Опорный конспект "Положение металлов в ПСХЭ. Физические свойства"

Опорный конспект по теме Металлы (§ 47)

Большинство химических элементов относят к металлам – 96 из 118 известных элементов. Металлы – это химические элементы, атомы которых отдают электроны внешнего электронного слоя, превращаясь в катионы.

I,II, III группы Периодической системы, а также побочные подгруппы остальных групп включают только Ме ( кроме Н и В). В остальных группах главных подгруппах металлы отделены диагональю В – At.

Ме имеют сравнительно большие R(радиус) и малое число ẽ(электроны) ( от 1 до 3) на внешнем слое. Исключение составляют 6 Ме: германий Ge, олово Sn, свинец Pb – 4ẽ, сурьма Sb, висмут Bi – 5ẽ, полоний Ро – 6ẽ.

Для атомов Ме характерны исключительно восстановительные свойства (т.е. способность отдавать ẽ и превращаться в катионы +).

Группы I …. VIII

Закономерности изменения свойств Ме.

Периоды

1

. Li B

.

.

. Me

.

.

7 Fr At

В главной подгруппе:

- число ẽ на внешнем уровне не изменяется;

- R атома увеличивается;

- электроотрицательность уменьшается;

- восстановительные свойства усиливаются;

- Ме свойства усиливаются.

В периоде:

- заряды ядер атомов увеличиваются;

- R атомов уменьшаются;

- число ẽ на внешнем слое увеличивается;

- электроотрицательность возрастает;

- восстановительные свойства уменьшаются;

- Ме свойства ослабевают.

Тип химической связи в молекулах Ме – металлическая хим связь.

Рассмотрим образование химической связи на примере

11 Na 1s2 2s2 2p6 3s1 3p0 3d0 , где 3s, 3р, 3d – валентные орбитали. ẽ может занимать любую из орбиталей на 3 уровне. При сближении атомов орбитали перекрываются, ẽ перемещаются свободно.

Металлическая связь – это связь в Ме и сплавах между атом-ионами Ме, расположенными в узлах кристаллической решетки, которая осуществляется обобществленными валентными ẽ.

+

+

+

Ме связь → Ме кр.реш. → физ.св

Ме⁰ -nẽ Ме⁺ⁿ

атом-ионы

+

+

+

свободные электроны (электронный газ)

Полиморфизм (аллотропия) – свойство Ме существовать в нескольких кристаллических модификациях(например 3 полиморфных модификации у Fe)

Физические свойства.

Металлический блеск ( Ag,Al,Pd)

Пластичность (наиболее выражена Au,Ag, Cu, Sn, Pb, Zn; не обладают Bi, Mn)

Электрическая проводимость (наиболее выражена Ag, Cu, Au, Al, наименее выражена у Mn, Pb, Hg)

Электрическое сопротивление

Теплопроводность

Плотность (наибольшая Os, наименьшая Li, K, Na, Rb, Cs)

T плавления ( наибольшая W)

T кипения

Твердость ( Cr)

Магнитные свойства (ферромагнетики – сильно намагничиваются в магнитном поле и сохраняют магнитные свойства вне поля Fe, Co, Ni, Cd; парамагнетики – намагничиваются в магнитном поле, но магнитные свойства вне поля не сохраняют Al, W, Pt, Щелочные, щелочно-земельные, переходные Ме; диамагнетики – выталкиваются из магнитного поля Cu, Ag, Au, Bi)

В технике принято классифицировать Ме

по физическим свойствам:

по плотности – легкие - обладающие малой плотностью (Li, Be, Na , Mg, Al , K ,Ca, Ti, Ru, Sr, Cs, Ba , тяжелые - с плотностью, большей, чем у железа: Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.

- по Т плавления – легкоплавкие - группа цветных металлов с низкой tпл, включающая Zn, Cd, Hg, Sn, Pb, Bi, TI, Sb и элементы с ослабленными металлическими свойствами: Ga, Ge, тугоплавкие - tпл которых выше tпл железа (1539°С); это разделение условное. К ним относятся: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Та, Сг, Мо, W, Re, а также платиновые металлы: Ru, Rh, Os, Tr, Pt

- черные - используемые в черной металлургии (т. е. металлургии железа); кроме Fe сюда условно входят Mn, Ti и Сr, цветные (все остальные).

по химическим свойствам:

- благородные(Ag, Au, Pt, Os, Ir, Ru, Pd, Rh)

- щелочные ( I группа главная подгруппа)

- щелочно-земельные (Ca, Sr, Ba, Ra)

- редкоземельные ( Sc, Y, La и лантаноиды, Ac и актиноиды).