Металлы I. Элементы

Общие свойства металлов
«Мощь и сила науки – во множестве
фактов, цель – в обобщении этого
множества»
Д.И.Менделеев
Загадочная пауза
Он в теченье многих лет был причиной многих бед.
Был металл серебристо-белым, в соединении стал
мелом.
Красит пламя в желтый цвет, в воду кинь – его уж
нет.
К восьмой группе отнесен, в честь России назван он.
«Камнем» назван он людьми, но попробуй-ка
возьми.
Из него солдатик твой, не болеет он «чумой».
«metallon» (греч.) – земляные работы,
раскопки, шахта, рудник, руда.
«metallum» (лат.) – руда и выплавляемый
из нее металл.
Век медный, бронзовый, железный…
Бронза – сплав меди с оловом,
свинцом и другими металлами,
она прочнее чистой меди и
плавится при температуре ниже
1000 °С. Железо плавится при
значительно более высокой
температуре…
Век медный, бронзовый, железный…
Кружевные решетки ленинградских мостов создали
искусные мастера чугунного литья прошлого.
Век медный, бронзовый, железный…
Из стали сделана
скульптура
В.И.Мухиной «Рабочий
и колхозница».
«Век 19, железный,
Воистину
жестокий век!
Тобою в мрак
ночной,
беззвездный
Беспечный брошен
человек!»
(А.Блок)
«…Железо – не только
основа всего мира, самый
главный металл
окружающей нас
природы. Оно основа
культуры и
промышленности. Оно
орудие войны и мирного
труда… Этот элемент
связан с прошлыми,
настоящими и будущими
судьбами человечества».
Академик А.Е.Ферсман
Характеристика
химических элементов - металлов
1. M+? от 1 до 3 электронов
(исключение – металлы главных
подгрупп IV–VII групп).
2. М0 – nе = М+n – окисление.
3. Степени окисления металлов:
0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7, +8.
4. Металлическая связь 
металлическая кристаллическая
решетка  твердое состояние,
металлический блеск, электро- и
теплопроводность, ковкость,
пластичность.
Малое количество электронов на внешнем слое
(в основном от 1 до 3) и сравнительно большие
радиусы атомов элементов-металлов
способствуют тому, что они отдают электроны
внешнего (и предвнешнего) электронного слоя,
превращаясь в положительно заряженные ионы.
В главной подгруппе:
число электронов на внешнем слое не изменяется
радиус атома увеличивается
электроотрицательность уменьшается
восстановительные свойства усиливаются
металлические свойства усиливаются
В периоде:
заряд ядра увеличивается
радиус атома уменьшается
число электронов на внешнем слое увеличивается
восстановительные свойства уменьшаются
металлические свойства ослабевают
Распространенность металлов
в земной коре
Другие металлы
1,87 %
2,50 %
2,50 %
2,96 %
4,65 %
8,05 %
Mg
K
Na
Ca
Fe
Al
Золото может быть в умелых руках гибким
и податливым, как воск…
«Золото ослепительно
блестело, скульптура
выглядела так, как будто ее
только что принесли из
мастерской... Лицо ее было
сделано из чистого золота,
глаза из аргонита и
обсидиана, брови и веки — из
стекла цвета лазурита. Это
лицо напоминало своей
неподвижностью маску, и в
то же время оно было
словно живое».
Это описание золотой маски,
покрывающей мумию
фараона Тутанхамона,
принадлежит перу
К. Керама,
автора книги «Боги, гробницы и
ученые».
Золото привлекало
своим солнечным
блеском. Золото
блестит даже в
темную, серую
погоду,
показывает
повсюду победу
сил света над
силами тьмы.
2 млн 300 тыс. каменных глыб, из которых
сложена пирамида Хеопса, добыты и обтесаны
медным инструментом…
Из представителей животного мира наибольшее
количество меди содержат устрицы, осьминоги и
некоторые моллюски. Медь входит в состав их
дыхательного пигмента – гемоцианина.
В синем небе,
колокольнями
проколотом, –
Медный колокол,
медный колокол, –
То ль возрадовался,
то ли осерчал…
В. Высоцкий
Загадочная пауза
Самый распространенный в земной коре
металл.
Металл, обнаруженный в упавших метеоритах.
Металл, обладающий бактерицидными
свойствами.
Металл, широко используемый в
электротехнике.
Твердость металлов
Твердость – это характеристика металла, отражающая его прочность и
пластичность. Количественной оценкой является число твердости
(НВ). Значения твердости некоторых металлов по Бринеллю
приведены на диаграмме.
HB 180
160
140
120
100
80
60
40
20
Св
ин
ец
Ци
нк
Ал
ю
ми
ни
й
Се
ре
бр
о
Зо
ло
то
О
ло
во
М
ед
ь
М
аг
ни
й
ез
о
Ж
ел
Ти
та
н
0
Na
хранят в запаянных
ампулах, или под
слоем керосина,
поскольку на
воздухе его
поверхность тут
же покрывается
оксидной
пленкой.
Температура плавления металлов
Металлы подразделяют на следующие группы:
легкоплавкие (ртуть, цезий, цинк, олово, свинец, висмут и др.);
среднеплавкие (к ним относятся почти половина металлов, в
том числе магний, алюминий, железо, никель, медь, золото);
тугоплавкие (вольфрам, молибден, титан, хром и др.).
2000
1500
1000
500
Ти
та
н
ел
ез
о
Ж
ед
ь
М
Зо
ло
то
Се
ре
бр
о
ми
ни
й
Ал
ю
аг
ни
й
М
ин
к
Ц
Св
и
не
ц
0
О
ло
во
t, °C
Металл галлий,
твердый слиток
которого лежит
на столе, имеет
низкую
температуру
плавления и
становится
жидким от тепла
руки.
Тонкие
вольфрамовые
спирали,
раскаленные
электрическим
током, рождают
свет лампочек
накаливания.
На снимке
лампочка лежит
на образцах
фольги из W и
Mo, наиболее
тугоплавких
металлов.
Эти произведения прикладного искусства, выполненные из металлов,
найдены при раскопках. Они были сделаны руками мастеров, тонко
чувствовавших пластичность и твердость металлов.
А
аг
н
ло
во
ин
к
Зо
ло
то
ец
бр
о
ед
ь
ви
н
ер
е
С
С
М
Ж
ел
ез
о
О
Ц
Ти
та
н
ий
лю
м
ин
ий
М
Плотность металлов
r, г/см3 20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
Какой металл самый-самый?
Самый легкий металл – Li (ρ =0,53 г/см3).
Самый тяжелый металл – Os (ρ=22,5 г/см3).
Самый легкоплавкий металл – Hg
(tпл = –38,87 °С).
Самый тугоплавкий металл – W
(tпл = 3410 °С).
Самый мягкий металл – Cs.
Самый твердый металл – Cr.
Химические «перевертыши»
Разговор – ртуть, крик – платина.
(Слово – серебро, молчание – золото.)
Гладь металл, пока холодно.
(Куй железо, пока горячо.)
Пролежал холод, сушь и оловянные трубы.
(Прошел огонь, воду и медные трубы.)
Не вся та грязь, что тусклая.
(Не все то золото, что блестит.)
Звери живут за неметалл.
(Люди гибнут за металл.)
Оксиды металлов
+1, +2
Степень окисления
Основные
оксиды:
M2O,
MO
+3
Амфотерные оксиды:
M2O3
Кислотные оксиды:
+4, +5
+6, +7, +8
MO2, MO3,
MO4, M2O5,
M2O7
Химические свойства
простых веществ – металлов
неметалл
O2
M0 +
восстано-
витель
H2O
M/2On
кислота
соль
Cоль
M2On (основной оксид,
амфотерный оксид)
M(OH)n + H2, MO + H2
M/ + M2On
Cоль + H2
Соль + M/
Решите задачу
Некий жилец второго подъезда пришел в гости в квартиру
№ 8 поиграть в шахматы. Кто из них не уступил пешку
или шах поставил – неизвестно. Но только они крупно
провзаимодействовали, в результате чего жилец массой
0,8 г исчез, а вместо него образовалось 1, 12 г его оксида.
Определите, как звали пропавшего жильца, который
любил ходить в гости?
Дано: m(M) = 0,8 г,
m(MO) = 1,12 г.
М–?
Решение
2M + O2 = 2MO.
Пусть x – это Ar (M),
n (M) = 0,8 / x,
n (MO) = 1,12 / (x+16),
0,8 / x = 1,12 / (x+16),
x = 40, это – кальций.