Das Ziel des Unterrichts: Bildung eines Wissenssystems über die Stellung von Metallen im Periodensystem und ihre allgemeinen Eigenschaften.

Unterrichtsziele:

lehrreich - die Position von Metallen im System der Elemente D.I. Mendelejew, um die Schüler mit den grundlegenden Eigenschaften von Metallen vertraut zu machen, um herauszufinden, was sie verursacht, um das Konzept der Korrosion von Metallen einzuführen

Lehrreich - Metalle in der PSCE-Tabelle finden können, Metalle und Nichtmetalle vergleichen können, chemische Ursachen erklären und physikalische Eigenschaften Metalle, um das theoretische Denken der Schüler und ihre Fähigkeit zu entwickeln, die Eigenschaften von Metallen auf der Grundlage ihrer Struktur vorherzusagen.

pflegend - die Entwicklung des kognitiven Interesses der Schüler am Studium der Chemie zu fördern

Unterrichtsart: Lektion lernen neues Material.

Lehrmethoden : verbal und visuell

Während des Unterrichts:

Unterrichtszeiten.

Zeit organisieren(1 Minute.)

Wissensaktualisierung (3 Min.)

Neues Material lernen

1.1. Position ein Periodensystem. (10 Minuten)

1.2. Merkmale der elektronischen Struktur von Atomen (10 min)

1.3. Restaurative Eigenschaften von Metallen. (10 Minuten)

2.1. Metallverbindung. (5 Minuten)

4. Emotionale Befreiung 2 min

2.2. Physikalische Eigenschaften (10 Min.)

3. Chemische Eigenschaften. (17 Minuten)

4. Korrosion von Metallen (5 min)

Fixieren (15 min)

Hausaufgaben (3 Minuten)

Zusammenfassung der Lektion (1 Min.)

Zeit organisieren

(Gegenseitige Begrüßung, Fixierung der Anwesenden).

Wissensaktualisierung. Zu Beginn des Unterrichts macht der Lehrer die Schüler auf die Wichtigkeit aufmerksam neues Thema, bestimmt durch die Rolle, die Metalle in der Natur und in allen Bereichen menschlicher Aktivität spielen. Industrie

Der Lehrer liest das Rätsel vor:

Ich bin hart, formbar und plastisch,

Genial, braucht jeder, praktisch.

Einen Hinweis habe ich dir schon gegeben

Also wer bin ich...? und bietet an, die Antwort in Form eines Unterrichtsthemas in ein Notizbuch zu schreiben?

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Vorlesungsplan.

1. Eigenschaften des Metallelements.

1.2. Merkmale der elektronischen Struktur von Atomen.

1.3. Restaurative Eigenschaften von Metallen.

2. Eigenschaften einer einfachen Substanz.

2.1. Metallverbindung.

2.2. physikalische Eigenschaften.

3. Chemische Eigenschaften.

4. Korrosion von Metallen.

1.1. Stellung im Periodensystem.

Die bedingte Grenze zwischen Metallelementen und Nichtmetallelementen verläuft entlang der Diagonale B (Bor) - (Silizium) - Si (Arsen) - Te (Tellur) - As (Astat) (verfolgen Sie es in der Tabelle von D. I. Mendeleev) ..

Die Anfangselemente bilden sichdie Hauptuntergruppe der Gruppe I und werden als Alkalimetalle bezeichnet . Sie haben ihren Namen von den Namen ihrer entsprechenden Hydroxide, die in Wasser hochlöslich sind - Alkalien.

Von den Elementen der Hauptuntergruppen der folgenden Gruppen gehören zu den Metallen: in Gruppe IV Germanium, Zinn, Blei (32.50.82) (die ersten beiden Elemente sind Kohlenstoff und Silizium - Nichtmetalle), in Gruppe V Antimon und Wismut ( 51,83) (die ersten drei Elemente sind Nichtmetalle), in Gruppe VI ist nur das letzte Element - Polonium (84) - ein ausgeprägtes Metall. In den Hauptuntergruppen der Gruppen VII und VIII sind alle Elemente typische Nichtmetalle.

Die Elemente der sekundären Nebengruppen sind alle Metalle.

Alkalimetallatome enthalten auf der äußeren Energieebene nur ein Elektron, das sie bei chemischen Wechselwirkungen leicht abgeben, daher sind sie die stärksten Reduktionsmittel. Es ist klar, dass mit zunehmendem Atomradius die reduzierenden Eigenschaften der Alkalimetalle von Lithium zu Francium zunehmen.

Nach den Alkalimetallen die Elemente, aus denen sie bestehendie Hauptuntergruppe der Gruppe II, sind auch typische Metalle mit starkem Reduktionsvermögen (ihre Atome enthalten zwei Elektronen auf der äußeren Ebene).Von diesen Metallen werden Calcium, Strontium, Barium und Radium als Erdalkalimetalle bezeichnet. . Diese Metalle haben diesen Namen, weil ihre Oxide, die die Alchemisten "Erden" nannten, in Wasser gelöst Alkalien bilden.

Zu den Metallen gehören auch Elementedie Hauptuntergruppe der Gruppe III, ausgenommen Bor.

Gruppe 3 umfasst Metalle, die als Aluminium-Untergruppe bezeichnet werden.

1.2 Merkmale der elektronischen Struktur von Metallen.

Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen formulieren die Studierenden selbst die Definition von „Metall“

Metalle sind chemische Elemente, deren Atome Elektronen von der äußeren (und manchmal vor der äußeren) Elektronenschicht abgeben und sich in positive Ionen verwandeln. Metalle sind Reduktionsmittel. Dies liegt an der geringen Anzahl von Elektronen in der äußeren Schicht, dem großen Radius der Atome, wodurch diese Elektronen schwach vom Kern zurückgehalten werden.Metallatome haben relativ große Größen(Radien), daher sind auch ihre Außenelektronen deutlich vom Kern entfernt und schwach an ihn gebunden. Und das zweite Merkmal, das den Atomen der aktivsten Metalle innewohnt, istdas Vorhandensein von 1-3 Elektronen im externen Energieniveau.
Metallatome haben Ähnlichkeiten in der Struktur der äußeren Elektronenschicht, die von einer kleinen Anzahl von Elektronen (meist nicht mehr als drei) gebildet wird.
Diese Aussage lässt sich an den Beispielen Na, Aluminium Al und Zink Zn veranschaulichen. Wenn Sie Diagramme der Atomstruktur erstellen möchten, können Sie elektronische Formeln erstellen und Beispiele für die Struktur von Elementen mit großen Perioden wie Zink geben.

Da die Elektronen der äußeren Schicht aus Metallatomen schwach an den Kern gebunden sind, können sie an andere Teilchen „abgegeben“ werden, was bei chemischen Reaktionen passiert:

Die Eigenschaft von Metallatomen, Elektronen abzugeben, ist ihre charakteristische chemische Eigenschaft und weist darauf hin, dass Metalle reduzierende Eigenschaften aufweisen.

1.3 Reduzierende Eigenschaften von Metallen.

Wie sich die Oxidationskraft der Elemente ändertIIIZeitraum?

(Oxidative Eigenschaften nehmen mit der Zeit zu und Reduktionseigenschaften werden schwächer. Der Grund für die Änderung dieser Eigenschaften ist eine Zunahme der Anzahl von Elektronen im letzten Orbital.)

Wie verändern sich die oxidierenden Eigenschaften der Elemente der 4. Gruppe der Hauptnebengruppe?(von unten nach oben werden die oxidierenden Eigenschaften verstärkt. Der Grund für die Änderung dieser Eigenschaften ist eine Verringerung des Atomradius (es ist leichter zu akzeptieren als zu verschenken)

Welche Schlussfolgerungen lassen sich aus der Stellung von Metallen im Periodensystem auf die Redoxeigenschaften metallischer Elemente ziehen?

(Metalle sind Reduktionsmittel bei chemischen Reaktionen, weil sie ihre Valenzelektronen abgeben)

Die Schüler antworten, dass die Stärke der Bindung zwischen Valenzelektronen und dem Kern von zwei Faktoren abhängt:die Ladung des Kerns und der Radius des Atoms. .

(Aufzeichnung der Schlussfolgerung in den Notizbüchern der Schüler) In Perioden mit zunehmender Ladung des Kerns nehmen die Wiederherstellungseigenschaften ab.

Bei Elementen - Metallen sekundärer Nebengruppen - sind die Eigenschaften etwas anders.

Der Lehrer bietet an, die Aktivität der Elemente der sekundären Untergruppe zu vergleichen.Cu, Ag, Au – Aktivitätb-Elemente - Metalltropfen. Dieses Muster wird auch bei den Elementen der zweiten sekundären Untergruppe beobachtetZn, CD, hg.Die Zunahme der Elektronen auf der äußeren Ebene, also werden die reduzierenden Eigenschaften geschwächt

Bei Elementen sekundärer Untergruppen - dies sind Elemente der 4-7-Perioden 31-36, 49-54 - ändert sich mit einer Zunahme des Ordnungselements der Radius der Atome kaum und der Wert der Ladung des Kerns nimmt erheblich zu Daher nimmt die Stärke der Bindung von Valenzelektronen mit dem Kern zu und die reduzierenden Eigenschaften werden schwächer.

2.1. Metallverbindung.

Die metallische Bindung erfolgt durch die gegenseitige Anziehung von Atomionen und relativ freien Elektronen.

Bild 1.
Die Struktur des Kristallgitters von Metallen

In Metallen werden Valenzelektronen extrem schwach von Atomen gehalten und können wandern. Atome ohne äußere Elektronen erhalten eine positive Ladung. Sie bilden ein metallisches Kristallgitter.

Ein Satz sozialisierter Valenzelektronen (Elektronengas), negativ geladen, hält positive Metallionen an bestimmten Punkten im Raum - den Knoten des Kristallgitters, zum Beispiel Silbermetall.

Externe Elektronen können sich frei und zufällig bewegen, daher zeichnen sich Metalle durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit aus (insbesondere Gold, Silber, Kupfer, Aluminium).

Die chemische Bindung deutet darauf hin bestimmte Art Kristallgitter. Die metallische chemische Bindung fördert die Bildung von Kristallen mit einem metallischen Kristallgitter. An den Knoten des Kristallgitters befinden sich Atomionen von Metallen und zwischen ihnen frei bewegliche Elektronen. Die metallische Bindung unterscheidet sich von der ionischen, weil keine Anionen, obwohl Kationen vorhanden sind. Es unterscheidet sich auch von dem kovalenten, weil es werden keine gemeinsamen Elektronenpaare gebildet.

Emotionale Entladung

Das Fehlen welchen Metalls wurde von Akademiker A. E. Fersman beschrieben?

Auf den Straßen würde ein Schrecken der Zerstörung herrschen: Es gäbe keine Schienen, keine Waggons, keine Dampflokomotiven, keine Autos, selbst Pflastersteine würden zu Lehmstaub, und Pflanzen würden ohne dieses Metall zu verwelken beginnen und absterben. Die Zerstörung durch einen Hurrikan wäre über die gesamte Erde hinweggezogen und der Tod der Menschheit unvermeidlich geworden. Ein Mensch hätte diesen Moment jedoch nicht erlebt, denn nachdem er drei Gramm dieses Metalls in seinem Körper und in seinem Blut verloren hätte, hätte er aufgehört zu existieren, bevor sich die gezogenen Ereignisse entfaltet hätten (Antwort: Alle Menschen wären gestorben , Eisen im Blut verloren haben)

Nennen Sie das Metall des Fälschers

Der Name des Metalls wurde von den spanischen Konquistadoren gegeben, die Mitte des sechzehnten in. zum ersten Mal getroffen Südamerika(auf dem Gebiet des modernen Kolumbien) mit einem neuen Metall, das wie Silber aussieht. Der Name des Metalls bedeutet wörtlich "kleines Silber", "Silber".

Ein solch herabsetzender Name erklärt sich aus der außergewöhnlichen Unschmelzbarkeit des Metalls, das nicht umgeschmolzen werden konnte, lange Zeit fand keine Anwendung und wurde halb so hoch wie Silber bewertet. Sie verwendeten dieses Metall, um gefälschte Münzen herzustellen.

Heute ist dieses Metall, das als Katalysator und in Schmuck verwendet wird, eines der teuersten.

BEI reiner Form es existiert nicht in der Natur. Natives Platin ist normalerweise eine natürliche Legierung mit anderen edlen (Palladium, Iridium, Rhodium, Ruthenium, Osmium) und unedlen (Eisen, Kupfer, Nickel, Blei, Silizium) Metallen. Um es zu erhalten, werden Nuggets in Kesseln mit "königlichem Wodka" (einer Mischung aus Stickstoff und von Salzsäure) und dann durch zahlreiche chemische Reaktionen, Erhitzen und Schmelzen "fertiggestellt".

Somit hängt das Kristallgitter von der Form ab und wird bestimmt chemische Bindung, ist aber gleichzeitig der Grund für die physikalischen Eigenschaften.

2.2. physikalische Eigenschaften.

Der Lehrer betont, dass die physikalischen Eigenschaften von Metallen genau durch ihre Struktur bestimmt werden.

a)Härte – alle Metalle außer Quecksilber, unter normalen Bedingungen Feststoffe. Die mildesten sind Natrium, Kalium. Sie können mit einem Messer geschnitten werden; härtestes Chrom - zerkratzt Glas

b)Dichte. Metalle werden in weich (5g/cm³) und schwer (weniger als 5g/cm³) eingeteilt.

in)Schmelzbarkeit. Metalle werden in schmelzbare und feuerfeste Metalle unterteilt.

G)elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit Metalle sind auf ihre Struktur zurückzuführen. Chaotisch bewegte Elektronen erhalten unter dem Einfluss einer elektrischen Spannung eine gerichtete Bewegung, was zu einer elektrischer Strom.

Mit zunehmender Temperatur nimmt die Amplitude der Bewegung von Atomen und Ionen, die sich in den Knoten des Kristallgitters befinden, stark zu, was die Bewegung von Elektronen stört und die elektrische Leitfähigkeit von Metallen abnimmt.

Zu beachten ist, dass bei manchen Nichtmetallen mit steigender Temperatur die elektrische Leitfähigkeit zunimmt, beispielsweise bei Graphit, während mit steigender Temperatur einige kovalente Bindungen zerstört werden und die Zahl der frei beweglichen Elektronen zunimmt.

e)metallischer Schimmer - Elektronen, die den interatomaren Raum füllen, reflektieren Lichtstrahlen und lassen sich nicht wie Glas durchlassen. Sie fallen auf die Knoten des Kristallgitters. Daher haben alle Metalle im kristallinen Zustand einen metallischen Glanz. Bei den meisten Metallen werden alle Strahlen des sichtbaren Teils des Spektrums gleichmäßig gestreut, sodass sie silbrig wirken weiße Farbe. Nur Gold und Kupfer Größtenteils absorbieren kurze Wellenlängen und reflektieren lange Wellenlängen des Lichtspektrums, daher haben sie eine gelbe Farbe. Die brillantesten Metalle sind Quecksilber, Silber, Palladium. Alle Metalle in Pulverform außerAlundmg, verlieren ihren Glanz und sind schwarz oder dunkelgrau gefärbt.

e)Plastik

Die mechanische Einwirkung auf einen Kristall mit Metallgitter bewirkt nur eine Verschiebung der Atomschichten und geht nicht mit einem Bindungsbruch einher, weshalb sich das Metall durch eine hohe Plastizität auszeichnet.

3. Chemische Eigenschaften.

Alle Metalle sind ihren chemischen Eigenschaften nach Reduktionsmittel, sie alle geben relativ leicht Valenzelektronen ab, gehen in positiv geladene Ionen über, werden also oxidiert . Die reduzierende Aktivität eines Metalls bei chemischen Reaktionen in wässrigen Lösungen spiegelt seine Position in der elektrochemischen Reihe von Metallspannungen wider (entdeckt und zusammengestellt von Beketov)

Je weiter links ein Metall in der elektrochemischen Spannungsreihe steht, desto stärker ist das Reduktionsmittel, das stärkste Reduktionsmittel ist Lithiummetall, Gold das schwächste und umgekehrt das Gold(III)-Ion das stärkste Oxidationsmittel, Lithium (I) ist das schwächste.

Jedes Metall ist in der Lage, aus Salzen in Lösung diejenigen Metalle wiederherzustellen, die in einer Reihe von Spannungen nach ihm liegen, zum Beispiel kann Eisen Kupfer aus Lösungen seiner Salze verdrängen. Es sollte jedoch daran erinnert werden, dass Alkali- und Erdalkalimetalle direkt mit Wasser interagieren.

Metalle, die in der Spannungsreihe links vom Wasserstoff stehen, können ihn aus Lösungen verdünnter Säuren verdrängen, indem sie sich darin auflösen.

Die reduzierende Aktivität eines Metalls entspricht nicht immer seiner Stellung im Periodensystem, denn bei der Bestimmung des Platzes eines Metalls in einer Reihe wird nicht nur seine Fähigkeit, Elektronen abzugeben, berücksichtigt, sondern auch die für die Zerstörung aufgewendete Energie des Metallkristallgitters sowie die für die Hydratation von Ionen aufgewendete Energie.

Interaktion mit einfachen Substanzen

AUSSauerstoff Die meisten Metalle bilden Oxide - amphoter und basisch:

4Li+O 2 = 2Li 2 Ö

4Al + 3O 2 = 2Al 2 Ö 3 .

Alkalimetalle, mit Ausnahme von Lithium, bilden Peroxide:

2Na+O 2 = Na 2 Ö 2 .

AUSHalogene Metalle bilden beispielsweise Salze von Halogenwasserstoffsäuren,

Cu + Cl 2 = CuCl 2 .

AUSWasserstoff Die aktivsten Metalle bilden ionische Hydride - salzartige Substanzen, in denen Wasserstoff eine Oxidationsstufe von -1 hat.

2Na+H 2 = 2NaH.

AUSgrau Metalle bilden Sulfide - Salze der Schwefelwasserstoffsäure:

Zn + S = ZnS.

AUSStickstoff- Einige Metalle bilden Nitride, die Reaktion läuft fast immer beim Erhitzen ab:

3Mg+N 2 =Mg 3 N 2 .

AUSKohlenstoff Karbide entstehen.

4Al + 3C = Al 3 C 4 .

AUSPhosphor - Phosphide:

3Ca + 2P = Ca 3 P 2 .

Metalle können miteinander interagieren, um sich zu bildenintermetallische Verbindungen :

2Na + Sb = Na 2 jdn,

3Cu + Au = Cu 3 Au.

Metalle können sich wann ineinander auflösen hohe Temperatur ohne Wechselwirkung, Bildung von Legierungen.

Das Verhältnis von Metallen zu Säuren.

Am häufigsten werden in der chemischen Praxis solche starken Säuren wie Schwefelsäure H 2 ALSO 4 , Salzsäure HCl und Salpetersäure HNO 3 .

MitHCl

Dabei entstehen die Wasserstoffionen H + wirken als OxidationsmittelMetalle in der Aktivitätsreihe links von Wasserstoff . Die Interaktion verläuft nach dem Schema:

Mir + HCl - Salz + H 2

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl 3 + 3 H 2

2│Al 0 – 3 e - → Al 3+ - Oxidation

3│2H + + 2 e - → h 2 - Wiederherstellung

„Königswasser“ (früher Wodkasäuren genannt) ist eine Mischung aus einem Volumen Salpetersäure und drei bis vier Volumen konzentrierter Salzsäure, die eine sehr hohe oxidative Aktivität aufweist. Eine solche Mischung ist in der Lage, einige wenig aktive Metalle aufzulösen, die nicht mit Salpetersäure wechselwirken. Unter ihnen ist der "König der Metalle" - Gold. Diese Wirkung von "Königswasser" erklärt sich aus der Tatsache, dass Salpetersäure Salzsäure unter Freisetzung von freiem Chlor und der Bildung von Stickstoff (III) Chloroxid oder Nitrosylchlorid - NOCl oxidiert:

Goldoxidationsreaktionen laufen nach folgenden Gleichungen ab:

Au + HNO3 + 4 HCl → H + NO + 2H2O

Wenn Säuren mit Basen und basischen Oxiden interagieren können und das Schlüsselelement in ihrer Zusammensetzung ein Metall ist, dann können Metalle mit Säuren interagieren. Lassen Sie es uns experimentell überprüfen.

Magnesium interagiert mit Säure bei normale Bedingungen, Zink - beim Erhitzen, Kupfer - interagiert nicht.

In der Praxis werden verschiedene Spannungen verwendet zum vergleichende Bewertung chemische Aktivität von Metallen bei Reaktionen mit wässrigen Lösungen von Salzen und Säuren und zur Bewertung kathodischer und anodischer Prozesse bei der Elektrolyse:

Metalle links sind stärkere Reduktionsmittel, als die Metalle rechts:sie verdrängen letztere aus Salzlösungen . Metalle in der Reihe links von Wasserstoff verdrängen Wasserstoff, wenn sie mit wässrigen Lösungen nicht oxidierender Säuren in Wechselwirkung treten; den aktivsten Metallen (bis einschließlich Aluminium) - und bei der Wechselwirkung mit Wasser.

Metalle in der Reihe rechts von Wasserstoff interagieren unter normalen Bedingungen nicht mit wässrigen Lösungen nicht oxidierender Säuren.

Bei der Elektrolyse werden an der Kathode Metalle rechts vom Wasserstoff freigesetzt; die Reduktion von Metallen mit mäßiger Aktivität wird von der Freisetzung von Wasserstoff begleitet; die aktivsten Metalle (bis hin zu Aluminium) können nicht isoliert werden wässrige Lösungen Salze.

4. Korrosion von Metallen – physikalische und chemische bzw chemische Wechselwirkung zwischen einem Metall (Legierung) und einem Medium, was zu einer Verschlechterung der funktionalen Eigenschaften des Metalls (Legierung), des Mediums oder des sie enthaltenden technischen Systems führt.

Das Wort Korrosion kommt vom lateinischen „corrodo“ – „nagen“ (spätes lateinisches „corrosio“ bedeutet „Korrosion“).

Korrosion wird verursacht chemische Reaktion Metall mit Substanzen Umfeld an der Grenzfläche zwischen Metall und Medium fließt. Meist handelt es sich dabei um die Oxidation eines Metalls beispielsweise mit Luftsauerstoff oder Säuren, die in Lösungen enthalten sind, mit denen das Metall in Kontakt kommt. Besonders anfällig dafür sind Metalle, die in der Spannungsreihe (Aktivitätsreihe) links von Wasserstoff liegen, darunter auch Eisen.

Als Folge von Korrosion rostet Eisen. Dieser Prozess ist sehr komplex und umfasst mehrere Stufen. Es kann durch die Gesamtgleichung beschrieben werden:

4Fe + 6H 2 O (Feuchtigkeit) + 3O 2 (Luft) = 4Fe(OH) 3

Eisen(III)-hydroxid ist sehr instabil, verliert schnell Wasser und wird zu Eisen(III)-oxid. Diese Verbindung schützt die Eisenoberfläche nicht vor weiterer Oxidation. Dadurch kann das Eisenobjekt vollständig zerstört werden.

Um die Korrosion zu verlangsamen, werden Lacke und Farben, Mineralöle und Fette auf die Metalloberfläche aufgetragen. Unterirdische Strukturen sind mit einer dicken Schicht Bitumen oder Polyethylen bedeckt. Interne Oberflächen Stahl Röhren und Tanks werden mit billigen Zementbeschichtungen geschützt.

Bei Stahlprodukten sind sogenannte phosphorsäurehaltige Rostumwandler (H 3 RO 4 ) und seine Salze. Sie lösen Oxidreste auf und bilden einen dichten und dauerhaften Phosphatfilm, der die Oberfläche des Produkts für einige Zeit schützen kann. Dann wird das Metall mit einer Grundierungsschicht überzogen, die sich gut an die Oberfläche anpassen und schützende Eigenschaften haben sollte (normalerweise wird Mennige oder Zinkchromat verwendet). Erst dann kann Lack oder Farbe aufgetragen werden.

Fixieren (15 min)

Lehrer:

Um das Problem zu beheben, machen wir jetzt einen Test.

Testaufgaben lösen

1.Wählen Sie eine Gruppe von Elementen aus, die nur Metalle enthält:

ABER) Al, As, P;B) Mg, Ca, Si;BEI) K, Ca, Pb

2. Wählen Sie eine Gruppe aus, in der es nur einfache Stoffe gibt - Nichtmetalle:

ABER) K 2 Ach so 2 , SiO 2 ; B)H 2 , Kl 2 , ICH 2 ; BEI)Ca, Ba, HCl;

3. Geben Sie an, was in der Struktur von K- und Li-Atomen gemeinsam ist:

A) 2 Elektronen auf der letzten Elektronenschicht;

B) 1 Elektron auf der letzten Elektronenschicht;

BEI) die gleiche Nummer elektronische Schichten.

4. Metallisches Calcium weist Eigenschaften auf:

A) ein Oxidationsmittel

B) Reduktionsmittel;

C) je nach Bedingungen ein Oxidations- oder Reduktionsmittel.

5. Die metallischen Eigenschaften von Natrium sind schwächer als die von -

A) Magnesium; B) Kalium; B) Lithium.

6. Zu den inaktiven Metallen gehören:

A) Aluminium, Kupfer, Zink; B) Quecksilber, Silber, Kupfer;

C) Calcium, Beryllium, Silber.

7. Welche physikalische Eigenschaft haben nicht alle Metalle gemeinsam:

A) elektrische Leitfähigkeit, B) thermische Leitfähigkeit,

C) fester Aggregatzustand unter Normalbedingungen,

D) metallischer Glanz

8. Metalle weisen bei Wechselwirkung mit Nichtmetallen folgende Eigenschaften auf:

a) oxidierend;

b) Wiederherstellung;

c) sowohl oxidierend als auch reduzierend;

d) nicht an Redoxreaktionen teilnehmen.

9. Im Periodensystem befinden sich typische Metalle

a) die Spitze

b) unten

in der oberen rechten Ecke

d) links untere Ecke

Teil B. Die Antwort auf die Aufgaben dieses Teils ist eine Reihe von Buchstaben, die aufgeschrieben werden sollen

Stellen Sie ein Streichholz ein.

Mit zunehmender Ordnungszahl eines Elements der Hauptuntergruppe der Gruppe II des Periodensystems ändern sich die Eigenschaften der Elemente und der von ihnen gebildeten Stoffe wie folgt:

1) die Anzahl der Elektronen in der äußeren Ebene

a) steigt

3) Elektronegativität

4) restaurative Eigenschaften

B) nimmt ab

B) ändert sich nicht

(Antworten: 1-D, 2-A, 3-C, 4-B, 5-D)

AUFGABEN ZUR VERSTÄRKUNG

№1. Vervollständigen Sie die Gleichungen praktisch durchführbarer Reaktionen, benennen Sie die Reaktionsprodukte

Li+H 2 O=

Cu + H 2 O=Cu( Oh) 2 +H 2

Ba+H 2 O=

Magnesium + H 2 O=

Ca+HCl=

2 Na+2 H 2 ALSO 4 ( Zu)= N / A 2 ALSO 4 + SO 2 + 2 Std 2 Ö

HCl + Zn =

H 2 ALSO 4 ( zu)+ Cu=CuSO 4 + SO 2 +H 2 Ö

H 2 S + Mg \u003d MgS + H 2

HCl + Cu =

Hausaufgaben: Notizen in Notizbüchern, Berichte über die Verwendung von Metallen.

Der Lehrer bietet an, ein Syncwine zum Thema zu erstellen.

Zeile 1: Substantiv (eines pro Thema) (Metalle)

2. Zeile: zwei Adjektive

3. Zeile: drei Verben

4-zeilig: vier Wörter zu einem Satz zusammengefasst

Zeile 5: ein Wort, das die Essenz dieses Themas ausdrückt.

Zusammenfassung der Lektion

Lehrer : Und so untersuchten wir die Struktur und die physikalischen Eigenschaften von Metallen, ihre Position im Periodensystem chemische Elemente DI. Mendelejew.

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Beschriftungen der Folien:

Die Position von Metallen im Periodensystem D.I. Mendelejew. Merkmale der Struktur von Atomen, Eigenschaften.

Der Zweck der Lektion: 1. basierend auf der Position von Metallen in der PSCE die strukturellen Merkmale ihrer Atome und Kristalle (metallchemische Bindung und Kristallmetallgitter) verstehen. 2. Wissen über die physikalischen Eigenschaften von Metallen und deren Klassifizierungen zusammenfassen und erweitern. 3. Entwickeln Sie die Fähigkeit zur Analyse und ziehen Sie Schlussfolgerungen auf der Grundlage der Position von Metallen im Periodensystem der chemischen Elemente.

KUPFER Ich gehe für eine kleine Münze, ich läute gern Glocken ein, Sie errichten mir dafür ein Denkmal Und sie wissen: Mein Name ist ….

EISEN Pflügen und bauen – er kann alles, wenn ihm eine Kohle dabei hilft ...

Metalle sind eine Gruppe von Stoffen mit gemeinsamen Eigenschaften.

Metalle sind Elemente der Gruppen I - III der Hauptnebengruppen und der Gruppen IV - VIII der Nebennebengruppen I Gruppe II Gruppe III Gruppe IV Gruppe V Gruppe VI Gruppe Gruppe VII eine Gruppe VIII Na Mg Al Ti V Cr Mn Fe

Von den 109 Elementen der PSCE sind 85 Metalle: hervorgehoben in Blau, Grün und rosa(außer H und He)

Die Position eines Elements in PS spiegelt die Struktur seiner Atome wider POSITION EINES ELEMENTS IM PERIODENSYSTEM Ordnungsnummer Element im Periodensystem Ladung des Kerns eines Atoms Gesamtzahl der Elektronen Gruppennummer Die Anzahl der Elektronen im äußeren Energieniveau. Höchste Wertigkeit des Elements, Oxidationsstufe Periodenzahl Die Anzahl der Energieniveaus. Die Anzahl der Unterebenen auf der äußeren Energieebene

Natriumatommodell

Die elektronische Struktur des Natriumatoms

Aufgabe 2. Erstellen Sie nach dem Beispiel des Natriumatoms selbst ein Diagramm der elektronischen Struktur des Aluminium- und Calciumatoms in einem Notizbuch.

Fazit: 1. Metalle sind Elemente, die auf der äußeren Energieebene 1-3 Elektronen haben, seltener 4-6. 2. Metalle sind chemische Elemente, deren Atome Elektronen der äußeren (und manchmal vor-äußeren) Elektronenschicht abgeben, die sich in positive Ionen verwandeln. Metalle sind Reduktionsmittel. Dies liegt an der geringen Anzahl von Elektronen in der äußeren Schicht, dem großen Radius der Atome, wodurch diese Elektronen schwach vom Kern zurückgehalten werden.

Die metallisch-chemische Bindung ist gekennzeichnet durch: - Delokalisierung der Bindung, weil eine relativ kleine Anzahl von Elektronen bindet gleichzeitig viele Kerne; - Valenzelektronen bewegen sich frei durch das Metallstück, das im Allgemeinen elektrisch neutral ist; - metallische Bindung hat keine Direktionalität und Sättigung.

Kristallgitter von Metallen

Videoinformationen zu Metallkristallen

Die Eigenschaften von Metallen werden durch die Struktur ihrer Atome bestimmt. Metalleigenschaft Charakteristische Eigenschaft Härte Alle Metalle außer Quecksilber sind unter normalen Bedingungen Feststoffe. Die mildesten sind Natrium, Kalium. Sie können mit einem Messer geschnitten werden; das härteste Chrom - zerkratzt Glas. Dichte Metalle werden in leicht (Dichte 5 g/cm) und schwer (Dichte größer als 5 g/cm) eingeteilt. Schmelzbarkeit Metalle werden in schmelzbare und feuerfeste elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit unterteilt. Zufällig bewegte Elektronen erhalten unter dem Einfluss einer elektrischen Spannung eine gerichtete Bewegung, was zu einem elektrischen Strom führt. metallischer Glanz Elektronen, die den interatomaren Raum füllen, reflektieren Lichtstrahlen und übertragen keine Plastizität wie Glas. Die mechanische Einwirkung auf einen Kristall mit Metallgitter bewirkt nur eine Verschiebung der Atomschichten und geht nicht mit einem Bindungsbruch einher, weshalb sich das Metall durch eine hohe Plastizität auszeichnet.

Überprüfen Sie die Assimilation des Wissens im Unterricht, indem Sie 1) die elektronische Formel von Kalzium testen. A) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 B) 1S 2 2S 2 2 P 6 3 S 2 C) 1S 2 2S 2 2 P 6 3 S 2 3S 6 4S 1 D) 1S 2 2S 2 2 P 6 3 S 2 3 P 6 4 S 2

Testaufgaben 2 und 3 2) Die elektronische Formel 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 hat ein Atom: a) Na b) Ca c) Cu d) Zn 3) Elektrische Leitfähigkeit, metallischer Glanz, Plastizität, Dichte Metalle werden bestimmt: a ) die Masse der Atome b) der Schmelzpunkt von Metallen c) die Struktur von Metallatomen d) das Vorhandensein ungepaarter Elektronen

Testaufgaben 4 und 5 4) Metalle zeigen in Wechselwirkung mit Nichtmetallen Eigenschaften a) oxidierend; b) Wiederherstellung; c) sowohl oxidierend als auch reduzierend; d) nicht an Redoxreaktionen teilnehmen; 5) Im Periodensystem befinden sich typische Metalle in: a) dem oberen Teil; b) unterer Teil; in der oberen rechten Ecke; d) untere linke Ecke;

Richtige Antworten Aufgabennummer Richtige Antwort 1 D 2 B 3 C 4 B 5 D

Vorschau:

Zweck und Ziele des Unterrichts:

Bringen Sie den Schülern basierend auf der Position von Metallen im PSCE ein Verständnis der strukturellen Merkmale ihrer Atome und Kristalle (metallchemische Bindung und kristallines Metallgitter), um die allgemeinen physikalischen Eigenschaften von Metallen zu untersuchen. Wiederholen und verallgemeinern Sie das Wissen über die chemische Bindung und das metallische Kristallgitter.
Entwickeln Sie die Fähigkeit zur Analyse und ziehen Sie Schlussfolgerungen über die Struktur von Atomen basierend auf der Position von Metallen in der PSCE.
Entwickeln Sie die Fähigkeit, chemische Terminologie zu beherrschen, Ihre Gedanken klar zu formulieren und auszudrücken.
Kultivieren Sie die Unabhängigkeit des Denkens im Rahmen von Bildungsaktivitäten.
Interesse am zukünftigen Beruf wecken.

Unterrichtsform:

Kombinierter Unterricht mit Präsentation

Methoden und Techniken:

Geschichte, Gespräch, Demonstration von Videotypen von Kristallgittern von Metallen, Test, Erstellung von Diagrammen der elektronischen Struktur von Atomen, Demonstration einer Sammlung von Proben von Metallen und Legierungen.

Ausrüstung:

Tabelle "Periodensystem der chemischen Elemente D.I. Mendelejew";
Präsentation des Unterrichts auf elektronischen Medien.
Entnahme von Proben von Metallen und Legierungen.
Beamer.
Karten mit der Tabelle "Eigenschaften der Struktur des Atoms nach Position in der PSCE"

WÄHREND DER KLASSEN

I. Organisatorischer Moment des Unterrichts.

II. Erklärung und Ankündigung des Unterrichtsthemas, seiner Ziele und Zielsetzungen.

Folie 1-2

III. Neues Material lernen.

Lehrer: Seit der Antike verwendet der Mensch Metalle. Kurz zur Geschichte der Verwendung von Metallen.

Beitrag von 1 Schüler. Folie 3

Am Anfang war die Kupferzeit.

Am Ende der Steinzeit entdeckte der Mensch die Möglichkeit, Metalle zur Herstellung von Werkzeugen zu verwenden. Das erste derartige Metall war Kupfer.

Der Zeitraum der Verbreitung von Kupferwerkzeugen wird genannt Eneolithikum oder Chalkolithikum , was auf Griechisch "Kupfer" bedeutet. Kupfer wurde mit Steinwerkzeugen durch Kaltschmieden verarbeitet. Kupfernuggets wurden unter schweren Hammerschlägen zu Produkten verarbeitet. Zu Beginn der Kupferzeit wurden nur weiche Werkzeuge, Schmuck und Haushaltsgeräte aus Kupfer hergestellt. Mit der Entdeckung von Kupfer und anderen Metallen begann sich der Beruf des Schmiedes zu entwickeln.

Später tauchte das Gießen auf, und dann begann eine Person, Kupfer Zinn oder Antimon hinzuzufügen, um Bronze herzustellen, die haltbarer, fester und schmelzbarer ist.

Nachricht 2 Student. Folie 3

Bronze - eine Legierung aus Kupfer und Zinn. Die zeitlichen Grenzen der Bronzezeit gehen auf den Beginn des 3. Jahrtausends v. Chr. zurück. vor Beginn des 1. Jahrtausends v

Nachricht 3 Student. Folie 4

Die dritte und letzte Periode der Urzeit ist durch die Verbreitung der Eisenmetallurgie und der Eisenwerkzeuge gekennzeichnet und markiert die Eisenzeit. BEI moderne Bedeutung dieser Begriff wurde Mitte des 9. Jahrhunderts von dem dänischen Archäologen K. Yu. Thomson eingeführt und verbreitete sich bald zusammen mit den Begriffen „Steinzeit“ und „Bronzezeit“ in der Literatur.

Im Gegensatz zu anderen Metallen kommt Eisen, mit Ausnahme von Meteoriten, fast nie in seiner reinen Form vor. Wissenschaftler vermuten, dass das erste Eisen, das in die Hände der Menschen fiel, aus Meteoriten stammte, und nicht umsonst wird Eisen als „himmlischer Stein“ bezeichnet. Der größte Meteorit wurde in Afrika gefunden, er wog etwa sechzig Tonnen. Und im Eis von Grönland wurde ein Eisenmeteorit mit einem Gewicht von dreiunddreißig Tonnen gefunden.

Und jetzt geht die Eisenzeit weiter. Tatsächlich machen Eisenlegierungen derzeit fast 90 % aller Metalle und Metalllegierungen aus.

Lehrer.

Gold und Silber sind Edelmetalle, die derzeit zur Herstellung von Schmuck sowie als Teile in der Elektronik, der Luft- und Raumfahrtindustrie und im Schiffsbau verwendet werden. Wo können diese Metalle in der Schifffahrt verwendet werden? Die herausragende Bedeutung der Metalle für die gesellschaftliche Entwicklung ist natürlich ihrer Natur zu verdanken Einzigartige Eigenschaften. Benennen Sie diese Eigenschaften.

Zeigen Sie den Schülern eine Sammlung von Metallproben.

Die Schüler nennen Eigenschaften von Metallen wie elektrische und thermische Leitfähigkeit, charakteristischer metallischer Glanz, Duktilität, Härte (außer Quecksilber) usw.

Der Lehrer stellt den Schülern eine Schlüsselfrage: Worauf sind diese Eigenschaften zurückzuführen?

Erwartete Antwort:Die Eigenschaften von Stoffen sind auf die Struktur der Moleküle und Atome dieser Stoffe zurückzuführen.

Folie 5. Metalle sind also eine Gruppe von Stoffen mit gemeinsamen Eigenschaften.

Präsentationsdemonstration.

Lehrer: Metalle sind Elemente der Gruppen 1–3 der Hauptnebengruppen und Elemente der Gruppen 4–8 der Nebennebengruppen.

Folie 6. Aufgabe 1 . Fügen Sie unabhängig voneinander mit PSCE in einem Notizbuch die Vertreter der Gruppen hinzu, die Metalle sind.

							VIII

Schülerantworten selektiv anhören.

Lehrer: Metalle werden die Elemente sein, die in der unteren linken Ecke der PSCE platziert werden.

Der Lehrer betont, dass im PSCE alle Elemente, die sich unterhalb der Diagonalen B – At befinden, Metalle sein werden, auch diejenigen, die 4 Elektronen (Ge, Sn, Pb), 5 Elektronen (Sb, Bi), 6 Elektronen (Po) auf der haben Außenschicht, weil sie einen großen Radius haben.

Somit sind von 109 PSCE-Elementen 85 Metalle. Folie Nummer 7

Lehrer: die Position des Elements in der PSCE spiegelt die Struktur des Atoms des Elements wider. Anhand der Tabellen, die Sie zu Beginn der Lektion erhalten haben, werden wir die Struktur des Natriumatoms anhand seiner Position in der PSCE charakterisieren.
Diashow 8.

Was ist ein Natriumatom? Schauen Sie sich das ungefähre Modell des Natriumatoms an, das den Kern und die Elektronen zeigt, die sich in Umlaufbahnen bewegen.

Folie 9 zeigen.Modell des Natriumatoms.

Ich möchte Sie daran erinnern, wie ein Diagramm der elektronischen Struktur eines Atoms eines Elements erstellt wird.

Diashow 10.Sie sollten das folgende Schema der elektronischen Struktur des Natriumatoms erhalten.

Folie 11. Aufgabe 2. Fertigen Sie nach dem Beispiel des Natriumatoms selbst ein Diagramm der elektronischen Struktur des Calcium- und Aluminiumatoms in einem Heft an.

Der Lehrer überprüft die Arbeit im Heft.

Welche Schlussfolgerungen daraus gezogen werden können elektronische Struktur Metallatome?

Das äußere Energieniveau hat 1-3 Elektronen. Wir erinnern uns, dass Atome beim Eingehen in chemische Verbindungen dazu neigen, die volle 8-Elektronen-Hülle der äußeren Energieebene wiederherzustellen. Dazu geben Metallatome leicht 1-3 Elektronen von der äußeren Ebene ab und verwandeln sich in positiv geladene Ionen. Gleichzeitig weisen sie restaurative Eigenschaften auf.

Diashow 12. Metalle - Dies sind chemische Elemente, deren Atome Elektronen an die äußere (und manchmal vor-äußere) Elektronenschicht abgeben und sich in positive Ionen verwandeln. Metalle sind Reduktionsmittel. Dies liegt an der geringen Anzahl von Elektronen in der äußeren Schicht, dem großen Radius der Atome, wodurch diese Elektronen schwach vom Kern zurückgehalten werden.

Betrachten Sie einfache Substanzen - Metalle.

Diashow 13.

Lassen Sie uns zunächst Informationen über die Art der chemischen Bindung, die von Metallatomen gebildet wird, und die Struktur des Kristallgitters verallgemeinern

eine relativ kleine Zahl von Elektronen bindet gleichzeitig viele Kerne, die Bindung ist delokalisiert;
Valenzelektronen bewegen sich frei durch das Metallstück, das im Allgemeinen elektrisch neutral ist;
die metallische Bindung hat keine Direktionalität und Sättigung.

Demonstration

Folie 14 " Arten von Kristallgittern von Metallen»

Folie 15 Video des Kristallgitters von Metallen.

Die Studierenden schlussfolgern, dass sich Metalle entsprechend dieser Struktur durch gemeinsame physikalische Eigenschaften auszeichnen.

Der Lehrer betont, dass die physikalischen Eigenschaften von Metallen genau durch ihre Struktur bestimmt werden.

Folie 16 Die Eigenschaften von Metallen werden durch die Struktur ihrer Atome bestimmt

a) Härte Alle Metalle außer Quecksilber sind unter normalen Bedingungen Feststoffe. Die mildesten sind Natrium, Kalium. Sie können mit einem Messer geschnitten werden; das härteste Chrom - zerkratzt Glas (Demonstration).

b) Dichte - Metalle werden in leichte (5g/cm) und schwere (über 5g/cm) unterteilt (Demonstration).

c) Schmelzbarkeit - Metalle werden in schmelzbare und feuerfeste Metalle unterteilt (Demonstration).

G) elektrische Leitfähigkeit, WärmeleitfähigkeitMetalle sind auf ihre Struktur zurückzuführen. Chaotisch bewegte Elektronen erhalten unter dem Einfluss einer elektrischen Spannung eine gerichtete Bewegung, was zu einem elektrischen Strom führt.

e) metallischer Schimmer- Elektronen, die den interatomaren Raum füllen, reflektieren Lichtstrahlen und lassen nicht wie Glas durch.

Daher haben alle Metalle im kristallinen Zustand einen metallischen Glanz. Für die meisten Metalle in gleichermaßen Alle Strahlen des sichtbaren Teils des Spektrums werden gestreut, sodass sie eine silbrig-weiße Farbe haben. Nur Gold und Kupfer absorbieren in hohem Maße kurze Wellenlängen und reflektieren lange Wellenlängen des Lichtspektrums, haben sie also gelbes Licht. Die brillantesten Metalle sind Quecksilber, Silber, Palladium. In Pulverform verlieren alle Metalle mit Ausnahme von AI und Mg ihren Glanz und haben eine schwarze oder dunkelgraue Farbe.

f) Plastizität . Die mechanische Einwirkung auf einen Kristall mit Metallgitter bewirkt nur eine Verschiebung der Atomschichten und geht nicht mit einem Bindungsbruch einher, weshalb sich das Metall durch eine hohe Plastizität auszeichnet.

IV. Konsolidierung des studierten Materials.

Lehrer: Wir untersuchten die Struktur und die physikalischen Eigenschaften von Metallen, ihre Position im Periodensystem der chemischen Elemente D.I. Mendelejew. Zur Konsolidierung schlagen wir nun vor, einen Test durchzuführen.

Folien 15-16-17.

1) Elektronische Formel von Calcium.

a) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1
b) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2
c) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3S 6 4S 1
d) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2

2) Elektronische Formel 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 hat ein Atom:

a) Na
b)Sa
c) Cu
d) Zn

3) Elektrische Leitfähigkeit, metallischer Glanz, Plastizität, Dichte von Metallen werden bestimmt durch:

a) Metallmasse
b) der Schmelzpunkt von Metallen
c) die Struktur von Metallatomen
d) das Vorhandensein von ungepaarten Elektronen

4) Metalle weisen bei Wechselwirkung mit Nichtmetallen Eigenschaften auf

a) oxidierend;
b) Wiederherstellung;
c) sowohl oxidierend als auch reduzierend;
d) nicht an Redoxreaktionen teilnehmen;

5) Im Periodensystem befinden sich typische Metalle in:

a) die Spitze

VI. Hausaufgaben.

Die Struktur von Metallatomen, ihre physikalischen Eigenschaften

Klassifizierungen:

Alle anorganischen Verbindungen werden in zwei große Gruppen eingeteilt:

Einfache Substanzen - bestehen aus Atomen eines Elements;

Verbindungen bestehen aus Atomen von zwei oder mehr Elementen.

Einfache Substanzen

Nichtmetalle
Amphotere einfache Substanzen
Edelgase

Komplexe Substanzen chemische Eigenschaften werden unterteilt in:

basische Oxide

saure Oxide

amphotere Oxide

Doppeloxide

nicht salzbildende Oxide

Hydroxide;

Gründe

amphotere Hydroxide

mittlere Salze

saure Salze

basische Salze

Doppel- und/oder Komplexsalze

binäre Verbindungen :

anoxische Säuren

anoxische Salze

andere binäre Verbindungen

Kohlenstoffhaltige anorganische Stoffe:

Diese Substanzen gehören traditionell zum Bereich der Anorganischen Chemie:

Karbonate

Kohlenoxide

Metallcarbonyle

Metalle - eine Gruppe von Elementen in Form einfacher Substanzen mit charakteristischen Eigenschaften metallische Eigenschaften, wie hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit, positiver Temperaturkoeffizient des Widerstands, hohe Duktilität und metallischer Glanz.

Charakteristische Eigenschaften von Metallen

metallischer Schimmer

Gute elektrische Leitfähigkeit

Möglichkeit der Lichtmechanik

Hohe Dichte

Hoher Schmelzpunkt (Ausnahmen: Quecksilber, Gallium und Alkalimetalle)

Große Wärmeleitfähigkeit

In Reaktionen sind sie meist Reduktionsmittel bei Redoxreaktionen in wässrigen Lösungen.

Nichtmetalle sind chemische Elemente mit typischerweise nichtmetallischen Eigenschaften, die die obere rechte Ecke des Periodensystems einnehmen.

Ein charakteristisches Merkmal von Nichtmetallen ist eine (im Vergleich zu Metallen) größere Anzahl von Elektronen auf dem äußeren Energieniveau ihrer Atome. Dies bestimmt ihre größere Fähigkeit, zusätzliche Elektronen zu binden, und die Manifestation einer höheren oxidativen Aktivität als die von Metallen.

Nichtmetalle haben hohe Werte Elektronenaffinität, hohe Elektronegativität und hohes Redoxpotential.

Frage 25:

Elektrochemische Aktivitätsreihe (Spannungsreihe, Standardelektrodenpotentialreihe) von Metallen- die Reihenfolge, in der die Metalle angeordnet sind, um ihre elektrochemischen Standardpotentiale entsprechend der Reduktionshalbreaktion des Metallkations zu erhöhen

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

Eine Reihe von Spannungen charakterisiert die vergleichbare Aktivität von Metallen in

Salze interagieren mit Metallen - aktivere Metalle links in der elektrochemischen Spannungsreihe ** verdrängen weniger aktive Metalle aus Salzen. Beispielsweise verdrängt Eisen Kupfer aus einer Kupfer(II)-Chlorid-Lösung: Fe + CuCl 2 = FeCl 2 + Cu↓

Frage 28: Metalle, ihre Stellung im Periodensystem der chemischen Elemente d.I. Mendeleev, die Struktur ihrer Atome, metallische Bindungen. Allgemeine chemische Eigenschaften von Metallen.

Die Stellung der Metalle im Periodensystem.

Alle chemischen Elemente werden üblicherweise in Metalle und Nichtmetalle unterteilt. Die meisten Elemente (mehr als 85 von 109 bekannten) sind Metalle.

Zu den Metallen gehören s-Elemente (Elemente der Gruppen IA und IIA, mit Ausnahme von Wasserstoff und Helium); einige p-Elemente (Al, Sn, Pb und andere); alle d-Elemente (Elemente sekundärer Untergruppen); alle f-Elemente (Lanthanide und Actinide).

Da die metallischen Eigenschaften von Elementen mit zunehmender Kernladung ihrer Atome in Perioden schwächer werden und in den Hauptuntergruppen zunehmen, konzentrieren sich die aktivsten Metalle in der unteren linken Ecke des Periodensystems der Elemente.

Die Struktur von Metallen.

Unterscheidungsmerkmale in der Struktur von Metallatomen sind ihre Größe (Radius) im Vergleich zu Nichtmetallen und eine geringe Anzahl von Elektronen auf dem externen Energieniveau (normalerweise 1-2 Elektronen, seltener 3 oder 4). Dies erklärt die schwache Bindung externer (Valenz-) Elektronen an den Kern und die Fähigkeit von Metallatomen, diese Elektronen leicht abzugeben und sich in positiv geladene Ionen umzuwandeln.

Dieser Vorgang ist reversibel, Metallkationen können wieder Elektronen an sich ziehen (nicht nur "unsere", sondern auch "fremde", dh von anderen Atomen "verlorene"). Mit anderen Worten, Elektronen bewegen sich frei im Volumen des Metalls, sie sind gemeinhin „kollektiv“, auch „Elektronengas“ genannt. Diese Elektronen sorgen für die chemische Bindung zwischen Metallen. Im Gegensatz zu einer kovalenten Bindung (meistens gebildet durch ein Elektronenpaar zwischen zwei benachbarten Atomen) ist eine metallische Bindung delokalisiert (multizentrisch).

Eine metallische Bindung ist eine Bindung in Metallen zwischen Atomen und Ionen, die durch die Vergesellschaftung von Elektronen gebildet wird.

Eine metallische Bindung kommt nicht nur bei reinen Metallen vor, sondern ist auch charakteristisch für Mischungen verschiedener Metalle, Legierungen in unterschiedlichen Aggregatszuständen. Die metallische Bindung ist wichtig und bestimmt die grundlegenden Eigenschaften von Metallen - elektrische Leitfähigkeit - die zufällige Bewegung von Elektronen im Volumen des Metalls. Aber mit einer kleinen Potentialdifferenz, damit sich die Elektronen geordnet bewegen. Metalle mit der besten Leitfähigkeit sind Ag, Cu, Au, Al. - Duktilität Die Verbindungen zwischen den Metallschichten sind nicht sehr wichtig, dies ermöglicht es Ihnen, die Schichten unter Last zu bewegen (das Metall zu verformen, ohne es zu brechen). Beste verformbare Metalle (weich) Au, Ag, Cu. - metallischer Glanz Elektronengas reflektiert fast alle Lichtstrahlen. Aus diesem Grund haben reine Metalle einen so starken Glanz und sind meistens grau oder weiß. Metalle, die die besten Reflektoren sind Ag, Cu, Al, Pd, H

Starke Reduktionsmittel: Me 0 – nē ® Me n+

Die Stellung der Metalle im Periodensystem. Physikalische Eigenschaften

Im Periodensystem von D. I. Mendelejew sind von 110 Elementen 87 Metalle. Sie befinden sich in den Gruppen I, II, III, in sekundären Untergruppen aller Gruppen. Außerdem sind Metalle die schwersten Elemente der Gruppen IV, V, VI und VII. Viele Metalle sind jedoch amphoter und können sich manchmal wie Nichtmetalle verhalten. Ein Merkmal der Struktur von Metallatomen ist eine kleine Anzahl von Elektronen im externen Energieniveau, die drei nicht überschreitet. Metallatome haben normalerweise große Atomradien. Periodenweise haben die Alkalimetalle die größten Atomradien. Sie sind die chemisch aktivsten, d.h. Metallatome geben leicht Elektronen ab und sind gute Reduktionsmittel. Die besten Reduktionsmittel sind Metalle der Gruppen I und II der Hauptnebengruppen. In Verbindungen weisen Metalle immer eine positive Oxidationsstufe auf, meist +1 bis +4. In Verbindungen mit Nichtmetallen gehen typische Metalle eine ionische chemische Bindung ein. In Form einer einfachen Substanz sind Metallatome durch die sogenannte Metallbindung miteinander verbunden.

Metallverbindung - besondere Art Bindungen, die für Metalle einzigartig sind. Seine Essenz besteht darin, dass sich Elektronen ständig von Metallatomen lösen, die sich durch die Masse eines Metallstücks bewegen.

Die elektronenlosen Metallatome verwandeln sich in positive Ionen, die wiederum bewegte Elektronen an sich ziehen. Gleichzeitig geben andere Metallatome Elektronen ab. So zirkuliert im Innern eines Metallstücks ständig das sogenannte Elektronengas, das alle Atome des Metalls fest miteinander verbindet. Die Elektronen stellen sich sozusagen als sozialisiert durch alle Atome des Metalls heraus. Eine solche spezieller Typ chemische Bindung zwischen Metallatomen bestimmt sowohl physikalische als auch Chemische Eigenschaften Metalle.

Metalle haben eine Reihe ähnlicher physikalischer Eigenschaften, die sie von Nichtmetallen unterscheiden. Je mehr Valenzelektronen ein Metall hat, desto stärker ist das Kristallgitter, desto fester und härter ist das Metall, desto höher ist sein Schmelz- und Siedepunkt usw.

Alle Metalle haben einen mehr oder weniger ausgeprägten Glanz, der gemeinhin als metallisch bezeichnet wird, und eine Opazität, die mit der Wechselwirkung freier Elektronen mit auf das Metall einfallenden Lichtquanten verbunden ist. Metallischer Glanz ist charakteristisch für ein Stück Metall als Ganzes. Im Pulver dunkle Metalle, mit Ausnahme von silberweißem Magnesium und Aluminium. Aluminiumstaub wird zur Herstellung von Silberfarbe verwendet. Viele Metalle haben einen schmierigen oder glasigen Glanz.

Die Farbe von Metallen ist ziemlich einheitlich: Sie ist entweder silbrig weiß (Aluminium, Silber, Nickel) oder silbrig grau (Eisen, Blei). Nur Gold gelbe Farbe und Kupfer ist rot. Gemäß der technischen Klassifizierung werden Metalle bedingt in Eisen- und Nichteisenmetalle unterteilt. Schwarz umfasst Eisen und seine Legierungen. Alle anderen Metalle werden als Buntmetalle bezeichnet.

Alle Metalle, mit Ausnahme von Quecksilber, sind Feststoffe mit kristalliner Struktur, daher liegen ihre Schmelzpunkte über Null, nur der Schmelzpunkt von Quecksilber - 39 Grad . Das hitzebeständigste Metall ist Wolfram (3380 °C). Metalle, die bei Temperaturen über 1000 ° C schmelzen, werden als feuerfest bezeichnet, darunter - schmelzbar.

Metalle haben unterschiedliche Härten. Das härteste Metall ist Chrom (es schneidet Glas) und die weichsten sind Kalium, Rubidium, Cäsium. Sie lassen sich leicht mit einem Messer schneiden.

Metalle sind mehr oder weniger duktil (verformbar). Das formbarste Metall ist Gold. Damit kann Folie mit einer Dicke von 0,0001 mm geschmiedet werden – 500 Mal dünner als ein menschliches Haar. Mn und Bi haben jedoch keine Plastizität – sie sind spröde Metalle.

Plastizität ist die Fähigkeit, sich stark zu verformen, ohne die mechanische Festigkeit zu beeinträchtigen. Bei einer Verschiebung von Körperpartikeln mit einem Ionen- oder Atomgitter werden gerichtete Bindungen aufgebrochen und der Körper zerstört. In Metallen werden die Bindungen aufgrund des Elektronengases gebildet. Sie haben keine Richtung. Daher wird die Integrität des Metallstücks bewahrt, wenn sich die Form ändert. Die Duktilität von Metallen wird bei ihrem Walzen genutzt.

Durch die Dichte werden Metalle in schwere und leichte unterteilt. Schwer sind solche, deren Dichte mehr als 5 g/cm beträgt. Das schwerste Metall ist Osmium (22,61 g/cm). Die leichtesten Metalle sind Lithium, Natrium, Kalium (Dichte kleiner als eins). Die Dichte des Metalls ist umso geringer, je geringer Atommasse Element-Metall und je größer der Radius seines Atoms ist. Breite Anwendung Leichtmetalle - Magnesium und Aluminium - wurden in der Industrie gewonnen.

Metalle zeichnen sich durch eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit aus. Silber ist am elektrisch und thermisch am leitfähigsten, gefolgt von Aluminium. Metalle mit hoher elektrischer Leitfähigkeit haben auch eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Die Wärmeleitfähigkeit beruht auf der hohen Beweglichkeit freier Elektronen und der Schwingungsbewegung von Atomen, wodurch ein schneller Temperaturausgleich in der Körpermasse erfolgt. Die gute elektrische Leitfähigkeit von Metallen erklärt sich durch das Vorhandensein freier Elektronen in ihnen, die selbst unter dem Einfluss einer geringen Potentialdifferenz eine gerichtete Bewegung vom Minuspol zum Pluspol erhalten.

Metalle weisen magnetische Eigenschaften auf. Eisen, Kobalt, Nickel und deren Legierungen sind gut magnetisierbar. Solche Metalle und Legierungen werden als ferromagnetisch bezeichnet.