической решётке электронов, которые способны свободно перемещаться. Очень хорошими проводниками электрического тока являются золото Au, медь Cu и серебро Ag. В ряду Ag, Cu, Au, Al электропроводность уменьшается от серебра к алюминию (чем больше валентных электронов, тем меньше электропроводность).
Металлы в большинстве своём пластичны. Их можно ковать, вытягивать в проволоку и прессовать. Исключение составляют сурьма и висмут, они хрупкие и от удара рассыпаются.
Температура плавления металлов изменяется в широком интервале: от – 38,83 °C у ртути до 3420°C у вольфрама. По температуре плавления металлы условно подразделяют на:
легкоплавкие (температура плавления до 1000 °C), например, ртуть;
среднеплавкие (температура плавления от 1000 °C до 1600 °C);
тугоплавкие (температура плавления выше 1600 °C), например, вольфрам.
Плотность различных металлов также колеблется в сравнительно широких пределах: от 0,53 г/см³ у лития до 22,61 г/см³ у осмия.
По плотности металлы принято подразделять на
лёгкие (плотность меньше 5 г/см³), например, щелочные металлы;
тяжёлые (плотность свыше 5 г/см³), например, самый тяжёлый металл - Os.
Сплавы металлов
Сплавы (состав, свойства, применение)
Сделайте краткий конспект основных понятий в рабочей тетради :
Сплав - материал с металлическими свойствами, состоящий из двух или более компонентов, один из которых обязательно металл.
Чёрные металлы – железо, марганец, иногда к чёрным металлам относят хром.
Цветные металлы – алюминий, медь, никель, цинк, олово, свинец и другие металлы, не относящиеся к чёрным.
Сталь – сплав железа с углеродом, причем доля углерода не превышает 2,14%.
Чугун – сплав железа с углеродом, содержание углерода в пределах от 2,14 до 4,3%.
Цементит – карбид железа Fe 3 C, образуется в виде отдельной фазы в чугуне с высоким содержанием углерода.
Легированная сталь – сталь, в состав которой включены легирующие добавки, повышающие прочность, коррозионную устойчивость, жаропрочность и другие свойства сплава.
Легирующие добавки – вещества, вводимые в сплав в определённых количествах, для придания сплаву необходимых свойств.
Бронза – сплав на основе меди; оловянная бронза содержит до 8,5% олова. Может содержать также алюминий, кремний, свинец. Используется для изготовления деталей машин, инструментов, при ударе не образующих искр.
Баббиты – сплавы на основе олова и свинца. Применяются для изготовления подшипников, так как отличаются высокой устойчивостью к истиранию.
Дюралюминий – высокопрочные сплавы на основе алюминия с добавками меди, магния и марганца. Основной конструкционный материал в авиа- и ракетостроении.
Константан – сплав на основе меди, никеля и марганца, используется для изготовления электроизмерительных приборов.
Латунь – сплав меди и цинка, с небольшими добавками никеля, олова, свинца, марганца. Используется для изготовления деталей машин и запорной аппаратуры.
Мельхиор – медно-никелевый сплав с добавлением железа, используется для изготовления монет, инструментов, столовых приборов.
Нейзильбер – трёхкомпонентный сплав на основе меди, цинка и никеля.
Силумин – сплав алюминия с кремнием. Применяется для литья деталей в авто- моторостроении.
Сплав Вуда – легкоплавкий сплав на основе висмута, свинца, олова и кадмия. Используется для изготовления металлических моделей, заливки образцов, пайки некоторых сплавов.
Электрон – сплав на основе магния и алюминия с добавлением цинка, и марганца. Используется в авиа- и ракетостроении.
На этом уроке рассматривается положение химических элементов металлов в Периодической системе, а также особенности строения атомов этих элементов, определяющие свойства простых и сложных веществ. Вы узнаете, почему химических элементов металлов значительно больше, чем неметаллов.
Начальные элементы образуют главную подгруппу I группы и называются щелочными металлами. Свое название они получили от названия соответствующих им гидроксидов, хорошо растворимых в воде, — щелочей.
Атомы щелочных металлов содержат на внешнем энергетическом уровне только один электрон, который они легко отдают при химических взаимодействиях, поэтому являются сильнейшими восстановителями. Понятно, что в соответствии с ростом радиуса атома восстановительные свойства щелочных металлов усиливаются от лития к францию.
К металлам относятся и элементы главной подгруппы III группы, исключая бор.
Из элементов главных подгрупп следующих групп к металлам относят: в IV группе германий1, олово, свинец (первые два элемента — углерод и кремний — неметаллы) , в V группе сурьма и висмут (первые три элемента — неметаллы) , в VI группе только последний элемент — полоний — явно выраженный металл. В главных подгруппах VII и VIII групп все элементы — типичные неметаллы.
Что касается элементов побочных подгрупп, то все они металлы.
Таким образом, условная граница между элементами-металлами и элементами-неметаллами проходит по диагонали В (бор) — (кремний) — Si (мышьяк) — Те (теллур) — Аs (астат) (проследите ее в таблице Д. И. Менделеева) .
Атомы металлов имеют сравнительно большие размеры (радиусы) , поэтому и их внешние электроны значительно удалены от ядра и слабо с ним связаны. И вторая особенность, которая присуща атомам наиболее активных металлов, — это наличие на внешнем энергетическом уровне 1—3 электронов.
1. Положение Ме в ПСХЭ
92 хим. эл-та.
Ме побочных подгрупп имеют по 2е на последнем уровне
Радиус металлов больше, чем радиус не Ме
Легко отдают е являются восстановителем.
2. Изменение Ме свойств в ПСХЭ
Период: Ме св-ва ослабевают. Причины:
а) увеличивается число е на последнем уровне
б) радиус уменьшается
Группы : Ме св-ва усиливаются.
Причины :
а) увеличивается число энергетических уровней
б) радиус увеличивается.
3. Ме- простые вещества.
Физические свойства:
Металлическая связь ---> Ме кристаллическая решетка-------> твердые -----> Ме блеск ----->электропроводность -----> ковкие, пластичные -----> теплопроводность
Плотность :
а) легкие
щелочные, щелочно-земельные
Легкие -легкоплавкие.
б) тяжелые - тугоплавкие
Твердые : хром
Читайте также: