أهداف الدرس:

التعليمية - النظر في موقف المعادن في نظام العناصر D.I. مندليف، يعرّف الطلاب على الخصائص الأساسية للمعادن، ويكتشف أسبابها، ويقدم مفهوم تآكل المعادن

التنموية – تكون قادرًا على العثور على المعادن في جدول PSHE، وتكون قادرًا على مقارنة المعادن وغير المعدنية، وشرح أسباب المواد الكيميائية و الخصائص الفيزيائيةالمعادن، تنمي التفكير النظري لدى الطلاب وقدرتهم على التنبؤ بخصائص المعادن بناءً على بنيتها.

تعليم - تعزيز تنمية الاهتمام المعرفي لدى الطلاب بدراسة الكيمياء

نوع الدرس: درس تعلم مواد جديدة.

طرق التدريس : اللفظي والبصري

خلال الفصول الدراسية:

توقيت الدرس.

تنظيم الوقت(1 دقيقة.)

تحديث المعرفة (3 دقائق)

تعلم مواد جديدة

1.1. الموقف في الجدول الدوري. (10 دقائق)

1.2. ملامح التركيب الإلكتروني للذرات (10 دقائق)

1.3. تقليل خصائص المعادن. (10 دقائق)

2.1. اتصال معدني. (5 دقائق)

4. الراحة العاطفية 2 دقيقة

2.2. الخصائص الفيزيائية (10 دقائق)

3. الخصائص الكيميائية. (17 دقيقة)

4. تآكل المعادن (5 دقائق)

الدمج (15 دقيقة)

الواجب المنزلي (3 دقائق)

ملخص الدرس (دقيقة واحدة)

تنظيم الوقت

(التحيات المتبادلة، وتسجيل الحاضرين).

تحديث المعرفة. في بداية الدرس، يركز المعلم انتباه الطلاب على أهمية الموضوع موضوع جديديتحدد بالدور الذي تلعبه المعادن في الطبيعة وفي جميع مجالات النشاط البشري. صناعة

يقرأ المعلم اللغز:

أنا صلب ومرن وبلاستيكي،

رائعة ويحتاجها الجميع وعملية.

لقد أعطيتك بالفعل تلميحا،

من أنا...؟ ويعرض عليك تدوين الإجابة في دفتر كموضوع للدرس؟

تعلم مواد جديدة

خطة المحاضرة.

1. خصائص العنصر المعدني.

1.2. ملامح الهيكل الإلكتروني للذرات.

1.3. تقليل خصائص المعادن.

2. خصائص مادة بسيطة.

2.1. اتصال معدني.

2.2. الخصائص الفيزيائية.

3. الخصائص الكيميائية.

4. تآكل المعادن.

1.1. الموقف في الجدول الدوري.

يمتد الحد التقليدي بين العناصر المعدنية والعناصر غير المعدنية على طول القطر B (البورون) - (السيليكون) - Si (الزرنيخ) - Te (التيلوريوم) - As (الأستاتين) (تتبع ذلك في جدول D. I. Mendeleev).

تشكل العناصر الأوليةالمجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الأولى وتسمى الفلزات القلوية . لقد حصلوا على اسمهم من اسم الهيدروكسيدات المقابلة لهم، شديدة الذوبان في الماء - القلويات.

من عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية للمجموعات التالية، تشمل المعادن: في المجموعة الرابعة الجرمانيوم والقصدير والرصاص (32،50،82) (العنصران الأولان هما الكربون والسيليكون - غير المعادن)، في المجموعة الخامسة الأنتيمون و البزموت (51,83) (العناصر الثلاثة الأولى هي غير معدنية)، في المجموعة السادسة فقط العنصر الأخير - البولونيوم (84) - هو معدن محدد بوضوح. في المجموعات الفرعية الرئيسية للمجموعتين السابعة والثامنة، تكون جميع العناصر غير معدنية نموذجية.

أما عناصر المجموعات الفرعية الثانوية فكلها معادن.

تحتوي ذرات الفلز القلوي على إلكترون واحد فقط على مستوى الطاقة الخارجي، والذي تتخلى عنه بسهولة أثناء التفاعلات الكيميائية، وبالتالي فهي أقوى عوامل الاختزال. ومن الواضح أنه وفقا للزيادة في نصف القطر الذري، فإن خصائص الاختزال للمعادن القلوية تزداد من الليثيوم إلى الفرانسيوم.

العناصر التالية للفلزات القلوية التي تتكون منهاالمجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثانية، وهي أيضًا معادن نموذجية ذات قدرة اختزالية قوية (تحتوي ذراتها على إلكترونين في المستوى الخارجي).ومن هذه المعادن، يُطلق على الكالسيوم والسترونتيوم والباريوم والراديوم اسم المعادن الأرضية القلوية . حصلت هذه المعادن على هذا الاسم لأن أكاسيدها، التي يسميها الكيميائيون "الأتربة"، تشكل قلويات عندما تذوب في الماء.

تشمل المعادن أيضًا عناصرالمجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثالثة، باستثناء البورون.

تتضمن المجموعة 3 معادن تسمى المجموعة الفرعية للألمنيوم.

1.2 ملامح الهيكل الإلكتروني للمعادن.

يقوم الطلاب، بناءً على المعرفة التي اكتسبوها، بصياغة تعريفهم الخاص لـ "المعدن".

المعادن هي عناصر كيميائية تتخلى ذراتها عن إلكترونات من طبقة الإلكترون الخارجية (وأحيانًا ما قبل الخارجية)، وتتحول إلى أيونات موجبة. المعادن هي عوامل اختزال. ويرجع ذلك إلى قلة عدد الإلكترونات في الطبقة الخارجية وكبر نصف قطر الذرات، ونتيجة لذلك يتم الاحتفاظ بهذه الإلكترونات بشكل ضعيف بالنواة.ذرات المعادن لديها نسبيا أحجام كبيرة(نصف القطر)، وبالتالي تتم إزالة إلكتروناتها الخارجية بشكل كبير من النواة وترتبط بها بشكل ضعيف. والسمة الثانية المتأصلة في ذرات المعادن الأكثر نشاطا هيوجود 1-3 إلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي.
تتشابه ذرات المعدن في بنية طبقة الإلكترون الخارجية، التي تتكون من عدد قليل من الإلكترونات (عادة لا يزيد عن ثلاثة).
يمكن توضيح هذا البيان من خلال أمثلة Na والألمنيوم A1 والزنك Zn. عند رسم مخططات بنية الذرات، يمكنك اختياريًا إنشاء صيغ إلكترونية وإعطاء أمثلة على بنية العناصر لفترات طويلة، على سبيل المثال الزنك.

نظرًا لأن إلكترونات الطبقة الخارجية من ذرات المعدن مرتبطة بشكل ضعيف بالنواة، فيمكن "إعطاؤها" لجسيمات أخرى، وهو ما يحدث في التفاعلات الكيميائية:

إن خاصية ذرات المعدن للتخلي عن الإلكترونات هي خواصها الكيميائية المميزة وتشير إلى أن المعادن تظهر خصائص اختزالية.

1.3 تقليل خصائص المعادن.

كيف تتغير القدرة التأكسدية للعناصر؟ثالثافترة؟

(تشتد الخواص المؤكسدة في الدورات، وتضعف الخواص الاختزالية. وسبب تغير هذه الخواص هو زيادة عدد الإلكترونات في المدار الأخير).

كيف تتغير الخصائص المؤكسدة لعناصر المجموعة 4 من المجموعة الفرعية الرئيسية؟(من الأسفل إلى الأعلى تزداد خصائص الأكسدة. وسبب التغير في هذه الخصائص هو انخفاض نصف قطر الذرة (القبول أسهل من التخلي)

بناءً على موقع المعادن في الجدول الدوري، ما الاستنتاج الذي يمكن استخلاصه حول خصائص الأكسدة والاختزال للعناصر المعدنية؟

(المعادن هي عوامل اختزال في التفاعلات الكيميائية لأنها تتخلى عن إلكترونات التكافؤ)

يجيب الطلاب بأن قوة الرابطة بين إلكترونات التكافؤ والنواة تعتمد على عاملين:حجم الشحنة النووية ونصف قطر الذرة. .

(تسجيل الاستنتاج في دفاتر الطلاب) في الفترات التي تزداد فيها الشحنة النووية، تنخفض خصائص الاختزال.

العناصر - معادن المجموعات الفرعية الثانوية - لها خصائص مختلفة قليلاً.

يقترح المعلم مقارنة نشاط عناصر المجموعة الفرعية الثانوية.النحاس, اي جي, الاتحاد الأفريقي – نشاطب العناصر – المعادن – السقوط . ويلاحظ هذا النمط أيضًا في عناصر المجموعة الفرعية الثانوية الثانيةالزنك, قرص مضغوط, زئبق-زيادة الإلكترونات على المستوى الخارجي فتضعف خصائص الاختزال

بالنسبة لعناصر المجموعات الفرعية الجانبية - هذه عناصر من 4-7 فترات 31-36، 49-54 - مع زيادة عنصر الترتيب، يتغير نصف قطر الذرات قليلاً، وتزداد قيمة الشحنة النووية بشكل كبير، وبالتالي فإن تزداد قوة رابطة إلكترونات التكافؤ مع النواة، وتضعف خصائص الاختزال.

2.1. اتصال معدني.

تحدث الروابط المعدنية من خلال التجاذب المتبادل بين أيونات الذرات والإلكترونات الحرة نسبيًا.

الصورة 1.
هيكل الشبكة البلورية للمعادن

في المعادن، يتم الاحتفاظ بإلكترونات التكافؤ بشكل ضعيف للغاية بواسطة الذرات وتكون قادرة على الهجرة. الذرات المتبقية بدون إلكترونات خارجية تكتسب شحنة موجبة. أنها تشكل شعرية بلورية معدنية.

مجموعة من إلكترونات التكافؤ الاجتماعية (غاز الإلكترون)، مشحونة سلبيًا، تحمل أيونات معدنية موجبة في نقاط معينة في الفضاء - عقد الشبكة البلورية، على سبيل المثال، معدن الفضة.

يمكن للإلكترونات الخارجية أن تتحرك بحرية وبشكل فوضوي، ولهذا السبب تتميز المعادن بموصلية كهربائية عالية (خاصة الذهب والفضة والنحاس والألمنيوم).

تتضمن الروابط الكيميائية نوع معينشعرية الكريستال. تعمل الرابطة الكيميائية المعدنية على تعزيز تكوين البلورات بشبكة بلورية معدنية. توجد في عقد الشبكة البلورية أيونات ذرات معدنية، وبينها إلكترونات تتحرك بحرية. تختلف الرابطة المعدنية عن الرابطة الأيونية لأنها لا توجد أيونات، على الرغم من وجود الكاتيونات. كما أنه يختلف عن التساهمي لأنه لا يتم تشكيل أزواج الإلكترون المشتركة.

الراحة العاطفية

ما هو المعدن الذي وصفه الأكاديمي أ.إي. فيرسمان؟

سيكون هناك رعب من الدمار في الشوارع: لن تكون هناك سكك حديدية ولا عربات ولا قاطرات ولا سيارات، حتى حجارة الرصيف ستتحول إلى غبار طيني، وستبدأ النباتات في الذبول والموت بدون هذا المعدن. كان من الممكن أن يحدث الدمار بسبب الإعصار في جميع أنحاء الأرض، وكان موت البشرية أمرًا لا مفر منه. ومع ذلك، فإن الإنسان لم يكن ليعيش ليرى هذه اللحظة، لأنه إذا فقد ثلاثة جرامات من هذا المعدن في جسده ودمه، كان سينتهي من الوجود قبل أن تتكشف الأحداث المصورة (الجواب: كل الناس سيموتون محرومين من الحديد). في الدم)

تسمية المقلدين المعادن

حصل المعدن على اسمه من قبل الغزاة الإسبان منتصف القرن السادس عشرالخامس. التقى لأول مرة في أمريكا الجنوبية(في أراضي كولومبيا الحديثة) بمعدن جديد يشبه الفضة. اسم المعدن يعني حرفيًا "الفضة الصغيرة"، "الفضة الصغيرة".

يتم تفسير هذا الاسم المهين من خلال الحراريات الاستثنائية للمعدن، والتي لا يمكن صهرها، لفترة طويلةولم يجد فائدة وتم تقييمه بنصف ثمن الفضة. لقد استخدموا هذا المعدن لصنع عملات معدنية مزيفة.

اليوم، يعد هذا المعدن، الذي يستخدم كمحفز وفي المجوهرات، من أغلى المعادن.

في شكل نقيفإنه لا توجد في الطبيعة. عادة ما يكون البلاتين الأصلي عبارة عن سبيكة طبيعية مع معادن نبيلة أخرى (البلاديوم والإيريديوم والروديوم والروثينيوم والأوزميوم) ومعادن أساسية (الحديد والنحاس والنيكل والرصاص والسيليكون). وللحصول عليه، يتم تسخين القطع الذهبية في قدور مع "فودكا ريجيا" (خليط من النيتروجين و من حمض الهيدروكلوريك) ومن ثم "الانتهاء" من خلال العديد من التفاعلات الكيميائية والتسخين والذوبان.

وبالتالي، فإن الشبكة البلورية تعتمد ويتم تحديدها حسب النوع الرابطة الكيميائيةولكن في نفس الوقت هو السبب في الخصائص الفيزيائية.

2.2. الخصائص الفيزيائية.

يؤكد المعلم على أن الخواص الفيزيائية للمعادن يتم تحديدها بدقة من خلال بنيتها.

أ)صلابة – جميع المعادن ما عدا الزئبق في الظروف العادية المواد الصلبة. أنعم منها هي الصوديوم والبوتاسيوم. يمكن قطعها بسكين. أصعب الكروم خدوش الزجاج

ب)كثافة. تنقسم المعادن إلى ناعمة (5 جم/سم3) وثقيلة (أقل من 5 جم/سم3).

الخامس)انصهار. وتنقسم المعادن إلى قابلة للانصهار والحرارية.

ز)الموصلية الكهربائية، الموصلية الحرارية يتم تحديد المعادن من خلال هيكلها. الإلكترونات التي تتحرك بشكل عشوائي تحت تأثير الجهد الكهربائي تكتسب حركة اتجاهية، مما يؤدي إلى كهرباء.

مع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد بشكل حاد سعة حركة الذرات والأيونات الموجودة عند عقد الشبكة البلورية، وهذا يتعارض مع حركة الإلكترونات، وتنخفض التوصيل الكهربائي للمعادن.

وتجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة لبعض اللافلزات، تزداد التوصيلية الكهربائية مع زيادة درجة الحرارة، على سبيل المثال، الجرافيت، بينما مع زيادة درجة الحرارة يتم تدمير بعض الروابط التساهمية، ويزداد عدد الإلكترونات التي تتحرك بحرية.

د)تألق معدني - الإلكترونات التي تملأ الفراغ بين الذرات تعكس أشعة الضوء، ولا تنقلها مثل الزجاج. أنها تقع على العقد من الشبكة البلورية. ولذلك، فإن جميع المعادن في الحالة البلورية لها بريق معدني. بالنسبة لمعظم المعادن، جميع أشعة الجزء المرئي من الطيف متناثرة بالتساوي، لذلك يكون لها مظهر يشبه الفضة. لون أبيض. الذهب والنحاس فقط إلى حد كبيرتمتص الموجات القصيرة وتعكس الموجات الطويلة من طيف الضوء، وبالتالي يكون لونها أصفر. أكثر المعادن لمعانًا هي الزئبق والفضة والبلاديوم. جميع المعادن في مسحوق ما عداآلوملغ، تفقد لمعانها ويصبح لونها أسود أو رمادي غامق.

ه)بلاستيك

التأثير الميكانيكي على البلورة ذات الشبكة المعدنية يؤدي فقط إلى إزاحة طبقات الذرات ولا يصاحبه تمزق الرابطة، وبالتالي يتميز المعدن بالليونة العالية.

3. الخصائص الكيميائية.

وفقًا لخصائصها الكيميائية، تعتبر جميع المعادن عوامل اختزال؛ فهي جميعًا تتخلى بسهولة نسبيًا عن إلكترونات التكافؤ، وتتحول إلى أيونات موجبة الشحنة، أي أنها تتأكسد . ينعكس نشاط الاختزال للمعدن في التفاعلات الكيميائية التي تحدث في المحاليل المائية من خلال موقعه في السلسلة الكهروكيميائية لجهود المعدن (التي اكتشفها وجمعها بيكيتوف)

كلما زاد وجود المعدن إلى اليسار في السلسلة الكهروكيميائية لجهود المعدن، كلما كان عامل الاختزال أقوى؛ أقوى عامل اختزال هو الليثيوم المعدني، والذهب هو الأضعف، وعلى العكس من ذلك، أيون الذهب (III) هو أقوى مؤكسد العامل، الليثيوم (I) هو الأضعف.

كل معدن قادر على اختزال من الأملاح في المحاليل تلك المعادن التي تكون في سلسلة الإجهادات التي تليها، على سبيل المثال، يمكن للحديد أن يزيح النحاس من محاليل أملاحه. ومع ذلك، تذكر أن الفلزات القلوية والفلزات القلوية الأرضية سوف تتفاعل مباشرة مع الماء.

المعادن الموجودة في سلسلة الجهد على يسار الهيدروجين قادرة على إزاحته من محاليل الأحماض المخففة والذوبان فيها.

لا يتوافق نشاط الاختزال للمعدن دائمًا مع موقعه في الجدول الدوري، لأنه عند تحديد مكان المعدن في السلسلة، لا تؤخذ في الاعتبار فقط قدرته على منح الإلكترونات، ولكن أيضًا الطاقة المستهلكة في تدمير العناصر. الشبكة البلورية للمعادن، وكذلك الطاقة المستهلكة لترطيب الأيونات.

التفاعل مع المواد البسيطة

معالأكسجين تشكل معظم المعادن أكاسيد - مذبذبة وقاعدية:

4لي ​​+ يا 2 = 2لي 2 يا،

4Al + 3O 2 = 2آل 2 يا 3 .

تشكل الفلزات القلوية، باستثناء الليثيوم، بيروكسيدات:

2نا + يا 2 = نا 2 يا 2 .

معالهالوجينات تشكل المعادن أملاح الأحماض الهيدروهاليكية، على سبيل المثال،

النحاس+الكلور 2 = CuCl 2 .

معهيدروجين تشكل المعادن الأكثر نشاطًا الهيدريدات الأيونية - وهي مواد تشبه الملح حيث يكون للهيدروجين حالة أكسدة تبلغ -1.

2نا + ح 2 = 2NaH.

معرمادي معادن تشكل كبريتيدات - أملاح حمض كبريتيد الهيدروجين:

Zn + S = ZnS.

معنتروجين تشكل بعض المعادن نيتريدات، ويحدث التفاعل دائمًا عند تسخينه:

3 ملغ + ن 2 = ملغ 3 ن 2 .

معكربون تتشكل الكربيدات:

4Al + 3C = آل 3 ج 4 .

معالفوسفور – الفوسفيدات:

3Ca + 2P = كاليفورنيا 3 ص 2 .

يمكن للمعادن أن تتفاعل مع بعضها البعض، وتشكلالمركبات بين الفلزات :

2نا + سب = نا 2 بينالي الشارقة،

3Cu + Au = النحاس 3 الاتحاد الأفريقي.

يمكن للمعادن أن تذوب في بعضها البعض عندما درجة حرارة عاليةدون تفاعل، وتشكيل السبائك.

علاقة المعادن بالأحماض.

في أغلب الأحيان في الممارسة الكيميائية، يتم استخدام الأحماض القوية، مثل حمض الكبريتيك 2 لذا 4 ، هيدروكلوريك حمض الهيدروكلوريك والنيتروجين HNO 3 .

معحمض الهيدروكلوريك

تتشكل أيونات الهيدروجين H في هذه العملية + بمثابة عامل مؤكسد، مؤكسدالمعادن الموجودة في سلسلة النشاط على يسار الهيدروجين . ويتم التفاعل وفق المخطط التالي:

أنا + حمض الهيدروكلوريك - ملح + ح 2

2 آل + 6 حمض الهيدروكلوريك → 2 AlCl 3 + 3 ح 2

2│آل 0 – 3 ه - → آل 3+ - الأكسدة

3│2H + + 2 ه - → ح 2 - استعادة

"الفودكا الملكية" (كانت الأحماض تسمى سابقًا الفودكا) عبارة عن خليط من حجم واحد من حمض النيتريك وثلاثة إلى أربعة أحجام من حمض الهيدروكلوريك المركز، الذي يتميز بنشاط مؤكسد مرتفع جدًا. مثل هذا الخليط قادر على إذابة بعض المعادن منخفضة النشاط التي لا تتفاعل مع حمض النيتريك. ومن بينهم "ملك المعادن" - الذهب. يُفسر تأثير "الفودكا الملكية" بحقيقة أن حمض النيتريك يؤكسد حمض الهيدروكلوريك، ويطلق الكلور الحر ويشكل كلوريد النيتروجين (III)، أو كلوريد النتروسيل - NOCl:

تتم تفاعلات أكسدة الذهب وفق المعادلات التالية:

Au + HNO3 + 4 حمض الهيدروكلوريك → H + NO + 2H2O

إذا كانت الأحماض يمكن أن تتفاعل مع القواعد والأكاسيد الأساسية، والعنصر الأساسي في تركيبها هو المعدن، فهل من الممكن أن تتفاعل المعادن مع الأحماض؟ دعونا نتحقق من هذا تجريبيا.

يتفاعل المغنيسيوم مع الحمض عندما الظروف العاديةوالزنك - عند تسخينه والنحاس - لا يتفاعل.

يتم استخدام عدد من الفولتية في الممارسة العملية ل التقييم المقارنالنشاط الكيميائي للمعادن في التفاعلات مع المحاليل المائية للأملاح والأحماض ولتقييم العمليات الكاثودية والأنودية أثناء التحليل الكهربائي:

المعادن الموجودة على اليسار هي عوامل اختزال أقوى. من المعادن الموجودة على اليمين:أنها تحل محل آخر المحاليل الملحية . تحل المعادن الموجودة في الصف الموجود على يسار الهيدروجين محل الهيدروجين عند تفاعلها مع المحاليل المائية للأحماض غير المؤكسدة؛ المعادن الأكثر نشاطًا (حتى الألومنيوم بما في ذلك) - وعند التفاعل مع الماء.

لا تتفاعل المعادن الموجودة في السلسلة الموجودة على يمين الهيدروجين مع المحاليل المائية للأحماض غير المؤكسدة في الظروف العادية.

أثناء التحليل الكهربائي، يتم إطلاق المعادن الموجودة على يمين الهيدروجين عند الكاثود؛ ويصاحب انخفاض المعادن النشطة إلى حد ما إطلاق الهيدروجين. لا يمكن عزل المعادن الأكثر نشاطًا (حتى الألومنيوم). محاليل مائيةأملاح

4. تآكل المعادن - فيزيائية كيميائية أو تفاعل كيميائيبين المعدن (السبيكة) والبيئة، مما يؤدي إلى تدهور الخصائص الوظيفية للمعدن (السبيكة) أو البيئة أو النظام الفني الذي يشملها.

تأتي كلمة التآكل من الكلمة اللاتينية "corrodo" - "لقضم" (تعني كلمة "corrosio" اللاتينية المتأخرة "التآكل").

يحدث التآكل تفاعل كيميائيالمعدن مع المواد بيئةتتدفق في الواجهة بين المعدن والوسط. في أغلب الأحيان، يكون هذا هو أكسدة المعدن، على سبيل المثال، بواسطة الأكسجين الجوي أو الأحماض الموجودة في المحاليل التي يتلامس معها المعدن. المعادن الموجودة في سلسلة الجهد (سلسلة النشاط) على يسار الهيدروجين، بما في ذلك الحديد، معرضة بشكل خاص لهذا.

نتيجة للتآكل، يصدأ الحديد. هذه العملية معقدة للغاية وتتضمن عدة مراحل. ويمكن وصفها بالمعادلة الموجزة:

4Fe + 6H 2 يا (الرطوبة) + 3O 2 (الهواء) = 4Fe(OH) 3

هيدروكسيد الحديد (III) غير مستقر للغاية، ويفقد الماء بسرعة ويتحول إلى أكسيد الحديد (III). هذا المركب لا يحمي سطح الحديد من المزيد من الأكسدة. ونتيجة لذلك، يمكن تدمير الجسم الحديدي بالكامل.

لإبطاء التآكل، يتم تطبيق الورنيش والدهانات والزيوت المعدنية ومواد التشحيم على السطح المعدني. الهياكل الموجودة تحت الأرض مغطاة بطبقة سميكة من البيتومين أو البولي إيثيلين. الأسطح الداخلية أنابيب الصلبوالخزانات محمية بطبقات أسمنتية رخيصة الثمن.

بالنسبة لمنتجات الصلب، فإن ما يسمى بمحولات الصدأ المحتوية على حمض الأرثوفوسفوريك (H 3 ريال عماني 4 ) وأملاحه. إنها تذوب الأكاسيد المتبقية وتشكل طبقة كثيفة ومتينة من الفوسفات يمكنها حماية سطح المنتج لبعض الوقت. ثم يتم طلاء المعدن بطبقة تمهيدية، والتي يجب أن تلتصق جيدًا بالسطح ولها خصائص وقائية (عادةً ما يتم استخدام الرصاص الأحمر أو كرومات الزنك). فقط بعد ذلك يمكن تطبيق الورنيش أو الطلاء.

الدمج (15 دقيقة)

مدرس:

الآن، للدمج، دعونا نجري اختبارًا.

حل مشاكل الاختبار

1.اختر مجموعة العناصر التي تحتوي على معادن فقط:

أ) آل، كما، ف؛ب) ملغ، كاليفورنيا، سي؛في) ك، كاليفورنيا، الرصاص

2. اختر المجموعة التي تحتوي على مواد بسيطة فقط - اللافلزات:

أ) ك 2 يا لذلك 2 ، شافي 2 ; ب) ح 2 ، كل 2 ، أنا 2 ; في) كاليفورنيا، با، حمض الهيدروكلوريك؛

3. أشر إلى السمات المشتركة في بنية ذرات K وLi:

أ) إلكترونان في طبقة الإلكترون الأخيرة؛

ب) إلكترون واحد في طبقة الإلكترون الأخيرة؛

في) نفس الرقمالطبقات الإلكترونية.

4. يتميز معدن الكالسيوم بالخصائص التالية:

أ) عامل مؤكسد.

ب) عامل الاختزال.

ج) عامل مؤكسد أو عامل اختزال حسب الظروف.

5. الخواص المعدنية للصوديوم أضعف من -

أ) المغنيسيوم. ب) البوتاسيوم. ب) الليثيوم.

6. تشمل المعادن غير النشطة ما يلي:

أ) الألومنيوم والنحاس والزنك. ب) الزئبق والفضة والنحاس.

ج) الكالسيوم والبريليوم والفضة.

7. ما هي الخاصية الفيزيائية غير المشتركة بين جميع المعادن:

أ) التوصيل الكهربائي، ب) التوصيل الحراري،

ب) الحالة الصلبة للتجميع في ظل الظروف العادية،

د) لمعان معدني

8. عند التفاعل مع غير المعادن، تظهر المعادن الخصائص التالية:

أ) مؤكسد.

ب) التصالحية.

ج) كل من الأكسدة والاختزال؛

د) لا تشارك في تفاعلات الأكسدة والاختزال.

9. في الجدول الدوري، توجد المعادن النموذجية

أ) الأعلى

ب) الجزء السفلي

في الزاوية اليمنى العليا

د) اليسار الزاوية السفلية

الجزء ب. إجابة المهام في هذا الجزء عبارة عن مجموعة من الرسائل التي يجب تدوينها

مباراة.

مع زيادة العدد الترتيبي لعنصر ما في المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثانية من النظام الدوري، تتغير خصائص العناصر والمواد التي تشكلها على النحو التالي:

1) عدد الإلكترونات في المستوى الخارجي

أ) يزيد

3) السالبية الكهربية

4) الخصائص التصالحية

ب) يتناقص

ب) لا يتغير

(الإجابات: 1 –ز، 2 –أ، 3 –ب، 4-ب، 5-ز)

المهام المهمة

№1. أكمل معادلات التفاعلات الممكنة عمليا، وقم بتسمية منتجات التفاعل

لي+ح 2 س=

النحاس+ح 2 س=النحاس( أوه) 2 +ح 2

با+ح 2 س=

ملغ + ح 2 س=

الكالسيوم+حمض الهيدروكلوريك=

2 نا+2 ح 2 لذا 4 ( ل)= نا 2 لذا 4 + هكذا 2 + 2 ساعة 2 يا

حمض الهيدروكلوريك + الزنك =

ح 2 لذا 4 ( ل)+ النحاس=CuSO 4 + هكذا 2 +ح 2 يا

ح 2 S+Mg=MgS+H 2

حمض الهيدروكلوريك + النحاس =

العمل في المنزل: إدخالات في دفاتر الملاحظات وتقارير عن استخدام المعادن.

يقترح المعلم إنشاء مزامنة حول الموضوع.

السطر 1: الاسم (واحد في الموضوع) (المعادن)

السطر الثاني: صفتان

السطر الثالث: ثلاثة أفعال

السطر الرابع: أربع كلمات مدمجة في جملة

السطر الخامس: كلمة تعبر عن جوهر هذا الموضوع.

ملخص الدرس

مدرس : وهكذا، نظرنا إلى البنية والخواص الفيزيائية للمعادن، وموقعها في الجدول الدوري العناصر الكيميائيةدي. مندليف.

لاستخدام معاينات العرض التقديمي، قم بإنشاء حساب لنفسك ( حساب) جوجل وتسجيل الدخول: https://accounts.google.com

التسميات التوضيحية للشرائح:

موقع المعادن في الجدول الدوري D.I. مندليف. ملامح بنية الذرات والخصائص.

هدف الدرس: 1. بناءً على موقع المعادن في حدث الاحتواء المتعلق بسلامة العملية، التوصل إلى فهم للخصائص الهيكلية لذراتها وبلوراتها (الرابطة الكيميائية المعدنية والشبكة المعدنية البلورية). 2. تعميم وتوسيع المعرفة حول الخواص الفيزيائية للمعادن وتصنيفاتها. 3. تنمية القدرة على التحليل واستخلاص النتائج بناء على موقع المعادن في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية.

النحاس أختار عملة معدنية صغيرة، أحب قرع الأجراس، ويقيمون لي نصبًا تذكاريًا لهذا الغرض ويعرفون: اسمي….

الحديد يستطيع أن يحرث ويبني، ويستطيع أن يفعل كل شيء إذا ساعده الفحم في ذلك...

المعادن هي مجموعة من المواد ذات الخصائص المشتركة.

المعادن هي عناصر المجموعات الأولى – الثالثة من المجموعات الفرعية الرئيسية، والمجموعات من الرابع إلى الثامن من المجموعات الفرعية الثانوية المجموعة الأولى المجموعة الثانية المجموعة الثالثة المجموعة الرابعة المجموعة الخامسة المجموعة السادسة المجموعات السابعةأ المجموعة الثامنة Na Mg Al Ti V Cr Mn Fe

من بين 109 عناصر لأحداث الاحتواء المتعلقة بسلامة العمليات، 85 منها عبارة عن معادن: مظللة باللون الأزرق والأخضر و لون القرنفل(ما عدا ح وهو)

موضع العنصر في PS يعكس بنية ذراته موضع العنصر في الرسم البياني الدوري هيكل ذراته رقم سريعنصر في الجدول الدوري شحنة النواة الذرية إجمالي عدد الإلكترونات رقم المجموعة عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي. أعلى تكافؤ للعنصر، حالة الأكسدة عدد الفترات عدد مستويات الطاقة. عدد المستويات الفرعية على مستوى الطاقة الخارجي

نموذج ذرة الصوديوم

التركيب الالكتروني لذرة الصوديوم

المهمة 2. ارسم رسمًا تخطيطيًا للتركيب الإلكتروني لذرة الألومنيوم والكالسيوم في دفتر ملاحظاتك بنفسك، متبعًا مثال ذرة الصوديوم.

الخلاصة: 1. المعادن هي عناصر تحتوي على 1-3 إلكترونات على مستوى الطاقة الخارجي، وفي كثير من الأحيان 4-6. 2. المعادن هي عناصر كيميائية تتخلى ذراتها عن إلكترونات من طبقة الإلكترون الخارجية (وأحيانًا ما قبل الخارجية)، فتتحول إلى أيونات موجبة. المعادن هي عوامل اختزال. ويرجع ذلك إلى قلة عدد الإلكترونات الموجودة في الطبقة الخارجية وكبر نصف قطر الذرات، ونتيجة لذلك يتم الاحتفاظ بهذه الإلكترونات بشكل ضعيف بالنواة.

تتميز الرابطة الكيميائية المعدنية بما يلي: - عدم تمركز الرابطة بسبب يرتبط عدد صغير نسبيًا من الإلكترونات بالعديد من النوى في وقت واحد؛ - تتحرك إلكترونات التكافؤ بحرية في جميع أنحاء قطعة المعدن، والتي تكون بشكل عام محايدة كهربائيًا؛ - الرابطة المعدنية ليس لها اتجاهية وتشبع.

شبكات كريستال من المعادن

معلومات فيديو عن البلورات المعدنية

يتم تحديد خصائص المعادن من خلال بنية ذراتها. خاصية المعدن خاصية الصلابة المميزة جميع المعادن باستثناء الزئبق هي مواد صلبة في الظروف العادية. أنعم منها هي الصوديوم والبوتاسيوم. يمكن قطعها بسكين. أصعب الكروم خدوش الزجاج. تنقسم المعادن إلى خفيفة (كثافتها 5 جم/سم3) وثقيلة (كثافتها أكثر من 5 جم/سم3). الانصهار تنقسم المعادن إلى موصلية كهربائية منخفضة الانصهار ومقاومة للحرارة، والتوصيل الحراري. تكتسب الإلكترونات المتحركة بشكل عشوائي تحت تأثير الجهد الكهربائي حركة اتجاهية، ونتيجة لذلك ينشأ تيار كهربائي. البريق المعدني: تعكس الإلكترونات التي تملأ الفراغ بين الذرات أشعة الضوء، ولا تنقل اللدونة مثل الزجاج. التأثير الميكانيكي على البلورة ذات الشبكة المعدنية يؤدي فقط إلى إزاحة طبقات الذرات ولا يصاحبه تمزق الرابطة، وبالتالي يتميز المعدن بالليونة العالية.

اختبر معلوماتك في الدرس عن طريق اختبار 1) الصيغة الإلكترونية للكالسيوم. أ) 1S 2 2S 2 2Р 6 3S 1 B) 1S 2 2S 2 2 Р 6 3 S 2 C) 1S 2 2S 2 2 Р6 3 S 2 3S 6 4S 1 D) 1S 2 2S 2 2 Р6 3 S 2 3 ع 6 4 ق 2

مهمتي الاختبار 2 و 3 2) الصيغة الإلكترونية 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 تحتوي على ذرة: a) Na b) Ca c) Cu d) Zn 3) الموصلية الكهربائية، اللمعان المعدني، اللدونة، كثافة المادة يتم تحديد المعادن من خلال: أ) كتلة الذرات ب) نقطة انصهار المعادن ج) بنية ذرات المعدن د) وجود الإلكترونات غير المتزاوجة

مهمتي الاختبار 4 و5 4) تظهر المعادن، عند تفاعلها مع المواد غير المعدنية، أ) خصائص مؤكسدة؛ ب) التصالحية. ج) كل من الأكسدة والاختزال؛ د) لا تشارك في تفاعلات الأكسدة والاختزال؛ 5) في الجدول الدوري، توجد المعادن النموذجية في: أ) الجزء العلوي؛ ب) الجزء السفلي. في الزاوية اليمنى العليا. د) الزاوية اليسرى السفلى.

الإجابات الصحيحة رقم المهمة بديل الإجابة الصحيحة 1 د 2 ب 3 ج 4 ب 5 د

معاينة:

الغرض وأهداف الدرس:

1. بناءً على موقع المعادن في PSHE، قم بقيادة الطلاب إلى فهم السمات الهيكلية لذراتها وبلوراتها (الروابط الكيميائية المعدنية والشبكة المعدنية البلورية)، ودراسة الخصائص الفيزيائية العامة للمعادن. مراجعة وتعميم المعرفة حول الروابط الكيميائية والشبكة البلورية المعدنية.
2. تطوير القدرة على التحليل واستخلاص النتائج حول بنية الذرات بناءً على موضع المعادن في PSHE.
3. تطوير القدرة على إتقان المصطلحات الكيميائية وصياغة أفكارك والتعبير عنها بوضوح.
4. تعزيز التفكير المستقل أثناء الأنشطة التعليمية.
5. توليد الاهتمام بمهنتك المستقبلية.

تنسيق الدرس:

درس مشترك باستخدام العرض التقديمي

الأساليب والتقنيات:

قصة، محادثة، عرض لأنواع الفيديو للشبكات البلورية للمعادن، اختبار، رسم مخططات للهيكل الإلكتروني للذرات، عرض لمجموعة من عينات المعادن والسبائك.

معدات:

1. الجدول "الجدول الدوري للعناصر الكيميائية D.I. مندليف"؛
2. عرض الدرس على الوسائط الإلكترونية.
3. جمع عينات من المعادن والسبائك.
4. كشاف ضوئي.
5. بطاقات تحتوي على جدول "خصائص بنية الذرة حسب موضعها في PSHE"
   

خلال الفصول الدراسية

I. اللحظة التنظيمية للدرس.

ثانيا. تحديد وإعلان موضوع الدرس وأهدافه وغاياته.

الشريحة 1-2

ثالثا. تعلم مواد جديدة.

مدرس: استخدم الإنسان المعادن منذ العصور القديمة. باختصار عن تاريخ استخدام المعادن.

رسالة من 1 طالب.الشريحة 3

في البداية كان هناك العصر النحاسي.

ومع نهاية العصر الحجري، اكتشف الإنسان إمكانية استخدام المعادن في صناعة الأدوات. أول هذا المعدن كان النحاس.

تسمى فترة توزيع الأدوات النحاسيةالنحاسي أو النحاسي والتي تعني "النحاس" باللغة اليونانية. تمت معالجة النحاس باستخدام الأدوات الحجرية باستخدام طريقة الحدادة على البارد. تم تحويل شذرات النحاس إلى منتجات تحت ضربات المطرقة الثقيلة. في بداية العصر النحاسي، كانت الأدوات الناعمة والمجوهرات والأدوات المنزلية فقط تُصنع من النحاس. ومع اكتشاف النحاس والمعادن الأخرى بدأت مهنة الحداد في الظهور.

وفي وقت لاحق، ظهرت عملية الصب، ثم بدأ الإنسان بإضافة القصدير أو الأنتيمون إلى النحاس، ليصنع البرونز، الذي كان أكثر متانة وقوة وقابلية للانصهار.

مشاركة من الطالب 2الشريحة 3

برونزية - سبيكة من النحاس والقصدير. تعود الحدود الزمنية للعصر البرونزي إلى بداية الألفية الثالثة قبل الميلاد. حتى بداية الألفية الأولى قبل الميلاد.

رسالة الطالب 3.الشريحة 4

تتميز الفترة الثالثة والأخيرة من العصر البدائي بانتشار تعدين الحديد والأدوات الحديدية وتمثل العصر الحديدي. في المعنى الحديثتم تقديم هذا المصطلح للاستخدام في منتصف القرن التاسع من قبل عالم الآثار الدنماركي K. Yu.Thomson وسرعان ما انتشر في الأدبيات جنبًا إلى جنب مع مصطلحي "العصر الحجري" و "العصر البرونزي".

على عكس المعادن الأخرى، لا يتم العثور على الحديد، باستثناء النيزك، في شكله النقي أبدًا. يقترح العلماء أن أول حديد وقع في يد الإنسان كان من أصل نيزكي، وليس عبثا أن يسمى الحديد "حجر السماء". تم العثور على أكبر نيزك في أفريقيا، حيث بلغ وزنه حوالي ستين طنا. وتم العثور على نيزك حديدي يزن ثلاثة وثلاثين طنا في جليد جرينلاند.

ويستمر العصر الحديدي حتى يومنا هذا. في الواقع، في الوقت الحاضر، تشكل سبائك الحديد ما يقرب من 90٪ من جميع المعادن والسبائك المعدنية.

مدرس.

الذهب والفضة من المعادن النبيلة المستخدمة حاليًا في صناعة المجوهرات، بالإضافة إلى أجزاء في الإلكترونيات، وصناعة الطيران، وبناء السفن. أين يمكن استخدام هذه المعادن في الشحن؟ إن الأهمية الاستثنائية للمعادن في تنمية المجتمع ترجع بالطبع إلى وجودها خصائص فريدة من نوعها. قم بتسمية هذه الخصائص.

اعرض على الطلاب مجموعة من العينات المعدنية.

يقوم الطلاب بتسمية خصائص المعادن مثل التوصيل الكهربائي والحراري، واللمعان المعدني المميز، والليونة، والصلابة (باستثناء الزئبق)، وما إلى ذلك.

يسأل المعلم الطلاب سؤالاً رئيسياً: ما الذي يحدد هذه الخصائص؟

الرد المتوقع:يتم تحديد خصائص المواد من خلال بنية جزيئات وذرات هذه المواد.

الشريحة 5. لذلك، المعادن هي مجموعة من المواد ذات الخصائص المشتركة.

مظاهرة العرض.

مدرس: المعادن هي عناصر المجموعات 1-3 من المجموعات الفرعية الرئيسية، وعناصر المجموعات 4-8 من المجموعات الفرعية الثانوية.

الشريحة 6. المهمة 1 . بشكل مستقل، باستخدام PSHE، في دفتر الملاحظات الخاص بك، قم بإضافة ممثلي المجموعات التي هي معادن.

الاستماع إلى استجابات الطلاب بشكل انتقائي.

مدرس: ستكون المعادن هي العناصر الموجودة في الزاوية اليسرى السفلية من PSHE.

يؤكد المعلم أنه في PSHE جميع العناصر الموجودة أسفل B - عند القطر ستكون معادن، حتى تلك التي تحتوي على 4 إلكترونات (Ge، Sn، Pb)، 5 إلكترونات (Sb، Bi)، 6 إلكترونات (Po)، حيث أنها تحتوي على دائرة نصف قطرها كبيرة.

ومن ثم، فمن بين 109 عناصر من عناصر أحداث الاحتواء المتعلقة بسلامة العملية، 85 منها عبارة عن معادن.الشريحة رقم 7

مدرس: يعكس موضع العنصر في حدث الاحتواء المتعلق بسلامة العملية التركيب الذري للعنصر. باستخدام الجداول التي تلقيتها في بداية الدرس، سوف نقوم بتوصيف بنية ذرة الصوديوم من خلال موقعها في أحداث الاحتواء المتعلقة بسلامة العمليات.
عرض الشريحة 8.

ما هي ذرة الصوديوم؟ انظر إلى نموذج مقرب لذرة الصوديوم، يُظهر النواة والإلكترونات وهي تتحرك في مدارات.

عرض الشريحة 9.نموذج ذرة الصوديوم.

اسمحوا لي أن أذكرك بكيفية رسم مخطط للتركيب الإلكتروني لذرة العنصر.

عرض الشريحة 10.يجب أن تحصل على الرسم البياني التالي للتركيب الإلكتروني لذرة الصوديوم.

الشريحة 11. المهمة 2. ارسم مخططًا للتركيب الإلكتروني لذرة الكالسيوم والألمنيوم في دفتر ملاحظاتك بنفسك، متبعًا مثال ذرة الصوديوم.

يقوم المعلم بفحص العمل في دفتر الملاحظات.

ما هو الاستنتاج الذي يمكن استخلاصه عنه الهيكل الإلكترونيذرات معدنية؟

يوجد 1-3 إلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي. نتذكر أنه عند الدخول في المركبات الكيميائية، تسعى الذرات إلى استعادة الغلاف الكامل المكون من 8 إلكترونات لمستوى الطاقة الخارجي. للقيام بذلك، تتخلى ذرات المعدن بسهولة عن 1-3 إلكترونات من المستوى الخارجي، وتتحول إلى أيونات موجبة الشحنة. وفي الوقت نفسه، فإنها تظهر خصائص التصالحية.

عرض الشريحة 12.المعادن – وهي عناصر كيميائية تتخلى ذراتها عن إلكترونات من طبقة الإلكترون الخارجية (وأحيانًا ما قبل الخارجية)، وتتحول إلى أيونات موجبة. المعادن هي عوامل اختزال. ويرجع ذلك إلى قلة عدد الإلكترونات في الطبقة الخارجية وكبر نصف قطر الذرات، ونتيجة لذلك يتم الاحتفاظ بهذه الإلكترونات بشكل ضعيف بالنواة.

دعونا نفكر في المواد البسيطة - المعادن.

عرض الشريحة 13.

أولاً، دعونا نلخص المعلومات حول نوع الرابطة الكيميائية التي تتكون من ذرات المعدن وبنية الشبكة البلورية

1. يرتبط عدد صغير نسبيًا من الإلكترونات بالعديد من النوى في وقت واحد، ويتم إلغاء تمركز الرابطة؛
2. تتحرك إلكترونات التكافؤ بحرية في جميع أنحاء قطعة المعدن، والتي تكون محايدة كهربائيًا بشكل عام؛
3. الرابطة المعدنية تفتقر إلى الاتجاهية والتشبع.

توضيح

الشريحة 14 " أنواع المشابك الكريستال المعدنية»

الشريحة 15 فيديو للشبكة البلورية للمعادن.

يستنتج الطلاب أنه وفقًا لهذا الهيكل، تتميز المعادن بخصائص فيزيائية عامة.

يؤكد المعلم على أن الخواص الفيزيائية للمعادن يتم تحديدها بدقة من خلال بنيتها.

الشريحة 16 يتم تحديد خصائص المعادن من خلال بنية ذراتها

أ) صلابة - جميع المعادن باستثناء الزئبق هي مواد صلبة في الظروف العادية. أنعم منها هي الصوديوم والبوتاسيوم. يمكن قطعها بسكين. اصعب الكروم خدوش الزجاج (عرضي).

ب) الكثافة - وتنقسم المعادن إلى خفيفة (5 جم / سم 2) وثقيلة (أكثر من 5 جم / سم 3) (عرض).

ج) الانصهار - وتنقسم المعادن إلى قابلة للانصهار والحرارية (مظاهرة).

ز) الموصلية الكهربائية، الموصلية الحراريةيتم تحديد المعادن من خلال هيكلها. تكتسب الإلكترونات المتحركة بشكل عشوائي تحت تأثير الجهد الكهربائي حركة اتجاهية، مما يؤدي إلى ظهور تيار كهربائي.

مع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد بشكل حاد سعة حركة الذرات والأيونات الموجودة عند عقد الشبكة البلورية، وهذا يتعارض مع حركة الإلكترونات، وتنخفض التوصيل الكهربائي للمعادن.

وتجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة لبعض اللافلزات، تزداد التوصيلية الكهربائية مع زيادة درجة الحرارة، على سبيل المثال، الجرافيت، بينما مع زيادة درجة الحرارة يتم تدمير بعض الروابط التساهمية، ويزداد عدد الإلكترونات التي تتحرك بحرية.

د) تألق معدني- الإلكترونات التي تملأ الفراغ بين الذرات تعكس أشعة الضوء، ولا تنقلها، مثل الزجاج.

ولذلك، فإن جميع المعادن في الحالة البلورية لها بريق معدني. بالنسبة لمعظم المعادن على قدم المساواةجميع أشعة الجزء المرئي من الطيف متناثرة، لذلك يكون لها لون أبيض فضي. الذهب والنحاس فقط يمتصان الأطوال الموجية القصيرة إلى حد كبير ويعكسان الأطوال الموجية الطويلة من طيف الضوء، لذلك لديهما ضوء أصفر. أكثر المعادن لمعانًا هي الزئبق والفضة والبلاديوم. في المسحوق، تفقد جميع المعادن، باستثناء AI وMg، بريقها ويكون لها لون أسود أو رمادي غامق.

ه) اللدونة . التأثير الميكانيكي على البلورة ذات الشبكة المعدنية يؤدي فقط إلى إزاحة طبقات الذرات ولا يصاحبه تمزق الرابطة، وبالتالي يتميز المعدن بالليونة العالية.

رابعا. توحيد المواد المدروسة.

مدرس: قمنا بفحص التركيب والخصائص الفيزيائية للمعادن وموقعها في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية D.I. مندليف. الآن، للدمج، نقترح إجراء اختبار.

الشرائح 15-16-17.

1) الصيغة الإلكترونية للكالسيوم.

1. أ) 1س 2 2س 2 2ف 6 3س 1
2. ب) 1س 2 2س 2 2ف 6 3س 2
3. ج) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3S 6 4S 1
4. د) 1س 2 2س 2 2ف 6 3س 2 3ف 6 4س 2

2) الصيغة الإلكترونية 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 لديه ذرة:

1. أ) نا
2. ب) كاليفورنيا
3. ج) النحاس
4. د) الزنك

3) يتم تحديد الموصلية الكهربائية واللمعان المعدني والمرونة وكثافة المعادن:

1. أ) كتلة المعدن
2. ب) نقطة انصهار المعادن
3. ج) هيكل ذرات المعدن
4. د) وجود الإلكترونات غير المتزاوجة

4) تظهر المعادن خصائصها عند تفاعلها مع غير المعادن

1. أ) مؤكسد.
2. ب) التصالحية.
3. ج) كل من الأكسدة والاختزال؛
4. د) لا تشارك في تفاعلات الأكسدة والاختزال؛

5) في الجدول الدوري، توجد المعادن النموذجية في:

1. أ) الجزء العلوي؛
السادس. العمل في المنزل.

هيكل ذرات المعدن وخصائصها الفيزيائية




التصنيفات:

تنقسم جميع المركبات غير العضوية إلى مجموعتين كبيرتين:

مواد بسيطة - تتكون من ذرات عنصر واحد؛

تتكون المواد المعقدة من ذرات عنصرين أو أكثر.

مواد بسيطة

• اللافلزات

  مواد بسيطة مذبذبة

  غازات نبيلة

المواد المعقدة حسب الخواص الكيميائية تنقسم إلى:

أكاسيد أساسية

أكاسيد الحمض

أكاسيد مذبذبة

أكاسيد مزدوجة

أكاسيد غير الملح

هيدروكسيدات.

أسباب

• هيدروكسيدات مذبذبة

أملاح متوسطة

أملاح حمضية

الأملاح الأساسية

أملاح مزدوجة و/أو معقدة

المركبات الثنائية :

الأحماض الخالية من الأكسجين

أملاح خالية من الأكسجين

مركبات ثنائية أخرى

المواد غير العضوية التي تحتوي على الكربون:

تنتمي هذه المواد تقليديًا إلى مجال الكيمياء غير العضوية:

كربونات

• أكاسيد الكربون

• الثيوسيانات غير العضوية (رودانيدس)

  السيلينوسيانات

مركبات الكربونيل المعدنية

المعادن هي مجموعة من العناصر على شكل مواد بسيطة ذات خصائص مميزة خصائص معدنية، مثل الموصلية الحرارية والكهربائية العالية، ومعامل درجة الحرارة الإيجابية للمقاومة، واللدونة العالية والبريق المعدني.

الخصائص المميزة للمعادن

لمعان معدني

الموصلية الكهربائية الجيدة

إمكانية ميكانيكية خفيفة

كثافة عالية

نقطة انصهار عالية (الاستثناءات: الزئبق والجاليوم والمعادن القلوية)

الموصلية الحرارية الكبيرة

في التفاعلات غالبًا ما تكون عوامل اختزال في تفاعلات الأكسدة والاختزال في المحاليل المائية.

اللافلزات هي عناصر كيميائية ذات خصائص غير معدنية نموذجية، وتحتل الزاوية اليمنى العليا من الجدول الدوري.

السمة المميزة لللافلزات هي وجود عدد أكبر (مقارنة بالمعادن) من الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي لذراتها. وهذا يحدد قدرتها الأكبر على ربط إلكترونات إضافية وإظهار نشاط مؤكسد أعلى من المعادن.

اللافلزات لديها قيم عاليةتقارب الإلكترون، السالبية الكهربية العالية وإمكانات الأكسدة والاختزال العالية.

السؤال 25:

سلسلة النشاط الكهروكيميائي (سلسلة الجهد، سلسلة جهد القطب القياسي) للمعادن- تسلسل يتم فيه ترتيب المعادن من أجل زيادة إمكاناتها الكهروكيميائية القياسية المقابلة للتفاعل النصفي لاختزال كاتيون المعدن

Li → Rb → K → Ba → Sr → Ca → Na → Mg → Al → Mn → Zn → الكروم → Fe → Cd → Co → Ni → Sn → Pb → ح→Sb → Bi → Cu → Hg → Ag → Pd → Pt → Au

هناك عدد من الفولتية التي تميز النشاط المقارن للمعادن في

تتفاعل الأملاح مع المعادن - فالمعادن الأكثر نشاطًا الموجودة على اليسار في سلسلة الجهد الكهروكيميائي** تحل محل المعادن الأقل نشاطًا من الأملاح. على سبيل المثال، يزيح الحديد النحاس من محلول كلوريد النحاس (II): Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu↓

سؤال 28: المعادن موقعها في الجدول الدوري للعناصر الكيميائية D.I. مندلييف، بنية ذراتها، روابطها المعدنية. الخواص الكيميائية العامة للمعادن.

موقع المعادن في الجدول الدوري.

تنقسم جميع العناصر الكيميائية عادة إلى فلزات وغير فلزات. معظم العناصر (أكثر من 85 من أصل 109 عناصر معروفة) هي معادن.

تشمل المعادن عناصر s (عناصر المجموعات IA وIIA باستثناء الهيدروجين والهيليوم)؛ بعض العناصر p (Al، Sn، Pb وغيرها)؛ جميع العناصر د (عناصر المجموعات الفرعية الثانوية)؛ جميع العناصر F (اللانثانيدات والأكتينيدات).

وبما أن الخواص المعدنية للعناصر تضعف مع زيادة شحنة نواة ذراتها على فترات، وتتكثف في المجموعات الفرعية الرئيسية، فإن المعادن الأكثر نشاطا تتركز في الركن الأيسر السفلي من النظام الدوري للعناصر.

هيكل المعادن.

السمات المميزة في بنية الذرات المعدنية هي أحجامها الكبيرة (نصف القطر) مقارنة باللافلزات وعدد صغير من الإلكترونات على مستوى الطاقة الخارجي (عادةً 1-2 إلكترونات، وأقل في كثير من الأحيان 3 أو 4). وهذا ما يفسر ضعف اتصال الإلكترونات الخارجية (التكافؤ) بالنواة وقدرة ذرات المعدن على التخلص بسهولة من هذه الإلكترونات، وتتحول إلى أيونات موجبة الشحنة.

هذه العملية قابلة للعكس؛ يمكن للكاتيونات المعدنية أن تجتذب الإلكترونات مرة أخرى إلى نفسها (ليس فقط "الإلكترونات الخاصة بها"، ولكن أيضًا الإلكترونات "الغريبة"، أي "المفقودة" بواسطة الذرات الأخرى). بمعنى آخر، تتحرك الإلكترونات بحرية في حجم المعدن وهي شائعة، "جماعية"، وتسمى أيضًا "غاز الإلكترون". توفر هذه الإلكترونات الرابطة الكيميائية بين المعادن. على عكس الرابطة التساهمية (التي تتكون غالبًا من زوج من الإلكترونات بين ذرتين متجاورتين)، فإن الرابطة المعدنية غير متمركزة (متعددة المراكز).

الرابطة المعدنية هي رابطة في المعادن بين الذرات والأيونات، والتي تتشكل من خلال مشاركة الإلكترونات.

لا يحدث الترابط المعدني في المعادن النقية فحسب، بل هو أيضًا سمة من سمات مخاليط المعادن والسبائك المختلفة في حالات التجميع المختلفة. الرابطة المعدنية مهمة وتحدد الخواص الأساسية للمعادن - التوصيل الكهربائي - الحركة العشوائية للإلكترونات في حجم المعدن. ولكن بفارق جهد بسيط، بحيث تتحرك الإلكترونات بشكل منظم. المعادن ذات الموصلية الأفضل هي Ag، Cu، Au، Al. - اللدونة الروابط بين طبقات المعدن ليست كبيرة جدًا، وهذا يسمح بتحريك الطبقات تحت الحمل (تشوه المعدن دون كسره). أفضل المعادن القابلة للتشوه (اللينة) هي Au، Ag، Cu. - البريق المعدني: غاز الإلكترون يعكس جميع أشعة الضوء تقريباً. وهذا هو السبب وراء تألق المعادن النقية كثيرًا وغالبًا ما يكون لها لون رمادي أو أبيض. المعادن التي هي أفضل عاكسات Ag، Cu، Al، Pd، H

عوامل اختزال قوية: Me 0 – nē ® Me n+

موقع المعادن في الجدول الدوري. الخصائص الفيزيائية

في الجدول الدوري لـ D. I. Mendeleev، من بين 110 عنصر، هناك 87 عنصرًا معدنيًا. وهم في المجموعات الأولى والثانية والثالثة، في مجموعات فرعية ثانوية من جميع المجموعات. بالإضافة إلى ذلك، فإن أثقل عناصر المجموعات IV وV وVI وVII هي المعادن. ومع ذلك، العديد من المعادن لها خصائص مذبذبة ويمكن أن تتصرف في بعض الأحيان مثل غير المعادن. من سمات بنية ذرات المعدن قلة عدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الخارجي الذي لا يتجاوز الثلاثة. للذرات المعدنية، كقاعدة عامة، أنصاف أقطار ذرية كبيرة. خلال الفترات، تمتلك الفلزات القلوية أكبر نصف قطر ذري. هم الأكثر نشاطا كيميائيا، أي. تتخلى ذرات المعدن عن الإلكترونات بسهولة وهي عوامل اختزال جيدة. أفضل عوامل الاختزال هي معادن المجموعتين الأولى والثانية من المجموعات الفرعية الرئيسية. في المركبات، تظهر المعادن دائمًا حالة أكسدة موجبة، عادةً من +1 إلى +4. في المركبات التي تحتوي على اللافلزات، تشكل المعادن النموذجية رابطة كيميائية ذات طبيعة أيونية. على شكل مادة بسيطة، ترتبط ذرات المعدن ببعضها البعض بواسطة ما يسمى بالرابطة المعدنية.

اتصال معدني - نوع خاصالسندات المتأصلة حصرا للمعادن. وجوهرها هو أن الإلكترونات تنفصل باستمرار عن ذرات المعدن، والتي تتحرك عبر الكتلة الكاملة للقطعة المعدنية.

تصبح ذرات المعدن التي يتم تجريدها من إلكتروناتها أيونات موجبة، والتي تجذب الإلكترونات المتحركة مرة أخرى. وفي الوقت نفسه، تتخلى ذرات المعادن الأخرى عن الإلكترونات. وهكذا، فإن ما يسمى بغاز الإلكترون يدور باستمرار داخل قطعة من المعدن، مما يؤدي إلى ربط جميع ذرات المعدن معًا بقوة. يتبين أن الإلكترونات تتفاعل اجتماعيًا بواسطة جميع ذرات المعدن. هذه نوع خاصالرابطة الكيميائية بين ذرات المعدن تحدد كلا من الفيزيائية و الخواص الكيميائيةالمعادن

المعادن لديها عدد من الخصائص الفيزيائية المماثلة التي تميزها عن غير المعادن. كلما زاد عدد إلكترونات التكافؤ في المعدن، زادت قوة الشبكة البلورية، وأصبح المعدن أقوى وأكثر صلابة، وارتفعت درجة انصهاره وغليانه، وما إلى ذلك.

جميع المعادن لديها بريق أكثر أو أقل وضوحا، والذي يسمى عادة معدني، والعتامة، والتي ترتبط بتفاعل الإلكترونات الحرة مع الكميات الخفيفة التي تسقط على المعدن. اللمعان المعدني هو سمة من سمات قطعة المعدن ككل. تكون المعادن المسحوقة داكنة اللون، باستثناء المغنيسيوم الأبيض الفضي والألومنيوم. يستخدم غبار الألومنيوم لصنع الطلاء الفضي. العديد من المعادن لها لمعان دهني أو زجاجي.

لون المعادن موحد تمامًا: فهو إما فضي-أبيض (الألومنيوم، الفضة، النيكل) أو رمادي فضي (الحديد، الرصاص). الذهب فقط اللون الأصفروالنحاس أحمر. وفقا للتصنيف الفني، يتم تقسيم المعادن إلى حديدية وغير حديدية. الأسود يشمل الحديد وسبائكه. وتسمى جميع المعادن الأخرى غير الحديدية.

جميع المعادن، باستثناء الزئبق، هي مواد صلبة ذات بنية بلورية، لذا تكون درجة انصهارها أعلى من الصفر، فقط نقطة انصهار الزئبق - 39 درجة مئوية . المعدن الأكثر صهرًا هو التنغستن (3380 درجة مئوية). تسمى المعادن التي تنصهر عند درجات حرارة أعلى من 1000 درجة مئوية بالمعادن، أما فيما دونها فهي قابلة للانصهار.

المعادن لها صلابة مختلفة. أصعب المعادن هو الكروم (قطع الزجاج)، وألينها هي البوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم. من السهل قطعها بسكين.

المعادن أكثر أو أقل ليونة (قابلة للطرق). المعدن الأكثر مرونة هو الذهب. يمكن تشكيلها على شكل رقائق بسمك 0.0001 مم - أرق 500 مرة من شعرة الإنسان. ومع ذلك، فإن Mn وBi ليس لديهما ليونة - فهما معادن هشة.

اللدونة هي القدرة على الخضوع لتشوه قوي دون المساس بالقوة الميكانيكية. عندما يتسبب الاصطدام في إزاحة جزيئات الجسم بشبكة أيونية أو ذرية، تنكسر الروابط الموجهة ويدمر الجسم. في المعادن، تتشكل الروابط بسبب غاز الإلكترون. ليس لديهم أي اتجاه. ولذلك، يتم الحفاظ على سلامة القطعة المعدنية عندما يتغير شكلها. يتم استخدام لدونة المعادن في درفلتها.

وتنقسم المعادن حسب كثافتها إلى ثقيلة وخفيفة. أما تلك التي تزيد كثافتها عن 5 جم/سم3 فهي ثقيلة. أثقل المعادن هو الأوزميوم (22.61 جم/سم3). أخف المعادن هي الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم (كثافة أقل من واحد). كثافة المعدن أقل، وأصغر الكتلة الذريةالعنصر المعدني وكلما زاد نصف قطر ذرته. تطبيق واسعتم إنتاج المعادن الخفيفة - المغنيسيوم والألمنيوم - في الصناعة.

تتميز المعادن بالتوصيل الكهربائي والحراري العالي. الفضة هي الأكثر توصيلًا للكهرباء والحرارة، يليها الألومنيوم. المعادن ذات الموصلية الكهربائية العالية لديها أيضًا موصلية حرارية عالية. يتم تحديد الموصلية الحرارية من خلال الحركة العالية للإلكترونات الحرة والحركة الاهتزازية للذرات، والتي بفضلها تتساوى درجة الحرارة في كتلة الجسم بسرعة. يتم تفسير الموصلية الكهربائية الجيدة للمعادن من خلال وجود إلكترونات حرة فيها، والتي، تحت تأثير حتى فرق جهد صغير، تكتسب حركة اتجاهية من القطب السالب إلى القطب الموجب.

المعادن تظهر الخصائص المغناطيسية. الحديد والكوبالت والنيكل وسبائكها ممغنطة جيدًا. تسمى هذه المعادن والسبائك بالمغناطيسية الحديدية.