Положение металлов в ПСХЭ. Металлическая связь. Физические 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

Тренажёр "Положение металлов в таблице элементов"

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

Mе_xO_y + C = CO₂ + Me  или   Mе_xO_y + CO = CO₂ + Me 

2. Обжиг сульфидов с последующим восстановлением

1 стадия – Mе_xS_y+O₂=Mе_xO_y+SO₂

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

3 Алюминотермия (восстановление более активным металлом)

Mе_xO_y + Al = Al₂O₃ + Me 

4. Водородотермия - для получения металлов особой чистоты

Mе_xO_y + 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 электролизарасплава 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:

H₂SO₄ (конц.) + Me = соль + H₂O + Х       

	Щелочные  и щелочноземельные	Fe, Cr, Al	Металлы до водорода  Сd-Pb	Металлы после водорода (при t)	Au, Pt
X	H2S↑ могут S↓ или SO2↑	1)пассивируются на холоде; 2) при нагревании → SO2↑	S↓ могут H2S илиSO2	SO2↑	-

H₂SO₄ (разб) + Zn = ZnSO₄ + H₂↑

H₂SO₄ (разб) + Cu ≠

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

Внимание!

Pt, Au + H2SO4 (конц.) → реакции нет

Al, Fe, Cr + H2SO4 (конц.)  холодная→ пассивация

Al, Fe, Cr + H2SO4 (конц.) t˚C→ SO2

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˚C→ NO2

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