Загальна характеристика металів
План
- Положення металів у періодичній системі
- Будова атомів металів
- Металічний хімічний зв’язок
- Фізичні властивості металів
- Хімічні властивості металів
- Застосування
1. Положення металів у періодичній системі
До металів належать усі елементи головних підгруп, що знаходяться вище діагоналі B–At. До металів належать також усі елементи побычних підгруп.
Існує ще один спосіб точно дізнатися металом чи неметалом є той чи інший елемент. Необхідно запам’ятати всі елементи-неметали, їх всього 22. Решта елементів – метали.
2. Будова атомів металів
На зовнішньому енергетичному рівні елементів-металів як правило міститься 1–3 електрони. Кількість енергетичних рівнів та радіус атомів у елементів-металів більші, ніж у елементів-неметалів, розміщених в тій же групі. У зв’язку з цим атоми металів мають нижчу електронегативність і легко віддають валентні електрони.
3. Металічний хімічний зв’язок
Металічний зв’язок утворюється між позитивно зарядженими йонами металів та вільними електронами, які утворюють так званий електронний газ.
4. Фізичні властивості металів
Різні метали мають різні властивості. Ртуть не замерзає навіть на морозі, а вольфрам не плавиться в жаркому полум’ї, літій вдвоє легший за воду, а осмій у 45 разів важчий за неї, срібло прекрасно проводить електричний струм, а германій є напівпровідником. Але всі метали мають спільні фізичні властивості, які їх об’єднують.
Метали:
- як правило тверді речовини (виняток — ртуть)
- мають металічний блиск
- сріблясті або жовтуваті
- тепло- та електропровідні
- пластичні
- міцні.
Ці властивості пояснюються особливостями металічного зв’язку.
5. Хімічні властивості металів
1. Реакція з неметалами
1) з киснем:
2Mg + O₂ = 2MgO
2) з сіркою:
Hg + S = HgS
3) з галогенами:
NiCl₂ = NiCl₂
4) з азотом:
3Ca + N₂ = Ca₃N₂
5) з фосфором:
3Ca + 2P = Ca₃P₂
6) з воднем (реагують тільки лужні і лужноземельні метали):
2Li + H₂ = 2LiH
Ca + H₂ = CaH₂
2. Реакція з кислотами
1) Метали, які стоять в електрохімічному ряді напруг до H, відновлюють кислоти до водню (виняток — нітратна кислота):
Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂
2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂
6Na + 2H₃PO₄ = 2Na₃PO₄ + 3H₂
3. Взаємодія з водою
1) Активні метали (лужні і лужноземельні) утворюють луг і водень:
2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂
Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂
2) Метали середньої активності окиснюються водою при нагріванні до оксиду:
Zn + H₂O = ZnO + H₂
3) Неактивні метали (Au, Ag, Pt) з водою не реагують.
4. Витіснення більш активними металами менш активних металів з розчинів їх солей:
Cu + HgCl₂ = Hg + CuCl₂
Fe + CuSO₄ = Cu + FeSO₄
6. Застосування
60 металів та майже 6000 сплавів на їх основі використовує людина. Ці метали та сплави мають певні властивості, які властиві лише для них. На цих властивостях засноване застосування металів.
- Виготовлення електричних дротів – (Аl, Cu) – висока електропровідність.
- Нитка розжарювання електричної лампи – (W) – найвища температура плавлення.
- Термометр для вимірювання температури – (Hg) – єдиний рідкий за звичайних умов метал.
- Виготовлення літаків – (Аl) – легкий.
