ХИМИЯ С-ВН141 металлы материал для изучения. Химия металлов

метки: Металл, Подгруппа, Главное, Алюминий, Группа, Щелочной, Взаимодействие, Характеристика

Подборка по базе: , 4 сөж химия.docx , Жаукен Арсен 19-07 химия 5 апта.docx , Есмұрат Н. Химия- термиялық өңдеу технологиясыының ерекшеліктері , 610 гр., леч.фак. Жариков К.М. Реферат. Отравления солями тяжелы , месторождения цветных и черных металлов.docx , 7сынып химия7 Ұялас элементтер (2).doc , аналитическая химия контрольная работа..docx , Практическое задание Химия.docx , 11 сынып химия.гтовый.docx

---

Общая характеристика металлов главных подгрупп I-III групп ПСХЭ Д.И.Менделеева. Характеристика простых веществ и их соединений: натрий, каль­ций, алюминий.

Характеристика металлов главной подгруппы I группы.

Главную подгруппу I группы периодической системы составляют:

литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr.

Все щелочные металлы имеют один s -электрон на внешнем электронном слое, который при химических реакциях легко теряют, проявляя степень окисления +1 . Поэтому щелочные металлы являются сильными восстановителями . Радиусы их атомов возрастают от лития к францию. Электрон внешнего слоя с возрастанием радиуса атома находится все дальше от ядра, силы притяжения ослабевают и, следовательно, увеличивается способность к отдаче этого электрона, т.е. химическая активность. В электрохимическом ряду напряжений металлов все щелочные металлы стоят левее водорода.

Все щелочные металлы в твердом состоянии хорошо проводят электрический ток. Они легкоплавки, быстро окисляются на воздухе, поэтому их хранят без доступа воздуха и влаги, чаще всего под керосином. Щелочные металлы образуют соединения с преимущественно ионной связью.

Оксиды щелочных металлов — твердые гигроскопичные вещества , легко взаимодействующие с водой. При этом образуются гидроксиды — твердые вещества, хорошо растворимые в воде. Соли щелочных металлов, как правило, тоже хорошо растворяются в воде.

Химические свойства

1. Активно взаимодействуют с водой:

2Na + 2H ₂ O 2NaOH + H₂

2Li + 2H ₂ O 2LiOH + H₂

2. Реакция с кислотами:

2Na + 2HCl 2NaCl + H₂

3. Реакция с кислородом:

4Li + O ₂ 2Li₂ O(оксид лития)

2Na + O ₂ Na₂ O₂ (пероксид натрия)

Банковские операции с драгоценными металлами

... сотрудников подразделения банка по работе с драгоцен­ными металлами, имеющих необходимую ... права и перспектив деятельности банка в этом направлении, сведения об организационной структуре подразделения банка по работе с драгоценными металлами; характеристики на руководителей и других ...

K + O ₂ KO₂ (надпероксид калия)

4. В реакциях с другими неметаллами образуются бинарные соединения:

2Li + Cl ₂ = 2LiCl(галогениды)

2Na + S = Na ₂ S(сульфиды)

2Na + H ₂ = 2NaH(гидриды)

6Li + N ₂ = 2Li₃ N(нитриды)

2Li + 2C = 2Li ₂ C₂ (карбиды)

5. Качественная реакция на катионы щелочных металлов — окрашивание пламени в следующие цвета:

Li+ — карминово-красный

Na+ — желтый

K+, Rb+ и Cs+ — фиолетовый

Реагируют со спиртами и галогенопроизводными углеводородов (смотри «Органическую химию»)

Характеристика элементов главной подгруппы II группы.

щелочноземельными металлами

Атомы этих элементов имеют на внешнем электронном уровне два s-электрона: ns ² . В хим. реакциях атомы элементов подгруппы легко отдают оба электрона внешнего энергетического уровня и образуют соединения, в которых степень окисления элемента равна +2.

В свободном состоянии эти металлы в природе не встречаются. К числу наиболее распространенных элементов относятся кальций и магний. Основными кальцийсодержащими минералами являются кальцит CaCO ₃ (его разновидности — известняк, мел, мрамор), ангидрит CaSO₄ , гипс CaSO₄

• 2H₂ O , флюорит CaF₂ и фторапатит Ca₅ (PO₄ )₃ F. Магний входит в состав минералов магнезита MgCO₃ , доломита MgCO₃

• CaCO₃ , карналлита KCl

• MgCl₂

• 6H₂ O. Соединения магния в больших количествах содержатся в морской воде.

Физические свойства.

химически активные металлы. Они являются сильными восстановителями.

Химические свойства

1. Взаимодействие с простыми веществами.

Все легко взаимодействуют с кислородом и серой, образуя оксиды и сульфаты:

2Be + O ₂ = 2BeO

Ca + S = CaS

Бериллий и магний реагируют с кислородом и серой при нагревании, остальные металлы — при обычных условиях.

Все металлы этой группы легко реагируют с галогенами:

Mg + Cl ₂ = MgCl₂

При нагревании все реагируют с водородом , азотом, углеродом, кремнием и другими неметаллами:

Ca + H ₂ = CaH₂ (гидрид кальция)

3Mg + N ₂ = Mg₃ N₂ (нитрид магния)

Ca + 2C = CaC ₂ (карбид кальция)

Карибид кальция — бесцветное кристаллическое вещество. Технический карбид, содержащий различные примеси, может иметь цвет серый, коричневый и даже черный. Карбид кальция разлагается водой с образованием газа ацетилена — важного продукта хим. промышленности:

CaC ₂ + 2H₂ O = CaOH)₂ + C₂ H₂

2. Взаимодействуют с водой.

   20 стр., 9597 слов

   Металлы реферат 4 класс

   ... магний и другие элементы. Процесс восстановления металла из его оксида с помощью другого металла ... P2 6) С водородом (реагируют только щелочные и щелочноземельные металлы): 2Li 0 + H2 ® ... ее неспособной смачиваться водой. После этого через ... степень окисления для металлов главных подгрупп в их соединениях равна номеру группы (например, NaCl, ... "электронного газа". 4) Теплопроводность. Закономерность та ...

Бериллий с водой не взаимодействует, т.к. реакции препятствует защитная пленка оксида на поверхности металла. Магний реагирует с водой при нагревании:

Mg + 2H ₂ O = Mg(OH)₂ + H₂

Остальные металлы активно взаимодействуют с водой при обычных условиях:

Ca + 2H ₂ O = Ca(OH)₂ + H₂

3. Взаимодействие с кислотами.

Все взаимодействуют с хлороводородной и разбавленной серной кислотами с выделением водорода:

Be + 2HCl = BeCl ₂ + H₂

Разбавленную азотную кислоту металлы восстанавливают главным образом до аммиака или нитрата аммония:

2Ca + 10HNO ₃ (разб.) = 4Ca(NO₃ )₂ + NH₄ NO₃ + 3H₂ O

В концентрированных азотной и серной кислотах (без нагревания) бериллий пассивирует, остальные металлы реагируют с этими кислотами.

4. Взаимодействие с щелочами.

Бериллий взаимодействует с водными растворами щелочей с образованием комплексной соли и выделением водорода:

Be + 2NaOH + 2H ₂ O = Na₂ [Be(OH)₄ ] + H₂

Остальные металлы II группы с щелочами не реагируют.

5. Взаимодействие с оксидами и солями металлов .

Магний и щелочноземельные металлы могут восстанавливать многие металлы из их оксидов и солей:

TiCl ₄ + 2Mg = Ti + 2MgCl₂

V ₂ O₅ + 5Ca = 2V + 5CaO

Бериллий, магний и щелочноземельные металлы получают электролизом расплавов их хлоридов или термическим восстановлением их соединений:

BeF ₂ + Mg = Be + MgF₂

MgO + C = Mg + CO

3CaO + 2Al = 2Ca + Al ₂ O₃

3BaO + 2Al = 3Ba + Al ₂ O₃

Характеристика элементов главной подгруппы III группы. Алюминий.

Алюминий находится в главной подгруппе III группы периодической системы. На внешнем энергетическом уровне атома алюминия имеются свободные р-орбитали, что позволяет ему переходить в возбужденное состояние. В возбужденном состоянии атом алюминия образует три ковалентные связи или полностью отдает три валентных электрона, проявляя степень окисления +3.

самым распространенным металлом на Земле

Алюминий — легкий металл серебристо-белого цвета, плавится при 600°C, очень пластичен, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в листы и фольгу. По электропроводности алюминий уступает лишь серебру и меди.

Взаимодействие с простыми веществами:

1. с галогенами:

2Al + 3Cl ₂ = 2AlCl₃

2. с кислородом:

4Al + 3O ₂ = 2Al₂ O₃

3. с серой:

2Al + 3S = Al ₂ S₃

4. с азотом:

2Al + N ₂ = AlN

С водородом алюминий непосредственно не реагирует, но его гидрид AlH3 получен косвенным путем.

Взаимодействие со сложными веществами:

1. с кислотами:

2Al + 6HCl = 2AlCl ₃ + 3H₂

2. со щелочами:

2Al + 2NaOH + 6H ₂ O = 2Na[Al(OH)₄ ] + 3H₂

Если NaOH в твердом состоянии:

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAlO ₂ + 3H₂

3. с водой:

2Al + 6H2O = 2Al(OH) ₃ + 3H2

Свойства оксида и гидроксида алюминия:

2Al(OH)3 = Al ₂ O₃ + 3H₂ O

Оксид алюминия практически не растворяется в воде. Соответствующий этому оксиду гидроксид Al(OH) ₃ получают действием гидроксида аммония или растворов щелочей, взятых в недостатке, на растворы солей алюминия:

AlCl ₃ + 3NH₃

• H2O = Al(OH)3 + 3NH4Cl

амфотерными,

Основные свойства:

Al ₂ O₃ + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂ O

2Al(OH) ₃ + 3H₂ SO₄ = Al₂ (SO₄ )₃ + 6H₂ O

Кислотные свойства:

Al ₂ O₃ + 6KOH +3H₂ O = 2K₃ [Al(OH)₆ ]

2Al(OH) ₃ + 6KOH = K₃ [Al(OH)₆ ]

Al ₂ O₃ + 2NaOH = 2NaAlO₂ + H₂ O

Алюминий получают электролитическим методом. Он не может быть выделен из водных растворов солей , т.к. является очень активным металлом. Поэтому основным промышленным методом получения металлического алюминия является электролиз расплава, содержащего оксид алюминия и криолит.

Металлический алюминий широко используется в промышленности, по объему производства занимает второе место после железа. Основная масса алюминия идет на изготовление сплавов:

Дуралюмин — сплав алюминия, содержащий медь и небольшое количество магния, марганца и других компонентов. Дуралюмины — легкие прочные и коррозионностойкие сплавы. Используют в авиа- и машиностроении.

Магналин — сплав алюминия с магнием. Используют в авиа- и машиностроении, в строительстве. Стоек к коррозии в морской воде, поэтому его применяют в судостроении. Силумин — сплав алюминия, содержащий кремний. Хорошо подвергается литью. Этот сплав используют в автомобиле-, авиа- и машиностроении, производстве точных приборов. Алюминий — пластичный металл, поэтому из него изготавливают тонкую фольгу, используемую в производстве радиотехнических изделий и для упаковки товаров. Из алюминия делают провода , краски «под серебро».

Строение атомов металлов изученных групп

Металлы I А группы Щелочные металлы литий натрий калий рубидий цезий франций На внешнем уровне 1 электрон S-элемены

Металлы IIАгруппы Щелочноземельные металлы Бериллий, магний, кальций, стронций барий, радий На внешнем уровне 2 электрона s-элементы

Алюминий III A группа На внешнем уровне 3 электрона P-элемент

Физические свойства :

I А группа	II А группа	алюминий
Низкая температура плавления, плотность меньше чем у воды, низкая температура плавления, серебристо–белые, хранятся под слоем керосина	Твердые, хрупкие, низкая пластичность Серебристо-белые Хранятся под слоем керосина	Мягкий пластичный, серебристо-белый, электро- и теплопроводный легкий, невысокая температура плавления

Общие химические свойства

	I А группа	II А группа	алюминий
О 2	4 Na + О 2 = 2 Na2 O	2 Ca + О 2 = 2 CaO	4Al + 3О 2 = 2 Al 2 O3
Hal 2	Na + Cl 2 = 2 NaCl	Ca + Cl 2 = CaCl2	2Al + 3Cl 2 = 2 AlCl3
вода	2 Na + 2Н 2 О = 2 NaOН + Н2	Са+ 2Н 2 О = Сa(OН)2 + Н2	2Аl +6H 2 O=2Al(OH)3 + 3H2 ( очищенный от оксидной пленки)

Встречаемость в природе

I А группа	II А группа	алюминий
Поваренная соль Сильвинит Карналлит галит	Берилл Аквамарин Изумруд Барит Известняк , мел, мрамор, фосфорит	Боксит Каолинит Корунд криолит

Применение

I А группа	II А группа	Алюминий
Соединения элементов группы применяются 1.Для фейерверков 2. В пищевой промышленности 3. Получение -металлов, — щелочей этих металлов (едкого натра и калия), -калийные удобрения, сильвинит, -в медицине, -производство соды	Соединения элементов группы применяются 1. Для фейерверков 2. В медицине (хлористый кальций и магний, магнезия) 3. Производство строительных вяжущих материалов 4. Получение металлов 5. Получение известковой, баритовой воды 6. Производство минеральных удобрений	1.Строительство 2.Судостроение 3.Упаковочный материал 4. Химическое машиностроение 5.Ракетостроение 6.Производство пеноалюминия 7.Провода электропередач 8.Самолетостроение 9.Автомобильная промышленность 10.Производство посуды

Закрепление и проверка знаний, Контрольные вопросы

1. Перечислите щелочные металлы. Почему они так называются?

2. Каковы особенности строения атомов щелочных металлов?

3. Какова степень окисления щелочного металла в соединении? Почему?

4. Каковы физические свойства щелочных металлов?

5. Какой из щелочных металлов наиболее активен и почему?

6. Какие реакции характерны для щелочных металлов?

7. Какие оксиды и пероксиды получаются при окислении щелочных металлов?

8. Как окрашивают пламя атомы и ионы щелочных металлов?

9. Какие химические связи образуют щелочные металлы с неметаллами?

10. Как можно получить щелочные металлы?

11. Где применяются щелочные металлы?

12. Какие элементы образуют щелочноземельных металлов?

13. Где в периодической системе расположены эти элементы?

14. Каковы особенности строения атомов этих металлов?

15. Какая степень окисления характерна щелочно-емельных элементов в соединениях?

16. Каковы физические свойства кальция, магния?

17. Как нужно хранить эти металлы?

18. Как можно получить эти металлы?

19. Перечислите реакции, характерные для этих металлов.

20. Каково строение атома алюминия?

21. Какова степень окисления алюминия в соединениях? Почему?

22. Назовите важнейшие природные соединения алюминия.

23. Каковы физические свойства алюминия?

24. Как ведет себя алюминий в химических реакциях? Почему?

25. С какими кислотами алюминий не взаимодействует?

26. Как алюминий взаимодействует с щелочами?

27. Какие металлы алюминий может восстановить из солей или оксидов?

28. Какие реакции доказывают амфотерность оксида и гидроксида алюминия?

29. Что происходит с гидроксидом алюминия при нагревании?