Розміщення металічних елементів у періодичній системі.
Вам уже відомо, що металічних елементів значно більше, ніж неметалічних. Вони починають кожний період (крім першого) періодичної системи, утворюють парні ряди великих періодів і головні підгрупи І–ІІІ груп. Продемонструємо їхнє розміщення на моделі періодичної системи хімічних елементів.
Особливості будови атомів металічних елементів.
Порівнюючи будову зовнішнього енергетичного рівня атомів металічних і неметалічних елементів, неважко зрозуміти, що атоми металічних елементів на зовнішньому енергетичному рівні мають невелику кількість електронів (1–3), крім Стануму, Плюмбуму, Бісмуту й Полонію.
Зважаючи на це, атоми металічних елементів під час хімічних реакцій віддають електрони, перетворюючись на позитивно заряджені йони — катіони.
Наприклад, відобразимо будову атома Кальцію за допомогою електронної формули: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 . Як бачимо, атом Кальцію на зовнішньому (четвертому) енергетичному рівні має два s-електрони. Віддаючи їх, атом перетворюється на йон Кальцію. Цей процес можна записати так:
[1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 ] – 2ē → [1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ]2+, або Са0 – 2ē → Са2+.
Металічні елементи, на противагу неметалічним, не утворюють летких сполук з Гідрогеном. Однак лужні й лужноземельні елементи мають здатність утворювати гідриди (кристалічні речовини складу NaH, CaH2 )
Фізичні властивості металів.
Усім металам притаманні подібні фізичні властивості. Вони електро- й теплопровідні, пластичні, мають металічний блиск. Ці фізичні властивості залежать від їхньої кристалічної будови, зокрема наявності вільних електронів, що безперервно рухаються. Однак, залежно від розмірів атомів та йонів і кількості електронів, електро- й теплопровідності металів є різними.
Найбільш електропровідні — срібло, мідь та алюміній. Ці ж метали найкраще проводять тепло.
Металічний блиск з’являється внаслідок здатності металів відбивати світло. Пластичність зумовлена наявністю у вузлах кристалічних ґраток однойменно заряджених йонів. Під дією на метал сили йони зміщуються, а рух електронів унеможливлює їхній відрив від маси металічного тіла.
Густина й температури плавлення металів є дуже різними й варіюють у широкому діапазоні цих показників. Метали, густина яких не перевищує 5 г/см3 , називають легкими. Це алюміній та лужні метали. Важкими є ті, густина яких більша за 5 г/см3 . До них належать залізо, ртуть, свинець, олово й інші.
Легкоплавкими вважають метали, температури плавлення яких не перевищують 350 °С. Це натрій, калій та цезій. До тугоплавких належать метали з температурами плавлення понад 350 °С. Лідером серед них є вольфрам. Усі метали за звичайних умов — тверді речовини (крім ртуті).
Прості речовини.
Прості речовини металічних елементів називають металами. Їм властивий особливий вид хімічного зв’язку — металічний та металічні кристалічні ґратки.
Металічний зв’язок виникає під час взаємодії вільних електронів з позитивно зарядженими йонами металічних елементів, що розміщуються у вузлах кристалічних ґраток. Ці йони утворюються внаслідок втрати атомами електронів. Втрачені електрони вільно переміщуються в масі металічного тіла й належать не одному, а всім атомам. Їх називають електронним газом, або усуспільненими електронами. Електрони, наближаючись до йона, іноді до нього приєднуються, перетворюючись на атоми.
ПоширеннЯ металічних елементів у природі.
Метали, які в ряді активності розміщені до водню, є хімічно активними речовинами. Вони легко реагують з киснем повітря, тому у вільному стані в природі не трапляються. В основному їх містять у своєму складі оксиди й солі. У вільному стані незначні поклади утворюють мідь, срібло, золото. Про поширення інших металічних елементів у природі ви дізнаєтеся, ознайомившись з діаграмою