+7(499) 136 06 90

+7(495) 704-31-86

[email protected]

Какие вещества относятся к металлам


Металлы в химии – формула класса, таблица (9 класс)

4

Средняя оценка: 4

Всего получено оценок: 1966.

4

Средняя оценка: 4

Всего получено оценок: 1966.

К металлам относится большая часть элементов периодической системы – 82 химических элементов. Какими свойствами они обладают, и чем отличаются от неметаллов?

Общая характеристика

Металлами называют группу элементов, в виде простых веществ, которые обладают металлическими свойствами (пластичность, ковкость, блеск, электронная проводимость и т. д.)

Основное отличие элементов-металлов – они обладают только восстановительными свойствами, а в реакциях могут только окисляться. В соединениях они могут иметь только положительные степени окисления как в элементарных положительно заряженных ионах, так и в сложных ионах, где они образуют положительные центры.

Рис. 1. Список металлов.

Как правило, на внешнем уровне элементов металлов находится небольшое число электронов (1-3), значения электроотрицательности невысокие. К металлам относятся все s-элементы (кроме водорода и гелия), d- и f-элементы, а также p-элементы под чертой бор-астат. Для типичных металлов характерен большой размер атомов, что способствует легкости отдачи валентных электронов. Образующиеся положительные ионы устойчивы, так как имеют завершенную внешнюю электронную оболочку.

Физические и химические свойства

Все металлы, кроме ртути, при нормальных условиях в виде простых веществ находятся в твердом агрегатном состоянии и образуют металлическую кристаллическую решетку.

Рис. 2. Металлы в таблице Д.И. Менделеева.

Таблица «Металлы»

В следующей таблицы представлены группы основных металлов:

Группа металлов Металл
Щелочные литий, натрий, калий и т.д.
Щелочноземельные кальций, стронций, барий и т.д.
Переходные уран, титан, железо, платина и т. д.
постпереходные алюминий, свинец, олово и т.д.
Тугоплавкие молибден, вольфрам
Цветные медь, титан, магний и т.д.
Благородные золото, серебро и т.д.

Металлы пластичны и ковки, особенно если на внешнем электронном уровне атомов по одному электрону: слои атомов перемещаются относительно друг друга без разрушения кристаллической решетки (щелочные металлы, медь, серебро, золото). В атомах непластичных хрупких металлов хрома и марганца – большое число валентных электронов.

Плотность, твердость, температура плавления металлов изменяются в широком диапазоне и зависят от атомной массы, строения атома и геометрии кристаллической решетки. Самый легкий металл – литий (плотность 0,53 г/см3), самый тяжелый – осмий (плотность 22,5 г/см3). Металлы с плотностью больше 5 г/см3 относят к тяжелым, меньше 5 г/см3 – к легким металлам.

Самая низкая температура плавления у ртути (-39 градусов по Цельсию), самый тугоплавкий металл – вольфрам (температура плавления 3410 градусов по Цельсию.) Энергия атомизации вольфрама составляет 836 кДж/моль, а температура кипения его 5930 градусов.

Металлы вступают в реакцию как с простыми, так и со сложными веществами. Как типичные восстановители металлы реагируют почти со всеми неметаллами-окислителями (кислород, сера, азот и т. д.):

4Al+3O2=Al2O3

Также металлы реагируют с такими сложными веществами, как оксиды и гидроксиды, разбавленные растворы кислот, с растворенными в воде щелочами.

В пределах одного и того же периода металлические свойства ослабевают, а неметаллические усиливаются; в пределах одной и той же группы (в главной подгруппе) металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают

Рис. 3. Металлы главных подгрупп.

Нахождение металлов и способы их получения

Самый распространенный на земле элемент-металл – алюминий. За ним следуют железо, кальций, натрий.

Некоторые металлы встречаются в природе в самородном состоянии (золото, ртуть, платина), но в основном они находятся в природе в виде оксидов и солей.

Получение металлов происходит с помощью металлургии (получение из руд), пирометаллургии (получение с помощью реакции восстановления при высокой температуре), гидрометаллургии (извлечение из руд в виде растворимых соединений), электрометаллургии (получение металлов электролизом расплавов и растворов их соединений).

Что мы узнали?

Металлы – вещества, которые обладают высокой электро- и теплопроводностью, ковкостью, пластичностью и металлическим блеском. В данной статье по химии 9 класса рассматриваются их физические и химические свойства, формулы класса металлов, а также способы получения.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда - пройдите тест.

  • Илья Васечко

    10/10

  • Дархан Дарибаев

    10/10

  • Лиза Комиссарова

    10/10

  • Софа Данилова

    10/10

  • Наири Аракелян

    10/10

  • Вадим Якшимбетов

    10/10

  • Лилия Алишева

    10/10

  • Анастасия Анисина

    10/10

  • Влад Сергеев

    9/10

  • Руслан Гайс

    9/10

Оценка доклада

4

Средняя оценка: 4

Всего получено оценок: 1966.


А какая ваша оценка?

Химические свойства металлов — с чем реагируют? Свойства и таблица

Общие химические свойства металлов

Взаимодействие с неметаллами

Щелочные металлы сравнительно легко реагируют с кислородом, но каждый металл проявляет свою индивидуальность:

  • оксид образует только литий

    4Li + O2 = 2Li2O

  • натрий образует пероксид

    2Na + O2 = Na2O2

  • калий, рубидий и цезий — надпероксид

    K + O2 = KO2

Остальные металлы с кислородом образуют оксиды:

2Mg + O2 = 2MgO

2Al + O2 = Al2O3

2Zn + O2 = 2ZnO (при нагревании)

4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

Металлы, которые в ряду активности расположены левее водорода, при контакте с кислородом воздуха образуют ржавчину. Например, так делает железо:

4Fe + 3O2 (воздух) + 6H2O(влага) = 4Fe(OH)3

С галогенами металлы образуют галогениды:

2Na + Cl2 = 2NaCl

Mg + Cl2 = MgCl2

2Al + 3Br2 = 2AlBr3

Zn + Cl2 =ZnCl2

2Cr + 3Cl2 = 2CrCl3

Медный порошок реагирует с хлором и бромом (в эфире):

Cu + Cl2 = CuCl2

Cu + Br2 = CuBr2

При взаимодействии с водородом образуются гидриды:

2Na + H2 = 2NaH

Ca + H2 +СaH2

Zn + H2 =ZnH2

Взаимодействие с серой приводит к образованию сульфидов (реакции протекают при нагревании):

2K + S = K2S

Сa + S = CaS

2Al + 3S = Al2S3

2Cr + 3S = Cr2S 3

Cu +S = CuS

Реакции с фосфором протекают до образования фосфидов (при нагревании):

3K + P = K3P

3Mg + 2P = Mg3P2

3Zn + 2P = Zn3P2

Основной продукт взаимодействия металла с углеродом — карбид (реакции протекают при нагревании).

Из щелочноземельных металлов с углеродом карбиды образуют литий и натрий:

2Li + 2C = Li2C2

Калий, рубидий и цезий карбиды не образуют, могут образовывать соединения включения с графитом:

Ca + 2C = CaC2

С азотом из металлов IA группы легко реагирует только литий. Реакция протекает при комнатной температуре с образованием нитрида лития:

6Li + N2 = 2Li3N

3Mg + N2 = Mg3N2

2Al + N2 = 2AlN

2Cr + N2 = 2CrN

Взаимодействие с водой

Все металлы I A и IIA группы реагируют с водой, в результате образуются растворимые основания и выделяется h3. Литий реагирует спокойно, держась на поверхности воды, натрий часто воспламеняется, а калий, рубидий и цезий реагируют со взрывом:

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2

Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2

Металлы средней активности реагируют с водой только при условии, что металл нагрет до высоких температур. Результат данной реакции — образование оксида.

Cr + H2O = Cr2O3 + H2

Zn + H2O = ZnO + H2

Неактивные металлы с водой не взаимодействуют.

Взаимодействие с кислотами

Если металл расположен в ряду активности левее водорода, то происходит вытеснение водорода из разбавленных кислот. Данное правило работает в том случае, если в реакции с кислотой образуется растворимая соль.

2Na + 2HCl = 2NaCl + H2

При взаимодействии с кислотами-окислителями, например, азотной, образуется продукт восстановления кислоты, хотя протекание реакции также неоднозначно.

Металлы IА группы:

2K + H2SO4 (раствор) = K2SO4 + H2

8K + 5H2SO4 (конц) = 4K2SO4 + H2S + 4H2O

8Na + 10HNO3 (раствор) = 8NaNO3 + NH4NO3 + 3H2O

3Na + 4HNO3 (конц) = 3NaNO3 + NO + 2H2О

Металлы IIА группы

Mg + H2SO4 (раствор) = MgSO4 + H2

4Mg + 5H2SO4 (конц) = 4MgSO4 + H2S + 4H2O

Mg+ 4HNO3 (конц) = Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

4Mg + 10HNO3 (раствор) = 4Mg(NO3)2 + 2N2O + 5H2O

Такие металлы, как железо, хром, никель, кобальт на холоде не взаимодействуют с серной кислотой, но при нагревании реакция возможна.

Взаимодействие с солями

Металлы способны вытеснять из растворов солей другие металлы, стоящие в ряду напряжений правее, и могут быть вытеснены металлами, расположенными левее:

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

На металлы IА и IIА группы это правило не распространяется, так как они реагируют с водой.

Реакция между металлом и солью менее активного металла возможна в том случае, если соли — как вступающие в реакцию, так и образующиеся в результате — растворимы в воде.

Взаимодействие с аммиаком

Щелочные металлы реагируют с аммиаком с образованием амида натрия:

2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2

Взаимодействие с органическими веществами

Металлы IА группы реагируют со спиртами и фенолами, которые проявляют в данном случае кислотные свойства:

2Na + 2C2H5OH = 2C2H5ONa + H2

2K + 2C6H5OH = 2C6H5OK + H2

Также они могут вступать в реакции с галогеналканами, галогенпроизводными аренов и другими органическими веществами.

Взаимодействие металлов с оксидами

Для металлов при высокой температуре характерно восстановление неметаллов или менее активных металлов из их оксидов.

8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe (алюмотермия)

3Са + Cr2O3 = 3СаО + 2Cr (кальциетермия)

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова

Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков

Вопросы для самоконтроля

  1. С чем реагируют неактивные металлы?

  2. С чем связаны восстановительные свойства металлов?

  3. Верно ли утверждение, что щелочные и щелочноземельные металлы легко реагируют с водой, образуя щелочи?

  4. Методом электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнении реакции по схеме:

    Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + Nh5NO3 + Н2O

  5. Как металлы реагируют с кислотами?

Подведем итоги

От активности металлов зависит их химические свойства. Простые вещества — металлы в окислительно-восстановительных реакциях являются восстановителями. По положению металла в электрохимическом ряду можно судить о том, насколько активно он способен вступать в химические реакции (т. е. насколько сильно у металла проявляются восстановительные свойства).

Напоследок поделимся таблицей, которая поможет запомнить, с чем реагируют металлы, и подготовиться к контрольной работе по химии.

Таблица «Химические свойства металлов»

Металл | Определение, характеристики, типы и факты

слиток золота

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:
Элсворт Келли Дэвид Смит Жан Тэнгли Сэр Энтони Каро Уильям Э. Додж
Похожие темы:
редкоземельный элемент переходный металл щелочной металл актиноидный элемент натрий

См. все связанные материалы →

металл , любой из классов веществ, характеризующихся высокой электро- и теплопроводностью, а также ковкостью, пластичностью и высокой светоотражательной способностью.

Приблизительно три четверти всех известных химических элементов составляют металлы. Наиболее распространенными разновидностями в земной коре являются алюминий, железо, кальций, натрий, калий и магний. Подавляющее большинство металлов находится в рудах (минералосодержащих веществах), но некоторые из них, такие как медь, золото, платина и серебро, часто встречаются в свободном состоянии, поскольку они плохо реагируют с другими элементами.

жидкий металл

Посмотреть все видео к этой статье

Металлы обычно представляют собой кристаллические твердые тела. В большинстве случаев они имеют относительно простую кристаллическую структуру, отличающуюся плотной упаковкой атомов и высокой степенью симметрии. Как правило, атомы металлов содержат менее половины полного набора электронов в своей внешней оболочке. Из-за этой характеристики металлы, как правило, не образуют соединений друг с другом. Однако они легче соединяются с неметаллами (например, с кислородом и серой), которые обычно имеют более половины максимального числа валентных электронов. Металлы сильно различаются по своей химической активности. К наиболее реакционноспособным относятся литий, калий и радий, а к менее реакционноспособным относятся золото, серебро, палладий и платина.

Высокая электрическая и теплопроводность простых металлов (т. е. непереходных металлов периодической таблицы) лучше всего объясняется со ссылкой на теорию свободных электронов. Согласно этой концепции, отдельные атомы в таких металлах уступили свои валентные электроны всему твердому телу, и эти свободные электроны, вызывающие проводимость, движутся группой по всему твердому телу. В случае более сложных металлов (т. е. переходных элементов) проводимости лучше объясняются зонной теорией, учитывающей не только наличие свободных электронов, но и их взаимодействие с так называемыми d электрона.

Механические свойства металлов, такие как твердость, способность противостоять повторяющимся нагрузкам (усталостная прочность), пластичность и ковкость, часто объясняются дефектами или несовершенствами их кристаллической структуры. Отсутствие слоя атомов в его плотноупакованной структуре, например, позволяет металлу пластически деформироваться и предотвращает его хрупкость.

Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена ​​Барбарой А. Шрайбер.

Части периодической таблицы

 

Когда элементы объединяются в соединения, существует два основных типа склеивание, которое может возникнуть. Ионные связи образуются при наличии перенос электронов от одного вида к другому с образованием заряженные ионы, которые очень сильно притягиваются друг к другу электростатическим взаимодействия и ковалентных связей , которые возникают, когда атомы обмениваться электронами для получения нейтральных молекул. В общем металл и неметаллы объединяются, образуя ионные соединения , а неметаллы объединяются с другими неметаллами с образованием ковалентных соединений (молекулы).

Поскольку металлы находятся левее в таблице Менделеева, они имеют низкую энергию ионизации и низкое сродство к электрону, поэтому они относительно легко теряют электроны и с трудом приобретают их. У них также относительно мало валентных электронов, и они могут образовывать ионы (и тем самым удовлетворяют правилу октета) легче, теряя свою валентность электроны с образованием положительно заряженных катионы .

  • Металлы основной группы обычно образуют заряды, такие же, как номер их группы: то есть металлы группы 1А, такие как натрий и калий образуют заряды +1, металлы группы 2А, такие как магний и кальций образуют заряды 2+, а металлы группы 3А, такие как так как алюминий образует заряды 3+.
  • Металлы, которые следуют за переходными металлами (в сторону в нижней части групп 4A и 5A) могут потерять либо свои крайние с и p электронов, образующих заряды, идентичные их номер группы, или они могут потерять только p электронов, в то время как сохраняя свои два s электронов, образуя заряды, которые являются номер группы минус два. Другими словами, олово и свинец в Группе 4А может образовывать 4+ или 2+ заряда, тогда как висмут из группы 5А может образуют заряд 5+ или 3+.
  • Переходные металлы обычно способны образовывать 2+ заряда потеряв свою валентность с электронов, но может и потерять электроны со своих d орбиталей, чтобы сформировать другие заряды. Большинство переходных металлов могут образовывать более одного возможного заряда. в ионных соединениях.

Неметаллы находятся правее в периодической таблице и имеют высокая энергия ионизации и высокое сродство к электрону, поэтому они относительно легко приобретают электроны и с трудом их теряют. Они также имеют большее количество валентных электронов и уже близко к полному октету из восьми электронов. неметаллы приобретают электроны до тех пор, пока они не будут иметь такое же количество электронов, как ближайший благородный газ (группа 8A), образующий отрицательно заряженный анионы которые имеют заряды, равные номеру группы минус восемь. То есть, неметаллы группы 7А образуют заряды 1-, неметаллы группы 6А образуют заряды 2- заряды, а металлы группы 5А образуют 3-заряды. Группа 8А элементы уже имеют восемь электронов на своих валентных оболочках и имеют мало склонны либо приобретать, либо терять электроны, и не легко образуют ионные или молекулярные соединения.

Ионные соединения удерживаются вместе в правильном порядке, называемом кристалл решетки силами притяжения между противоположно заряженными катионы и анионы. Эти силы притяжения очень сильны, и поэтому большинство ионных соединений имеют очень высокие температуры плавления. (За Например, хлорид натрия, NaCl, плавится при 80°С, а оксид алюминия, Al 2 O 3 , плавится при 2054C.) Ионные соединения обычно твердые, жесткие и хрупкие. Ионные соединения не проводят электричество, потому что ионы не могут свободно двигаться в твердой фазе, но ионные соединения могут проводить электричество, когда они растворены в воды.

Когда неметаллы объединяются с другими неметаллами, они, как правило, разделяют электроны в ковалентных связях вместо образования ионов, что приводит к образование нейтральных молекул. (Имейте в виду, что поскольку водород тоже неметалл, соединение водорода с другим неметаллом также будет образовывать ковалентную связь.) Молекулярные соединения могут быть газами, жидкостями или твердыми веществами с низкой температурой плавления и включают широкий спектр веществ. (См. Галерея молекул для примеры.)

Когда металлы соединяются друг с другом, связь обычно описывается как металлическая связка (вы могли догадаться). В этом В модели каждый атом металла отдает один или несколько своих валентных электронов создать электронное море , которое окружает все атомы, удерживая вещества вместе за счет притяжения между катионами металлов и отрицательно заряженные электроны. Так как электроны в электроне море может свободно двигаться, металлы очень легко проводят электричество, в отличие от молекулы, где электроны более локализованы. Атомы металлов могут двигаться мимо друг друга легче, чем в ионных соединениях (которые удерживаются в фиксированных положениях за счет притяжения между катионами и анионы), позволяя металлу забиваться в листы или вытягиваться в провод.


Learn more