НЕФТЬ-ГАЗ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
На главную >>


Теперь на нашем сайте можно за 5 минут создать свежий реферат или доклад

Скачать книгу целиком можно на сайте: www.nglib.ru.

Предложения в тексте с термином "Металл"

Двухосновная кислота с любым металлом образует одну нормальную и одну кислую соль.

Трехосновная кислота с любым металлом образует одну нормальную и две кислые соли.

«Гидро» Название Название Валетили -\- кислотного + металла + ность «дигидро» остатка (в род.

металле:пад.

Название «Гидроксо-» Название Название Валет-основной = ила -\- кислотного + металла + ность соли «дигидро- остатка , (в род.

металла ксо-» пад.

Приставка ди- используется, если в молекуле основной соли с одним атомом металла связаны две гидроксидные группы.

Согласно этой номенклатуре, приставки «гидроксо» и «дигидроксо» в названиях основных солей непосредственно связаны с названием металла, наприме]): CuOHCl — хлорид гидроксомеди (II); [Fe(OH)2] 2804 — сульфат дигидроксожелеза (!

а) Взаимодействие с активными металлами с образованием алкоголятов (алканшгятов) металлов:

Как и одноатомные спирты, многоатомные спирты взаимодействуют со щелочными металлами; при этом могут образовываться моно-, ди- и тризамещенные продукты:

Поэтому, в отличие от алканолов, многоатомные спирты взаимодействуют с гидроксидами тяжелых металлов (например, с гидроксидом меди (II) Си (ОН) 2).

Продуктами этих реакций являются внутрикомплексные («хелатные») соединения, в молекулах которых атом тяжелого металла образует как обычные ковалентные связи Ме-О за счет замещения атомов водорода ОН-групп, так и до-норноакцепторные связи Ме-«-О за счет неподеленных электронных пар атомов кислорода других ОН-групп: нс-о' +LHO;CU{OH?

Взаимодействие с активными металлами с образованием фенолятов (сходство со спиртами): он ок + 2 К - > 2 (Oj * "2 1

Образование солей: а) взаимодействие с активными металлами:

Аналогично изменяются свойства элементов в ряду от Na до С1, Следующий элемент К, как Li и Na, является типичным металлом.

Свойства типич- уменьшаются ^ гаипи^ - элементов металл Неметаллические свойства неметалл ъичелииие>ои-1Щ г я

*~» ае сьойсгаьа шаются 4 Ф типичный металл ^мень типичный неметалл типичный метам Немегаадличес* аьеличич сие сьоистьа удютася I I I Ж 2 Ж Ж I КО Mgo ketOj SiQi «VO, so, CW,, 1

ф Период — это последовательность элементов, которая начинается щелочным металлом (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr) и заканчивается инертным газом (Не, Ne, Аг, Кг, Хе, Rn).

В четных рядах больших периодов находятся только металлы.

Все элементы побочных подгрупп являются металлами.

Белок с измененс соли тяжелых металлов, щелочи,

Кислотные свойства пиррола также выражены очень слабо, они проявляются, в частности, при взаимодействии со щелочными металлами, например: н к

Какой элемент пятого периода является самым активным металлом?

В каких группах периодической системы все элементы являются металлами?

Так, вода при обычной температуре взаимодействует с такими сильнейшими восстановителями, как щелочные и щелочноземельные металлы:

При нагревании возможно взаимодействие воды или водяного пара и с менее активными металлами + 1 fO

В роли окислителя вода выступает также при взаимо действии с гидридами щелочных и щелочноземельных металлов, являющихся очень сильными восстановителями

А125з+6Н,О=2А1(ОН)3|+ЗН25| б) Гидролиз карбидов металлов является одним из спо • собов получения углеводородов

Ацетон г) Гидролиз алкоголятов металлов

В присутствии воды алкоголяты металлов разлагаются с образованием спиртов и гидроксидов металлов:

Благородные металлы, см.

металлы благородные

Железные квасцы — Me[Fe(SO4)2] • 12Н2О, где Me— щелочные металлы или катион аммония NH4+

магнезит Магнезия жженая — MgO Магнитный железняк — РезСи Малахит — (СиОН)2СО3 Марганцовка — водный раствор КМпС>4 Медный колчедан — CuFeS2 Медный купорос — CuSO4 • 5Н2О Мел — СаСОз Металлы — актиноиды — эоТЬ — ю3Ьг — благородные — Ag, Au, Pt, Ru, Rh, Pd, Os, Ir — лантаноиды — saCe —?

Газ(ы) - инертные 29 коксовый 522 — нефтяной 518 — природный 518 — растворимость 163 — угарный 413 --углекислый 414 - электронный в металле 274 Газойль 520

Метаалюминиевая кислота 42 Метакриловая кислота 586 Металличность 87 Металлы 260, 272 ел.

развитие цепи Ртуть 274, 275 Рубидий 284 Ряд — активности металлов, civ.

электрохимический ряд напряжений металлов — гомологический 435 — стандартных потенциалов 262 Сахар, см.

Щавелевая кислота 574 Щелочи 36, 230 Щелочная среда 193 Щелочноземельные металлы 284 Щелочные металлы 284 Экзотермические реакции 130 Эластомеры 673

Электронное облако 64 Электронные формулы — атомов 74 — молекул 94 Электронный газ 274 Электронный октет 81 Электронный слой 65 — внешний 78 — завершенный 81 — предвнешний 78, Электроны 61 — валентные 90 , — двойственная природа 64 — неспаренные 69 — свободные 274 •— спаренные 69 Электроотрицательность 88 Электропроводность 179, 274 Электрохимический ряд напряжений металлов 2б2

Металлы и их соединения 260 § 7.

Электрохимический ряд напряжений металлов (ряд стандартных электродных потенциалов) 261 § 7.

Металлы главных подгрупп I и

Тест № 10 по теме: «Щелочные и щелочноземельные металлы и их соединения» 295 § 7.

Все химические элементы делятся, как известно, на металлы и неметаллы, наиболее распространенные из которых следующие:

Металлы Неметаллы

Каждый период начинается щелочным металлом (кроме первого периода), в атомах которого на внешнем электронном слое имеется один s-электрон; электронное строение внешнего слоя — ns1 (n — номер периода).

Эти элементы имеют наибольшие радиусы атомов среди всех элементов IV периода, поэтому электроны внешнего слоя слабо связаны с атомами, и эти элементы являются типичными металлами.

Поэтому d-элементы похожи по своим свойствам -— все они являются металлами (но менее активными, чем К и Са, которые имеют меньшие заряды ядер и большие радиусы атомов); ЭО всех d-элементов IV периода изменяется в небольшом интервале от 1,3 до 1,9.

Почему все d-элементы являются металлами?

Металлом или неметаллом является селен 34$е?

Напишите символы всех металлов третьего периода, если первым неметаллом в этом периоде является кремний?

Напишите символы всех неметаллов главной подгруппы V группы, если известно, что в этой подгрупге два элемента являются металлами?

В главных подгруппах двух групп находятся тэлько металлы.

Сколько металлов в четвертом периоде, если известно, что первым элементом-неметаллом в этом периоде является мышьяк ззАз?

Эта теория объясняет образование связи между атомами типичных металлов и атомами типичных неметаллов: CsF, CsCl, NaCl, KF, KC1, Na2O, CaO и др.

Согласно этой теории, при образовании ионной связи атомы типичных металлов отдают электроны, а атомы типичных неметаллов принимают электроны.

Какие процессы происходят с атомами типичны) металлов и типичных неметаллов при образовании ионной связи?

Определите заряды ионов в соединениях А1Р3, Cs2O, CuCb, FeBr2, RbaS, если известно, что заряд ионов щелочных металлов равен -J-1, а заряд ионов галогенов равен —1.

Элементы с постоянной степенью окисления Степень окисления а) Щелочные металлы (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr) +1 б) Элементы II группы (кроме Hg): Be, Mg,

Металлы во всех сложных соединениях имеют только положительные степени окисления.

В соединениях с металлами и водородом степени окисления неметаллов всегда отрицательные.

Низшая (минимальная) степень окисления металлов равна нулю.

Все металлы 0 Na, Fe, Al, Zn.

Могут ли быть окислителями: а) металлы?

Некоторые реакции протекают быстро (например, реакции нейтрализации, реакции взаимодействия щелочных металлов с водой и др.

В амфотерных гидроксидах диссоциация по типу кислот и по типу оснований происходит потому, что прочность химических связей между атомами металла и кислорода (Me— О) и между атомами кислорода и водорода (О — Н) почти одинаковая.

); — формулы оксидов металлов и неметаллов (Na2O, CaO, Р2О5, SiQ2, В2О3 и т.

Среди основных оксидов растворимыми являются только оксиды щелочных металлов (Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O) и щелочноземельных металлов (CaO, SrO, BaO).

Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов взаимодействуют с водой с образованием растворимых оснований (щелочей):

Металл или + О2 = Оксид.

Получение растворимых оснований: а) взаимодействием щелочных и щелочноземельных металлов с водой.

Me + Н2О = - основание -f- H2j, (щелочь) где Me — щелочные и щелочно-земельные металлы.

2Na+2H2O=2NaOH-fH2t; б) взаимодействием оксидов щелочных и щелочноземельных металлов с водой.

Кислоты взаимодействуют с металлами.

Характер продуктов этих реакций зависит от природы и концентрации кислоты и от активности металла.

раздел 7 «Металлы»):

Разбавленная серная кислота H2SO4, хлороводородная кислота НС1 и другие взаимодействуют с металлами, которые находятся в электрохимическом ряду напряжений левее водорода.

Указанные кислоты не взаимодействуют с металлами, которые находятся в электрохимическом ряду напряжений правее водорода.

Концентрированная серная кислота H2SO4 и азотная кислота HNOs любой концентрации являются кислотами-окислителями и проявляют особые свойства в реакциях с металлами, которые подробно рассмотрены в разделе 8.

Как кислоты взаимодействуют с металлами?

С какими из следующих металлов: Al, Fe, Zn, Au, Mg, Hg, Си, Ni — реагирует разбавленная серная кислота?

Соли взаимодействуют с металлами с образованием новой соли и нового металла.

Данный металл может вытеснять из раствора соли только те металлы, которые находятся правее его в электрохимическом ряду напряжений.

оль(1) = Ме(2) + Соль(2), где Ме(1) более активный металл, чем Me (2).

Железо вытесняет медь из раствора соли меди, юто-му что железо — более активный металл, чем медь.

Металл Соль — (10) Соль+.

(8) Соль-f- металл (9)

Водород выделяется при взаимодействии металлов со всеми кислотами, кроме азотной кислоты HNO3 л конг центрированной серной кислоты H2SC>4.

Взаимодействие солей с металлами:

Ме(1) должен быть более активным металлом, чем

металл основной оксид [ основание соль неметалл п кислотный опей] ::ш ] -\ кислота \

Как взаимодействуют соли с металлами?

С какими металлами может взаимодействовать раствор хлорида меди (II)?

С какими металлами может взаимодействовать раствор нитрата свинца (II)?

С какими из металлов может взаимодействовать сэля-ная кислота?

Двойные соли диссоциируют в одну ступень на катионы обоих металлов Гили катион аммония) и анионы кислотного остатка:

Наиболее характерные координационные числа для ионов различных металлов приведены ниже:

Катионами обычно являются катионы щелочных и щелочноземельных металлов и катион аммония:

Металлы и их соединения

Из всех известных химических элементов более 80 являются металлами.

Большинство неорганических соединений — это соединения металлов.

В данном разделе рассматриваются общая характеристика металлов, а "'ак-же свойства некоторых наиболее важных металлов и образуемых ими соединений.

К числу этих металлов относятся, в частности, щелочные и щелочноземельные металлы, проявляющие наибольшую химическую активность и образующие соединения, наиболее типичные для металлов.

Среди рассматриваемых металлов есть и алюминий, который имеет важное значение как в практическом, так и в теоретическом плане, так как он является примером металлов, образующих амфотерные соединения.

В этот же раздел включены две темы, связанные с электрохимией: «Электрохимический ряд напряжений металлов» и «Электролиз».

Однако вполне оправдано рассмотрение этих тем и в данном разделе, поскольку знание первой из них необходимо при изучении свойств металлов, а второй — при обсуждении способов их получения.

Электрохимический ряд напряжений металлов (ряд стандартных электродных потенциалов)

При погружении металлической пластины (электрода) в раствор соли данного металла может происходить один из двух процессов:

Если металл является активным восстановителем (т.

легко теряет электроны), то под действием диполей воды, содержащихся в растворе, некоторая часть атомов металла оставляет свои электроны на электроде и в виде гидратированных ионов переходит в раствор:

Таким образом на границе металл—раствор возникает двойной электрический слой (ДЭС), как это показано на рис.

Образование двойного электрического слоя на границе металл—раствор его соли Ме„Ас„: а — в результате перехода ионов металла в раствор; б — в результате перехода ионов металла из раствора

Если сам металл является слабым восстановителем, то его ионы, содержащиеся в растворе соли, являются сильными окислителями.

В результате осаждения катионов пластина металла заряжается положительно и притягивает к себе отрицательно заряженные анионы.

Разность потенциалов, возникающая в двойном электрическом слое на границе металл—раствор, называется электродным потенциалом.

Непосредственно измерить потенциал отдельного электрода (металла) невозможно.

Потенциал каждого электрода (металла) зависит от природы металла, концентрации его ионов в растворе, температуры.

ф Разность потенциалов между металлом, погруженным в раствор своей соли с концентрацией ионов металла 1 моль/л, и стандартным водородным электродом при стандартных условиях называется стандартным электродным потенциалом металла (Е°).

Металлы, расположенные в порядке возрастания алгебраического значения их стандартного электродного потенциала, составляют электрохимический ряд наг ряжений (ряд стандартных электродных потенциалов), представленными в табл.

Электродные потенциалы щелочных и щелочно-зе-мелъных металлов рассчитываются теоретически, так как эти металлы в водных растворах взаимодействую?

В этом ряду восстановительная активность металлов в водных растворах сверху ьниз уменьшается: металлы, стоящие в начале ряда, легко отдают электроны и превращаются в положительно заряженные ионы; металлы, стоящие в конце ряда, с трудом отдают электроны.

И наоборот, окислительная способность катионов металлов сверху вниз увеличивается.

Таблица 27 Электрохимическим ряд напряжений металлов

Металл

На основании ряда напряжений можно сделать некоторые важные заключения о химической активности металлов.

Каждый металл вытесняет из солей другие металлы, имеющие большие значения стандартных электродных потенциалов, т.

Металлы, имеющие стандартный электродный потенциал меньше нуля (т.

Металлы, имеющие очень низкие значения стандартного электродного потенциала, т.

Например, в соответствии с положением в ПС, Na — более активный металл, чем Li.

Потенциал какого электрода принимают равным нулю и используют в качестве электрода сравнения при измерении электродных потенциалов различных металлов?

На основе чего составлен электрохимический ряд напряжений металлов?

Что характеризует электрохимический ряд напряжений металлов?

Какой металл является самым сильным восстановителем?

Ионы какого металла являются самыми сильными окислителями?

Какой металл в следующем ряду является наиболее активным: Fe, Zn, Mn, К, Аи?

Ионы какого металла обладают наибольшими окислительными свойствами: Сг3+, Са2+, Mn2+, Ag+?

В растворе соли кроме ионов металла и кислотного остатка присутствуют молекулы воды и ионы Н+, ОН" — продукты диссоциации Н2О.

Если в растворе находится смесь катионов разных металлов, то первым восстанавливается катион того металла, который имеет наибольшее алгебраическое значение электродного потенциала.

Электрохимический ряд напряжений металлов

Если анод растворимый (железо, медь, цинк, серебро и все металлы, которые окисляются в процессе электролиза), то независимо от природы аниона всегда идет окисление металла анода.

Электролиз широко используют в промышленности для выделения и очистки металлов, получения щелочей, хлора, водорода.

Важной отраслью применения электролиза является защита ive-таллов от коррозии; при этом электрохимическим методом на поверхность металлических изделий наносится тонкий слой другого металла (хрома, серебра, меди, никеля, золота), устойчивого к коррозии.

Какие металлы можно получить при электролизе расплавов и нельзя получить при электролизе растворов их солей?

Для каких металлов характер катодных процессов при электролизе растворов и расплавов их солей одинаков?

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

30) от элемента бора В (порядковый номер 5) до элемеьта астата At (порядковый номер 85), 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, эрасположенные вблизи диагонали (например, Al, Ti, Ga, Ge, Sb, Те, As, Nb), обладают двойственными свойствами: в некоторых своих соединениях ведут себя как металлы; 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.

Деление элементов на металлы и неметаллы объясняется различием в строении атомов.

Cl металлы неметаллы

Атомы большинства металлов на внешнем электронном слое имеют от 1 до 3 электронов.

Поэтому прочность связи внешних электронов с ядром в атомах металлов небольшая.

Эти электронымогут свободно перемещаться по всему кристаллу металла и поэтому называются свободными электронами, или «электронным газом».

Связь между положительными ионами металлов и свободными электронами в кристаллической решетке металлов называется металлической связью.

Свободные электроны могут переносить теплому и электричество, поэтому они являются причиной глазных физических свойств, отличающих металлы от неметаллов,— высокой электро- и теплопроводности.

Физические свойству металлов

Все металлы — твердые вещества (исключена — ртуть).

Для всех металлов характерен металлический блеск и непрозрачность.

Все металлы — проводники теплоты и электрического тока.

Металлы, характеризующиеся высокой электрической проводимостью, обладают и высокой теплопроводностью.

Важными свойствами металлов являются их пластичность, упругость, прочность.

По степени твердости металлы значительно отличают -ся 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 (1°л.

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 способ-'ность к намагничиванию (алюминий, хром, титан, почти все лантаноиды); — диамагнитные металлы не притягиваются к магниту, даже слегка отталкиваются от него (олово, медь, висмут).

(металл) (ион металла)

Металлы характеризуются небольшими величинами энергий ионизации.

Поэтому металлы во всех химических реакциях являются ВОССТАНОВИТЕЛЯМИ и в соединениях имеют только положительные степени окисления.

Восстановительная активность различных металлов неодинакова.

Восстановительная активность металлов в химических реакциях, которые протекают в водных растворах различных веществ, характеризуется положением металлов в ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОМ РЯДУ НАПРЯЖЕНИЙ МЕТАЛЛОВ.

Металлы являются восстановителями и вступают в химические реакции с различными окислителями.

Взаимодействие с простыми веществами-неметаллами: а) с галогенами металлы образуют соли — галогениды, например:

Mg+Cb=MgCl2 хлорид магния, Zn + Br2=ZnBr2 бромид цинка; б) с кислородом металлы образуют оксиды, например:

4Na+O2 = 2Na2O оксид натрия, 2Cu+O2 = 2CuO оксид меди (II); в) с серой металлы образуют соли — сульфиды, например: t° Fe-fS = FeS сульфид железа (II); г) с водородом самые активные металлы образуют гидриды, например:

Са + Н2—СаН2 гидрид кальция; д) с углеродом многие металлы образуют карбиды, Например: t° Са-)-2С = СаСг карбид кальция.

Взаимодействие со сложными веществами: а) металлы, находящиеся в начале ряда напряжений (от Li до Na), при обычных условиях вытесняют водород из воды и образуют щелочи, например:

2Na+2H2O=2NaOH4-H2t; б) металлы, расположенные в ряду напряжений до водорода, взаимодействуют с разбавленными кислотами (НС1, H2SC>4 и др.

2Al+6HCI=2AICf3-f3H2f; в) металлы взаимодействуют с растворами солек менее активных металлов, в результате чего образуется соль более активного металла, а менее активный металл выделяется в свободном виде, например:

Наиболее активные металлы образуют оксиды, которые являются типичными основными оксидами, например: Na2O, CaO, ВаО и др.

Оксиды и гидроксиды некоторых металлов (Zn, A1 и др.

Металлы, имеющие переменную степень окисления, могут образовать несколько оксидов и гидроксидов, характер которых зависит от степени окисления металла.

Общие способы получения металлов

Только наименее активные металлы встречаются в природе и в свободном виде (самородные металлы): Аи, Pt, Ag, Hg и др.

Любой металлургический процесс является процессом восстановления ионов металла с помощью различных восстановителей, в результате которого получаются металлы в свободном виде.

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, Е, результате чего получаетася раствор соли металла; 2) из полученного раствора данный металл вытесняется Солее активным металлом.

Коррозия — это самопроизвольный процесс разрушения металлов при взаимодействии их с окружающей средой (кислородом, углекислым газом, сернистым газом, водой).

Химическая коррозия встречается и в процессе обработки металлов при высоких температурах.

Эти процессы являются окислительно-восстановительными реакциями, в которых обмен электронами совершается между металлом (восстановителем) и окислителем (например, кислородом).

Если пленка прочно связана с металлом и не имеет механических повреждений, то она защищает металл от дальнейшего окисления.

У железа она пористая, легко отделяется от поверхности и поэтому не способна защитить металл от разрушения.

Электрохимическая коррозия — это разрушение металла, который находится -в контакте с другим металлом в присутствии воды или раствора электролита.

Как правило, металлы содержат включения различных примесей, и поэтому на поверхности металлов образуется множество гальванических элементов.

На железе, как более активном металле (имеющем более низкий стандартный электродный потенциал), при соприкосновении с электролитом происходят процессы растворения (окисления) металла и переход его катионов в слой электролита:

Поток электронов перемещается к меди — металлу с меньшей химической активностью {имеющему более высокий стандартный электродный потенциал); на медных участках создается избыточное количество электронов.

Существуют следующие методы защиты металлов от коррозии.

Исключение контакта металла с атмосферой и электролитами.

); в) металлических — покрытий, полученных электрохимическим осаждением на защищаемой детали тонкого слоя другого металла (хромирование, никелирование, цинкование, лужение и т.

Электрохимические методы защиты: а) протекторная — к защищаемому металлу присоединяется кусок более активного металла, который и разрушается в присутствии электролита; б) катодная — металлоконструкции подсоединяются к катоду внешнего источника тока, что исключает возможность их анодного разрушения.

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.

взаимном растворении металлов их атомы реагируют между собой, образуя химические соединения.

; металлы чаще всего не проявляют валентность, характерную для них в соединениях с неметаллами (например: Cu3Zn, Zn3Hg, Ag2Zn-,).

Способность металлов а расплавленном состоянии 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.

В медицине применяют различные металлы и сплавы.

Каково строение кристаллических решеток металлов?

Какими физическими свойствами характеризуются металлы?

На каком свойстве металлов основано изготовление сплавов?

Металлы главных подгрупп I и II групп.

К металлам главной подгруппы I группы относятся: литий Li, натрий Na, калий К, рубидий Rb, цезий Cs, франций Fr.

Эти металлы называются щелочными, так как они и их оксиды при взаимодействии с водой образуют щелочи.

К металлам главной подгруппы II группы относятся: бериллий Be, магний Mg, кальций Са, стронций Sr, барий Ва, радий Ra.

Последние четыре элемента (Са, Sr, Ba, Ra) называют щелочноземельными металлами, так как их гидроксиды Ме(ОН)2 обладают щелочными свойствами, а их оксиды МеО по своей тугоплавкости сходьы с оксидами тяжелых металлов, называвшимися раньше «землями».

Щелочные и щелочноземельные металлы относятся к s-элементам.

На внешнем электронном слое у атомов щелочных металлов один s-электрон (ns1); у атомов беэил-' лия, магния и щелочноземельных металлов — два s-электрона (ns2).

Металлы рассматриваемых подгрупп в свободном состоянии в природе не встречаются, так как они химически очень активны.

Ионы щелочных металлов входят в состав многих растворимых минералов:

Ионы щелочноземельных металлов встречаются в природе в виде малорастворимых соединений:

Все металлы главных подгрупп I и II групп серебристо-белого цвета, хорошо проводят тепло и электрический ток.

Щелочные металлы имеют низкие температуры плавления и температуры кипения (t°i (Li)=180°C, t™ (Cs) = = 29 °C; t?

Температуры плавления и плотности металлов II группы выше, чем у щелочных металлов (t°n (Be) —1283 °С, Рве — = 1,85 г/см3; t°,.

Рассматриваемые металлы получают электролизом расплавленных солей, чаще всего хлоридов, или Щелочей (щелочные металлы):

Химические свойства щелочных и щелочноземельных металлов

Щелочные и щелочноземельные металлы — это самые активные металлы и сильные восстановители.

Химические свойства щелочных и щелочноземельных металлов рассмотрим на примере натрия и кальдия.

Щелочные металлы, в частности натрий, взаимодействуют с органическими галогенидами,.

Оксиды и гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов

Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов являются типичными основными оксидами, они обладают всеми свойствами основных оксидов.

Характеристика оксидов и гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов

Щелочные металлы Щелочноземельные металлы

Соли щелочных и щелочноземельных металлов

Большинство солей щелочных металлов хорошо растворимы в воде (исключение: некоторые соли лит-ш).

Хлориды, бромиды, нитраты щелочноземельных металлов также хорошо растворяются в воде.

Сульфаты, карбонаты, фосфаты этих металлов — малорастворимые или практически нерастворимые в воде вещества.

Растворы солей щелочных и щелочноземельных металлов, образованных слабыми кислотами, имеют щелочной характер среды вследствие их гидролиза:

Соли щелочных и щелочноземельных металлов, образованные сильными кислотами (NaCl, Ca(NO3)2 и др.

Соли и другие соединения щелочных и щелочноземельных металлов изменяют окраску пламени (см.

Биологическая роль и применение соединений щелочных и щелочноземельных металлов

Соединения щелочных и щелочноземельных металлов играют важную роль в жизнедеятельности организмов.

образованные щелочными и щелочноземельными металлами.

Катионы щелочных и щелочноземельных металлов необходимы и для нормальной жизнедеятельности растительных организмов.

Какие элементы относятся к щелочным металлам?

Где в периодической системе находятся эти металлы?

Какие элементы относятся к щелочноземельным металлам?

Какое строение имеют атомы щелочных и щелочноземельных металлов?

Какие физические свойства имеют щелочные и щелочноземельные металлы?

Какие химические свойства характерны для щелочных и щелочноземельных металлов?

Какие оксиды образуют щелочные и щелочноземельные металлы и какие гидроксиды им соответствуют?

Опишите свойства солей щелочных и щелочноземельных металлов.

Как получают щелочные и щелочноземельные металлы'*

Опишите биологическую роль и применение соединений щелочных и щелочноземельных металлов.

ТЕСТ № 10 по теме: «Щелочные и щелочноземельные металлы и их соединения» (Число правильных ответов — 12)

Какие из указанных металлов являются щелочными?

Какие из перечисленных металлов способны вытеснять водород из воды при комнатной температуре?

Алюминий — самый распространенный металл в природе.

Алюминий — легкий, серебристо-белый, пластичный металл, хорошо проводит электрический ток и тепло.

Алюминий — металл.

Алюминий — сильный восстановитель, он находится в левой части электрохимического ряда напряжений металлов.

При высокой температуре алюминий реагирует с оксидами металлов, при этом образуется свободный металл и оксид алюминия.

Взаимодействие алюминия при высокой температуре с оксидами металлов называется алюминотермией.

Алюминотермию используют в металлургии для получения металлов:

Алюминий, как и другие металлы, образующие амфо-терные оксиды и гидроксиды, взаимодействует с растворами щелочей.

Освобожденный от защитной пленки алюминий, будучи активным металлом (Ед,= —1,7 В), взаимодействует с водой подобно щелочным и щелочноземельным металлам:

Какие из указанных металлов являются более активными, чем алюминий?

Какие из указанных металлов являются менее активными, чем алюминий?

Остальные элементы побочной подгруппы VIII группы составляют семейство платиновых металлов.

Наибольший интерес представляют металлы семейства железа.

Атомы этих металлов имеют одинаковое число электронных слоев (четыре).

Металлы семейства железа похожи по свойствам.

С этими степенями окисления они обрХ-зуют оксиды: ЭО и Э2Оз, которым соответствуют гидро-ксиды Э(ОН)2 и Э(ОН)з- Все эти металлы имеют большую прочность, пластичность, ковкость.

Железо я-вляется вторым по распространенности металлом в природе (после алюминия).

Железо — серебристо-серый ^металл, обладает большой ковкостью, пластичностью и сильными магни-'ными свойствами.

Железо находится в середине электрохимического ряда напряжений металлов, поэтому является металлом средней активности.

Восстановительная способность у железа меньше, чем у щелочных, щелочноземельных металлов и у алюминия.

Из растворов солей железо вытесняет металлы, которые расположены правее его в электрохимическом ряду напряжений:

Какие из указанных металлов являются более гктив-ными, чем железо?

Какие из указанных металлов являются менее активными, чем железо?

Хром, молибден и вольфрам — это серебристо-белые металлы, очень твердые, имеют высокие температуры плавления.

Хром при обычных условиях неактивный металл.

Хромом покрывают другие металлы с целью предохранения их от коррозии.

Простые вещества подразделяются на металлы, неметаллы и инертные газы*.

Однако при сплавлении его со щелочами или карбонатами щелочных металлов образуются мета-хромиты: fo

Основания — это сложные вещества, молекулы которых состоят из атома металла и одной или нескольких гидроксидных групп — ОН.

Me (ОН),,, где у — число гидроксидных групп, равное валентности металла Me.

Кислоты — это сложные вещества, содержащие атомы водорода, которые могут замещаться атомами металла.

Однако атомы большинства неметаллов, в отличие от атомов металлов, на внешнем электронном слое имеют большое число электронов — от 4 до 8; их электронные конфигурации изменяются от ns2np2 у атомов элементов главной подгруппы IV группы до ns2np6 у атомов инертных газов (табл.

Периоды г м с N 0 F lie 3 \ ^ Р S И tr Ч ХЛ5 Se Вг КГ 5 Металлы X NTe I № 6 \ xAt /5п 7 л- номер периода

Окислительные свойства неметаллов проявляется, в первую очередь, при их взаимодействии с металлами.

38 показано, какие соединения образуют неметаллы при взаимодействии с металлами.

Взаимодействие' неметаллов с металлами

Это обусловлено тем, что он имеет черты сходства и со щелочными металлами и с галогенами.

Как и атомы щелочных металлов, атом водорода может отдавать 1 электрон (окисляться) и превращаться в положительно заряженный ион Н+.

атомами металла или продуктами замещения гид роксидных групп в молекулах оснований кислотными остатками Например.

Электроотрицательность водорода 2,1, что является промежуточной величиной между ЭО типичных металлов и типичных неметаллов.

J_JQ Замещение атома водорода Н > MaQ -(кислота) атомом металла Na (соль)' г ir\u\ Замещение гидроксндных групп — ОН' ,, ,NI^.

Взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с водой; например:

Электролиз разбавленных растворов щелочей, серной кислоты, хлоридов щелочных металлов; напримгр:

Восстановление водяного пара такими металлами, :<ак магний, цинк, железо; например:

Состав нормальных солей выражается общей фор мулой: где х — число атомов металла; у — число кислотных остатков.

Хорошо растворяется в некоторых металлах (палладий, платина, никель).

Это объясняется тем, что растворяясь в этих металлах, молекулы водорода распадаются на атомы.

Как окислитель водород взаимодействует только с активными (щелочными и щелочноземельными) металлами.

При высокой температуре водород может вос:та-навливать большинство оксидов металлов; например:

В металлургии водород используется для восстановления некоторых цветных металлов из их оксидов.

Что образуется при взаимодействии водорода со шелочными и щелочноземельными металлами?

Такую степень окисления атомы галогенов проявляют в соединениях с водородом и металлами: + 1 -1 +1 -1 +2-1 +1 -1

С12+Н2 = 2НС1 хлороводород (hv — кванты света, в темноте реакция не идет); б) с металлами: to +1-1

Хлор взаимодействует с бромидами и иодидами металлов:

С фторидами металлов хлор не реагирует, так как его окислительная способность ниже окислительной способности фтора: д).

3) с металлами, которые находятся в ряду напряжений до водорода:

Почему хлор взаимодействует с бромидами и иодилами металлов и не взаимодействует с фторидами металлов?

Так, кислород — типичный неметалл, а псло-ний — металл (радиоактивен).

Для завершения октета атомы халькогенов присоединяют по два недостающих электрона и в соединениях с металлами и водородом имеют отрицательную степень окисления — 2: Э°+2ё=Э~2 \ атом халькогена (окислитель)

В пероксидах водорода и металлов (Н2О2, Na2O2, СаО2 и др.

Термическое разложение нитратов щелочных металлов, например:

Взаимодействие пероксидов щелочных металлов с углекислым газом:

Кислород образует соединения со всеми химическими элементами, кроме легких инертных газов (Не, Ne, Аг), причем со всеми простыми веществами, кроме фтора, хлора, золота и платиновых металлов, он взаимодействует непосредственно.

При взаимодействии кислорода с простыми веществами — металлами и неметаллами — обычно образуются оксиды; например:

Например, при окислении таких щелочных металлов, как натрий и калий, образуются главным образом пероксиды:

Кислород в смеси с ацетиленом используют также для сварки и резки металлов.

К какому классу относятся вещества, которые обычно образуются при окислении кислородом металлов и неметаллов?

Все основные оксиды являются оксидами металлов.

Запишите уравнение реакции горения по следующим данным: простое вещество реагирует с кислородом в массовых отношениях 5:2, при этом образуется оксид двухвалентного металла.

Сера проявляет свойства окислителя при взаимодействии с простыми веществами — восстановителями (металлами, водородом, некоторыми неметаллами, имеющими меньшую ЭО).

Сера реагирует как окислитель: как восстановитель: а) с металлами: а) с кислородом: ,.

Она реагирует с: а) основными оксидами, б) основаниями, в) солями, г) металлами: а) H2S+CaO=CaS+H2O б) H2S+NaOH^NaHS+H2O

Растворимыми являются сульфиды щелочных и щелочно-земельных металлов, а также сульфид аммония (NH2)2S.

Сульфиды остальных металлов в воде не растворимы, а сульфиды меди, свинца, серебра, ртути и некоторых других металлов (тяжелых) не растворяются даже в кислотах (кроме азотной кислоты).

Кислотными оксидами являются также оксиды некоторых металлов с высокой валентностью.

3) В лаборатории сернистый газ можно получить: а) при действии кислот на соли сернистой кислоты: б) при взаимодействии концентрированной серной кислоты с тяжелыми металлами:

Все амфотерные оксиды являются оксидами металлов.

Следовательно, неметаллы образуют только кислотные оксиды; металлы образуют все основные, все амфотерные и некоторые кислотные оксиды.

Все оксиды одновалентных металлов (Na2O, K2O, Си2О и др.

В разбавленной серной кислоте растворяются металлы, которые в электрохимическом ряду напряжений находятся до водорода.

Большинство оксидов двухвалентных металлов (CaO, BaO, FeO и др.

Металлы, которые в электрохимическом ряду напряжений находятся после водорода (Си, Ag, Hg, Аи), не реагируют с разбавленной серной' кислотой:

Она окисляет /многие металлы, неметаллы и некоторые органические вещества.

При взаимодействии концентрированной серной кислоты с металлами, которые в электрохимическом ряду напряжений находятся после водорода (Си, Ag, Hg), образуются сульфаты металлов, а также продукт восстановления серной кислоты — SO2.

Более активными металлами (Zn, Al, Mg) концентрированная серная кислота может восстанавливаться до свободной серы или сероводорода.

На холоду концентрированная серная кислота пассивирует некоторые металлы, например алюминий и железо, поэтому ее перевозят в железных цистернах:

Большинство оксидов трех- и четырехвалентных металлов являются амфотер: А12О3, Сг2О3, Fe2O3, PbO2, SnO2 и др.

В твердом состоянии получены лишь гидросульфаты активных металлов: KHSO4, NaHSO4 и др.

Сульфаты активных металлов (Na, К, Ва) не разлагаются даже при 1000 °С, а других (Си, Al, Fe) — распадаются при небольшом нагревании на оксид металла и SO3:

Металлы с переменной валентностью могут образовывать оксиды всех трех типов.

Чем отличается действие разбавленной и концентрированной серной кислоты на металлы?

Напишите формулы солей, которые может образа- ' вать сероводородная кислота и металлы: натрий Na, кальций Са и алюминий А1.

Азот, фосфор, мышьяк являются неметаллами, а сурьма и висмут относятся к металлам.

Азот N° взаимодействует как окислитель: а) с водородом: -2ЫНз; Аммиак б) с металлами: to+2 -3

4) аммиак взаимодействует с солями некоторых металлов с образованием комплексных соединений — аммиакатов:

1) Аммиак восстанавливает металлы из их оксидов:

Какие элементы — металлы или неметаллы — образуют основные и амфотерные оксиды?

Как все кислоты, она реагирует: а) с оксидами металлов:

Окислительные свойства кислотного остатка NOjf значительно сильнее, чем ионов водорода Н+, поэтому азотная кисота взаимодействует практически со всеми металлами, кроме золота Аи и платины Pt, находящимися в конце ряда напряжений.

Так как окислителем в НМОз являются ионы МОГ, а не ионы Н + , то при взаимодействии НМОз с металлами практически никогда не выделяется водород.

Нитрат-ионы МОз~ при взаимодействии НМОз с металлами восстанавливаются тем полнее, чем более разбавлена кис^ лота и чем более активен металл.

Концентрированная НМОз при взаимодействии с наиболее активными металлами (до А1 в ряду напряжений) восстанавливается до N20.

Концентрированная НМОз при взаимодействии с менее активными металлами (Mi, Cu, Ag, Hg) восстанавливается до МО2.

Следует отметить, что концентрированная НМОз пассивирует такие металлы, как Fe, Al, Cr.

Сущность пассивирования заключается в образовании на поверхности металла тонкой, но очень плотной оксидной плекки, предохраняющей металл от дальнейшего взаимодейстзия с кислотой; например:

Разбавленная НМОз реагирует с наиболее активными металлами (до А1) с образованием аммиака МНз лли нитрата аммония NH4NO3 (МН3+НМОз=ЫН4МОз):

При взаимодействии разбавленной азотной кислэты с менее активными металлами образуется оксид азота (И) NO:

) металла

Количество гидроксидных групп в молекуле основания зависит от валентности металла и определяет кислотность основания.

Как окислитель фосфор взаимодействует со многими металлами с образованием фосфидов, например: _ О

Фосфин восстанавливает соли некоторых малоактивных металлов до свободных металлов, например:

Исключением являются лишь фосфаты щелочных металлов и аммония.

далее), фосфорную кислоту используют при изготовлении реактивов, многих органических веществ, для получения катализаторов, для создания защитных покрытий на металлах, в фармацевтической промышленности и т.

Углерод и кремний являются неметаллами, а ниже расположенные германий, олово и свинец — металлами.

Металлы Ge, Sn, Pb во всех соединениях проявляют только положительные степени окисления: + 4 +4 + 2 +2

Атомы водорода в молекулах кислот могут замещаться атомами металла, в результате чего образуются соли:

Н,(Ас) Замещение атомов Н Met(Ac) Кислота атомами металла Me Соль

Углерод проявляет окислительные свойства при взаимодействии с металлами и водородом.

Углерод взаимодействует с металлами, образуя карбиды металлов: t° +3 -4

Восстановительные свойства угарного газа исголь-зуются в металлургии для получения металлов из руд:

Только некоторые активные металлы горят в нем, так как отнимают кислород: +4 t° +2

Карбонаты щелочных металлов Ыа2СОз, К2СО3 и аммония (МН4)2СОз хорошо растворимы в воде.

Карбонаты щелочноземельных металлов СаСОз, ЗгСОз, ВаСОз и некоторые другие в воде практически нерастворимы.

Все карбонаты, кроме карбонатов щелочных металлов, при нагревании разлагаются на оксид металла и углекислый газ: t° t°

Карбонаты и гидрокарбонаты некоторых металлов имеют широкое применение.

Карбонаты каких металлов не подвергаются термическому разложению?

Основность кислоты — это число атомов водорсда, которые в молекуле кислоты могут замещаться атомами металла.

Восстановительные свойства кремния используют для получения некоторых металлов из их оксидов.

При взаимодействии с металлами кремний как типичный неметалл играет роль окислителя.

Соединения кремния с металлами называются силицидами:

Какие вы знаете соединения кремния с галогенами, водородом, кислородом, азотом, металлами?

Это объясняется тем, что углерод имеет электроотрща-тельность (ЭО)=2,5, что является промежуточной вели-чиной между значениями ЭО типичных металлов (ЭО= =0,7-1,5) и ЭО типичных неметаллов (ЭО=3,0-4,0).

Нормальные (средние) соли — это продукты полного замещения атомов водорода в молекуле кислоты атомами металла, или продукты полного замещения гидроксидных групп в молекуле основания кислотными остатками.

Полное замещение атомов кислорода числота атомами металла

В связи с этим данные атомы водорода могут замещаться атомами металлов, в результате чего образуются ацетилениды.

Сварка и резка Винилхлорид „^ металлов | уксусная (-СН^СН-)П кислота

При составлении графических формул нормальных солей следует в графических формулах соответствующих кислот замещать атомы водорода атомами металла с учетом валентности металла.

Кислые соли — это продукты неполного замещения атомов водорода в молекулах многоосновных кислот атомами металла.




Главный редактор проекта: Мавлютов Р.Р.
oglib@mail.ru