Положение металлов в периодической таблице

Если в периодической таблице элементов Д.И.Менделеева провести диагональ от бериллия к астату, то слева внизу по диагонали будут находиться элементы-металлы (к ним же относятся элементы побочных подгрупп), а справа вверху – элементы-неметаллы. Элементы, расположенные вблизи диагонали (Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb и др.), образуют оксиды и гидроксиды амфотерного характера.

К элементам - металлам относятся s - элементы I и II групп, все d- и f - элементы, а также p- элементы главных подгрупп: III (кроме бора), IV (Ge, Sn, Pb), V (Sb, Bi) и VI (Po). Наиболее типичные элементы – металлы расположены в начале периодов (начиная со второго).

Общие свойства металлов. Виды кристаллических решеток

 

атомная	ионная	металлическая

 

Кристаллические решетки металлического типа содержат в узлах положительно заряженные ионы и нейтральные атомы; между ними перемещаются относительно свободные электроны.

Общие физические свойства

Объясняются особым строением кристаллической решетки - наличием свободных электронов (" электронного газа" ).

· Пластичность - способность изменять форму при ударе, вытягиваться в проволоку, прокатываться в тонкие листы. В ряду –– Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe уменьшается;

· Блеск, обычно серый цвет и непрозрачность. Это связано с взаимодействием свободных электронов с падающими на металл квантами света;

· Электропроводность. Объясняется направленным движением свободных электронов от отрицательного полюса к положительному под влиянием небольшой разности потенциалов. В ряду –– Ag, Cu, Al, Fe уменьшается. При нагревании электропроводность уменьшается, т.к. с повышением температуры усиливаются колебания атомов и ионов в узлах кристаллической решетки, что затрудняет направленное движение " электронного газа".

· Теплопроводность. Закономерность та же. Обусловлена высокой подвижностью свободных электронов и колебательным движением атомов, благодаря чему происходит быстрое выравнивание температуры по массе металла. Наибольшая теплопроводность - у висмута и ртути.

· Твердость. Самый твердый – хром (режет стекло); самые мягкие – щелочные металлы – калий, натрий; рубидий и цезий – режутся ножом.

· Плотность. Она тем меньше, чем меньше атомная масса металла и чем больше радиус его атома (самый легкий - литий (ρ =0, 53 г/см³); самый тяжелый – осмий (ρ = 22, 6 г/см³). Металлы, имеющие ρ < 5 г/см³, считаются " легкими металлами".

· Температуры плавления и кипения. Самый легкоплавкий металл – ртуть (т.пл. = - 39º C), самый тугоплавкий металл – вольфрам (tº пл. = 3390º C). Металлы с tº пл. выше 1000º C считаются тугоплавкими, ниже – низкоплавкими.

Общие химические свойства металлов

Металлы восстановители: Me⁰ – nē → Meⁿ⁺

I. Реакции с неметаллами:

· с кислородом: 2Mg⁰ + O_{2 } → 2Mg⁺²O;

· с серой: Hg⁰ + S → Hg⁺² S;

· с галогенами: Ni + Cl₂ –^{tº C}→ Ni⁺²Cl₂;

· с азотом: 3Ca⁰ + N₂ –^tº C→ Ca₃⁺²N₂;

· с фосфором: 3Ca⁰ + 2P –^{tº C}→ Ca₃P₂;

· с водородом (реагируют только щелочные и щелочноземельные металлы): 2Li⁰ + H₂ → 2Li⁺¹H; Ca⁰ + H₂ → Ca⁺²H₂

II. Реакции с кислотами:

· Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений до H восстанавливают кислоты-неокислители до водорода:

Mg⁰ + 2HCl → Mg⁺²Cl₂ + H₂⁰↑; Mg⁰ + 2H⁺ → Mg²⁺+ H₂⁰↑;

2Al⁰+ 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂⁰↑; 2Al⁰ + 6H⁺ → 2Al³⁺ + 3H₂⁰↑;

6Na⁰ + 2H₃PO₄ → 2Na₃⁺¹PO₄ + 3H₂↑; 6Na⁰ + 6H⁺ → 6Na⁺ + 3H₂⁰↑

Восстановление металлами кислот-окислителей смотри в разделах: " окислительно-восстановительные реакции", " серная кислота", " азотная кислота".

III. Взаимодействие с водой:

· Активные (щелочные и щелочноземельные металлы) образуют растворимое основание и водород:

2Na⁰ + 2H₂O → 2Na⁺¹OH + H₂⁰­; 2Na⁰ + 2H₂O → 2Na¹⁺ + 2OH^{1 -} + H₂⁰↑;

Ca⁰ + 2H₂O → Ca⁺²(OH)₂ + H₂⁰↑; Ca⁰ + 2H₂O → Ca²⁺ + 2OH^{1 -} + H₂⁰↑;

· Металлы средней активности окисляются водой при нагревании до оксида:

Zn⁰ + H₂O –^{tº C}→ Zn⁺²O + H⁰₂↑;

· Неактивные (Au, Ag, Pt) - не реагируют;

· Вытеснение более активными металлами менее активных металлов из растворов их солей:

Cu⁰ + Hg⁺²Cl₂ → Hg⁰ + Cu⁺²Cl₂; Cu⁰ + Hg²⁺ → Cu²⁺ + Hg⁰;

Fe⁰ + Cu⁺²SO₄ → Cu⁰ + Fe⁺²SO₄; Fe⁰ + Cu²⁺ → Cu⁰ + Fe²⁺;

ПОДГРУППА ЖЕЛЕЗА

Свойства элементов подгруппы железа

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: