धातूंची स्थिती
डी.आय. मेंडेलीव्हच्या रासायनिक घटकांच्या नियतकालिक प्रणालीमध्ये.
धातूंचे भौतिक गुणधर्म

8वी इयत्ता

लक्ष्य.विद्यार्थ्यांना रासायनिक बंधाच्या स्वरूपाच्या ज्ञानावर आधारित रासायनिक घटक आणि साधे पदार्थ म्हणून धातूंच्या गुणधर्मांची कल्पना देणे. त्यांच्या गुणधर्मांवर आधारित साध्या पदार्थ-धातूंच्या वापराचा विचार करा. तुलना करण्याची क्षमता सुधारण्यासाठी, सामान्यीकरण करणे, पदार्थांची रचना आणि गुणधर्म यांच्यातील संबंध स्थापित करणे. शैक्षणिक क्रियाकलापांचे गेम फॉर्म वापरून विद्यार्थ्यांची संज्ञानात्मक क्रियाकलाप विकसित करणे.

उपकरणे आणि अभिकर्मक.टास्क कार्ड, अल्कली धातूची चिन्हे असलेली कार्डे (प्रति विद्यार्थ्यासाठी), गोळ्या, "मेटल बॉन्ड" टेबल, "किमिया चिन्हे" खेळ, आत्मा दिवा, जुनी तांब्याची नाणी, कॅम्ब्रिक पिशवी, धातूचे नमुने.

वर्ग दरम्यान

शिक्षक. आज आपण रासायनिक घटक म्हणून धातू आणि साधे पदार्थ म्हणून धातूचा अभ्यास करू. रासायनिक घटक म्हणजे काय?

विद्यार्थी. घटक म्हणजे समान अणुभार असलेल्या अणूंचा संग्रह.

शिक्षक. 114 ज्ञात रासायनिक घटकांपैकी 92 धातू आहेत. रासायनिक घटकांच्या आवर्त सारणीमध्ये धातू कोठे आहेत? पीरियड्समध्ये धातूचे घटक कसे व्यवस्थित केले जातात?

टेबलवर काम करा "डी.आय. मेंडेलीव्हच्या रासायनिक घटकांची नियतकालिक प्रणाली."

विद्यार्थी. प्रत्येक कालावधी (पहिला वगळता) धातूपासून सुरू होतो आणि कालावधीच्या संख्येच्या वाढीसह त्यांची संख्या वाढते.

शिक्षक. प्रत्येक कालखंडात किती धातूचे घटक असतात?

हा लेख मॉस्कोमधील अल्लाडा स्कूल ऑफ इंग्लिशच्या मदतीने तयार करण्यात आला होता. इंग्रजी जाणून घेतल्याने तुम्ही तुमची क्षितिजे विस्तृत करू शकता आणि तुम्ही नवीन लोकांना भेटू शकता आणि बर्‍याच नवीन गोष्टी शिकू शकता. स्कूल ऑफ इंग्लिश "अल्लाडा" सर्वोत्तम किमतीत इंग्रजी अभ्यासक्रमांमध्ये प्रवेश घेण्याची अनोखी संधी प्रदान करते. तुम्ही www.allada.org या वेबसाइटवर सध्या वैध असलेल्या किमती आणि जाहिरातींबद्दल अधिक तपशीलवार माहिती मिळवू शकता.

विद्यार्थी. पहिल्या कालखंडात दोन, दुसर्‍या कालखंडात तीन, चौथ्या कालखंडात चौदा, पाचव्या कालखंडात पंधरा आणि सहाव्या कालखंडात तीस धातू नाहीत.

शिक्षक. सातव्या कालखंडात एकतीस घटकांमध्ये धातूचे गुणधर्म असावेत. गटांमध्ये धातूंची मांडणी पाहू.

विद्यार्थी. धातू हे घटक आहेत जे नियतकालिक प्रणालीच्या गट I, II, III चे मुख्य उपसमूह बनवतात (हायड्रोजन आणि बोरॉन वगळता), गट IV चे घटक - जर्मेनियम, टिन, शिसे, गट V - अँटीमोनी, बिस्मथ, गट VI. - पोलोनियम. सर्व गटांच्या बाजूच्या उपसमूहांमध्ये फक्त धातू आहेत.

शिक्षक. धातूचे घटक आवर्त सारणीच्या डाव्या आणि तळाशी असतात. आता तुमच्या नोटबुकमधील टास्क कार्डवरून टास्क 1 करा.

व्यायाम १.कार्ड्समधील धातूंची रासायनिक चिन्हे लिहा. त्यांची नावे सांगा. मुख्य उपसमूहांचे धातू अधोरेखित करा.

पहिला प्रकार Na, B, Cu, Be, Se, F, Sr, Cs.

उत्तर द्या. ना – सोडियम, कु – तांबे,
व्हा – बेरीलियम, श्री – स्ट्रॉन्टियम, सी.एस– सीझियम

दुसरा प्रकार K, C, Fe, Mg, Ca, O, N, Rb.

उत्तर द्या. के – पोटॅशियम, फे – लोखंड,
मिग्रॅ– मॅग्नेशियम, सीए – कॅल्शियम, Rb – रुबिडियम.

शिक्षक. धातूच्या अणूंच्या संरचनेची वैशिष्ट्ये काय आहेत? सोडियम, मॅग्नेशियम, अॅल्युमिनियम अणूंचे इलेक्ट्रॉनिक सूत्र बनवा.

(तीन विद्यार्थी रेखांकन वापरून ब्लॅकबोर्डवर काम करतात (चित्र 1).)

या धातू घटकांच्या बाह्य स्तरावर किती इलेक्ट्रॉन आहेत?

विद्यार्थी. मुख्य उपसमूहांच्या घटकांच्या बाह्य स्तरावरील इलेक्ट्रॉनची संख्या समूह क्रमांकाच्या बरोबरीची आहे, सोडियममध्ये बाह्य स्तरावर एक इलेक्ट्रॉन आहे, मॅग्नेशियममध्ये दोन इलेक्ट्रॉन आहेत आणि अॅल्युमिनियममध्ये तीन इलेक्ट्रॉन आहेत.

शिक्षक. धातूच्या अणूंमध्ये बाह्य स्तरावर कमी प्रमाणात इलेक्ट्रॉन (बहुतेक 1 ते 3) असतात. अपवाद हे सहा धातू आहेत: जर्मेनियम, टिन आणि लीडच्या अणूंमध्ये बाह्य थरावर 4 इलेक्ट्रॉन, अँटीमोनीचे अणू, बिस्मथ - 5, पोलोनियम अणू - 6. आता कार्डमधून दुसरे कार्य करा.

कार्य २.काही घटकांच्या अणूंच्या इलेक्ट्रॉनिक संरचनेच्या योजना दिल्या आहेत.

हे घटक काय आहेत? त्यापैकी कोणते धातू संबंधित आहेत? का?

पहिला प्रकार १ s 2 , 1s 2 2s 2 , 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 , 1s 2 2s 2 2p 3 .

उत्तर द्या. हेलियम, बेरिलियम, मॅग्नेशियम, नायट्रोजन.

दुसरा पर्याय. एक s 2 2s 1 , 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 , 1s 1 , 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p l

उत्तर द्या. लिथियम, सोडियम, हायड्रोजन, अॅल्युमिनियम.

शिक्षक. धातूंचे गुणधर्म त्यांच्या इलेक्ट्रॉनिक संरचनेच्या वैशिष्ट्यांशी कसे संबंधित आहेत?

विद्यार्थी. त्याच कालावधीतील नॉन-मेटल अणूंच्या तुलनेत धातूच्या अणूंमध्ये लहान परमाणु चार्ज आणि मोठी त्रिज्या असते. म्हणून, धातूच्या अणूंमधील न्यूक्लियससह बाह्य इलेक्ट्रॉनची बाँड ताकद लहान असते. धातूचे अणू सहजपणे व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन दान करतात आणि सकारात्मक चार्ज केलेल्या आयनमध्ये बदलतात.

शिक्षक. एकाच कालावधीत, समान गटात (मुख्य उपसमूह) धातूचे गुणधर्म कसे बदलतात?

विद्यार्थी. एका कालावधीत, अणू केंद्रकांच्या शुल्कात वाढ होऊन, आणि त्यानुसार, बाह्य इलेक्ट्रॉनच्या संख्येत वाढ झाल्यामुळे, रासायनिक घटकांचे धातूचे गुणधर्म कमी होतात. त्याच उपसमूहात, अणु केंद्रकाच्या चार्जमध्ये वाढ झाल्यामुळे, बाह्य स्तरावर इलेक्ट्रॉन्सच्या स्थिर संख्येसह, रासायनिक घटकांचे धातू गुणधर्म वाढतात.

ब्लॅकबोर्डवर कार्य करा(तीन विद्यार्थी काम करतात).

खालील पाच घटकांमधील धातूचे गुणधर्म कमकुवत होणे "" चिन्हाने सूचित करा. चिन्हांचे स्थान स्पष्ट करा.

1.	व्हा		2.	मिग्रॅ		3.	अल
ना	मिग्रॅ	अल	के	सीए	sc	Zn	गा	गे
	सीए			श्री			मध्ये

विद्यार्थी ब्लॅकबोर्डवर वैयक्तिकरित्या काम करत असताना, बाकीचे कार्य 3 कार्डमधून पूर्ण करतात.

कार्य 3.दोन घटकांपैकी कोणत्या घटकामध्ये अधिक स्पष्ट धातूचे गुणधर्म आहेत? का?

पहिला प्रकार. लिथियम किंवा बेरिलियम.

2रा प्रकार. लिथियम किंवा पोटॅशियम.

असाइनमेंट तपासत आहे.

शिक्षक. तर, त्या घटकांमध्ये धातूचे गुणधर्म असतात, ज्यांच्या अणूंमध्ये बाह्य स्तरावर कमी इलेक्ट्रॉन असतात (पूर्ण होण्यापासून दूर). बाह्य इलेक्ट्रॉन्सच्या कमी संख्येचा परिणाम म्हणजे या इलेक्ट्रॉन्सचे उर्वरित अणू - न्यूक्लियस, इलेक्ट्रॉनच्या आतील थरांनी वेढलेले कमकुवत बंध.

निकाल सारांशित केला जातो आणि बोर्डवर (योजना) थोडक्यात लिहिला जातो, विद्यार्थी नोटबुकमध्ये लिहितात.

योजना

शिक्षक. साधा पदार्थ म्हणजे काय?

विद्यार्थी. साधे पदार्थ हे पदार्थ असतात जे एका घटकाच्या अणूंनी बनलेले असतात.

शिक्षक. साधे पदार्थ-धातू हे अणूंचे "सामूहिक" असतात; प्रत्येक अणूच्या विद्युत तटस्थतेमुळे, धातूचे संपूर्ण वस्तुमान देखील विद्युतदृष्ट्या तटस्थ असते, जे आपल्याला धातू उचलण्याची आणि त्यांची तपासणी करण्यास अनुमती देते.

धातूच्या नमुन्यांचे प्रात्यक्षिक: निकेल, सोने, मॅग्नेशियम, सोडियम (केरोसिनच्या थराखाली फ्लास्कमध्ये).

परंतु सोडियम उघड्या हातांनी घेता येत नाही - हात ओले असतात, आर्द्रतेशी संवाद साधताना अल्कली बनते आणि ते त्वचा, फॅब्रिक्स, कागद आणि इतर साहित्य खराब करते. त्यामुळे हाताचे परिणाम दुःखद असू शकतात.

कार्य 4.जारी केलेल्या धातूंचे निर्धारण करा: शिसे, अॅल्युमिनियम, तांबे, जस्त.

(धातूचे नमुने क्रमांकित आहेत. फलकाच्या मागील बाजूस उत्तरे लिहिली आहेत.)

काम तपासत आहे.

शिक्षक. सामान्य स्थितीत धातू कोणत्या एकत्रीकरणाच्या अवस्थेत असतात?

विद्यार्थी. धातू घन क्रिस्टलीय पदार्थ आहेत (पारा वगळता).

शिक्षक. धातूंच्या क्रिस्टल जाळीच्या नोड्सवर काय असते आणि नोड्सच्या दरम्यान काय असते?

विद्यार्थी. धातूंच्या क्रिस्टल जाळीच्या नोड्समध्ये धनात्मक आयन आणि धातूंचे अणू असतात, नोड्समध्ये इलेक्ट्रॉन असतात. हे इलेक्ट्रॉन धातूच्या दिलेल्या तुकड्याच्या सर्व अणू आणि आयनांसाठी सामान्य बनतात आणि क्रिस्टल जाळीमध्ये मुक्तपणे फिरू शकतात.

शिक्षक. धातूंच्या क्रिस्टल जाळीमध्ये असलेल्या इलेक्ट्रॉनचे नाव काय आहे?

विद्यार्थी. त्यांना मुक्त इलेक्ट्रॉन किंवा "इलेक्ट्रॉन गॅस" म्हणतात.

शिक्षक. धातूसाठी कोणत्या प्रकारचे बंध वैशिष्ट्यपूर्ण आहेत?

विद्यार्थी. हे धातूचे बंधन आहे.

शिक्षक. मेटॅलिक बॉण्ड म्हणजे काय?

विद्यार्थी. धातूंच्या स्फटिक जाळीतील सर्व धनभारित धातूचे आयन आणि मुक्त इलेक्ट्रॉन यांच्यातील बंधाला धातू बंध म्हणतात.

शिक्षक. धातूचे बंध हे धातूंचे सर्वात महत्त्वाचे भौतिक गुणधर्म ठरवतात. धातू अपारदर्शक असतात, त्यांच्या पृष्ठभागावर प्रकाश किरण घटना प्रतिबिंबित करण्याच्या क्षमतेमुळे धातूची चमक असते. मोठ्या प्रमाणात, ही क्षमता चांदी आणि इंडियममध्ये प्रकट होते.

धातूंना कॉम्पॅक्ट तुकड्यात चमक असते आणि बारीक विखुरलेल्या अवस्थेत, त्यापैकी बहुतेक काळा असतात. तथापि, अॅल्युमिनियम, मॅग्नेशियम चूर्ण अवस्थेतही धातूची चमक टिकवून ठेवतात.(पावडरमध्ये आणि प्लेटमध्ये अॅल्युमिनियम आणि मॅग्नेशियमचे प्रात्यक्षिक).

सर्व धातू उष्णता आणि विद्युत प्रवाहाचे वाहक आहेत. लागू विद्युतीय व्होल्टेजच्या प्रभावाखाली, धातूमध्ये अव्यवस्थितपणे हलणारे इलेक्ट्रॉन, निर्देशित गती प्राप्त करतात, म्हणजे. विद्युत प्रवाह तयार करा.

वाढत्या तापमानामुळे धातूची विद्युत चालकता बदलते असे तुम्हाला वाटते का?

विद्यार्थी. वाढत्या तापमानासह, विद्युत चालकता कमी होते.

शिक्षक. का?

विद्यार्थी. तापमानात वाढ झाल्यामुळे, धातूच्या क्रिस्टल जाळीच्या नोड्समधील अणू आणि आयनांच्या दोलनांचे मोठेपणा वाढते. यामुळे इलेक्ट्रॉन्सना हालचाल करणे कठीण होते आणि धातूची विद्युत चालकता कमी होते.

शिक्षक. पासून धातूंची विद्युत चालकता वाढते hg करण्यासाठी Ag:

Hg, Pb, Fe, Zn, Al, Au, Cu, Ag.

बहुतेकदा, विद्युत चालकता सारख्याच नियमिततेसह, धातूंची थर्मल चालकता बदलते. धातूंची थर्मल चालकता सिद्ध करणारे उदाहरण देऊ शकाल का?

विद्यार्थी. जर तुम्ही अॅल्युमिनियमच्या मगमध्ये गरम पाणी ओतले तर ते गरम होईल. हे सूचित करते की अॅल्युमिनियम उष्णता चालवते.

शिक्षक. धातूंची थर्मल चालकता काय ठरवते?

विद्यार्थी. हे मुक्त इलेक्ट्रॉनच्या उच्च गतिशीलतेमुळे आहे जे कंपन करणारे आयन आणि अणू यांच्याशी टक्कर देतात आणि त्यांच्याशी ऊर्जाची देवाणघेवाण करतात. म्हणून, संपूर्ण धातूच्या तुकड्यात तापमानाचे समानीकरण होते.

शिक्षक. प्लॅस्टीसिटी हा धातूंचा अत्यंत मौल्यवान गुणधर्म आहे. सराव मध्ये, हे स्वतःला प्रकट करते की हातोड्याच्या वाराखाली धातूचे तुकडे केले जात नाहीत, परंतु सपाट केले जातात - ते बनावट आहेत. धातू प्लास्टिक का असतात?

विद्यार्थी. मेटॅलिक बॉण्ड असलेल्या क्रिस्टलवरील यांत्रिक कृतीमुळे आयन आणि अणूंच्या थरांचे एकमेकांशी संबंधित विस्थापन होते आणि तेव्हापासून इलेक्ट्रॉन संपूर्ण क्रिस्टलमध्ये फिरतात, बॉण्ड ब्रेकिंग होत नाही, म्हणून प्लास्टिसिटी हे धातूंचे वैशिष्ट्य आहे(चित्र 2, अ) .

शिक्षक. निंदनीय धातू: अल्कली धातू (लिथियम, सोडियम, पोटॅशियम, रुबिडियम, सीझियम), लोह, सोने, चांदी, तांबे. काही धातू - ऑस्मियम, इरिडियम, मॅंगनीज, अँटिमनी - ठिसूळ आहेत. मौल्यवान धातूंपैकी सर्वात निंदनीय म्हणजे सोने. दोन किलोमीटर लांबीच्या वायरमध्ये एक ग्रॅम सोने काढता येते.

आणि अणू किंवा आयनिक क्रिस्टल जाळी असलेल्या पदार्थांच्या प्रभावाच्या कृती अंतर्गत काय होते?

विद्यार्थी. अणु किंवा आयनिक जाळी असलेले पदार्थ आघाताने नष्ट होतात. अणु जाळीसह घन पदार्थावर यांत्रिक कृती अंतर्गत, त्याचे वैयक्तिक स्तर विस्थापित केले जातात - सहसंयोजक बंध तुटल्यामुळे त्यांच्यातील चिकटपणा तुटलेला असतो. आयनिक जाळीतील बंध तुटल्याने सारख्या-चार्ज केलेल्या आयनांचे परस्पर प्रतिकर्षण होते(चित्र 2, ब, क).

शिक्षक. विद्युत चालकता, थर्मल चालकता, वैशिष्ट्यपूर्ण धातूची चमक, प्लॅस्टिकिटी किंवा लवचिकता - अशा वैशिष्ट्यांचे संयोजन केवळ धातूंमध्ये अंतर्भूत आहे. ही वैशिष्ट्ये धातूंमध्ये प्रकट होतात आणि विशिष्ट गुणधर्म असतात.

विशिष्ट गुणधर्म हे धातूच्या बंधाच्या ताकदीशी विपरितपणे संबंधित असतात. उर्वरित गुणधर्म - घनता, उकळत्या आणि वितळण्याचे बिंदू, कडकपणा, एकत्रीकरणाची स्थिती - सर्व पदार्थांमध्ये अंतर्निहित सामान्य वैशिष्ट्ये आहेत.

धातूंचे घनता, कडकपणा, वितळणे आणि उकळण्याचे बिंदू वेगळे आहेत. धातूची घनता जितकी कमी असेल तितकी त्याची सापेक्ष अणु वस्तुमान कमी आणि अणूची त्रिज्या जास्त. लिथियममध्ये सर्वात कमी घनता आहे - 0.59 ग्रॅम / सेमी 3, ऑस्मियममध्ये सर्वाधिक - 22.48 ग्रॅम / सेमी 3 आहे. पाच पेक्षा कमी घनता असलेल्या धातूंना प्रकाश म्हणतात आणि पाचपेक्षा जास्त घनता असलेल्या धातूंना जड म्हणतात.

सर्वात कठीण धातू क्रोमियम आहे, सर्वात मऊ अल्कली धातू आहेत.

बुधाचा सर्वात कमी वितळणारा बिंदू आहे, t pl(Hg) \u003d -39 ° С, आणि सर्वोच्च - टंगस्टन, t pl(प) = 3410 °С.

वितळण्याचा बिंदू, कडकपणा यासारखे गुणधर्म थेट धातूच्या बंधाच्या मजबुतीवर अवलंबून असतात. धातूचे बंध जितके मजबूत, तितके अधिक कठोर नसलेले गुणधर्म. कृपया लक्षात ठेवा: अल्कली धातूंमध्ये, नियतकालिक सारणीमध्ये वरपासून खालपर्यंत धातूच्या बंधाची ताकद कमी होते आणि परिणामी, वितळण्याचे तापमान नैसर्गिकरित्या कमी होते (त्रिज्या वाढते, आण्विक चार्जचा प्रभाव कमी होतो, मोठ्या त्रिज्यामध्ये आणि सिंगल व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन, अल्कली धातू फ्युसिबल असतात). उदाहरणार्थ, आपल्या हाताच्या तळव्याच्या उष्णतेने सीझियम वितळले जाऊ शकते. पण आपल्या उघड्या हाताने घेऊ नका!

खेळ "कोण वेगवान आहे"

गोळ्या बोर्डवर टांगल्या जातात (चित्र 3). प्रत्येक डेस्कवर अल्कली धातूंच्या रासायनिक चिन्हांसह कार्ड्सचा संच आहे.

व्यायाम करा.अल्कली धातूंच्या वितळण्याच्या बिंदूतील बदलाच्या ज्ञात नमुन्यांच्या आधारावर, या गोळ्यांनुसार कार्डे ठेवा.

उत्तर द्या. a- Li, Na, K, Rb, Cs;
b- Cs, Rb, K, Na, Li; मध्ये- Cs, Li, Na, Rb, K.

विद्यार्थ्यांचे प्रतिसाद स्पष्ट आणि सारांशित केले आहेत.

विद्यार्थी (संदेश). धातू त्यांच्या चुंबकीय क्षेत्राकडे पाहण्याच्या दृष्टिकोनात भिन्न असतात. या मालमत्तेनुसार, ते तीन गटांमध्ये विभागले गेले आहेत: फेरोमॅग्नेटिक धातू - कमकुवत चुंबकीय क्षेत्रांच्या (उदाहरणार्थ, लोह, कोबाल्ट, निकेल आणि गॅडोलिनियम) च्या कृती अंतर्गत चांगले चुंबकीय बनण्यास सक्षम; पॅरामॅग्नेटिक धातू - चुंबकीय करण्याची कमकुवत क्षमता दर्शविते (अॅल्युमिनियम, क्रोमियम, टायटॅनियम आणि बहुतेक लॅन्थॅनाइड्स); डायमॅग्नेटिक धातू - चुंबकाकडे आकर्षित होत नाहीत आणि त्याद्वारे किंचित दूर केले जातात (उदाहरणार्थ, बिस्मथ, कथील, तांबे).

अभ्यास केलेली सामग्री सारांशित केली आहे - शिक्षक ब्लॅकबोर्डवर लिहितात, विद्यार्थी नोटबुकमध्ये लिहितात.

धातूंचे भौतिक गुणधर्म

विशिष्ट:

धातूची चमक,

विद्युत चालकता,

औष्मिक प्रवाहकता,

प्लास्टिक

मेटलिक बॉण्डच्या ताकदीवर विपरित प्रमाणात अवलंबित्व.

अविशिष्ट: घनता,

टवितळणे,

टउकळणे,

कडकपणा

एकत्रीकरणाची स्थिती.

मेटलिक बाँडच्या ताकदीवर थेट आनुपातिक अवलंबित्व.

शिक्षक. धातूंचे भौतिक गुणधर्म, धातूच्या बंधाच्या गुणधर्मांमुळे, त्यांचे विविध उपयोग निर्धारित करतात. धातू आणि त्यांचे मिश्र धातु हे आधुनिक तंत्रज्ञानातील सर्वात महत्वाचे संरचनात्मक साहित्य आहेत; ते उद्योग, विविध वाहने, बिल्डिंग स्ट्रक्चर्स, कृषी मशीन्ससाठी आवश्यक मशीन्स आणि मशीन टूल्सच्या निर्मितीसाठी जातात. या संदर्भात, लोह आणि अॅल्युमिनियम मिश्र धातु मोठ्या प्रमाणात तयार होतात. इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमध्ये धातूंचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. विद्युत तारा कोणत्या धातूपासून बनवल्या जातात?

विद्यार्थी. विद्युत अभियांत्रिकीमध्ये, चांदीच्या उच्च किंमतीमुळे, तांबे आणि अॅल्युमिनियम इलेक्ट्रिकल वायरिंगसाठी सामग्री म्हणून वापरले जातात..

शिक्षक. या धातूंशिवाय, शेकडो, हजारो किलोमीटर अंतरावर विद्युत ऊर्जा प्रसारित करणे अशक्य होईल. घरगुती वस्तू देखील धातूपासून बनवल्या जातात. भांडी धातूपासून का बनवली जातात?

विद्यार्थी. धातू थर्मलली प्रवाहकीय आणि टिकाऊ असतात.

शिक्षक. मिरर, रिफ्लेक्टर, ख्रिसमस सजावट करण्यासाठी धातूचा कोणता गुणधर्म वापरला जातो?

विद्यार्थी. धातूची चमक.

शिक्षक. हलके धातू - मॅग्नेशियम, अॅल्युमिनियम, टायटॅनियम - विमानाच्या बांधकामात मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. विमान आणि रॉकेटचे अनेक भाग टायटॅनियम आणि त्याच्या मिश्रधातूपासून बनवले जातात. उच्च वेगाने हवेच्या विरुद्ध घर्षणामुळे विमानाची त्वचा मजबूत गरम होते आणि गरम केल्यावर धातूंची ताकद सामान्यतः लक्षणीयरीत्या कमी होते. टायटॅनियम आणि त्याच्या मिश्रधातूंमध्ये, सुपरसॉनिक फ्लाइट्सच्या परिस्थितीत, शक्ती जवळजवळ कमी होत नाही.

ज्या प्रकरणांमध्ये उच्च घनता असलेल्या धातूची आवश्यकता असते (बुलेट, शॉट), शिशाची घनता (11.34 ग्रॅम / सेमी 3) काही जड धातूंपेक्षा खूपच कमी असली तरी, बहुतेकदा शिशाचा वापर केला जातो. परंतु शिसे बर्‍यापैकी फ्यूजिबल आहे आणि म्हणून प्रक्रिया करण्यासाठी सोयीस्कर आहे. याव्यतिरिक्त, हे ऑस्मियम आणि इतर अनेक जड धातूंपेक्षा अतुलनीय स्वस्त आहे. पारा, सामान्य परिस्थितीत द्रव धातू म्हणून, मापन यंत्रांमध्ये वापरला जातो; टंगस्टन - अशा सर्व प्रकरणांमध्ये जेथे धातूची आवश्यकता असते जी विशेषतः उच्च तापमानांना सहन करते, उदाहरणार्थ लाइट बल्बच्या फिलामेंटसाठी. याचे कारण काय?

विद्यार्थी. बुधाचा वितळण्याचा बिंदू कमी असतो, तर टंगस्टनचा वितळण्याचा बिंदू जास्त असतो.

शिक्षक. धातू रेडिओ लहरी देखील परावर्तित करतात, ज्याचा वापर रेडिओ दुर्बिणीमध्ये केला जातो जे कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहांमधून रेडिओ उत्सर्जन घेतात आणि लांब अंतरावर विमान शोधणाऱ्या रडारमध्ये वापरतात.

दागिने तयार करण्यासाठी उदात्त धातू - चांदी, सोने, प्लॅटिनम - वापरतात. सोन्याचा ग्राहक हा इलेक्ट्रॉनिक उद्योग आहे: त्याचा वापर विद्युत संपर्क तयार करण्यासाठी केला जातो (विशेषतः, मानवनिर्मित अंतराळ यानाच्या उपकरणांमध्ये बरेच सोने असते).

आता कार्डवरून कार्य करा.

कार्य 5.खालीलपैकी कोणता धातू सर्वात जास्त आहे ते अधोरेखित करा:

1) मोठ्या प्रमाणावर वापरले: सोने, चांदी, लोखंड;

2) निंदनीय: लिथियम, पोटॅशियम, सोने;

3) अपवर्तक: टंगस्टन, मॅग्नेशियम, जस्त;

4) जड: रुबिडियम, ऑस्मियम, सीझियम;

5) विद्युत प्रवाहकीय: निकेल, शिसे, चांदी;

6) कठोर: क्रोमियम, मॅंगनीज, तांबे;

7) फ्यूसिबल: प्लॅटिनम, पारा, लिथियम;

8) प्रकाश: पोटॅशियम, फ्रँशियम, लिथियम;

9) तेजस्वी: पोटॅशियम, सोने, चांदी.

अनुभवाचे प्रात्यक्षिक

प्रयोगासाठी, तांब्याच्या (जुन्या) नाण्यांचे 5-10 तुकडे घेतले जातात, जे अल्कोहोलच्या दिव्याच्या ज्वालावर कॅम्ब्रिक बॅगमध्ये टांगलेले असतात. फॅब्रिक आग पकडत नाही. का?

विद्यार्थी. तांबे उष्णतेचा एक चांगला वाहक आहे, उष्णता ताबडतोब धातूमध्ये हस्तांतरित केली जाते आणि फॅब्रिकला आग लागण्याची वेळ नसते.

शिक्षक. धातू बर्याच काळापासून माणसाला ज्ञात आहेत.

विद्यार्थी (संदेश). अगदी प्राचीन काळी माणसाला सात धातू माहीत होत्या. पुरातन काळातील सात धातू त्या सात ग्रहांशी संबंधित होते आणि ग्रहांच्या प्रतिकात्मक चिन्हांद्वारे नियुक्त केले गेले होते. सोने (सूर्य) आणि चांदी (चंद्र) ची चिन्हे जास्त स्पष्टीकरणाशिवाय स्पष्ट आहेत. इतर धातूंची चिन्हे पौराणिक देवतांची वैशिष्ट्ये मानली गेली: शुक्राचा हाताचा आरसा (तांबे), मंगळाची ढाल आणि भाला (लोखंड), गुरूचे सिंहासन (कथील), शनीची काठी (शिसे), काठी. बुध (पारा).

धातूंसह ग्रहांच्या संबंधावर अल्केमिस्टचे मत एनए मोरोझोव्हच्या "किमयाशास्त्रज्ञाच्या नोट्समधून" या कवितेतील खालील ओळींद्वारे अतिशय यशस्वीपणे व्यक्त केले गेले आहे:

"सात धातूंनी प्रकाश निर्माण केला,
सात ग्रहांच्या संख्येनुसार.
आम्हाला चांगल्यासाठी जागा दिली
तांबे, लोखंड, चांदी,
सोने, कथील, शिसे.
माझ्या मुला, सल्फर त्यांचे वडील आहेत.
आणि माझ्या मुला, हे शोधण्यासाठी घाई करा:
या सर्वांसाठी पारा ही त्यांची स्वतःची आई आहे.

या कल्पना इतक्या मजबूत होत्या की जेव्हा मध्ययुगात अँटिमनी सापडली
आणि बिस्मथसाठी कोणतेही ग्रह नव्हते, त्यांना फक्त धातू मानले जात नव्हते.

त्यांचे प्रयोग गुप्त ठेवून, किमयाशास्त्रज्ञांनी विविध मार्गांनी मिळवलेल्या पदार्थांचे वर्णन एन्क्रिप्ट केले.

शिक्षक. आणि तुम्ही, अल्केमिकल नोटेशन वापरून, घरी "किमिया चिन्हे" हा खेळ बनवला.

खेळाची स्थिती: आकृतीमध्ये (चित्र 4) धातूंची प्राचीन रसायनिक चिन्हे दिली आहेत. प्रत्येक चिन्ह कोणत्या ग्रहाचे आहे ते ठरवा आणि आकृतीत दर्शविलेल्या नावातील एक अक्षर घेऊन, धातूच्या घटकाचे नाव वाचा.

उत्तर बद्दल. समेरियम, रुथेनियम, प्लॅटिनम.

विद्यार्थी खेळांची देवाणघेवाण करतात, धातूंच्या नावांचा अंदाज लावतात.

शिक्षक. एमव्ही लोमोनोसोव्ह यांनी अशा धातूंबद्दल सांगितले: "धातू हे घन, अपारदर्शक आणि हलके शरीर आहे जे आग आणि कोल्ड बनावटीवर वितळले जाऊ शकते" आणि या गुणधर्माचे श्रेय धातूंना दिले: सोने, चांदी, तांबे, कथील, लोखंड आणि शिसे.

1789 मध्ये, फ्रेंच रसायनशास्त्रज्ञ ए.एल. लॅव्हॉइसियर यांनी त्यांच्या रसायनशास्त्रावरील मॅन्युअलमध्ये, साध्या पदार्थांची यादी दिली, ज्यात तत्कालीन सर्व ज्ञात 17 धातूंचा समावेश होता.(Sb, Ag, As, Bi, Co, Cu, Sn, Fe, Mn, Hg, Mo, Ni, Au, Pt, Pb, W, Zn) . रासायनिक संशोधन पद्धतींच्या विकासासह, ज्ञात धातूंची संख्या वेगाने वाढू लागली. XIX शतकाच्या पहिल्या सहामाहीत. प्लॅटिनम धातू सापडले; काही अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वी धातूंच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे प्राप्त; पृथ्वीच्या दुर्मिळ धातूंच्या पृथक्करणाची सुरुवात घातली गेली; खनिजांच्या रासायनिक विश्लेषणामध्ये, पूर्वी अज्ञात धातू सापडल्या होत्या. 1860 च्या सुरूवातीस, स्पेक्ट्रल विश्लेषण वापरून रुबिडियम, सीझियम, इंडियम आणि थॅलियम शोधण्यात आले. मेंडेलीव्हने त्याच्या नियतकालिक कायद्याच्या (गॅलियम, स्कॅन्डियम आणि जर्मेनियम) आधारावर भाकीत केलेल्या धातूंच्या अस्तित्वाची चमकदारपणे पुष्टी केली गेली. 19व्या शतकाच्या शेवटी किरणोत्सर्गीतेचा शोध. किरणोत्सर्गी धातूंचा शोध सुरू झाला, ज्यांना पूर्ण यश मिळाले. शेवटी, 20 व्या शतकाच्या मध्यापासून सुरू होणार्‍या आण्विक परिवर्तनाच्या पद्धतीद्वारे. ट्रान्सयुरेनियम घटकांसह निसर्गात अस्तित्वात नसलेले किरणोत्सर्गी धातू प्राप्त झाले. भौतिक संस्कृतीच्या इतिहासात प्राचीन आणि नवीन, धातूंना अनन्यसाधारण महत्त्व आहे.

शिक्षक धड्याचा सारांश देतो.

गृहपाठ

1. प्रश्नांची उत्तरे शोधा.

धातूच्या अणूंच्या संरचनेत आणि धातू नसलेल्या अणूंच्या संरचनेत काय फरक आहे?

प्रकाश किरणांच्या "विनंती" नुसार इलेक्ट्रॉनसह सहजपणे विभाजित होणार्‍या दोन धातूंची नावे द्या.

पुढील खोलीतून रसायनशास्त्राच्या खोलीत पाराची बादली आणणे शक्य आहे का?

काही धातू लवचिक (तांब्यासारखे) तर काही ठिसूळ (अँटीमोनीसारखे) का असतात?

धातूंमध्ये विशिष्ट गुणधर्मांच्या उपस्थितीचे कारण काय आहे?

दैनंदिन जीवनात कुठे आढळू शकते:

अ) टंगस्टन, ब) पारा, क) तांबे, ड) चांदी?

दैनंदिन जीवनात या धातूचा वापर कोणत्या भौतिक गुणधर्मांवर आधारित आहे?

शिक्षणतज्ञ ए.ई.फर्समन यांनी कोणत्या धातूला “टिन कॅन मेटल” म्हटले?

2. चित्र पहा आणि धातू जसे आहेत तसे का वापरले जातात आणि उलट का नाही ते स्पष्ट करा.

3. कोडी सोडवा.

कोडे "पाच + दोन".

क्षैतिज पंक्तींमध्ये -y ने समाप्त होणाऱ्या खालील रासायनिक घटकांची नावे लिहा:

अ) अल्कली धातू;

ब) थोर वायू;

c) अल्कधर्मी पृथ्वी धातू;

ड) प्लॅटिनम कुटुंबाचा एक घटक;

e) लॅन्थानाइड.

जर घटकांची नावे योग्यरित्या प्रविष्ट केली असतील तर कर्णांसह: वरपासून खालपर्यंत आणि तळापासून वरपर्यंत, आणखी दोन घटकांची नावे वाचणे शक्य होईल.

उत्तर बद्दल. a - सिझियम, b - हीलियम, c - बेरियम, d - रोडियम, e - थ्युलियम.
तिरपे: सेरिअम, थोरियम.

कोडे "वर्ग".

पाच रासायनिक घटकांची नावे लिहा, ज्यात प्रत्येकी सात अक्षरे आहेत, म्हणजे कीवर्ड CLASS होईल.

उत्तर बद्दल. कॅल्शियम (कोबाल्ट), ल्युटेटियम,
actinium, scandium, चांदी (samarium).

कोडे "सात अक्षरे".

उभ्या ओळींमध्ये रासायनिक घटकांची नावे लिहा.

मुख्य शब्द म्हणजे ACID.

उत्तर बद्दल. पोटॅशियम, इंडियम, सेलेनियम, लिथियम,
ऑस्मिअम, थ्युलियम, आर्गॉन (अॅस्टॅटाइन).

नियतकालिक प्रणालीमध्ये, 3/4 पेक्षा जास्त ठिकाणे व्यापलेली आहेत: ते गट I, II, III, सर्व गटांच्या दुय्यम उपसमूहांमध्ये आहेत. याव्यतिरिक्त, धातू IV, V, VI आणि VII गटातील सर्वात जड घटक आहेत. तथापि, हे लक्षात घेतले पाहिजे की बरेच उभयचर आहेत आणि कधीकधी ते नॉन-मेटलसारखे वागू शकतात.
धातूच्या अणूंच्या संरचनेचे वैशिष्ट्य म्हणजे बाहेरील इलेक्ट्रॉन थरावर कमी संख्येने इलेक्ट्रॉन असतात, तीनपेक्षा जास्त नसतात.
धातूच्या अणूंची सहसा मोठी अणु त्रिज्या असते. कालखंडात, अल्कली धातूंची सर्वात मोठी अणु त्रिज्या असते. म्हणून, त्यांची सर्वोच्च रासायनिक क्रिया, म्हणजे, धातूचे अणू सहजपणे इलेक्ट्रॉन सोडतात, चांगले कमी करणारे घटक आहेत. सर्वोत्तम कमी करणारे एजंट हे मुख्य उपसमूहांचे गट I आणि II आहेत.
यौगिकांमध्ये, धातू नेहमी सकारात्मक ऑक्सीकरण स्थिती दर्शवतात, सामान्यतः +1 ते +4 पर्यंत.

अंजीर 70. धातूच्या तुकड्यात धातूचा बंध तयार करण्याची योजना,

धातू नसलेल्या संयुगेमध्ये, विशिष्ट धातू आयनिक रासायनिक बंध तयार करतात. साध्या धातूच्या स्वरूपात अणू तथाकथित धातूच्या बंधाने एकमेकांशी जोडलेले असतात.

ही संज्ञा तुमच्या वहीत लिहा.

मेटॅलिक बॉण्ड हा एक विशेष प्रकारचा बंध आहे जो धातूसाठी अद्वितीय असतो. त्याचे सार असे आहे की इलेक्ट्रॉन सतत धातूच्या अणूंपासून वेगळे असतात, जे धातूच्या तुकड्याच्या वस्तुमानात फिरतात (चित्र 70). धातूचे अणू, इलेक्ट्रॉन नसलेले, सकारात्मक आयनांमध्ये बदलतात, जे पुन्हा मुक्तपणे फिरणारे इलेक्ट्रॉन स्वतःकडे आकर्षित करतात. त्याच बरोबर इतर धातूचे अणू इलेक्ट्रॉन दान करतात. अशा प्रकारे, धातूच्या तुकड्याच्या आत, तथाकथित इलेक्ट्रॉन वायू सतत फिरत असतो, जो धातूच्या सर्व अणूंना घट्टपणे बांधतो. इलेक्ट्रॉन हे धातूच्या सर्व अणूंद्वारे एकाच वेळी समाजीकरण केले जातात. धातूच्या अणूंमधील हा विशेष प्रकारचा रासायनिक बंध धातूंचे भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म ठरवतो.

■ 1. धातूंची कमी विद्युत ऋणात्मकता कशी स्पष्ट करावी?
2. धातूचा बंध कसा दिसतो?
3. मेटॅलिक बॉण्ड आणि सहसंयोजक बाँडमध्ये काय फरक आहे?

तांदूळ. 71. वेगवेगळ्या धातूंच्या वितळण्याच्या बिंदूंची तुलना

धातूंमध्ये अनेक समान भौतिक गुणधर्म असतात जे त्यांना नॉनमेटल्सपासून वेगळे करतात. धातूमध्ये जितके अधिक व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन असतील तितका धातूचा बंध मजबूत असेल, क्रिस्टल जाळी जितकी मजबूत असेल, धातू अधिक मजबूत आणि कडक असेल, त्याचा वितळण्याचा आणि उत्कलन बिंदू जास्त असेल, इ. धातूंच्या भौतिक गुणधर्मांची वैशिष्ट्ये खाली विचारात घेतली आहेत.
त्या सर्वांमध्ये कमी-अधिक प्रमाणात चमक असते, ज्याला सामान्यतः धातू म्हणतात. धातूची चमक हे संपूर्ण धातूच्या तुकड्याचे वैशिष्ट्य आहे. पावडरमध्ये गडद-रंगीत धातू असतात, मॅग्नेशियम आणि अॅल्युमिनियमचा अपवाद वगळता, जो चांदीचा-पांढरा रंग टिकवून ठेवतो आणि म्हणून "चांदीसारखा" पेंट करण्यासाठी अॅल्युमिनियमची धूळ वापरली जाते. अनेक नॉन-मेटलमध्ये स्निग्ध किंवा काचेची चमक असते.
धातूंचा रंग एकसमान असतो: तो एकतर चांदीसारखा पांढरा ( , ) किंवा चांदीचा राखाडी ( , ) असतो. फक्त पिवळा, पण लाल. नॉन-मेटल्समध्ये खूप वैविध्यपूर्ण रंग असतो: - लिंबू पिवळा, - लाल-तपकिरी, - लाल किंवा पांढरा, - काळा.

अशा प्रकारे, रंगानुसार, धातू सशर्तपणे फेरस आणि नॉन-फेरसमध्ये विभागली जातात. फेरस धातू देखील त्याचा समावेश आहे. इतर सर्व धातूंना नॉन-फेरस म्हणतात.

सामान्य परिस्थितीत, धातू क्रिस्टलीय रचनेसह घन असतात. नॉन-मेटल्समध्ये, घन ( , ) आणि द्रव () आणि वायू ( , ) दोन्ही आहेत.
पाराचा अपवाद वगळता सर्व धातू घन आहेत, म्हणून त्यांचा वितळण्याचा बिंदू शून्याच्या वर आहे, फक्त पाराचा वितळण्याचा बिंदू -39 ° आहे. सर्वात दुर्दम्य धातू आहे, ज्याचा वितळण्याचा बिंदू 3370 ° आहे. इतर धातूंचा वितळण्याचा बिंदू या मर्यादेत असतो (चित्र 71).
नॉन-मेटल्सचे वितळण्याचे बिंदू धातूंच्या तुलनेत खूपच कमी आहेत, उदाहरणार्थ ऑक्सिजन -219°, हायड्रोजन -259.4°, फ्लोरिन -218°, क्लोरीन -101°, ब्रोमिन -5.7°.

तांदूळ. 72. धातूंच्या कडकपणाची हिऱ्याच्या कडकपणाशी तुलना.

धातूंची कठोरता वेगळी असते, ज्याची तुलना हिऱ्याच्या कडकपणाशी केली जाते. धातूचा कडकपणा निर्देशांक एका विशेष उपकरणाद्वारे निर्धारित केला जातो - एक कठोरता परीक्षक. या प्रकरणात, एक स्टील बॉल किंवा, जास्त धातूच्या कडकपणाच्या बाबतीत, डायमंड शंकू धातूच्या वस्तुमानात दाबला जातो. धातूची कडकपणा दबाव शक्ती आणि तयार केलेल्या छिद्राच्या खोलीद्वारे निर्धारित केली जाते.
सर्वात कठीण धातू आहे. मऊ धातू -, - चाकूने सहजपणे कापले जातात. सामान्यतः स्वीकृत दहा-बिंदू स्केलनुसार वैयक्तिक धातूंची कठोरता, कठोरता अंजीर मध्ये दर्शविली आहे. ७२.

जास्त किंवा कमी प्रमाणात धातूंमध्ये प्लास्टिसिटी (नकळता) असते. नॉन-मेटल्समध्ये हा गुणधर्म नाही. सर्वात निंदनीय धातू आहे. त्यातून आपण 0.0001 मिमी जाडीसह सोन्याचे फॉइल बनवू शकता - मानवी केसांपेक्षा 500 पट पातळ. त्याच वेळी, ते खूप नाजूक आहे; ते अगदी मोर्टारमध्ये पावडरमध्ये ग्राउंड केले जाऊ शकते.
प्लॅस्टिकिटी म्हणजे यांत्रिक शक्तीचे उल्लंघन न करता जोरदार विकृत होण्याची क्षमता. धातूंच्या प्लॅस्टिकिटीचा वापर त्यांच्या रोलिंग दरम्यान केला जातो, जेव्हा क्रिमिंग शाफ्ट्समधून प्रचंड गरम धातूचे इंगॉट्स पास केले जातात, त्यांच्यापासून पत्रके तयार करताना, ड्रॉइंग दरम्यान, जेव्हा त्यांच्यामधून वायर बाहेर काढली जाते तेव्हा, दाबताना, स्टॅम्पिंग दरम्यान, जेव्हा कृती अंतर्गत होते.

तांदूळ. 73. घनतेनुसार धातूंची तुलना.

दाब, गरम झालेल्या धातूला विशिष्ट आकार दिला जातो, जो तो थंड झाल्यावर टिकवून ठेवतो. प्लॅस्टिकिटी धातूंच्या क्रिस्टल जाळीच्या संरचनेवर अवलंबून असते.
सर्व धातू पाण्यात अघुलनशील असतात, परंतु वितळताना एकमेकांमध्ये विरघळतात. एका धातूमध्ये दुसऱ्या धातूच्या घन द्रावणाला मिश्रधातू म्हणतात.

घनतेनुसार, धातू जड आणि हलक्यामध्ये विभागली जातात. ज्यांची घनता 3 g/cm3 (Fig. 73) पेक्षा जास्त आहे ते जड मानले जातात. सर्वात जड धातू आहे. सर्वात हलके धातू - , .- घनता एकतेपेक्षा कमी आहे. हलके धातू - आणि उद्योगात मोठा उपयोग झाला आहे.
धातू उच्च विद्युत आणि थर्मल चालकता (Fig. 74) द्वारे दर्शविले जातात, तर गैर-धातूंमध्ये हे गुणधर्म कमकुवत प्रमाणात असतात. यात सर्वाधिक विद्युत आणि थर्मल चालकता आहे, ती दुसऱ्या स्थानावर आहे. हे गुणधर्म अॅल्युमिनियममध्ये खूप जास्त आहेत.

तांदूळ. 74. विविध धातूंची विद्युत चालकता आणि थर्मल चालकता यांची तुलना

हे लक्षात घ्यावे की उच्च विद्युत चालकता असलेल्या धातूंमध्ये देखील उच्च थर्मल चालकता असते.
धातू चुंबकीय गुणधर्म प्रदर्शित करतात. चुंबकाच्या संपर्कात आल्यावर, धातू त्याच्याकडे आकर्षित होतो आणि त्यानंतर तो चुंबक बनतो, तर आपण म्हणतो की धातू चुंबकीकृत आहे. तसेच magnetized, आणि त्यांना. अशा धातूंना फेरोमॅग्नेटिक म्हणतात. नॉन-मेटल्समध्ये चुंबकीय गुणधर्म नसतात.

■ 4. खालील तक्ता बनवा आणि पूर्ण करा:

धातूंचे रासायनिक गुणधर्म. गंज

धातूंचे रासायनिक आणि भौतिक गुणधर्म अणू संरचना आणि धातूच्या बंधाच्या वैशिष्ट्यांद्वारे निर्धारित केले जातात. सर्व धातू सहजपणे व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन दान करण्याच्या क्षमतेद्वारे ओळखले जातात. या संदर्भात, ते उच्चारित पुनर्संचयित गुणधर्म प्रदर्शित करतात. धातूंच्या क्रियाकलाप कमी करण्याची डिग्री व्होल्टेजची इलेक्ट्रोकेमिकल मालिका प्रतिबिंबित करते (परिशिष्ट III, परिच्छेद 6 पहा).
या मालिकेतील धातूची स्थिती जाणून घेतल्यास, अणूमधील व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉनच्या विलगीकरणावर खर्च होणाऱ्या ऊर्जेच्या तुलनात्मक मूल्याबद्दल निष्कर्ष काढता येतो. पंक्तीच्या सुरुवातीच्या जवळ, धातूचे ऑक्सिडाइझ करणे सोपे होते. अल्कलीच्या निर्मितीसह सामान्य परिस्थितीत सर्वात सक्रिय धातू पाण्यापासून विस्थापित होतात:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
कमी सक्रिय धातू पाण्यापासून अतिउष्ण वाफेच्या स्वरूपात आणि फॉर्ममध्ये विस्थापित होतात
2Fe + 4Н2О = Fe3О4 + 4H2
सौम्य आणि अॅनोक्सिक ऍसिडसह प्रतिक्रिया करा, त्यांच्यापासून हायड्रोजन विस्थापित करा:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
हायड्रोजन नंतर उभ्या असलेल्या धातू पाण्यापासून आणि ऍसिडमधून विस्थापित करू शकत नाहीत, परंतु हायड्रोजन विस्थापित न करता ऍसिडसह रेडॉक्स प्रतिक्रियांमध्ये प्रवेश करतात:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + H2O
सर्व आधीचे धातू त्यांच्या क्षारांपासून नंतरचे धातू विस्थापित करतात:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Сu

Fe0 + Сu2+ = Fe2+ + Сu0
सर्व प्रकरणांमध्ये, प्रतिक्रिया देणारे धातू ऑक्सिडाइझ केले जातात. धातूंचे ऑक्सीकरण देखील धातू नसलेल्या धातूंच्या थेट परस्परसंवादात दिसून येते:
2Na + S = Na2S
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
बहुतेक धातू ऑक्सिजनसह सक्रियपणे प्रतिक्रिया देतात, भिन्न रचना तयार करतात (पृ. 38 पहा).

■ 5. ताणांच्या श्रेणीचा वापर करून धातूची घटणारी क्रिया कशी दर्शविली जाऊ शकते?

6. सोडियम, लोह यांसारख्या पाण्यावर प्रतिक्रिया देणाऱ्या धातूंची उदाहरणे द्या. प्रतिक्रिया समीकरणांसह तुमच्या उत्तराचे समर्थन करा.

7. सक्रिय धातू आणि सक्रिय नॉन-मेटल्सच्या परस्परसंवादाची पाण्याशी तुलना करा.
8. तुमच्या उत्तराला प्रतिक्रिया समीकरणांसह आधार देत धातूंच्या रासायनिक गुणधर्मांची यादी करा.
9. खालीलपैकी कोणत्या पदार्थावर लोह प्रतिक्रिया देईल: अ), ब) स्लेक्ड चुना, क) कॉपर कार्बोनेट, ड), ई) झिंक सल्फेट, ई)?
10. तांबे आणि तांबे ऑक्साईडच्या मिश्रणाच्या 5 किलोच्या कृतीने एकाग्र नायट्रिक ऍसिडसह, तांबे ऑक्साईड 20% मिश्रणात असल्यास कोणता वायू आणि कोणत्या खंडात मिळू शकतो?

धातूंचे ऑक्सीकरण अनेकदा त्यांचा नाश करते. पर्यावरणाच्या प्रभावाखाली धातूंचा नाश होण्याला गंज म्हणतात.

तुमच्या वहीत क्षरणाची व्याख्या लिहा.

ऑक्सिजन, आर्द्रता आणि कार्बन डाय ऑक्साईड, तसेच नायट्रोजन ऑक्साईड इत्यादींच्या प्रभावाखाली उद्भवते. धातूचा त्याच्या वातावरणातील पदार्थाशी थेट परस्परसंवाद झाल्यामुळे होणारी गंज याला रासायनिक किंवा वायू, गंज म्हणतात. उदाहरणार्थ, रासायनिक उद्योगांमध्ये, धातू कधीकधी ऑक्सिजन, क्लोरीन, नायट्रोजन ऑक्साईड इत्यादींच्या संपर्कात येते, परिणामी क्षार आणि धातू तयार होतात:
2Сu + О2 = 2СuО
गॅस, किंवा रासायनिक, गंज व्यतिरिक्त, इलेक्ट्रोकेमिकल गंज देखील आहे, जो अधिक सामान्य आहे. इलेक्ट्रोकेमिकल गंज योजना समजून घेण्यासाठी, गॅल्व्हॅनिक जोडप्याचा विचार करा -.

झिंक आणि कॉपर प्लेट्स (चित्र 75) घ्या आणि त्यांना सल्फ्यूरिक ऍसिडच्या द्रावणात कमी करा, जे आपल्याला माहित आहे की, आयनच्या स्वरूपात द्रावणात समाविष्ट आहे:
H2SO4 \u003d 2H + + SO 2 4 -
गॅल्व्हनोमीटरद्वारे झिंक आणि कॉपर प्लेट्स जोडून, ​​आम्ही सर्किटमध्ये विद्युत प्रवाहाची उपस्थिती शोधू. झिंक अणू, इलेक्ट्रॉन दान करणारे, आयनच्या स्वरूपात द्रावणात जातात या वस्तुस्थितीद्वारे हे स्पष्ट केले आहे:
Zn 0 - 2 e— → Zn+2
इलेक्ट्रॉन्स कंडक्टरमधून तांब्याकडे जातात आणि तांबेपासून हायड्रोजन आयनमध्ये जातात:
H++ e— → H 0

तटस्थ अणूंच्या स्वरूपात हायड्रोजन तांब्याच्या प्लेटवर सोडला जातो आणि हळूहळू विरघळतो. अशाप्रकारे, तांबे, जसे की जस्तपासून इलेक्ट्रॉन काढतात, नंतरचे जलद विरघळते, म्हणजेच ऑक्सिडेशनला प्रोत्साहन देते. त्याच वेळी, पूर्णपणे शुद्ध काही काळ ऍसिडमध्ये असू शकते, त्याच्या कृतीमुळे पूर्णपणे प्रभावित होत नाही.

तांदूळ. 75. इलेक्ट्रोकेमिकल गंज दरम्यान गॅल्व्हॅनिक जोडीच्या निर्मितीची योजना. 1 - जस्त; 2 - तांबे; 3 - कॉपर इलेक्ट्रोडवर हायड्रोजन फुगे; 4 - गॅल्व्हानोमीटर

त्याच योजनेनुसार, लोहासारख्या धातूचा गंज होतो, फक्त ते हवेतील इलेक्ट्रोलाइट असते आणि लोहासाठी अशुद्धता गॅल्व्हॅनिक जोडीच्या दुसऱ्या इलेक्ट्रोडची भूमिका बजावते. ही बाष्प सूक्ष्म असतात, त्यामुळे धातूचा नाश खूपच कमी होतो. अधिक सक्रिय धातू सहसा नष्ट होते. अशा प्रकारे, इलेक्ट्रोकेमिकल गंज म्हणजे धातूचे ऑक्सीकरण, गॅल्व्हॅनिक जोड्यांचे स्वरूप. राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थेचे मोठे नुकसान करते.

12. गंज परिभाषित करा.
11. हवेत त्वरीत काय ऑक्सिडायझ होते ते गंज, हायड्रोक्लोरिक ऍसिडसह झिंकचा परस्परसंवाद, थर्माइट वेल्डिंग दरम्यान लोह ऑक्साईडसह अॅल्युमिनियमचा परस्परसंवाद, अतिउष्ण पाण्याच्या वाफेसह लोहाच्या परस्परसंवादाने हायड्रोजनचे उत्पादन या गोष्टींचा विचार करणे शक्य आहे का?

13. रासायनिक आणि इलेक्ट्रोकेमिकल गंज मध्ये काय फरक आहे?
गंज सोडविण्यासाठी अनेक मार्ग आहेत. धातू (विशेषतः, लोह) तेल पेंटसह लेपित असतात, ज्यामुळे धातूच्या पृष्ठभागावर एक दाट फिल्म बनते जी पाण्याची वाफ जाऊ देत नाही. तांब्याच्या तारासारख्या धातूंना वार्निशने झाकणे शक्य आहे, जे धातूचे गंजण्यापासून संरक्षण करते आणि इन्सुलेटर म्हणून काम करते.

ब्लूइंग ही एक प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये लोह मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट्सच्या कृतीच्या अधीन आहे, परिणामी धातू ऑक्साईडच्या फिल्मने झाकलेली असते जी वायूंसाठी अभेद्य असते आणि बाह्य वातावरणाच्या प्रभावापासून त्याचे संरक्षण करते. बहुतेकदा हे चुंबकीय ऑक्साईड Fe304 असते, जे धातूच्या थरात खोलवर एम्बेड केलेले असते आणि कोणत्याही पेंटपेक्षा ऑक्सिडेशनपासून चांगले संरक्षण करते. उरल रूफिंग इस्त्री, ज्याला निळसरपणा आला होता, 100 वर्षांहून अधिक काळ गंज न होता छतावर टिकला. धातू जितकी चांगली पॉलिश केली जाईल तितकी घनता आणि ऑक्साईड फिल्म त्याच्या पृष्ठभागावर तयार होईल.

विविध भांड्यांसाठी एनामेलिंग हा एक अतिशय चांगला प्रकार गंज संरक्षण आहे. मुलामा चढवणे केवळ ऑक्सिजन आणि पाण्याच्या क्रियेलाच नव्हे तर मजबूत ऍसिड आणि अल्कलीस देखील प्रतिकार करते. दुर्दैवाने, मुलामा चढवणे फारच नाजूक असते आणि प्रभावामुळे आणि तापमानात जलद बदल झाल्यामुळे अगदी सहजपणे क्रॅक होतात.
निकेल प्लेटिंग आणि टिन प्लेटिंग हे धातूंना गंजण्यापासून वाचवण्याचे अतिशय मनोरंजक मार्ग आहेत.
- हे जस्तच्या थरासह धातूचे कोटिंग आहे (लोखंड प्रामुख्याने अशा प्रकारे संरक्षित आहे). अशा कोटिंगसह, जस्तच्या पृष्ठभागाच्या फिल्मचे उल्लंघन झाल्यास, जस्त प्रथम अधिक सक्रिय धातू म्हणून गंजते, परंतु जस्त गंजला चांगला प्रतिकार करते, कारण त्याची पृष्ठभाग पाणी आणि ऑक्सिजनसाठी अभेद्य संरक्षणात्मक ऑक्साईड फिल्मने झाकलेली असते.
निकेल प्लेटिंग (निकेल प्लेटिंग) आणि टिन प्लेटिंग (टिन प्लेटिंग) मध्ये, लोखंडाच्या आवरणाचा थर तुटल्याशिवाय लोखंडावर गंज येत नाही. तो विस्कळीत होताच, लोह, सर्वात सक्रिय धातू म्हणून, गंजणे सुरू होते. परंतु - एक धातू जो तुलनेने कमी गंजतो, म्हणून त्याची फिल्म पृष्ठभागावर बराच काळ टिकते. बहुतेकदा तांब्याच्या वस्तू टिन केलेल्या असतात आणि नंतर तांब्याच्या गॅल्व्हॅनिक जोडीमुळे नेहमी कथील गंजतो, तांबे नाही, जे धातू म्हणून कमी सक्रिय असते. जेव्हा लोखंडाचे टिन केले जाते तेव्हा कॅनिंग उद्योगासाठी "टिनप्लेट" मिळते.

गंजापासून संरक्षण करण्यासाठी, केवळ धातूवरच नव्हे तर त्याच्या सभोवतालच्या वातावरणावर देखील कार्य करणे शक्य आहे. जर हायड्रोक्लोरिक ऍसिडमध्ये ठराविक प्रमाणात सोडियम क्रोमेट मिसळले गेले तर लोहासह हायड्रोक्लोरिक ऍसिडची प्रतिक्रिया इतकी मंद होईल की व्यवहारात ऍसिड लोखंडाच्या टाक्यांमध्ये वाहून नेले जाऊ शकते, परंतु हे सहसा अशक्य असते. जे पदार्थ गंज कमी करतात आणि काहीवेळा जवळजवळ पूर्णपणे थांबवतात, त्यांना इनहिबिटर म्हणतात - रिटार्डर्स (लॅटिन शब्द इनहिबेर - धीमा करण्यासाठी).

इनहिबिटरच्या कृतीचे स्वरूप वेगळे आहे. ते एकतर धातूच्या पृष्ठभागावर एक संरक्षक फिल्म तयार करतात किंवा पर्यावरणाची आक्रमकता कमी करतात. पहिल्या प्रकारात, उदाहरणार्थ, NaNO2, जे पाणी आणि मीठ द्रावणातील स्टीलचे गंज कमी करते, सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये अॅल्युमिनियमचे गंज कमी करते, दुसरा - सेंद्रिय संयुग CO (NH2) 2 - युरिया, जो मोठ्या प्रमाणात मंदावतो. नायट्रिक ऍसिडमध्ये तांबे आणि इतर धातूंचे विघटन कमी होते. प्राण्यांच्या प्रथिनांमध्ये प्रतिबंधात्मक गुणधर्म असतात, काही वाळलेल्या वनस्पती - पिवळ्य फुलांचे एक रानटी फुलझाड, बटरकप इ.
काहीवेळा, धातूचा गंज प्रतिकार वाढविण्यासाठी, तसेच त्यास काही अधिक मौल्यवान गुणधर्म देण्यासाठी, इतर धातूंसह मिश्र धातु तयार केले जातात.

■ 14. धातूचे क्षरणापासून संरक्षण करण्याच्या सूचीबद्ध पद्धती नोटबुकमध्ये लिहा.
15. गंज पासून धातूचे संरक्षण करण्यासाठी पद्धतीची निवड काय ठरवते?
16. इनहिबिटर म्हणजे काय? इनहिबिटर उत्प्रेरकापेक्षा वेगळे कसे आहे?

धातूपासून धातू वितळण्याच्या पद्धती

निसर्गातील धातू मूळ राज्यात आढळू शकतात. ते मुळात उदा. ते आजूबाजूच्या खडकांमधून यांत्रिक धुलाईद्वारे काढले जाते. तथापि, बहुसंख्य धातू संयुगांच्या स्वरूपात निसर्गात आढळतात. तथापि, प्रत्येक नैसर्गिक खनिज त्यात समाविष्ट असलेल्या धातू मिळविण्यासाठी योग्य नाही. परिणामी, प्रत्येक खनिजाला धातू धातू म्हणता येणार नाही.
खडक किंवा खनिज ज्यामध्ये एक किंवा दुसरा धातू अशा प्रमाणात असतो ज्यामुळे त्याचे औद्योगिक उत्पादन आर्थिकदृष्ट्या फायदेशीर ठरते त्याला या धातूचे धातू म्हणतात.

धातूची व्याख्या लिहा.

धातू वेगवेगळ्या प्रकारे धातूपासून मिळवतात.
1. जर धातूचा ऑक्साईड असेल तर तो काही प्रकारच्या कमी करणाऱ्या एजंटने कमी केला जातो - बहुतेकदा कार्बन किंवा कार्बन मोनोऑक्साइड CO, कमी वेळा हायड्रोजन, उदाहरणार्थ:
FesO4 + 4СО = 3Fe + 4CO2
2. जर धातूचे सल्फर संयुग असेल तर ते प्रथम जाळले जाते:
2PbS + 3O2 = 2PbO + 2SO2
नंतर परिणामी ऑक्साईड कोळशाने कमी केला जातो:
РbО + С = РbО + CO
वितळण्यापासून इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे धातू क्लोराईडपासून वेगळे केले जातात. उदाहरणार्थ, जेव्हा सोडियम क्लोराईड NaCl वितळते तेव्हा पदार्थाचे थर्मल पृथक्करण होते.
NaCl ⇄ Na + + Cl -
जेव्हा या वितळण्यातून थेट विद्युत प्रवाह जातो तेव्हा खालील प्रक्रिया घडतात:
अ) कॅथोडवर:
ना + + e— → Na 0
ब) एनोड येथे
Cl - - e— → Сl ०
ही पद्धत इतर क्षारांपासून धातू मिळविण्यासाठी देखील वापरली जाऊ शकते.
4. काहीवेळा धातूंना ऑक्साईडमधून उच्च तापमानावर विस्थापन करून दुसर्या, अधिक सक्रिय धातूद्वारे पुनर्संचयित केले जाऊ शकते. ही पद्धत विशेषतः अॅल्युमिनियमसह धातू कमी करण्यासाठी व्यापक आहे आणि म्हणून प्रथम अॅल्युमिनोथर्मी असे म्हटले गेले:
2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe.
एल्युमिनोथर्मीबद्दल खाली अधिक तपशीलवार चर्चा केली जाईल.
बर्‍याच प्रकरणांमध्ये, अयस्क मोठ्या प्रमाणात टाकाऊ खडकामध्ये मिसळले जाऊ शकते, जे काढून टाकण्यासाठी, म्हणजेच, धातूच्या "संवर्धन" साठी, विविध पद्धती आहेत, विशेषतः फ्रॉथ फ्लोटेशन पद्धती. या उद्देशासाठी, खनिज तेलांचा वापर केला जातो, ज्यामध्ये निवडक शोषणाची मालमत्ता असते. याचा अर्थ ते धातूचे कण शोषून घेतात, परंतु कचरा रॉक करत नाहीत. पाण्याच्या मोठमोठ्या वाटांमध्ये, ठेचलेले अयस्क आणि खनिज तेल टाकाऊ खडकासह एकत्र ठेवले जाते. त्यानंतर, पाण्याला हवेने जोरदार फेस येतो. तेल हवेच्या बुडबुड्यांभोवती फिरते आणि त्यावर एक फिल्म तयार करते. तो स्थिर फेस बाहेर वळते. कण, अयस्क शोषले जातात आणि हवेच्या बुडबुड्यांसह शीर्षस्थानी वाढतात. फोम धातूमध्ये विलीन होतो आणि कचरा खडक व्हॅटच्या तळाशी राहतो. त्यानंतर, धातू सहजपणे तेलापासून मुक्त होते, जी पुन्हा फ्लोटेशनसाठी वापरली जाते.

■ 17. फोम म्हणजे काय?
18. मूळ स्थितीत निसर्गात असण्यासाठी धातूमध्ये कोणते गुणधर्म असणे आवश्यक आहे?
19. एक किंवा दुसरा धातू असलेल्या कोणत्याही खनिज किंवा खडकाला धातू म्हणता येईल का?
20. तुम्हाला माहीत असलेल्या धातूच्या धातूंच्या प्रकारांची यादी करा.
21. झिंक नैसर्गिकरित्या झिंक सल्फाइड असलेले खनिज झिंकब्लेंडे म्हणून उद्भवते. झिंक ब्लेंडमधून झिंक मिळविण्याची पद्धत सुचवा.
22. 80% चुंबकीय लोह ऑक्साईड Fe3O4 असलेल्या 2 टन चुंबकीय लोह धातूपासून, 1.008 टन लोह प्राप्त झाले. लोहाच्या व्यावहारिक उत्पन्नाची गणना करा.
23. मिठाच्या द्रावणाच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे कोणते धातू मिळू शकतात?
24. 13% अशुद्धता असलेले 5 टन चुंबकीय लोह धातू कमी करून मिळवलेल्या लोहापासून 4% कार्बन असलेले मिश्रधातू तयार केले गेले. तुम्हाला किती मिश्र धातु मिळाले?
25. 20% कचरा असलेल्या 242.5 टन झिंक ब्लेंड ZnS पासून किती झिंक आणि सल्फ्यूरिक ऍसिड मिळू शकते?

31

घटकांच्या नियतकालिक प्रणालीचे औचित्य अणूमधील इलेक्ट्रॉन वेगवेगळ्या ऊर्जा स्तरांवर स्थित असल्याने आणि क्वांटम स्तर तयार करतात, असे मानणे तर्कसंगत आहे ...

नियतकालिक प्रणालीचा दुसरा गट

साधे पदार्थ तयार करणारे घटक - धातू, नियतकालिक प्रणालीच्या खालच्या डाव्या भागावर कब्जा करतात (स्पष्टतेसाठी, आम्ही असे म्हणू शकतो की ते Be आणि पोलोनियमला ​​जोडणाऱ्या कर्णाच्या डावीकडे स्थित आहेत, क्रमांक 84), ते दुय्यम (B) ​​उपसमूहांचे घटक देखील समाविष्ट करतात.

धातूचे अणू बाह्य स्तरावर कमी संख्येने इलेक्ट्रॉन्सद्वारे दर्शविले जातात. तर, सोडियममध्ये बाह्य स्तरावर 1 इलेक्ट्रॉन आहे, मॅग्नेशियममध्ये 2 आणि अॅल्युमिनियममध्ये 3 इलेक्ट्रॉन आहेत. हे इलेक्ट्रॉन तुलनेने कमकुवतपणे न्यूक्लियसशी बांधलेले असतात, ज्यामुळे वैशिष्ट्यपूर्ण होते भौतिकधातू गुणधर्म:

• विद्युत चालकता,
• चांगली थर्मल चालकता,
• लवचिकता, प्लॅस्टिकिटी.
• धातूंमध्ये वैशिष्ट्यपूर्ण धातूची चमक असते.

एटी रासायनिकप्रतिक्रिया, धातू म्हणून कार्य करतात कमी करणारे एजंट:

1. ऑक्सिजनशी संवाद साधताना, धातू ऑक्साईड तयार करतात, उदाहरणार्थ, मॅग्नेशियम बर्न होऊन मॅग्नेशियम ऑक्साईड तयार होते:
   2Mg + O 2 \u003d 2MgO

हवेत जाळल्यावर सर्वात सक्रिय धातू (अल्कली) पेरोक्साइड तयार करतात:

2Na + O 2 = Na 2 O 2 (सोडियम पेरोक्साइड)

1. सक्रिय धातू, जसे की सोडियम, पाण्याशी प्रतिक्रिया करून हायड्रॉक्साइड तयार करतात:
   2Na + 2HOH = 2NaOH + H2

किंवा ऑक्साइड, जसे की मॅग्नेशियम गरम केल्यावर:

Mg + H 2 O \u003d MgO + H 2

1. हायड्रोजन (H) च्या डावीकडे विद्युत रासायनिक शृंखला असलेल्या व्होल्टेजमधील धातू हायड्रोजनला आम्लांपासून विस्थापित करतात (नायट्रिक आम्ल वगळता). तर, जस्त हायड्रोक्लोरिक ऍसिडवर प्रतिक्रिया देऊन झिंक क्लोराईड आणि हायड्रोजन बनवते:
   Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2

सोने आणि प्लॅटिनमचा अपवाद वगळता हायड्रोजनच्या उजवीकडे असलेल्या धातूंसह, नायट्रिक ऍसिडसह विविध नायट्रोजन संयुगे तयार होतात:

Cu + 4HNO 3 (conc.) = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O + 2NO 2

इलेक्ट्रॉनिक बॅलन्स पद्धतीचा वापर करून या समीकरणांमधील गुणांकांची मांडणी करणे सोपे आहे. आम्ही ऑक्सिडेशन स्थिती खाली ठेवतो:

Cu 0 + 4HN +5 O 3 (conc.) = Cu +2 (NO 3) 2 + 2H 2 O + 2N +4 O 2

आम्ही बदललेल्या ऑक्सिडेशन स्थितीसह घटक लिहितो:

* किमान सामान्य एकाधिकच्या साठी जोडले आणि काढून घेतलेइलेक्ट्रॉन

** हा घटक असलेल्या पदार्थासाठी गुणांक जोडलेल्या किंवा काढून टाकलेल्या इलेक्ट्रॉन्सच्या संख्येने सर्वात कमी सामान्य गुणाकार भागून प्राप्त केला जातो (या अणूमधून)

2. अनुभव. ऑक्सिजन मिळवणे आणि गोळा करणे. पात्रात ऑक्सिजनच्या उपस्थितीचा पुरावा

शालेय प्रयोगशाळेत, मॅंगनीज (IV) ऑक्साईडच्या उपस्थितीत हायड्रोजन पेरॉक्साइडच्या विघटनाने ऑक्सिजन अधिक वेळा प्राप्त होतो:

2H 2 O 2 \u003d 2H 2 O + O 2

किंवा गरम केल्यावर पोटॅशियम परमॅंगनेटचे विघटन:

2KMnO 4 \u003d K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

गॅस गोळा करण्यासाठी, गॅस आउटलेट ट्यूबसह कॉर्कसह जहाज बंद केले जाते.

पात्रात ऑक्सिजनची उपस्थिती सिद्ध करण्यासाठी, त्यात एक स्मोल्डिंग स्प्लिंटर आणले जाते - ते चमकदारपणे भडकते.

बी बद्दलबहुतेक ज्ञात रासायनिक घटक साधे पदार्थ, धातू बनवतात.

धातूंमध्ये दुय्यम (बी) उपसमूहांचे सर्व घटक, तसेच कर्ण "बेरीलियम - अॅस्टाटिन" (चित्र 1) खाली स्थित मुख्य उपसमूहांचे घटक समाविष्ट आहेत. याव्यतिरिक्त, रासायनिक घटक धातू लॅन्थॅनाइड्स आणि ऍक्टिनाइड्सचे गट बनवतात.

तांदूळ. 1. उपसमूह A च्या घटकांमधील धातूंचे स्थान (निळ्या रंगात हायलाइट केलेले)

धातू नसलेल्या अणूंच्या तुलनेत, धातूच्या अणूंमध्ये b आहे बद्दलमोठे आकार आणि कमी बाह्य इलेक्ट्रॉन, सामान्यतः 1-2. परिणामी, धातूच्या अणूंचे बाह्य इलेक्ट्रॉन न्यूक्लियसशी कमकुवतपणे बांधलेले असतात; धातू सहजपणे त्यांना सोडून देतात, रासायनिक अभिक्रियांमध्ये कमी करणारे गुणधर्म प्रदर्शित करतात.

गट आणि कालखंडातील धातूंच्या काही गुणधर्मांमधील बदलांचे नमुने विचारात घ्या.

पूर्णविराम मध्येसहजसजसे अणुभार वाढतो तसतशी अणु त्रिज्या कमी होते. अणूंचे केंद्रक बाह्य इलेक्ट्रॉन अधिकाधिक आकर्षित करतात, म्हणून, अणूंची विद्युत ऋणात्मकता वाढते, धातूचे गुणधर्म कमी होतात. तांदूळ. 2.

तांदूळ. 2. कालखंडात धातूच्या गुणधर्मात बदल

मुख्य उपसमूहांमध्येधातूच्या अणूंमध्ये वरपासून खालपर्यंत, इलेक्ट्रॉन थरांची संख्या वाढते, म्हणून, अणूंची त्रिज्या वाढते. मग बाहेरील इलेक्ट्रॉन न्यूक्लियसकडे कमकुवत आकर्षित होतील, म्हणून अणूंची इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी कमी होते आणि धातूच्या गुणधर्मांमध्ये वाढ होते. तांदूळ. 3.

तांदूळ. 3. उपसमूहांमध्ये धातूच्या गुणधर्मांमध्ये बदल

ही नियमितता दुर्मिळ अपवादांसह, दुय्यम उपसमूहांच्या घटकांचे वैशिष्ट्य देखील आहे.

धातू घटकांचे अणू इलेक्ट्रॉन दान करतात. रासायनिक अभिक्रियांमध्ये, धातू केवळ कमी करणारे एजंट म्हणून कार्य करतात, ते इलेक्ट्रॉन दान करतात आणि त्यांची ऑक्सिडेशन स्थिती वाढवतात.

इलेक्ट्रॉन्स धातूच्या अणूंमधून साधे पदार्थ, नॉन-मेटल्स, तसेच जटिल पदार्थांचे भाग असलेल्या अणूंद्वारे प्राप्त केले जाऊ शकतात जे त्यांची ऑक्सिडेशन स्थिती कमी करण्यास सक्षम असतात. उदाहरणार्थ:

2Na 0 + S 0 = Na +1 2 S -2

Zn 0 + 2H +1 Cl \u003d Zn +2 Cl 2 + H 0 2

सर्व धातूंची रासायनिक क्रिया सारखी नसते. सामान्य परिस्थितीत काही धातू व्यावहारिकरित्या रासायनिक अभिक्रियांमध्ये प्रवेश करत नाहीत, त्यांना उदात्त धातू म्हणतात. उदात्त धातूंमध्ये हे समाविष्ट आहे: सोने, चांदी, प्लॅटिनम, ऑस्मियम, इरिडियम, पॅलेडियम, रुथेनियम, रोडियम.

नोबल धातू निसर्गात अत्यंत दुर्मिळ आहेत आणि जवळजवळ नेहमीच मूळ स्थितीत आढळतात (चित्र 4). गंज-ऑक्सिडेशनला उच्च प्रतिकार असूनही, हे धातू अजूनही ऑक्साईड आणि इतर रासायनिक संयुगे तयार करतात, उदाहरणार्थ, सिल्व्हर क्लोराईड आणि नायट्रेट लवण प्रत्येकाला ज्ञात आहेत.

तांदूळ. 4. सोन्याचा गाळा

धड्याचा सारांश

या धड्यात, तुम्ही आवर्त सारणीतील धातूंच्या रासायनिक घटकांची स्थिती, तसेच या घटकांच्या अणूंच्या संरचनात्मक वैशिष्ट्यांचे परीक्षण केले, जे साध्या आणि जटिल पदार्थांचे गुणधर्म निर्धारित करतात. अधातूंपेक्षा धातूंचे रासायनिक घटक जास्त का असतात हे तुम्ही शिकलात.

संदर्भग्रंथ

1. ऑर्झेकोव्स्की पी.ए. रसायनशास्त्र: 9वी इयत्ता: सामान्य शिक्षणासाठी पाठ्यपुस्तक. inst / पी.ए. ऑर्झेकोव्स्की, एल.एम. मेश्चेरियाकोवा, एम.एम. शलाशोवा. - एम.: एस्ट्रेल, 2013. (§28)
2. रुडझिटिस G.E. रसायनशास्त्र: अवयव. रसायनशास्त्र अवयव. रसायनशास्त्र: पाठ्यपुस्तक. 9 पेशींसाठी. / जी.ई. रुडझिटिस, एफ.जी. फेल्डमन. - एम.: एनलाइटनमेंट, जेएससी "मॉस्को पाठ्यपुस्तके", 2009. (§34)
3. खोमचेन्को आय.डी. हायस्कूलसाठी रसायनशास्त्रातील समस्या आणि व्यायामांचा संग्रह. - एम.: आरआयए "न्यू वेव्ह": प्रकाशक उमरेन्कोव्ह, 2008. (पृ. 86-87)
4. मुलांसाठी विश्वकोश. खंड 17. रसायनशास्त्र / धडा. एड व्ही.ए. व्होलोडिन, अग्रगण्य. वैज्ञानिक एड I. लीन्सन. - एम.: अवंत +, 2003.

1. डिजिटल शैक्षणिक संसाधनांचा एकच संग्रह (विषयावरील व्हिडिओ अनुभव) ().
2. "रसायनशास्त्र आणि जीवन" जर्नलची इलेक्ट्रॉनिक आवृत्ती ().

गृहपाठ

1. सह. 195-196 क्रमांक 7, A1-A4 पाठ्यपुस्तकातून P.A. ऑर्झेकोव्स्की "रसायनशास्त्र: 9 वी श्रेणी" / पी.ए. ऑर्झेकोव्स्की, एल.एम. मेश्चेरियाकोवा, एम.एम. शलाशोवा. - एम.: एस्ट्रेल, 2013.
2. Fe 3+ आयनमध्ये कोणते गुणधर्म (ऑक्सिडायझिंग किंवा कमी करणे) असू शकतात? प्रतिक्रिया समीकरणांसह तुमचे उत्तर स्पष्ट करा.
3. सोडियम आणि मॅग्नेशियमच्या अणू त्रिज्या, इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी आणि कमी करण्याच्या गुणधर्मांची तुलना करा.

परिचय

धातू हे साधे पदार्थ आहेत ज्यात सामान्य परिस्थितीत वैशिष्ट्यपूर्ण गुणधर्म असतात: उच्च विद्युत आणि थर्मल चालकता, प्रकाश चांगले प्रतिबिंबित करण्याची क्षमता (ज्यामुळे त्यांची चमक आणि अपारदर्शकता), बाह्य शक्तींच्या प्रभावाखाली इच्छित आकार घेण्याची क्षमता (प्लास्टिकिटी). धातूंची आणखी एक व्याख्या आहे - हे रासायनिक घटक आहेत जे बाह्य (संतुलन) इलेक्ट्रॉन दान करण्याच्या क्षमतेद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत.

सर्व ज्ञात रासायनिक घटकांपैकी, सुमारे 90 धातू आहेत. बहुतेक अजैविक संयुगे धातूची संयुगे असतात.

धातूंच्या वर्गीकरणाचे अनेक प्रकार आहेत. रासायनिक घटकांच्या नियतकालिक प्रणालीमध्ये त्यांच्या स्थानानुसार धातूंचे वर्गीकरण सर्वात स्पष्ट आहे - रासायनिक वर्गीकरण.

जर, आवर्त सारणीच्या "लांब" आवृत्तीमध्ये, बोरॉन आणि अॅस्टाटिन या घटकांद्वारे एक सरळ रेषा काढली असेल, तर धातू या रेषेच्या डावीकडे आणि नॉन-मेटल्स त्याच्या उजवीकडे असतील.

अणूच्या संरचनेच्या दृष्टिकोनातून, धातू अकर्मक आणि संक्रमणीय मध्ये विभागली जातात. नॉन-ट्रान्झिशन मेटल नियतकालिक प्रणालीच्या मुख्य उपसमूहांमध्ये स्थित आहेत आणि त्यांच्या अणूंमध्ये इलेक्ट्रॉनिक स्तर s आणि p चे अनुक्रमिक भरणे आहे या वस्तुस्थितीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत केले जाते. गैर-संक्रमण धातूंमध्ये मुख्य उपसमूहांच्या 22 घटकांचा समावेश होतो a: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Al, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Pb. , Sb, Bi, Po.

संक्रमण धातू बाजूच्या उपसमूहांमध्ये स्थित आहेत आणि d - किंवा f-इलेक्ट्रॉनिक स्तर भरून वैशिष्ट्यीकृत आहेत. d-घटकांमध्ये दुय्यम उपसमूह b च्या 37 धातूंचा समावेश होतो: Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, Sc, Y, La, Ac, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo, W, Sg, Mn, Tc, Re, Bh, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Hs, Mt.

f-घटकांमध्ये 14 lanthanides (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) आणि 14 ऍक्टिनाइड्स (Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr).

संक्रमण धातूंमध्ये, दुर्मिळ पृथ्वी धातू (Sc, Y, La आणि lanthanides), प्लॅटिनम धातू (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), ट्रान्सयुरेनियम धातू (Np आणि उच्च अणू वस्तुमान असलेले घटक) देखील वेगळे आहेत.

रासायनिक व्यतिरिक्त, सामान्यतः स्वीकारले जात नसले तरी, धातूंचे तांत्रिक वर्गीकरण दीर्घकाळ स्थापित केले आहे. हे रासायनिक प्रमाणे तार्किक नाही - ते धातूच्या एक किंवा दुसर्या व्यावहारिकदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण वैशिष्ट्यावर आधारित आहे. लोह आणि त्यावर आधारित मिश्रधातूंचे वर्गीकरण फेरस धातू म्हणून केले जाते, इतर सर्व धातू नॉन-फेरस आहेत. प्रकाश (Li, Be, Mg, Ti, इ.) आणि जड धातू (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Hg, Sn, Pb, इ.), तसेच रीफ्रॅक्टरीचे गट आहेत ( Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Re), मौल्यवान (Ag, Au, प्लॅटिनम धातू) आणि किरणोत्सर्गी (U, Th, Np, Pu, इ.) धातू. भूरसायनशास्त्रात, विखुरलेले (Ga, Ge, Hf, Re, इ.) आणि दुर्मिळ (Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W, Re, इ.) धातू देखील वेगळे केले जातात. जसे आपण पाहू शकता, गटांमध्ये कोणतीही स्पष्ट सीमा नाही.

इतिहास संदर्भ

धातूंशिवाय मानवी समाजाचे जीवन अशक्य आहे हे असूनही, एखाद्या व्यक्तीने त्यांचा वापर केव्हा आणि कसा सुरू केला हे कोणालाही ठाऊक नाही. आपल्यापर्यंत आलेले सर्वात प्राचीन लेखन आदिम कार्यशाळांबद्दल सांगतात ज्यात धातूचा वास केला जात होता आणि त्यातून उत्पादने तयार केली जात होती. याचा अर्थ असा की माणसाने लिहिण्यापूर्वी धातूंवर प्रभुत्व मिळवले. प्राचीन वसाहतींचे उत्खनन करताना, पुरातत्वशास्त्रज्ञांना श्रम आणि शिकारीची साधने सापडतात जी त्या दूरच्या काळात लोक वापरत असत - चाकू, कुऱ्हाडी, बाण, सुया, माशांचे हुक आणि बरेच काही. वसाहती जितक्या जुन्या, तितक्याच खडबडीत आणि अधिक आदिम मानवी हातांची उत्पादने होती. सुमारे 8 हजार वर्षांपूर्वी अस्तित्वात असलेल्या वसाहतींच्या उत्खननात सर्वात प्राचीन धातूची उत्पादने सापडली. हे प्रामुख्याने सोन्या-चांदीचे दागिने आणि तांब्यापासून बनवलेले बाण आणि भाले होते.

ग्रीक शब्द "मेटलॉन" चा मूळ अर्थ खाणी, खाणी असा होतो, म्हणून "मेटल" हा शब्द आला. प्राचीन काळी, असे मानले जात होते की फक्त 7 धातू आहेत: सोने, चांदी, तांबे, कथील, शिसे, लोखंड आणि पारा. ही संख्या तत्कालीन ज्ञात ग्रहांच्या संख्येशी संबंधित आहे - सूर्य (सोने), चंद्र (चांदी), शुक्र (तांबे), गुरू (टिन), शनि (शिसा), मंगळ (लोह), बुध (पारा) (आकृती पहा. ). अल्केमिकल संकल्पनेनुसार, ग्रहांच्या किरणांच्या प्रभावाखाली पृथ्वीच्या आतड्यांमध्ये धातूंचा उगम झाला आणि हळूहळू सुधारला, सोन्यामध्ये बदलला.

मनुष्याने प्रथम देशी धातूंवर प्रभुत्व मिळवले - सोने, चांदी, पारा. प्रथम कृत्रिमरित्या प्राप्त केलेली धातू तांबे होती, नंतर तांब्याच्या मिश्रधातूच्या उत्पादनात सॉल्टिंग - कांस्य आणि फक्त नंतर - लोह तयार करणे शक्य झाले. 1556 मध्ये, जर्मन मेटलर्जिस्ट जी. ऍग्रिकोला यांचे "ऑन मायनिंग अँड मेटलर्जी" हे पुस्तक जर्मनीमध्ये प्रकाशित झाले - आमच्यापर्यंत आलेले धातू मिळविण्यासाठीचे पहिले तपशीलवार मार्गदर्शक. खरे आहे, त्या वेळी शिसे, कथील आणि बिस्मथ अजूनही त्याच धातूचे वाण मानले जात होते. 1789 मध्ये, फ्रेंच रसायनशास्त्रज्ञ ए. लॅव्हॉइसियर यांनी रसायनशास्त्रावरील त्यांच्या नियमावलीत, साध्या पदार्थांची यादी दिली, ज्यात सर्व तत्कालीन ज्ञात धातूंचा समावेश होता - अँटीमोनी, चांदी, बिस्मथ, कोबाल्ट, कथील, लोह, मॅंगनीज, निकेल, सोने, प्लॅटिनम. , शिसे, टंगस्टन आणि जस्त. रासायनिक संशोधन पद्धतींच्या विकासासह, ज्ञात धातूंची संख्या वेगाने वाढू लागली. 18 व्या शतकात 19व्या शतकात 14 धातूंचा शोध लागला. - 38, 20 व्या शतकात. - 25 धातू. 19 व्या शतकाच्या पूर्वार्धात प्लॅटिनमचे उपग्रह शोधले गेले, अल्कली आणि क्षारीय पृथ्वीचे धातू इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे मिळवले गेले. शतकाच्या मध्यभागी, वर्णक्रमीय विश्लेषणाद्वारे सीझियम, रुबिडियम, थॅलियम आणि इंडियमचा शोध लागला. डी.आय. मेंडेलीव्हने त्याच्या नियतकालिक कायद्याच्या आधारे (हे गॅलियम, स्कॅन्डियम आणि जर्मेनियम आहेत) अंदाज लावलेल्या धातूंच्या अस्तित्वाची चमकदारपणे पुष्टी केली गेली. 19व्या शतकाच्या शेवटी किरणोत्सर्गीतेचा शोध. किरणोत्सर्गी धातूंचा शोध सुरू झाला. शेवटी, 20 व्या शतकाच्या मध्यभागी आण्विक परिवर्तनाच्या पद्धतीद्वारे. किरणोत्सर्गी धातू जे निसर्गात अस्तित्वात नाहीत, विशेषत: ट्रान्सयुरेनियम घटक मिळवले गेले.

धातूंचे भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म.

सर्व धातू घन असतात (पारा वगळता, जो सामान्य परिस्थितीत द्रव असतो), ते विशिष्ट प्रकारच्या बाँडमध्ये (धातूच्या बंध) नसलेल्या धातूंपेक्षा वेगळे असतात. व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन्स एका विशिष्ट अणूला सैलपणे बांधलेले असतात आणि प्रत्येक धातूच्या आत एक तथाकथित इलेक्ट्रॉन वायू असतो. बर्‍याच धातूंची स्फटिक रचना असते आणि धातूला सकारात्मक आयनांचे (केशन्स) "कठोर" क्रिस्टल जाळी मानले जाऊ शकते. हे इलेक्ट्रॉन कमी-अधिक प्रमाणात धातूभोवती फिरू शकतात. ते केशन्समधील तिरस्करणीय शक्तींची भरपाई करतात आणि अशा प्रकारे त्यांना कॉम्पॅक्ट बॉडीमध्ये बांधतात.

सर्व धातूंमध्ये उच्च विद्युत चालकता असते (म्हणजे, ते वाहक असतात, नॉन-डायलेक्ट्रिक नॉन-मेटल्सच्या विपरीत), विशेषतः तांबे, चांदी, सोने, पारा आणि अॅल्युमिनियम; धातूंची थर्मल चालकता देखील जास्त असते. बर्‍याच धातूंचा एक विशिष्ट गुणधर्म म्हणजे त्यांची लवचिकता (नकळता), परिणामी ते पातळ पत्रके (फॉइल) मध्ये गुंडाळले जाऊ शकतात आणि वायर (टिन, अॅल्युमिनियम इ.) मध्ये काढले जाऊ शकतात, तथापि, तेथे बरेच ठिसूळ धातू देखील आहेत ( जस्त, अँटिमनी, बिस्मथ).

उद्योगात, शुद्ध धातू बहुतेकदा वापरल्या जात नाहीत, परंतु त्यांचे मिश्रण, ज्याला मिश्र धातु म्हणतात. मिश्रधातूमध्ये, एका घटकाचे गुणधर्म सहसा दुसर्‍याच्या गुणधर्मांना यशस्वीरित्या पूरक असतात. त्यामुळे, तांब्याचा कडकपणा कमी असतो आणि त्याचा मशीनच्या भागांच्या निर्मितीसाठी फारसा उपयोग होत नाही, तर तांबे-जस्त मिश्र धातु, ज्याला पितळ म्हणतात, आधीच खूप कठीण आहेत आणि यांत्रिक अभियांत्रिकीमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. अॅल्युमिनियममध्ये चांगली लवचिकता आणि पुरेशी हलकीपणा (कमी घनता) आहे, परंतु ती खूप मऊ आहे. त्याच्या आधारावर, तांबे, मॅग्नेशियम आणि मॅंगनीज असलेले आयुरल्युमिन (ड्युरल्युमिन) मिश्रधातू तयार केले जाते. ड्युरल्युमिन, त्याच्या अॅल्युमिनियमचे गुणधर्म न गमावता, उच्च कडकपणा प्राप्त करतो आणि म्हणूनच विमानचालन तंत्रज्ञानामध्ये वापरला जातो. कार्बनसह लोखंडाचे मिश्र धातु (आणि इतर धातूंचे मिश्रण) सुप्रसिद्ध कास्ट आयर्न आणि स्टील आहेत.

धातू घनतेमध्ये मोठ्या प्रमाणात बदलतात: लिथियमसाठी ते पाण्यापेक्षा जवळजवळ निम्मे आहे (0.53 ग्रॅम / सेमी 3), आणि ऑस्मियमसाठी ते 20 पट जास्त आहे (22.61 ग्रॅम / सेमी 3). धातू देखील कडकपणा मध्ये भिन्न आहेत. सर्वात मऊ - अल्कली धातू, ते सहजपणे चाकूने कापले जातात; सर्वात कठीण धातू - क्रोमियम - काच कापते. धातूंच्या वितळण्याच्या बिंदूंमध्ये मोठा फरक आहे: पारा हा सामान्य परिस्थितीत द्रव आहे, मानवी शरीराच्या तपमानावर सीझियम आणि गॅलियम वितळतो आणि सर्वात अपवर्तक धातू, टंगस्टनचा वितळण्याचा बिंदू 3380 डिग्री सेल्सियस असतो. ज्या धातूंचा वितळण्याचा बिंदू 1000 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त आहे ते रीफ्रॅक्टरी धातू म्हणून वर्गीकृत केले जातात, खाली - फ्यूसिबल म्हणून. उच्च तापमानात, धातू इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करण्यास सक्षम असतात, जे इलेक्ट्रॉनिक्स आणि थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटरमध्ये थर्मल उर्जेचे विद्युत उर्जेमध्ये थेट रूपांतर करण्यासाठी वापरले जाते. लोह, कोबाल्ट, निकेल आणि गॅडोलिनियम, चुंबकीय क्षेत्रात ठेवल्यानंतर, कायमस्वरूपी चुंबकीकरणाची स्थिती राखण्यास सक्षम असतात.

धातूंमध्येही काही रासायनिक गुणधर्म असतात. धातूचे अणू तुलनेने सहजपणे व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन सोडतात आणि सकारात्मक चार्ज केलेल्या आयनांमध्ये जातात. म्हणून, धातू कमी करणारे घटक आहेत. खरं तर, ही त्यांची मुख्य आणि सर्वात सामान्य रासायनिक मालमत्ता आहे.

स्पष्टपणे, कमी करणारे घटक म्हणून धातू विविध ऑक्सिडायझिंग एजंट्सवर प्रतिक्रिया देतील, ज्यामध्ये साधे पदार्थ, आम्ल, कमी सक्रिय धातूंचे क्षार आणि इतर काही संयुगे असू शकतात. हॅलोजनसह धातूंच्या संयुगांना हॅलाइड्स म्हणतात, सल्फरसह - सल्फाइड्स, नायट्रोजनसह - नायट्राइड्स, फॉस्फरससह - फॉस्फाइड्स, कार्बन - कार्बाइडसह, सिलिकॉन - सिलिसाइडसह, बोरॉन - बोराइड्ससह, हायड्रोजन - हायड्राइड्स इ. यापैकी अनेक संयुगे. नवीन तंत्रज्ञानातील महत्त्वाचे अनुप्रयोग सापडले. उदाहरणार्थ, मेटल बोराइड्स रेडिओ इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये तसेच न्यूट्रॉन रेडिएशनचे नियमन आणि संरक्षण करण्यासाठी सामग्री म्हणून आण्विक तंत्रज्ञानामध्ये वापरले जातात.

एकाग्र ऑक्सिडायझिंग ऍसिडच्या कृती अंतर्गत, काही धातूंवर एक स्थिर ऑक्साइड फिल्म देखील तयार होते. या घटनेला पॅसिव्हेशन म्हणतात. तर, एकाग्र सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये, Be, Bi, Co, Fe, Mg, आणि Nb सारखे धातू निष्क्रिय होतात (आणि त्यावर प्रतिक्रिया देत नाहीत), आणि केंद्रित नायट्रिक ऍसिडमध्ये - अल, बी, बी, को, सीआर, Fe, Nb, Ni, Pb, Th आणि U.

या पंक्तीतील धातूच्या डावीकडे जितके जास्त तितके कमी करणारे गुणधर्म जास्त, म्हणजेच ते अधिक सहजपणे ऑक्सिडाइझ होते आणि केशनच्या रूपात द्रावणात जाते, परंतु केशनपासून ते परत येणे अधिक कठीण असते. मुक्त राज्य.

एक नॉन-मेटल, हायड्रोजन, व्होल्टेजच्या मालिकेत ठेवला जातो, कारण यामुळे हे धातू ऍसिडशी प्रतिक्रिया देईल की नाही हे निर्धारित करणे शक्य करते - जलीय द्रावणात नॉन-ऑक्सिडायझिंग एजंट (अधिक तंतोतंत, ते हायड्रोजन केशन्स एच द्वारे ऑक्सिडाइझ केले जाईल. +). उदाहरणार्थ, जस्त हायड्रोक्लोरिक ऍसिडसह प्रतिक्रिया देते, कारण व्होल्टेजच्या मालिकेत ते डावीकडे (आधी) हायड्रोजन असते. याउलट, चांदी हायड्रोक्लोरिक ऍसिडद्वारे द्रावणात हस्तांतरित केली जात नाही, कारण ती हायड्रोजनच्या उजवीकडे (नंतर) व्होल्टेजच्या मालिकेत असते. पातळ सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये धातू समान वर्तन करतात. हायड्रोजन नंतर व्होल्टेजच्या मालिकेत असलेल्या धातूंना नोबल (Ag, Pt, Au, इ.) म्हणतात.

धातूंचा एक अनिष्ट रासायनिक गुणधर्म म्हणजे त्यांचा इलेक्ट्रोकेमिकल गंज, म्हणजेच पाण्याच्या संपर्कात आल्यानंतर आणि त्यात विरघळलेल्या ऑक्सिजनच्या प्रभावाखाली (ऑक्सिजन गंज) धातूचा सक्रिय नाश (ऑक्सिडेशन). उदाहरणार्थ, पाण्यात लोह उत्पादनांचा गंज मोठ्या प्रमाणावर ज्ञात आहे.

विशेषत: संक्षारक हे दोन भिन्न धातूंच्या संपर्काचे ठिकाण असू शकते - संपर्क गंज. एका धातूमध्ये, जसे की Fe, आणि दुसरा धातू, जसे की Sn किंवा Cu, पाण्यात ठेवलेले, गॅल्व्हॅनिक जोडपे दिसते. इलेक्ट्रॉनचा प्रवाह अधिक सक्रिय धातूपासून, जो व्होल्टेज मालिका (Fe) मध्ये डावीकडे आहे, कमी सक्रिय धातूकडे (Sn, Cu) जातो आणि अधिक सक्रिय धातू नष्ट होतो (कोरोड्स).

यामुळेच डब्यांच्या टिनचा पृष्ठभाग (टिन-प्लेट केलेले लोखंड) आर्द्र वातावरणात साठवल्यावर आणि निष्काळजीपणे हाताळल्यास गंजतो (लोखंड थोडासा स्क्रॅच दिसल्यानंतर त्वरीत कोसळतो, ज्यामुळे लोखंडाचा आर्द्रतेशी संपर्क होऊ शकतो). याउलट, लोखंडी बादलीच्या गॅल्वनाइज्ड पृष्ठभागावर बराच काळ गंज येत नाही, कारण जरी ओरखडे असले तरी ते लोखंड नाही जे कोर्रोड करते, परंतु जस्त (लोखंडापेक्षा अधिक सक्रिय धातू).

दिलेल्या धातूला अधिक सक्रिय धातूने लेपित केल्यावर किंवा जेव्हा ते जोडले जातात तेव्हा त्याच्यासाठी गंज प्रतिरोधकता वाढते; उदाहरणार्थ, क्रोमियमसह लोखंडाचे लेप किंवा क्रोमियमसह लोखंडाचे मिश्र धातु बनविण्यामुळे लोहाचा गंज दूर होतो. क्रोमियम-प्लेटेड लोह आणि क्रोमियम (स्टेनलेस स्टील्स) असलेल्या स्टील्समध्ये उच्च गंज प्रतिकार असतो.

धातू मिळविण्यासाठी सामान्य पद्धतीः

इलेक्ट्रोमेटलर्जी, म्हणजे, वितळलेल्या (सर्वात सक्रिय धातूंसाठी) किंवा त्यांच्या क्षारांच्या द्रावणाच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे धातू मिळवणे;

पायरोमेटलर्जी, म्हणजे, उच्च तापमानात धातूंचे धातू त्यांच्या धातूपासून पुनर्प्राप्त करणे (उदाहरणार्थ, स्फोट भट्टी प्रक्रियेचा वापर करून लोखंडाचे उत्पादन);

हायड्रोमेटलर्जी, म्हणजे, अधिक सक्रिय धातूंसह त्यांच्या क्षारांच्या द्रावणापासून धातूंचे पृथक्करण (उदाहरणार्थ, जस्त, लोहाचे विस्थापन करून CuSO 4 द्रावणातून तांबेचे उत्पादन

किंवा अॅल्युमिनियम).

निसर्गात, धातू कधीकधी मुक्त स्वरूपात आढळतात, जसे की मूळ पारा, चांदी आणि सोने आणि अधिक वेळा संयुगे (धातूच्या धातूंच्या) स्वरूपात. सर्वात सक्रिय धातू, अर्थातच, पृथ्वीच्या कवचमध्ये फक्त बांधलेल्या स्वरूपात असतात.

लिथियम (ग्रीकमधून. लिथोस - दगड), ली, नियतकालिक प्रणालीच्या उपसमूह Ia चे रासायनिक घटक; अणुक्रमांक ३, अणु वस्तुमान ६.९४१; अल्कली धातूंचे आहे.

पृथ्वीच्या कवचामध्ये लिथियमची सामग्री वजनानुसार 6.5-10 -3% आहे. हे 150 हून अधिक खनिजांमध्ये आढळले, त्यापैकी सुमारे 30 वास्तविक लिथियम आहेत. मुख्य खनिजे स्पोड्युमिन LiAl, लेपिडोलाइट KLi 1.5 Al 1.5 (F.0H) 2 आणि पेटलाइट (LiNa) आहेत. या खनिजांची रचना क्लिष्ट आहे; त्यापैकी बरेच अॅल्युमिनोसिलिकेट्सच्या वर्गाशी संबंधित आहेत, जे पृथ्वीच्या कवचमध्ये खूप सामान्य आहे. लिथियमच्या उत्पादनासाठी कच्च्या मालाचे आश्वासक स्त्रोत म्हणजे खारट ठेवींचे ब्राइन (ब्राइन) आणि भूजल. लिथियम संयुगेचे सर्वात मोठे साठे कॅनडा, यूएसए, चिली, झिम्बाब्वे, ब्राझील, नामिबिया आणि रशियामध्ये आहेत.

विशेष म्हणजे, खनिज स्पोड्युमिन अनेक टन वजनाच्या मोठ्या क्रिस्टल्सच्या स्वरूपात निसर्गात आढळते. युनायटेड स्टेट्समधील एट्टा खाणीत, 16 मीटर लांब आणि 100 टन वजनाचा सुईच्या आकाराचा क्रिस्टल सापडला.

लिथियमबद्दलची पहिली माहिती 1817 ची आहे. स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ ए. आर्फवेडसन यांनी खनिज पेटालाइटचे विश्लेषण करताना त्यात अज्ञात अल्कली शोधून काढली. अर्फवेडसनचे शिक्षक जे. बर्झेलियस यांनी त्याला "लिथिओन" (ग्रीक लाइटोस - दगड) असे नाव दिले कारण, पोटॅशियम आणि सोडियम हायड्रॉक्साईड्सच्या विपरीत, जे वनस्पतीच्या राखेपासून प्राप्त होते, खनिजामध्ये एक नवीन अल्कली आढळली. या अल्कली, लिथियमचा "आधार" असलेल्या धातूलाही त्यांनी नाव दिले. १८१८ मध्ये इंग्लिश रसायनशास्त्रज्ञ आणि भौतिकशास्त्रज्ञ जी. डेव्ही यांनी लिओएच हायड्रॉक्साईडचे इलेक्ट्रोलिसिस करून लिथियम मिळवले.

गुणधर्म. लिथियम एक चांदीचा पांढरा धातू आहे; m.p 180.54 °C, bp 1340 "C; सर्व धातूंपैकी सर्वात हलका, त्याची घनता 0.534 ग्रॅम / सेमी आहे - ती अॅल्युमिनियमपेक्षा 5 पट हलकी आणि पाण्यापेक्षा जवळजवळ दुप्पट आहे. लिथियम मऊ आणि लवचिक आहे. लिथियम संयुगे ज्वाला एका सुंदर लाल रंगात रंगवतात. ही अत्यंत संवेदनशील पद्धत लिथियम शोधण्यासाठी गुणात्मक विश्लेषणामध्ये वापरली जाते.

लिथियम अणूच्या बाह्य इलेक्ट्रॉन लेयरचे कॉन्फिगरेशन 2s 1 (एस-एलिमेंट) आहे. यौगिकांमध्ये, ते +1 ची ऑक्सिडेशन स्थिती प्रदर्शित करते.

लिथियम हे व्होल्टेजच्या इलेक्ट्रोकेमिकल मालिकेतील पहिले आहे आणि हायड्रोजन केवळ ऍसिडपासूनच नाही तर पाण्यापासून देखील विस्थापित करते. तथापि, लिथियमच्या अनेक रासायनिक अभिक्रिया इतर अल्कली धातूंच्या तुलनेत कमी जोमदार असतात.

खोलीच्या तपमानावर आर्द्रतेच्या पूर्ण अनुपस्थितीत लिथियम व्यावहारिकपणे हवेच्या घटकांसह प्रतिक्रिया देत नाही. 200 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त हवेत गरम केल्यावर, Li 2 O ऑक्साईड मुख्य उत्पादन म्हणून तयार होतो (फक्त Li 2 O 2 पेरोक्साइडचे ट्रेस असतात). ओलसर हवेत, ते प्रामुख्याने Li 3 N नायट्राइड तयार करते, हवेतील आर्द्रता 80% पेक्षा जास्त - LiOH हायड्रॉक्साइड आणि Li 2 CO 3 कार्बोनेट. लिथियम नायट्राइड नायट्रोजनच्या प्रवाहात धातू गरम करून देखील मिळवता येते (लिथियम हे काही घटकांपैकी एक आहे जे थेट नायट्रोजनसह एकत्रित होते): 6Li + N 2 \u003d 2Li 3 N

लिथियम जवळजवळ सर्व धातूंसह सहजपणे मिश्रित होते आणि पारामध्ये अत्यंत विद्रव्य आहे. हे थेट हॅलोजनसह (आयोडीनसह - गरम झाल्यावर) एकत्र करते. 500 डिग्री सेल्सिअस तापमानात, ते हायड्रोजनवर प्रतिक्रिया देते, LiH हायड्राइड तयार करते, पाण्याशी संवाद साधताना - LiOH हायड्रॉक्साइड, सौम्य ऍसिडसह - लिथियम लवण, अमोनियासह - LiNH 2 एमाइड, उदाहरणार्थ:

2Li + H 2 \u003d 2LiH

2Li + 2H 2 O \u003d 2LiOH + H 2

2Li + 2HF = 2LiF + H 2

2Li + 2NH 3 \u003d 2LiNH 2 + H 2

LiH hydride - रंगहीन क्रिस्टल्स; रसायनशास्त्राच्या विविध क्षेत्रांमध्ये कमी करणारे एजंट म्हणून वापरले जाते. पाण्याशी संवाद साधताना ते मोठ्या प्रमाणात हायड्रोजन सोडते (2820 l H 2 1 kg LiH मधून मिळते):

LiH + H 2 O \u003d LiOH + H 2

यामुळे फुगे आणि बचाव उपकरणे (इन्फ्लेटेबल बोट्स, बेल्ट इ.) भरण्यासाठी हायड्रोजनचा स्त्रोत म्हणून LiH वापरणे शक्य होते, तसेच ज्वलनशील हायड्रोजन साठवण्यासाठी आणि वाहून नेण्यासाठी एक प्रकारचे “वेअरहाऊस” (या प्रकरणात, ते आहे. LiH ला ओलाव्याच्या अगदी कमी खुणा पासून संरक्षित करण्यासाठी आवश्यक).

मिश्रित लिथियम हायड्राइड्स मोठ्या प्रमाणावर सेंद्रिय संश्लेषणात वापरले जातात, उदाहरणार्थ, लिथियम अॅल्युमिनियम हायड्राइड LiAlH 4 एक निवडक कमी करणारे एजंट आहे. हे एल्युमिनियम क्लोराईड A1C13 सह LiH च्या परस्परसंवादाद्वारे प्राप्त होते

LiOH हायड्रॉक्साईड एक मजबूत आधार (अल्कली) आहे, त्याचे जलीय द्रावण काच, पोर्सिलेन नष्ट करतात; निकेल, चांदी आणि सोने त्यास प्रतिरोधक आहेत. LiOH चा वापर अल्कधर्मी बॅटरीच्या इलेक्ट्रोलाइटमध्ये एक जोड म्हणून केला जातो, ज्यामुळे त्यांचे सेवा जीवन 2-3 पट आणि क्षमता 20% वाढते. -40 ते +130 डिग्री सेल्सिअस तापमानाच्या श्रेणीतील धातूंना गंजण्यापासून वाचवण्यासाठी LiOH आणि सेंद्रिय ऍसिडस् (विशेषत: स्टीरिक आणि पाल्मिटिक ऍसिड) वर आधारित, दंव- आणि उष्णता-प्रतिरोधक ग्रीस (लिथॉल) तयार केले जातात.

लिथियम हायड्रॉक्साईडचा वापर कार्बन डायऑक्साइड शोषक म्हणून गॅस मास्क, पाणबुड्या, विमाने आणि अंतराळयानांमध्ये केला जातो.

पावती आणि अर्ज. लिथियमच्या उत्पादनासाठी कच्चा माल म्हणजे त्याचे क्षार, जे खनिजांपासून काढले जातात. रचनेवर अवलंबून, खनिजे सल्फ्यूरिक ऍसिड H 2 SO 4 (ऍसिड पद्धत) किंवा कॅल्शियम ऑक्साईड CaO आणि त्याचे CaCO3 कार्बोनेट (अल्कलाइन पद्धत), पोटॅशियम सल्फेट K 2 SO 4 (मीठ पद्धत) सह सिंटरिंग करून, कॅल्शियमसह विघटित केले जातात. कार्बोनेट आणि त्याचे CaCl क्लोराईड (अल्कधर्मी-मीठ पद्धत). ऍसिड पद्धतीने, सल्फेट Li 2 SO 4 चे द्रावण मिळते [नंतरचे कॅल्शियम हायड्रॉक्साइड Ca (OH) 2 आणि सोडा Na 2 Co 3 सह उपचार करून अशुद्धतेपासून मुक्त केले जाते]. खनिजांच्या विघटनाच्या इतर पद्धतींद्वारे तयार झालेला ठिपका पाण्याने गळतो; त्याच वेळी, क्षारीय पद्धतीसह, LiOH द्रावणात जाते, मीठ पद्धतीसह - Li 2 SO 4, अल्कधर्मी-मीठ - LiCl. या सर्व पद्धती, अल्कधर्मी वगळता, तयार झालेले उत्पादन Li 2 CO 3 कार्बोनेटच्या स्वरूपात मिळवणे समाविष्ट आहे. जे इतर लिथियम संयुगांच्या संश्लेषणासाठी थेट किंवा स्त्रोत म्हणून वापरले जाते.

लिथियम धातू LiCl आणि पोटॅशियम क्लोराईड KCl किंवा बेरियम क्लोराईड BaCl 2 च्या वितळलेल्या मिश्रणाच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे अशुद्धतेपासून पुढील शुद्धीकरणाद्वारे प्राप्त होते.

लिथियममध्ये रस प्रचंड आहे. हे प्रामुख्याने ट्रिटियम (एक भारी हायड्रोजन न्यूक्लाइड) च्या औद्योगिक उत्पादनाचे स्त्रोत आहे, जे हायड्रोजन बॉम्बचा मुख्य घटक आणि थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्ट्यांसाठी मुख्य इंधन आहे. न्यूक्लाइड 6 ली आणि न्यूट्रॉन (1 च्या वस्तुमान संख्या असलेले तटस्थ कण) दरम्यान थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया केली जाते; प्रतिक्रिया उत्पादने - ट्रिटियम 3 एच आणि हेलियम 4 हे:

6 3 Li + 1 0 n = 3 1 H + 4 2 He

धातू शास्त्रात मोठ्या प्रमाणात लिथियमचा वापर केला जातो. 10% लिथियमसह मॅग्नेशियमचे मिश्र धातु मॅग्नेशियमपेक्षा मजबूत आणि हलके आहे. अॅल्युमिनियम आणि लिथियम मिश्र धातु - स्क्लेरॉन आणि एरॉन, ज्यामध्ये फक्त 0.1% लिथियम असते, हलकेपणा व्यतिरिक्त, उच्च सामर्थ्य, लवचिकता आणि गंज प्रतिकार वाढवते; ते विमान वाहतूक मध्ये वापरले जातात. लीड-कॅल्शियम बेअरिंग मिश्रधातूंमध्ये 0.04% लिथियम जोडल्याने त्यांचा कडकपणा वाढतो आणि घर्षण गुणांक कमी होतो.

लिथियम हॅलाइड्स आणि कार्बोनेट ऑप्टिकल, ऍसिड-प्रतिरोधक आणि इतर विशेष ग्लासेस, तसेच उष्णता-प्रतिरोधक पोर्सिलेन आणि सिरॅमिक्स, विविध ग्लेझ आणि एनामेल्सच्या उत्पादनात वापरले जातात.

लिथियमच्या लहान तुकड्यांमुळे ओले त्वचा आणि डोळे रासायनिक जळतात. लिथियम लवण त्वचेला त्रास देतात. लिथियम हायड्रॉक्साईडसह काम करताना, सोडियम आणि पोटॅशियम हायड्रॉक्साईडसह काम करताना सावधगिरी बाळगणे आवश्यक आहे.

सोडियम (अरबी, नॅट्रून, ग्रीक नायट्रॉन - नैसर्गिक सोडा, नियतकालिक प्रणालीच्या उपसमूह Ia चे रासायनिक घटक; अणुक्रमांक 11, अणु द्रव्यमान 22.98977; अल्कली धातूंचे आहे. हे एका स्थिर न्यूक्लाइड 23 Na च्या स्वरूपात निसर्गात आढळते.

अगदी प्राचीन काळी, सोडियम संयुगे ज्ञात होते - टेबल मीठ (सोडियम क्लोराईड) NaCl, कॉस्टिक अल्कली (सोडियम हायड्रॉक्साईड) NaOH आणि सोडा (सोडियम कार्बोनेट) Na 2 CO3. प्राचीन ग्रीक लोकांनी "नायट्रॉन" नावाचा शेवटचा पदार्थ; म्हणून धातूचे आधुनिक नाव - "सोडियम". तथापि, यूके, यूएसए, इटली, फ्रान्समध्ये सोडियम हा शब्द संरक्षित आहे (स्पॅनिश शब्द "सोडा" वरून, ज्याचा अर्थ रशियन भाषेत समान आहे).

प्रथमच सोडियम (आणि पोटॅशियम) चे उत्पादन इंग्लिश रसायनशास्त्रज्ञ आणि भौतिकशास्त्रज्ञ जी. डेव्ही यांनी 1807 मध्ये लंडनमधील रॉयल सोसायटीच्या बैठकीत नोंदवले. त्यांनी क्रियेद्वारे KOH आणि NaOH च्या कॉस्टिक अल्कालिसचे विघटन केले. विद्युत प्रवाहाचा आणि असाधारण गुणधर्मांसह पूर्वीच्या अज्ञात धातूंना वेगळे करा. हे धातू हवेत खूप लवकर ऑक्सिडायझेशन करतात आणि पाण्याच्या पृष्ठभागावर तरंगतात आणि त्यातून हायड्रोजन सोडतात.

निसर्गात वितरण. सोडियम हा निसर्गातील सर्वात मुबलक घटकांपैकी एक आहे. पृथ्वीच्या कवचामध्ये त्याची सामग्री वजनाने 2.64% आहे. हायड्रोस्फियरमध्ये, ते सुमारे 2.9% प्रमाणात (समुद्राच्या पाण्यात 3.5-3.7% च्या एकूण मीठ एकाग्रतेसह) विद्रव्य क्षारांच्या स्वरूपात असते. सौर वातावरण आणि आंतरतारकीय जागेत सोडियमची उपस्थिती स्थापित केली गेली आहे. सोडियम हे नैसर्गिकरित्या फक्त क्षारांच्या स्वरूपात आढळते. हॅलाइट (रॉक सॉल्ट) NaCl, मिराबिलाइट (ग्लॉबरचे मीठ) Na 2 SO 4 * 10H 2 O, थेनार्डाइट Na 2 SO 4, चेल्यान सॉल्टपीटर NaNO 3, नैसर्गिक सिलिकेट्स, जसे की अल्बाइट ना, नेफेलिन ना ही सर्वात महत्त्वाची खनिजे आहेत.

रशिया रॉक मिठाच्या साठ्यांमध्ये (उदाहरणार्थ, सॉलिकमस्क, उसोली-सिबिर्स्कॉय इ.), सायबेरियातील खनिज ट्रोनाच्या मोठ्या साठ्यांमध्ये अपवादात्मकरित्या समृद्ध आहे.

गुणधर्म. सोडियम हा चांदीचा-पांढरा फ्यूसिबल धातू आहे, m.p. 97.86 °C, bp ८८३.१५ °से. हा सर्वात हलका धातू आहे - ते 19.7 ° C वर 0.99 g/cm 3 घनतेसह पाण्यापेक्षा हलके आहे). सोडियम आणि त्याची संयुगे बर्नरच्या ज्वालाला पिवळा रंग देतात. ही प्रतिक्रिया इतकी संवेदनशील आहे की ती सर्वत्र सोडियमच्या अगदी कमी ट्रेसची उपस्थिती दर्शवते (उदाहरणार्थ, खोलीत किंवा रस्त्यावरील धूळ).

सोडियम हे आवर्त सारणीतील सर्वात सक्रिय घटकांपैकी एक आहे. सोडियम अणूच्या बाह्य इलेक्ट्रॉन लेयरमध्ये एक इलेक्ट्रॉन असतो (3s 1 कॉन्फिगरेशन, सोडियम एक s-घटक आहे). सोडियम सहजपणे त्याचे एकमेव व्हॅलेन्स इलेक्ट्रॉन दान करते आणि म्हणून नेहमी त्याच्या संयुगांमध्ये +1 ची ऑक्सिडेशन स्थिती प्रदर्शित करते.

हवेमध्ये, सोडियम सक्रियपणे ऑक्सिडाइझ केले जाते, परिस्थितीनुसार, Na 2 O ऑक्साइड किंवा Na 2 O 2 पेरोक्साइड तयार होते. म्हणून, सोडियम रॉकेल किंवा खनिज तेलाच्या थराखाली साठवले जाते. हायड्रोजन विस्थापित करून पाण्यावर जोरदारपणे प्रतिक्रिया देते:

2Na + H 2 0 \u003d 2NaOH + H 2

अशी प्रतिक्रिया -80 डिग्री सेल्सिअस तापमानात बर्फासह देखील उद्भवते आणि कोमट पाण्याने किंवा संपर्काच्या पृष्ठभागावर ती स्फोटासह जाते (ते काहीही बोलत नाहीत: “जर तुम्हाला विचित्र बनायचे नसेल तर सोडियम पाण्यात टाकू नका”).

सोडियम सर्व नॉन-मेटल्सवर थेट प्रतिक्रिया देतो: 200 डिग्री सेल्सिअस तापमानात ते हायड्रोजन शोषण्यास सुरवात करते, एक अतिशय हायग्रोस्कोपिक NaH हायड्राइड तयार करते; इलेक्ट्रिक डिस्चार्जमध्ये नायट्रोजनसह Na 3 N nitride किंवा NaN 3 azide मिळते; फ्लोरिन वातावरणात प्रज्वलित होते; क्लोरीनमध्ये ते तापमानात जळते; गरम झाल्यावरच ब्रोमिनशी प्रतिक्रिया देते:

2Na + H 2 \u003d 2NaH

6Na + N 2 \u003d 2Na 3 N किंवा 2Na + 3Na 2 \u003d 2NaN 3

2Na + C1 2 \u003d 2NaCl

800-900 ° से, सोडियम कार्बनसह एकत्रित होते, Na 2 C 2 कार्बाइड तयार करते; सल्फरसह ट्रिट्युरेट केल्यावर Na 2 S सल्फाइड आणि पॉलीसल्फाइडचे मिश्रण मिळते (Na 2 S 3 आणि Na 2 S 4)

सोडियम द्रव अमोनियामध्ये सहज विरघळते, परिणामी निळ्या द्रावणात धातूची चालकता असते, वायूयुक्त अमोनिया 300-400 डिग्री सेल्सिअस तापमानात असते किंवा उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत -30 डिग्री सेल्सिअस पर्यंत थंड केल्यावर अमाइड NaNH 2 देते.

सोडियम इतर धातूंसह (इंटरमेटलिक संयुगे) संयुगे बनवते, उदाहरणार्थ, चांदी, सोने, कॅडमियम, शिसे, पोटॅशियम आणि इतर काही. पारासह हे मिश्रण NaHg 2 , NaHg 4 , इ. देते. द्रव मिश्रण, जे रॉकेल किंवा खनिज तेलाच्या थराखाली पारामध्ये सोडियमच्या हळूहळू प्रवेशाने तयार होतात, त्यांना सर्वात जास्त महत्त्व आहे.

सोडियम सौम्य ऍसिडसह क्षार बनवते.

पावती आणि अर्ज. सोडियम मिळविण्याची मुख्य पद्धत म्हणजे वितळलेल्या सामान्य मीठाचे इलेक्ट्रोलिसिस. या प्रकरणात, क्लोरीन एनोडवर सोडले जाते आणि सोडियम कॅथोडमध्ये सोडले जाते. इलेक्ट्रोलाइटचा वितळण्याचा बिंदू कमी करण्यासाठी, इतर लवण सामान्य मिठात जोडले जातात: KCl, NaF, CaCl 2. इलेक्ट्रोलायझर्समध्ये डायाफ्रामसह इलेक्ट्रोलायझर्स चालते; एनोड ग्रेफाइटचे बनलेले असतात, कॅथोड तांबे किंवा लोखंडाचे बनलेले असतात.

सोडियम हे NaOH हायड्रॉक्साईड वितळण्याच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे मिळवता येते, आणि थोड्या प्रमाणात NaN 3 अॅजाइडच्या विघटनाने मिळवता येते.

सोडियम धातूचा वापर त्यांच्या संयुगांमधून शुद्ध धातू कमी करण्यासाठी केला जातो - पोटॅशियम (KOH मधून), टायटॅनियम (TiCl 4 पासून), इ. सोडियम आणि पोटॅशियमचा मिश्रधातू अणुभट्टीसाठी शीतलक आहे, कारण अल्कली धातू न्यूट्रॉन खराबपणे शोषून घेतात आणि त्यामुळे ते कमी होत नाहीत. युरेनियम केंद्रकांचे विखंडन रोखणे. सोडियम वाष्प, ज्यामध्ये चमकदार पिवळा चमक आहे, ते महामार्ग, मरीना, रेल्वे स्थानके इत्यादी प्रकाशित करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या गॅस डिस्चार्ज दिवे भरण्यासाठी वापरले जाते. सोडियम औषधात वापरला जातो: कृत्रिमरित्या प्राप्त केलेले न्यूक्लाइड 24 Na काही प्रकारच्या रेडिओलॉजिकल उपचारांसाठी वापरले जाते. ल्युकेमिया आणि निदान हेतूंसाठी.

सोडियम यौगिकांचा वापर अधिक व्यापक आहे.

पेरोक्साइड Na 2 O 2 - रंगहीन क्रिस्टल्स, पिवळे तांत्रिक उत्पादन. 311-400 °C पर्यंत गरम केल्यावर ते ऑक्सिजन सोडण्यास सुरवात करते आणि 540 °C वर ते वेगाने विघटित होते. एक मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट, ज्यामुळे ते फॅब्रिक्स आणि इतर सामग्री ब्लीच करण्यासाठी वापरले जाते. ते हवेतील CO 2 शोषून घेते, ऑक्सिजन सोडते आणि कार्बोनेट 2Na 2 O 2 + 2CO 2 \u003d 2Na 2 Co 3 + O 2) तयार करते. बंदिस्त जागेत हवा पुनरुत्पादन आणि इन्सुलेट श्वास उपकरणे (पाणबुडी, इन्सुलेट गॅस मास्क इ.) साठी Na 2 O 2 चा वापर या गुणधर्मावर आधारित आहे.

NaOH हायड्रॉक्साइड; कालबाह्य नाव कॉस्टिक सोडा आहे, तांत्रिक नाव कॉस्टिक सोडा आहे (लॅटिन कॉस्टिकमधून - कॉस्टिक, बर्निंग); सर्वात मजबूत तळांपैकी एक. तांत्रिक उत्पादनात, NaOH व्यतिरिक्त, अशुद्धता (3% Ka 2 CO3 पर्यंत आणि 1.5% NaCl पर्यंत) समाविष्ट आहे. क्षारीय बॅटरीसाठी इलेक्ट्रोलाइट्स तयार करण्यासाठी, कागद, साबण, पेंट्स, सेल्युलोज तयार करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात NaOH वापरला जातो आणि तेल आणि तेल शुद्ध करण्यासाठी वापरला जातो.

सोडियम क्षारांपासून, क्रोमेट Na 2 CrO 4 चा वापर केला जातो - रंगांच्या उत्पादनात, कापडांना रंग देण्यासाठी आणि चामड्याच्या उद्योगात टॅनिंग एजंट म्हणून; सल्फाइट Na 2 SO 3 हा फोटोग्राफीमधील फिक्सर आणि डेव्हलपरचा घटक आहे; hydrosulfite NaHSO 3 - फॅब्रिक्सचे ब्लीच, नैसर्गिक तंतू, फळे, भाज्या आणि भाजीपाला खाद्य कॅनिंगसाठी वापरले जातात; thiosulfate Na 2 S 2 O 3 - फॅब्रिक्स ब्लीच करताना क्लोरीन काढून टाकण्यासाठी, फोटोग्राफीमध्ये फिक्सेटिव्ह म्हणून, पारा संयुगे, आर्सेनिक इत्यादींसह विषबाधा करण्यासाठी एक उतारा, एक दाहक-विरोधी एजंट; क्लोरेट NaClO 3 - विविध पायरोटेक्निक रचनांमध्ये ऑक्सिडायझिंग एजंट; ट्रायफॉस्फेट Na 5 P 3 O 10 - पाणी मऊ करण्यासाठी सिंथेटिक डिटर्जंट्समध्ये मिश्रित.

सोडियम, NaOH आणि त्याच्या द्रावणांमुळे त्वचा आणि श्लेष्मल त्वचा गंभीर जळते.

देखावा आणि गुणधर्मांमध्ये, पोटॅशियम सोडियमसारखेच आहे, परंतु अधिक प्रतिक्रियाशील आहे. पाण्यावर जोरदार प्रतिक्रिया देते आणि हायड्रोजन प्रज्वलित करते. ते हवेत जळते, नारंगी सुपरऑक्साइड KO 2 तयार करते. खोलीच्या तपमानावर, ते हॅलोजनसह प्रतिक्रिया देते, मध्यम हीटिंगसह - हायड्रोजन, सल्फरसह. ओलसर हवेत, ते पटकन KOH च्या थराने झाकले जाते. पोटॅशियम गॅसोलीन किंवा केरोसीनच्या थराखाली साठवले जाते.

पोटॅशियम संयुगे - KOH हायड्रॉक्साइड, KNO 3 नायट्रेट आणि K 2 CO 3 कार्बोनेट हे सर्वात मोठे व्यावहारिक उपयोग शोधतात.

पोटॅशियम हायड्रॉक्साइड KOH (तांत्रिक नाव - कॉस्टिक पोटॅश) - पांढरे क्रिस्टल्स जे आर्द्र हवेत पसरतात आणि कार्बन डायऑक्साइड शोषतात (K 2 CO 3 आणि KHCO 3 तयार होतात). उच्च एक्सो इफेक्टसह ते पाण्यात चांगले विरघळते. जलीय द्रावण जोरदार अल्कधर्मी आहे.

पोटॅशियम हायड्रॉक्साईड KCl द्रावणाच्या इलेक्ट्रोलिसिसद्वारे तयार केले जाते (NaOH च्या उत्पादनाप्रमाणेच). प्रारंभिक पोटॅशियम क्लोराईड KCl नैसर्गिक कच्च्या मालापासून (खनिजे सिल्विन KCl आणि carnallite KMgC1 3 6H 2 0) मिळवले जाते. KOH चा वापर बॅटरीमध्ये इलेक्ट्रोलाइट म्हणून विविध पोटॅशियम क्षार, द्रव साबण, रंग यांच्या संश्लेषणासाठी केला जातो.

पोटॅशियम नायट्रेट KNO 3 (खनिज पोटॅशियम नायट्रेट) - पांढरे स्फटिक, चवीला खूप कडू, कमी हळुवार बिंदू (t pl \u003d 339 ° C). चला पाण्यात चांगले विरघळू (हायड्रोलिसिस अनुपस्थित आहे). वितळण्याच्या बिंदूच्या वर गरम केल्यावर, ते पोटॅशियम नायट्रेट KNO 2 आणि ऑक्सिजन O 2 मध्ये विघटित होते आणि मजबूत ऑक्सिडायझिंग गुणधर्म प्रदर्शित करते. KNO 3 च्या संपर्कात आल्यावर सल्फर आणि कोळसा वितळतात आणि C+S मिश्रणाचा स्फोट होतो ("काळ्या पावडर" चे ज्वलन):

2KNO 3 + ZS (कोळसा) + S \u003d N 2 + 3CO 2 + K 2 S

पोटॅशियम नायट्रेटचा वापर काच आणि खनिज खतांच्या निर्मितीमध्ये केला जातो.

पोटॅशियम कार्बोनेट K 2 CO 3 (तांत्रिक नाव - पोटॅश) एक पांढरा हायग्रोस्कोपिक पावडर आहे. हे पाण्यात अत्यंत विरघळणारे आहे, आयनद्वारे अत्यंत हायड्रोलायझ केलेले आहे आणि द्रावणात क्षारीय वातावरण तयार करते. काच आणि साबण तयार करण्यासाठी वापरले जाते.

K 2 CO 3 प्राप्त करणे प्रतिक्रियांवर आधारित आहे:

K 2 SO 4 + Ca (OH) 2 + 2CO \u003d 2K (HCOO) + CaSO 4

2K (HCOO) + O 2 \u003d K 2 C0 3 + H 2 0 + C0 2

नैसर्गिक कच्च्या मालापासून पोटॅशियम सल्फेट (खनिज केनाइट KMg (SO 4) Cl ZN 2 0 आणि schenite K 2 Mg (SO 4) 2 * 6H 2 0) सीओ वातावरणात स्लेक्ड लाईम Ca (OH) 2 सह गरम केले जाते (a अंतर्गत 15 atm चा दाब) , पोटॅशियम फॉर्मेट K(HCOO) मिळवा, जे हवेच्या प्रवाहात कॅलक्लाइंड केले जाते.

पोटॅशियम हा वनस्पती आणि प्राणी यांच्यासाठी महत्त्वाचा घटक आहे. पोटॅश खते पोटॅशियम लवण आहेत, दोन्ही नैसर्गिक आणि त्यांची प्रक्रिया केलेली उत्पादने (KCl, K 2 SO 4, KNO 3); वनस्पतींच्या राखेमध्ये पोटॅशियम क्षारांची उच्च सामग्री.

पोटॅशियम हा पृथ्वीच्या कवचातील नववा सर्वात मुबलक घटक आहे. हे फक्त खनिजे, समुद्राचे पाणी (1 l मध्ये 0.38 ग्रॅम के + आयन), वनस्पती आणि सजीव (पेशींच्या आत) मध्ये बद्ध स्वरूपात असते. मानवी शरीरात = 175 ग्रॅम पोटॅशियम असते, दररोजची गरज ~ 4 ग्रॅमपर्यंत पोहोचते. किरणोत्सर्गी समस्थानिक 40 K (प्रधान स्थिर समस्थानिक 39 K चे मिश्रण) अतिशय हळूहळू (अर्ध-आयुष्य 1 10 9 वर्षे) क्षीण होते, ते 238 U आणि 232 थ समस्थानिकांसह, आमच्या भू-औष्णिक साठ्यात मोठे योगदान देते. ग्रह (पृथ्वीच्या आतील भागाची अंतर्गत उष्णता).

(lat. Cuprum), Cu, नियतकालिक प्रणालीच्या उपसमूह 16 चे रासायनिक घटक; अणुक्रमांक 29, अणु द्रव्यमान 63.546 संक्रमण धातूंचा संदर्भ देते. नैसर्गिक तांबे हे द्रव्यमान संख्या 63 (69.1%) आणि 65 (30.9%) असलेल्या न्यूक्लाइड्सचे मिश्रण आहे.

निसर्गात वितरण. पृथ्वीच्या कवचामध्ये तांब्याची सरासरी सामग्री वजनानुसार 4.7-10 ~ 3% आहे.

पृथ्वीच्या कवचामध्ये, तांबे नगेट्सच्या स्वरूपात आणि विविध खनिजांच्या स्वरूपात आढळतात. तांब्याचे नगेट्स, कधीकधी लक्षणीय आकाराचे, हिरव्या किंवा निळ्या कोटिंगने झाकलेले असतात आणि दगडाच्या तुलनेत असामान्यपणे जड असतात; सुमारे 420 टन वजनाचा सर्वात मोठा नगेट युनायटेड स्टेट्समध्ये ग्रेट लेक्स प्रदेशात (आकृती) सापडला. बहुसंख्य तांबे खडकांमध्ये संयुगांच्या स्वरूपात असतात. तांबे असलेली 250 हून अधिक खनिजे ज्ञात आहेत. औद्योगिक महत्त्व आहेत: chalcopyrite (तांबे pyrites) CuFeS 2, covelline (तांबे इंडिगो) Cu 2 S, chalcosine (तांबे चमक) Cu 2 S, कपराईट Cu 2 O, मॅलाकाइट CuCO3 * Cu (OH) 2 आणि अझुराइट 2CuCO3 * Cu ( ओह) २ . जवळजवळ सर्व तांबे खनिजे चमकदार आणि सुंदर रंगीत असतात, उदाहरणार्थ, चॅल्कोपायराइट सोन्याचे रंग देतात, तांब्याच्या चमकात निळसर-पोलादी रंग असतो, अझुराइट काचेच्या चमकाने खोल निळा असतो आणि कोव्हलाइनचे तुकडे इंद्रधनुष्याच्या सर्व रंगांमध्ये टाकले जातात. तांबे खनिजे अनेक शोभेच्या आणि मौल्यवान रत्न आहेत; मॅलाकाइट आणि नीलमणी СuА1 6 (PO 4) 4 (OH) 8 * 5Н 2 O अत्यंत मूल्यवान आहेत. तांबे धातूंचे सर्वात मोठे साठे उत्तर आणि दक्षिण अमेरिकेत आहेत (मुख्य नमुना यूएसए, कॅनडा, चिली, पेरू, मेक्सिकोमध्ये) , आफ्रिका (झांबिया, दक्षिण आफ्रिका), आशिया (इराण, फिलीपिन्स, जपान). रशियामध्ये, उरल्स आणि अल्ताईमध्ये तांबे धातूचे साठे आहेत.

तांबे धातू सहसा बहुधातु असतात: तांब्याच्या व्यतिरिक्त, त्यात Fe, Zn, Pb, Sn, Ni, Mo, Au, Ag, Se, प्लॅटिनम धातू इ.

इतिहास संदर्भ. तांबे हे प्राचीन काळापासून ओळखले जाते आणि मानवजातीद्वारे वापरल्या जाणार्‍या सर्वात प्राचीन धातूंपैकी एक "भव्य सात" आहे - हे सोने, चांदी, तांबे, लोखंड, कथील, शिसे आणि पारा आहेत. पुरातत्व माहितीनुसार, तांबे लोकांना 6000 वर्षांपूर्वी ओळखले जात होते. प्राचीन मानवाच्या आदिम साधनांमध्ये दगडाची जागा घेणारा तो पहिला धातू ठरला. ही तथाकथित सुरुवात होती. तांबे युग, जे सुमारे दोन हजार वर्षे टिकले. कुर्‍हाडी, चाकू, गदा, घरगुती वस्तू तांब्यापासून बनवल्या गेल्या आणि नंतर वितळल्या. पौराणिक कथेनुसार, प्राचीन लोहार देव हेफेस्टसने अजिंक्य अकिलीससाठी शुद्ध तांब्याची ढाल बनवली. चेप्सच्या 147-मीटर पिरॅमिडसाठीचे दगड देखील तांब्याच्या उपकरणाने खोदून काढले गेले.

प्राचीन रोमन लोकांनी सायप्रस बेटावरून तांबे धातूची निर्यात केली, म्हणून तांब्याचे लॅटिन नाव - "कप्रम". रशियन नाव "तांबे" वरवर पाहता "स्मिडा" या शब्दाशी संबंधित आहे, ज्याचा अर्थ प्राचीन काळात "धातू" असा होता.

सिनाई द्वीपकल्पात उत्खनन केलेल्या अयस्कांमध्ये, कधीकधी कथील मिश्रित धातू आढळतात, ज्यामुळे तांबे आणि कथील - कांस्य मिश्र धातुचा शोध लागला. कांस्य तांब्यापेक्षा अधिक फ्युसिबल आणि कठिण असल्याचे दिसून आले. कांस्य शोधामुळे दीर्घ कांस्ययुगाची (ई.पू. 4थी-1ली सहस्राब्दी) सुरुवात झाली.

गुणधर्म. तांबे हा लाल धातू आहे. तर पु.ल. 1083 "C, bp 2567 ° C, घनता 8.92 g/cm. हा एक लवचिक निंदनीय धातू आहे, त्यावरून टिश्यू पेपरपेक्षा 5 पटीने पातळ पाने गुंडाळणे शक्य आहे. तांबे प्रकाश चांगले परावर्तित करतो, उष्णता आणि वीज उत्तम प्रकारे चालवतो, फक्त दुसरा. चांदी करण्यासाठी.

तांब्याच्या अणूच्या बाह्य इलेक्ट्रॉन थरांचे कॉन्फिगरेशन 3d 10 4s 1 (d-घटक) आहे. तांबे आणि अल्कली धातू एकाच गट I मध्ये असले तरी त्यांचे वर्तन आणि गुणधर्म खूप भिन्न आहेत. अल्कली धातूंसह, तांबे केवळ मोनोव्हॅलेंट केशन्स तयार करण्याची क्षमता एकत्र आणते. यौगिकांच्या निर्मिती दरम्यान, तांबे अणू केवळ बाह्य एस-इलेक्ट्रॉनच नाही तर मागील थरातील एक किंवा दोन डी-इलेक्ट्रॉन देखील गमावू शकतो, उच्च प्रमाणात ऑक्सिडेशन प्रदर्शित करतो. तांबेसाठी, ऑक्सिडेशन स्थिती +2 +1 पेक्षा अधिक वैशिष्ट्यपूर्ण आहे.

धातूचा तांबे निष्क्रिय आहे, कोरड्या आणि स्वच्छ हवेत स्थिर आहे. CO 2 असलेल्या आर्द्र हवेमध्ये, Cu (OH) 2 * CuCO3 ची हिरवट फिल्म, ज्याला पॅटिना म्हणतात, त्याच्या पृष्ठभागावर तयार होते. पॅटिना तांबे आणि त्याच्या मिश्र धातुंनी बनवलेल्या उत्पादनांना एक सुंदर "जुना" स्वरूप देते; पॅटिनाचे सतत कोटिंग, याव्यतिरिक्त, धातूला पुढील विनाशापासून संरक्षण करते. तांबे शुद्ध आणि कोरड्या ऑक्सिजनमध्ये गरम केल्यावर, ब्लॅक ऑक्साइड CuO तयार होतो; 375°C वर गरम केल्याने लाल ऑक्साईड Cu 2 O होतो. सामान्य तापमानात, कॉपर ऑक्साईड हवेत स्थिर असतात.

व्होल्टेजच्या मालिकेत, तांबे हा हायड्रोजनच्या उजवीकडे असतो आणि म्हणून ते पाण्यापासून हायड्रोजनचे विस्थापन करत नाही आणि अॅनोक्सिक ऍसिडमध्ये हायड्रोजनचे विस्थापन करत नाही. तांबे ऍसिडमध्ये विरघळू शकतात जेव्हा ते एकाच वेळी ऑक्सिडाइझ केले जाते, उदाहरणार्थ, नायट्रिक ऍसिड किंवा केंद्रित सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये:

ZCu + 8HNO 3 \u003d ZCu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

Cu + 2H 2 S0 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

फ्लोरिन, क्लोरीन आणि ब्रोमाइन तांब्याशी प्रतिक्रिया देऊन संबंधित डायहॅलाइड्स तयार करतात, उदाहरणार्थ:

Cu + Cl 2 = CuCl 2

जेव्हा गरम केलेले तांबे पावडर आयोडीनवर प्रतिक्रिया देते तेव्हा Cu (I) आयोडाइड किंवा कॉपर मोनोआयोडाइड मिळते:

2Cu + I 2 \u003d 2CuI

तांबे सल्फरच्या वाफेमध्ये जळतात आणि CuS मोनोसल्फाइड तयार करतात. हे सामान्य परिस्थितीत हायड्रोजनशी संवाद साधत नाही. तथापि, तांब्याच्या नमुन्यांमध्ये Cu 2 O ऑक्साईडची सूक्ष्म अशुद्धता असल्यास, हायड्रोजन, मिथेन किंवा कार्बन मोनोऑक्साइड असलेल्या वातावरणात, तांबे ऑक्साईड धातूमध्ये कमी केला जातो:

Cu 2 O + H 2 \u003d 2Cu + H 2 O

Cu 2 O + CO \u003d 2Cu + CO 2

पाण्याची सोडलेली वाफ आणि CO 2 क्रॅक दिसण्यास कारणीभूत ठरतात, ज्यामुळे धातूचे यांत्रिक गुणधर्म झपाट्याने खराब होतात ("हायड्रोजन रोग"). मोनोव्हॅलेंट कॉपर ग्लायकोकॉलेट - CuCl क्लोराईड, Cu 2 SO3 सल्फाइट, Cu 2 S सल्फाइड आणि इतर - एक नियम म्हणून, पाण्यात खराब विद्रव्य आहेत. बायव्हॅलेंट कॉपरसाठी, जवळजवळ सर्व ज्ञात ऍसिडचे लवण आहेत; त्यापैकी सर्वात महत्वाचे म्हणजे CuSO 4 सल्फेट, CuCl 2 क्लोराईड, Cu (NOz) 2 नायट्रेट. ते सर्व पाण्यात चांगले विरघळतात आणि त्यातून बाहेर पडल्यावर स्फटिकासारखे हायड्रेट्स तयार होतात, उदाहरणार्थ CuCl 2 * 2H 2 O, Cu (NO3) ) 2 * 6H 2 O, Cu80 4 -5H 2 0. क्षारांचा रंग हिरवा ते निळा असतो, कारण पाण्यातील क्यू आयन हायड्रेटेड असतो आणि निळ्या एक्वा आयनच्या स्वरूपात असतो [Cu (H 2 O) 6 ] 2+, जे डायव्हॅलेंट कॉपर सॉल्ट सोल्यूशनचा रंग निर्धारित करते.

सर्वात महत्वाचे तांबे क्षारांपैकी एक - सल्फेट - हवा वाहताना गरम केलेल्या पातळ सल्फ्यूरिक ऍसिडमध्ये धातू विरघळवून मिळवले जाते:

2Сu + 2Н 2 SO 4 + O 2 = 2СuSO 4 + 2Н 2 O

निर्जल सल्फेट रंगहीन आहे; पाणी घालून, ते तांबे सल्फेट CuSO 4 -5H 2 O - अझर निळ्या पारदर्शक क्रिस्टल्समध्ये बदलते. तांबे सल्फेट ओलसर झाल्यावर रंग बदलण्याच्या गुणधर्मामुळे, ते अल्कोहोल, इथर, गॅसोलीन इत्यादींमधील पाण्याचे ट्रेस शोधण्यासाठी वापरले जाते.

जेव्हा डायव्हॅलेंट कॉपरचे मीठ अल्कलीशी संवाद साधते तेव्हा निळ्या रंगाचा व्हॉल्यूमेट्रिक अवक्षेपण तयार होतो - हायड्रॉक्साइड Cu (OH) 2. हे एम्फोटेरिक आहे: ते एकाग्र अल्कलीमध्ये विरघळते आणि मीठ तयार करते ज्यामध्ये तांबे आयनच्या स्वरूपात असते, उदाहरणार्थ:

Сu (OH) 2 + 2KOH \u003d K 2 [Cu (OH) 4]

अल्कली धातूंच्या विपरीत, तांबे जटिल निर्मितीच्या प्रवृत्तीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहे - पाण्यात Cu आणि Cu 2+ आयन आयन (Cl -, CN -), तटस्थ रेणू (NH 3) आणि काही सेंद्रिय संयुगेसह जटिल आयन बनवू शकतात. हे कॉम्प्लेक्स, एक नियम म्हणून, चमकदार रंगाचे आणि पाण्यात सहज विरघळणारे आहेत.

पावती आणि अर्ज. परत 19 व्या शतकात कमीतकमी 15% धातू असलेल्या धातूपासून तांबे वितळले गेले. सध्या, समृद्ध तांबे धातू व्यावहारिकरित्या संपत आहेत, म्हणून तांबे Ch. arr केवळ 1-7% तांबे असलेल्या सल्फाइड धातूपासून मिळवलेले. मेटल स्मेल्टिंग ही एक लांब आणि बहु-स्टेज प्रक्रिया आहे.

मूळ धातूच्या फ्लोटेशन प्रक्रियेनंतर, लोह आणि तांबे सल्फाइड असलेले सांद्रता 1200 डिग्री सेल्सिअस तापलेल्या तांबे-स्मेलिंग रिव्हर्बरेटरी भट्टीत ठेवले जाते. एकाग्रता वितळते, तथाकथित तयार होते. वितळलेले तांबे, लोह आणि सल्फर तसेच पृष्ठभागावर तरंगणारे घन सिलिकेट स्लॅग असलेले मॅट. CuS च्या स्वरूपात स्मेल्टेड मॅटमध्ये सुमारे 30% तांबे असते, बाकीचे लोह सल्फाइड आणि सल्फर असते. पुढचा टप्पा म्हणजे मॅटचे तथाकथित रूपांतर. ब्लिस्टर कॉपर, जे ऑक्सिजनने शुद्ध केलेल्या क्षैतिज कन्व्हर्टर फर्नेसमध्ये चालते. FeS प्रथम ऑक्सिडाइझ केले जाते; परिणामी लोह ऑक्साईड बांधण्यासाठी, क्वार्ट्ज कन्व्हर्टरमध्ये जोडले जाते - या प्रकरणात, सहज विभक्त सिलिकेट स्लॅग तयार होतो. मग CuS ऑक्सिडाइझ केले जाते, धातूच्या तांब्यात बदलते आणि SO 2 सोडले जाते:

CuS + O 2 \u003d Cu + SO 2

SO 2 हवेद्वारे काढून टाकल्यानंतर, कन्व्हर्टरमध्ये उरलेला ब्लिस्टर कॉपर, ज्यामध्ये 97-99% तांबे असतात, मोल्डमध्ये ओतले जातात आणि नंतर इलेक्ट्रोलाइटिक क्लिनिंग केले जाते. हे करण्यासाठी, ब्लिस्टर कॉपर इंगॉट्स, जाड बोर्डचे स्वरूप असलेले, एच ​​2 एसओ 4 च्या व्यतिरिक्त कॉपर सल्फेटचे द्रावण असलेल्या इलेक्ट्रोलिसिस बाथमध्ये निलंबित केले जातात. त्याच बाथमध्ये शुद्ध तांबेची पातळ पत्रे निलंबित केली जातात. ते कॅथोड म्हणून काम करतात, तर ब्लिस्टर कॉपर कास्टिंग एनोड म्हणून काम करतात. एनोडवर विद्युत् प्रवाहाच्या दरम्यान, तांबे विरघळतात आणि कॅथोडमध्ये - त्याचे प्रकाशन:

Cu - 2e = Cu 2+

Cu 2+ + 2e = Cu

चांदी, सोने, प्लॅटिनमसह अशुद्धता, गाळ सारख्या वस्तुमानाच्या (गाळ) स्वरूपात बाथच्या तळाशी पडतात. गाळापासून उदात्त धातूंचे पृथक्करण सहसा या संपूर्ण ऊर्जा-केंद्रित प्रक्रियेसाठी पैसे देते. अशा शुद्धीकरणानंतर, परिणामी धातूमध्ये 98-99% तांबे असते.

तांबे बर्याच काळापासून बांधकामात वापरले गेले आहेत: प्राचीन इजिप्शियन लोकांनी तांबे पाण्याचे पाईप्स बांधले; मध्ययुगीन किल्ले आणि चर्चची छत शीट तांब्याने झाकलेली होती, उदाहरणार्थ, एल्सिनोर (डेनमार्क) मधील प्रसिद्ध शाही वाडा छतावरील तांब्याने झाकलेला आहे. नाणी आणि दागिने तांब्यापासून बनवले जायचे. त्याच्या कमी विद्युतीय प्रतिकारामुळे, तांबे हा विद्युत अभियांत्रिकीचा मुख्य धातू आहे: उत्पादित केलेल्या तांब्यापैकी निम्म्याहून अधिक तांबे उच्च-व्होल्टेज ट्रान्समिशन आणि कमी-वर्तमान केबल्ससाठी विद्युत तारा तयार करण्यासाठी वापरला जातो. तांब्यामध्ये अगदी क्षुल्लक अशुद्धता देखील त्याच्या विद्युत प्रतिरोधकतेत वाढ आणि विजेचे मोठ्या प्रमाणात नुकसान करते.

उच्च औष्णिक चालकता आणि गंज प्रतिरोधकता तांब्यापासून हीट एक्सचेंजर्स, रेफ्रिजरेटर्स, व्हॅक्यूम उपकरणे, तेल आणि इंधन पंप करण्यासाठी पाइपलाइन इत्यादींचे भाग तयार करणे शक्य करते. स्टील उत्पादनांना संरक्षणात्मक कोटिंग्ज लावताना इलेक्ट्रोप्लेटिंगमध्ये देखील तांब्याचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. म्हणून, उदाहरणार्थ, स्टीलच्या वस्तूंचे निकेल-प्लेटिंग किंवा क्रोमियम-प्लेटिंग करताना, तांबे त्यांच्यावर आधीच जमा केले जातात; या प्रकरणात, संरक्षणात्मक कोटिंग जास्त काळ टिकते आणि अधिक प्रभावी आहे. तांबे इलेक्ट्रोफॉर्मिंगमध्ये देखील वापरला जातो (म्हणजे, उत्पादनांची प्रतिकृती तयार करताना त्यांची आरशाची प्रतिमा मिळवताना), उदाहरणार्थ, बँक नोट्स छापण्यासाठी, शिल्पकला उत्पादनांचे पुनरुत्पादन करण्यासाठी मेटल मॅट्रिक्सच्या निर्मितीमध्ये.

मिश्र धातुंच्या निर्मितीमध्ये मोठ्या प्रमाणात तांबे वापरला जातो जो अनेक धातूंनी बनतो. मुख्य तांबे मिश्रधातू सामान्यत: तीन गटांमध्ये विभागले जातात: कांस्य (जस्त आणि निकेल व्यतिरिक्त टिन आणि इतर धातू असलेले मिश्र धातु), पितळ (जस्तसह मिश्र धातु), आणि कप्रो-निकेल मिश्र धातु. विश्वकोशात कांस्य आणि पितळ याविषयी स्वतंत्र लेख आहेत. सर्वात प्रसिद्ध तांबे-निकेल मिश्र धातु आहेत कप्रोनिकेल, निकेल चांदी, कॉन्स्टंटन, मॅंगॅनिन; त्या सर्वांमध्ये 30-40% पर्यंत निकेल आणि विविध मिश्रित पदार्थ असतात. हे मिश्र धातु जहाजबांधणीमध्ये, भारदस्त तापमानात कार्यरत भागांच्या निर्मितीसाठी, विद्युत उपकरणांमध्ये तसेच चांदीच्या (कटलरी) ऐवजी घरगुती धातूच्या उत्पादनांसाठी वापरले जातात.

तांब्याची संयुगे विविध प्रकारे वापरली गेली आहेत आणि वापरली जात आहेत. डायव्हॅलेंट कॉपरचे ऑक्साईड आणि सल्फेट विशिष्ट प्रकारचे कृत्रिम फायबर तयार करण्यासाठी आणि इतर तांबे संयुगे तयार करण्यासाठी वापरले जातात; CuO आणि Cu 2 O काच आणि मुलामा चढवणे तयार करण्यासाठी वापरले जातात; Сu(NOz) 2 - कॅलिको प्रिंटिंग; СuСl 2 - खनिज पेंट्सचा घटक, उत्प्रेरक. तांबे असलेले खनिज रंग प्राचीन काळापासून ज्ञात आहेत; उदाहरणार्थ, रशियातील पोम्पेई आणि भिंतीवरील चित्रांच्या प्राचीन फ्रेस्कोच्या विश्लेषणातून असे दिसून आले की पेंट्सच्या रचनेत मूलभूत कॉपर एसीटेट Cu (OH) 2 * (CH3COO) 2 Cu 2 समाविष्ट आहे, तोच त्याने चमकदार हिरवा म्हणून काम केले. पेंट, ज्याला रशियामध्ये वर्डिग्रीस म्हणतात.

तांबे तथाकथित मालकीचे. वनस्पती आणि प्राण्यांच्या सामान्य विकासासाठी आवश्यक जैव घटक. वनस्पतींच्या ऊतींमध्ये तांब्याची कमतरता किंवा कमतरता असल्यास, क्लोरोफिलची सामग्री कमी होते, पाने पिवळी पडतात, झाडे फळ देणे बंद करतात आणि मरतात. म्हणून, तांबे खतांमध्ये अनेक तांबे ग्लायकोकॉलेट समाविष्ट आहेत, उदाहरणार्थ, तांबे सल्फेट, तांबे-पोटॅशियम खते (केएसडीसह मिश्रित तांबे सल्फेट). तांबे लवण देखील वनस्पती रोगांचा सामना करण्यासाठी वापरले जातात. शंभर वर्षांहून अधिक काळ, बोर्डो द्रव या उद्देशासाठी वापरला जात आहे, ज्यामध्ये मूलभूत तांबे सल्फेट [Cu (OH) 2 ]3CuSO 4; प्रतिक्रियेतून मिळवा:

4CuSO 4 + 3Ca(OH) 2 = CuSO 4 * 3Cu(OH) 2 + 3CaSO 4

या मिठाचा जिलेटिनस गाळ पानांना चांगले झाकतो आणि त्यावर दीर्घकाळ टिकून राहून झाडाचे संरक्षण करतो. Cu 2 O, कॉपर क्लोराईड 3Cu (OH) 2 *CuCl 2, तसेच कॉपर फॉस्फेट, बोरेट आणि कॉपर आर्सेनेटमध्ये समान गुणधर्म आहेत.

मानवी शरीरात, तांबे काही एन्झाईम्सचा भाग आहे आणि हेमॅटोपोईजिस आणि एंजाइमॅटिक ऑक्सिडेशनच्या प्रक्रियेत सामील आहे; मानवी रक्तातील तांब्याची सरासरी सामग्री 0.001 mg/l आहे. खालच्या प्राण्यांच्या जीवांमध्ये, बरेच तांबे असते, उदाहरणार्थ, हेमोसायनिन, मोलस्क आणि क्रस्टेशियन्सचे रक्त रंगद्रव्य, 0.26% पर्यंत तांबे असते. सजीवांमध्ये तांब्याची सरासरी सामग्री वजनानुसार 2-10 - 4% आहे.

मानवांसाठी, तांबे संयुगे बहुतेक विषारी असतात. तांबे काही फार्मास्युटिकल तयारीचा एक भाग आहे हे असूनही, जर ते मोठ्या प्रमाणात पाणी किंवा अन्नासह पोटात गेले तर ते गंभीर विषबाधा होऊ शकते. जे लोक तांबे आणि त्याच्या मिश्र धातुंच्या वासाने दीर्घकाळ काम करतात ते बर्याचदा "तांबे ताप" सह आजारी पडतात - तापमान वाढते, पोटात वेदना होतात आणि फुफ्फुसांची महत्त्वपूर्ण क्रिया कमी होते. तांब्याचे क्षार पोटात गेल्यास, डॉक्टर येण्यापूर्वी, ते स्वच्छ धुवून लघवीचे प्रमाण वाढवणारा पदार्थ घेणे तातडीचे आहे.

निष्कर्ष.

मेकॅनिकल इंजिनिअरिंग आणि इन्स्ट्रुमेंट मेकिंगमध्ये धातू मुख्य संरचनात्मक सामग्री म्हणून काम करतात. त्या सर्वांमध्ये सामान्य तथाकथित धातूचे गुणधर्म आहेत, परंतु प्रत्येक घटक डी.आय. मेंडेलीव्हच्या नियतकालिक प्रणालीतील त्याच्या स्थितीनुसार, म्हणजेच त्याच्या अणूच्या संरचनात्मक वैशिष्ट्यांनुसार प्रदर्शित करतो.

धातू उच्च इलेक्ट्रोनेगेटिव्हिटी (हॅलोजन, ऑक्सिजन, सल्फर इ.) असलेल्या मूलभूत ऑक्सिडंटशी सक्रियपणे संवाद साधतात आणि म्हणूनच, धातूच्या घटकांच्या सामान्य गुणधर्मांचा विचार करताना, धातू नसलेल्या, त्यांचे प्रकार यांच्या संदर्भात त्यांची रासायनिक क्रिया विचारात घेणे आवश्यक आहे. संयुगे आणि रासायनिक बाँडिंगचे स्वरूप, कारण हे केवळ त्यांच्या उत्पादनादरम्यान धातुकर्म प्रक्रियाच नव्हे तर ऑपरेटिंग परिस्थितीत धातूंचे कार्यप्रदर्शन देखील निर्धारित करते.

आज, जेव्हा अर्थव्यवस्था वेगाने विकसित होत आहे, तेव्हा प्री-फॅब्रिकेटेड इमारतींची गरज आहे ज्यासाठी महत्त्वपूर्ण गुंतवणूकीची आवश्यकता नाही. हे प्रामुख्याने व्यापार मंडप, मनोरंजन केंद्रे, गोदामे बांधण्यासाठी आवश्यक आहे. मेटल स्ट्रक्चर्सच्या वापराने, अशा इमारती आता फक्त सहज आणि त्वरीत उभारल्या जाऊ शकत नाहीत, तर भाडेपट्टीचा कालावधी संपल्यावर किंवा दुसर्‍या ठिकाणी हलवताना त्याच सहजतेने पाडल्या जाऊ शकतात. शिवाय, अशा सहज उभारलेल्या इमारतींमध्ये संप्रेषण, हीटिंग आणि प्रकाश आणणे कठीण नाही. मेटल स्ट्रक्चर्सपासून बनवलेल्या इमारती निसर्गाच्या कठोर परिस्थितीला तोंड देतात, केवळ तापमानाच्या परिस्थितीनुसारच नाही तर भूकंपीय क्रियाकलापांच्या दृष्टीने देखील कमी महत्वाचे नाही, जेथे विटांच्या संरचना बांधणे सोपे नाही आणि सुरक्षित नाही.

आज उद्योगाद्वारे ऑफर केलेल्या मेटल स्ट्रक्चर्सची श्रेणी सहजपणे वाहतूक करण्यायोग्य आहे आणि कोणत्याही क्रेनद्वारे उचलली जाऊ शकते. अशा संरचनांचे कनेक्शन आणि स्थापना बोल्टच्या मदतीने आणि वेल्डिंगद्वारे केली जाऊ शकते. कॉम्प्लेक्समध्ये उत्पादित आणि पुरवल्या जाणार्‍या हलक्या धातूच्या संरचनांचे स्वरूप, प्रबलित कंक्रीट इमारतींच्या बांधकामाच्या तुलनेत सार्वजनिक इमारतींच्या बांधकामात मोठी सकारात्मक भूमिका बजावते आणि कामाचा वेळ लक्षणीयरीत्या कमी करते.

संदर्भग्रंथ.

1. खोमचेन्को जी.पी. विद्यापीठातील विद्यार्थ्यांसाठी रसायनशास्त्रावरील पुस्तिका. - 3री आवृत्ती-एम.: न्यू वेव्ह पब्लिशिंग एलएलसी, ओएनआयकेएस पब्लिशिंग हाऊस सीजेएससी, 1999.-464 पी.

2. ए.एस. एगोरोवा. रसायनशास्त्र. विद्यापीठांसाठी अर्जदारांसाठी मार्गदर्शक - दुसरी आवृत्ती - रोस्तोव एन / डी: पब्लिशिंग हाऊस "फिनिक्स", 1999. - 768 पी.

3. फ्रोलोव्ह व्ही.व्ही. रसायनशास्त्र: विशेष अभियांत्रिकी विद्यापीठांसाठी पाठ्यपुस्तक. - 3री आवृत्ती, सुधारित. आणि अतिरिक्त - एम.: हायर स्कूल, 1986.-543 पी.

विद्यार्थ्याच्या चुकीच्या किंवा अगदी अचूक नसलेल्या उत्तराला त्याच्या मंजुरीने बळकटी देते. 1.2 समस्या-आधारित शिक्षणामध्ये शालेय रसायनशास्त्र प्रयोग सुधारणे 1.2.1 पद्धतशीर प्रणाली विकसित करण्यासाठी तत्त्वे आणि समस्या-आधारित शिक्षण प्रणालीमध्ये रसायनशास्त्रातील प्रयोगांची सामग्री विकासात्मक शिक्षणाचे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य म्हणजे समस्या-आधारित शिक्षणाचा व्यापक वापर दृष्टीकोन, ज्यामध्ये निर्मितीचा समावेश आहे ...

रासायनिक घटकांमधील वस्तुनिष्ठपणे विद्यमान संबंध. म्हणून, त्याला मेंडेलीव्हने घटकांची "नैसर्गिक" प्रणाली म्हटले. विज्ञानाच्या इतिहासात नियतकालिक कायद्याची समानता नाही. विषम, असंबंधित पदार्थांऐवजी, विज्ञानाला एकाच सामंजस्यपूर्ण प्रणालीचा सामना करावा लागला ज्याने सर्व रासायनिक घटकांना संपूर्णपणे एकत्र केले. मेंडेलीव्हने रसायनशास्त्रात निर्देशित शोधाचा मार्ग दाखवला...