Урок №45 -46. Положение металлов в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Металлическая связь. Физические и химические свойства металлов. Ряд напряжений металлов.

1. Положение металлов в таблице элементов

Металлы располагаются в основном в левой и нижней части ПСХЭ. К ним относятся:

Деление элементов на металлы и неметаллы


2. 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.

Металлы - восстановители

 

3. Физические свойства металлов




Изменение электропроводности металла при его нагревании и охлаждении

Металлическая связь – это связь, которую осуществляют свободные электроны между катионами в металлической кристаллической решётке.

4. Получение металлов


1. Восстановление металлов из оксидов углем или угарным газом

xOy + C = CO2 + Me  или   xOy + CO = CO2 + Me 

2. Обжиг сульфидов с последующим восстановлением

1 стадия – MеxSy+O2=MеxOy+SO2

2 стадия -  xOy + C = CO2 + Me  или   xOy + CO = CO2 + Me 

3 Алюминотермия (восстановление более активным металлом)

xOy + Al = Al2O3 + Me 

4. Водородотермия - для получения металлов особой чистоты

xOy + H2 = H2O + Me 

5. Восстановление металлов электрическим током (электролиз)

1) Щелочные и щелочноземельные металлы получают в промышленности электролизом расплавов солей (хлоридов):

2NaCl расплав, электр. ток. → 2 Na + Cl2

CaCl2 расплав, электр. ток.→  Ca + Cl2

расплавов гидроксидов:

4NaOH расплав, электр. ток.→  4Na + O2↑ + 2H2O

2) Алюминий в промышленности получают в результате электролиза расплава оксида алюминия в криолите Na3AlF6 (из бокситов):

2Al2O3 расплав в криолите, электр. ток.→  4Al + 3 O2

3) Электролиз водных растворов солей используют для получения металлов средней активности и неактивных:

2CuSO4+2H2O раствор, электр. ток.    2Cu + O2 + 2H2SO4


5. Нахождение металлов в природе

Самый распространённый в земной коре металл – алюминий. Металлы встречаются как в соединениях, так и в свободном виде.

1. Активные – в виде солей (сульфаты, нитраты, хлориды, карбонаты)

2. Средней активности – в виде оксидов, сульфидов (Fe3O4, FeS2)

3. Благородные – в свободном виде (Au, Pt, Ag)

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Общие химические свойства металлов представлены в таблице:


Видео "Самовоспламенение никеля на воздухе"

1). Металлы по - разному  реагируют с водой:

Помните!!!

Алюминий реагирует с водой подобно активным металлам, образуя основание:

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

 

2).  Металлы особо реагируют с серной концентрированной  и азотной кислотами:

H2SO(конц.) + Me = соль + H2O + Х       

 

 

 

Щелочные 

и щелочноземельные

FeCrAl

Металлы

до водорода

 Сd-Pb

Металлы после

водорода (при t)

 

AuPt

 X

H2S↑

могут S↓ или SO2

1)пассивируются на холоде;

2) при нагревании → SO2

 S

могут H2илиSO2

SO2

-


H2SO4 (разб) + Zn = ZnSO4 + H2

H2SO4 (разб) + Cu ≠

2H2SO4 (конц.) + Cu = CuSO4 + 2H2O + SO2

Внимание!

Pt, Au + H2SO(конц.) реакции нет

Al, Fe, Cr + H2SO(конц.)  холодная пассивация

Al, Fe, Cr + H2SO(конц.) t˚CSO2

 

4HNO3 (k) + Cu = Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO2

8HNO3 (p) + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO↑

Внимание!

Pt, Au + HNO3 реакции нет

Al, Fe, Cr + HNO3 (конц) холодная пассивация

Al, Fe, Cr + HNO3 (конц) t˚CNO2

Al, Fe, Cr + HNO3 (разб) NO

3). С растворами солей менее активных металлов

Ме + Соль = Новый металл + Новая соль

Вытеснение металла из соли другим металлом

ВИДЕО-ОПЫТ

Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu

FeCl2 + Cu ≠

Активность металла в реакциях с кислотами, водными растворами солей и др. можно определить, используя электрохимический ряд, предложенный в 1865 г русским учёным Н. Н. Бекетовым:

Вытеснение водорода металлами


от калия к золоту восстановительная способность (способность отдавать электроны) уменьшается, все металлы, стоящие в ряду левее водорода, могут вытеснять его из растворов кислот; медь, серебро, ртуть, платина, золото, расположенные правее, не вытесняют водород.

Видео – Эксперимент «Взаимодействие хлорида олова (II) с цинком («Оловянный ежик»)»

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ

№1. Закончить уравнения практически осуществимых реакций, назвать продукты реакции

Li+ H2O =

Cu + H2O =

Al + H2O =

Ba + H2O =

Mg + H2O =

Ca + HCl=

Na + H2SO4(К)=

Al + H2S=

Ca + H3PO4=

HCl + Zn =

H2SO4 (к)+ Cu=

H2S + Mg =

HCl + Cu =

HNO3 (K)+ Сu =

H2S + Pt =

H3PO4 + Fe =

HNO3 (p)+ Na=

Fe + Pb(NO3)2 =

№2. Закончите УХР, расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель (восстановитель):

Al + O2 =

Li + H2O =

Na + HNO3 (k) =

Mg + Pb(NO3)2 =

Ni + HCl =

Ag + H2SO4 (k) =

№3. Вставьте вместо точек пропущенные знаки (<, > или =)

заряд ядра

Li…Rb

Na…Al

Ca…K

число энергетических уровней

Li…Rb

Na…Al

Ca…K

число внешних электронов

Li…Rb

Na…Al

Ca…K

радиус атома

Li…Rb

Na…Al

Ca…K

восстановительные свойства

Li…Rb

Na…Al

Ca…K

№4. Закончите УХР, расставьте коэффициенты методом электронного баланса, укажите окислитель (восстановитель):

K+ O2 =

Mg+ H2O =

Pb+ HNO3 (p) =

Fe+ CuCl2 =

Zn + H2SO4 (p) =

Zn + H2SO4 (k) =

№5. Решите тестовые задания

1.Выберите группу элементов, в которой находятся только металлы:

А) Al, As, P;    Б) Mg, Ca, Si;    В) K, Ca, Pb

2. Выберите группу, в которой находятся только простые вещества – неметаллы:

А) K2O, SO2, SiO2;    Б) H2, Cl2, I2 ;    В)Ca, Ba, HCl;

3. Укажите общее в строении атомов K и Li:

А) 2 электрона на последнем электронном слое;

Б) 1 электрон на последнем электронном слое;

В) одинаковое число электронных слоев.

4. Металлический кальций проявляет свойства:

А) окислителя;

Б) восстановителя;

В) окислителя или восстановителя в зависимости от условий.

5. Металлические свойства натрия слабее, чем у –

А) магния;   Б) калия;   В) лития.

6. К неактивным металлам относятся:

А) алюминий, медь, цинк;    Б) ртуть, серебро, медь;

В) кальций, бериллий, серебро.

7. Какое физическое свойство не является общими для всех металлов:

А) электропроводность,    Б) теплопроводность,

В) твердое агрегатное состояние при нормальных условиях,

Г) металлический блеск

Часть В. Ответом к заданиям этой части является набор букв, которые следует записать

Установите соответствие.

С увеличением порядкового номера элемента в главной подгруппе II группы Периодической системы свойства элементов и образуемых ими веществ изменяются следующим образом:

1) число электронов на внешнем уровне

3) электроотрицательность

4) восстановительные свойства

А) увеличивается

Б) уменьшается

В) не изменяется

 







ą
Галина Пчёлкина,
6 апр. 2012 г., 5:34
Comments