Postavenie kovov
v periodickom systéme chemických prvkov D.I. Mendelejeva.
Fyzikálne vlastnosti kovov

8. trieda

Cieľ. Poskytnúť študentom predstavu o vlastnostiach kovov ako chemických prvkov a ako jednoduchých látok na základe ich vedomostí o povahe chemickej väzby. Zvážte použitie jednoduchých látok - kovov na základe ich vlastností. Zlepšiť schopnosť porovnávať, zovšeobecňovať, stanoviť vzťah medzi štruktúrou a vlastnosťami látok. Rozvíjať kognitívnu činnosť žiakov pomocou herných foriem vzdelávacej činnosti.

Vybavenie a činidlá. Karty s úlohami, karty so symbolmi alkalických kovov (na žiaka), tablety, tabuľka "Kovová väzba", hry "Alchymistické znaky", duchovná lampa, staré medené mince, cambric bag, vzorky kovov.

POČAS VYUČOVANIA

učiteľ. Dnes budeme študovať kovy ako chemické prvky a kovy ako jednoduché látky. Čo je chemický prvok?

Študent. Prvok je súbor atómov s rovnakým jadrovým nábojom.

učiteľ. Zo 114 známych chemických prvkov je 92 kovov. Kde sa nachádzajú kovy v periodickej tabuľke chemických prvkov? Ako sú kovové prvky usporiadané v periódach?

Práca na tabuľke "Periodický systém chemických prvkov D.I. Mendelejeva."

Študent. Každé obdobie (okrem prvého) začína kovmi a ich počet sa zvyšuje so zvyšujúcim sa počtom období.

učiteľ. Koľko kovových prvkov je v každom období?

Článok bol pripravený s podporou Allada School of English v Moskve. Znalosť angličtiny vám umožní rozšíriť si obzory a navyše môžete spoznať nových ľudí a naučiť sa veľa nových vecí. Škola angličtiny "Allada" poskytuje jedinečnú možnosť prihlásiť sa do kurzov angličtiny za najlepšiu cenu. Podrobnejšie informácie o cenách a aktuálne platných akciách nájdete na stránke www.allada.org.

Študent. V prvej tretine nie sú žiadne kovy, v druhej dva, v tretej tri, vo štvrtej štrnásť, v piatej pätnásť a v šiestej tridsať.

učiteľ. V siedmom období by tridsaťjeden prvkov malo mať vlastnosti kovu. Pozrime sa na usporiadanie kovov v skupinách.

Študent. Kovy sú prvky, ktoré tvoria hlavné podskupiny skupín I, II, III periodického systému (s výnimkou vodíka a bóru), prvky IV. skupiny - germánium, cín, olovo, skupina V - antimón, bizmut, skupina VI. - polónium. Vo vedľajších podskupinách všetkých skupín sú len kovy.

učiteľ. Kovové prvky sa nachádzajú vľavo a dole v periodickej tabuľke. Teraz urobte úlohu 1 z karty úloh vo svojich zošitoch.

Cvičenie 1. Vypíšte z kartičiek chemické znaky kovov. Pomenujte ich. Podčiarknite kovy hlavných podskupín.

1. variant Na, B, Cu, Be, Se, F, Sr, Cs.

Odpoveď. Na – sodík, Cu – meď,
Buď – berýlium, Sr – stroncium, Čs– cezeň.

2. variant K, C, Fe, Mg, Ca, O, N, Rb.

Odpoveď. K – draslík, Fe – železo,
mg– horčík, Ca – vápnik, Rb – rubídium.

učiteľ. Aké sú vlastnosti štruktúry atómov kovov? Vytvorte elektronické vzorce atómov sodíka, horčíka a hliníka.

(Traja žiaci pracujú pri tabuli pomocou kresby (obr. 1).)

Koľko elektrónov je vo vonkajšej úrovni týchto kovových prvkov?

Študent. Počet elektrónov na vonkajšej úrovni prvkov hlavných podskupín sa rovná číslu skupiny, sodík má jeden elektrón na vonkajšej úrovni, horčík má dva elektróny a hliník tri elektróny.

učiteľ. Atómy kovov majú na vonkajšej úrovni malý počet elektrónov (väčšinou 1 až 3). Výnimkou je šesť kovov: atómy germánia, cínu a olova na vonkajšej vrstve majú 4 elektróny, atómy antimónu, bizmutu - 5, atómy polónia - 6. Teraz urobte druhú úlohu z karty.

Úloha 2. Sú uvedené schémy elektrónovej štruktúry atómov niektorých prvkov.

Aké sú tieto prvky? Ktoré z nich patria medzi kovy? prečo?

1. variant 1 s 2 , 1s 2 2s 2 , 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 , 1s 2 2s 2 2p 3 .

Odpoveď. Hélium, berýlium, horčík, dusík.

2. možnosť. jeden s 2 2s 1 , 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 , 1s 1 , 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p l

Odpoveď. Lítium, sodík, vodík, hliník.

učiteľ. Ako súvisia vlastnosti kovov s vlastnosťami ich elektronickej štruktúry?

Študent. Kovové atómy majú menší jadrový náboj a väčší polomer v porovnaní s nekovovými atómami rovnakého obdobia. Preto je sila väzby vonkajších elektrónov s jadrom v atómoch kovu malá. Atómy kovov ľahko darujú valenčné elektróny a menia sa na kladne nabité ióny.

učiteľ. Ako sa zmenia vlastnosti kovov v rovnakom období, v rovnakej skupine (hlavnej podskupine)?

Študent. V priebehu obdobia, so zvýšením náboja atómového jadra, a teda so zvýšením počtu vonkajších elektrónov, sa kovové vlastnosti chemických prvkov znižujú. V rámci tej istej podskupiny, s nárastom náboja atómového jadra, s konštantným počtom elektrónov na vonkajšej úrovni, sa zvyšujú kovové vlastnosti chemických prvkov.

Úloha pri tabuli(Pracujú traja študenti).

Označte znakom "" oslabenie kovových vlastností v nasledujúcich piatich prvkoch. Vysvetlite umiestnenie značiek.

1.	Buď		2.	mg		3.	Al
Na	mg	Al	K	Ca	sc	Zn	Ga	Ge
	Ca			Sr			In

Kým žiaci samostatne pracujú pri tabuli, ostatní plnia úlohu 3 z karty.

Úloha 3. Ktorý z týchto dvoch prvkov má výraznejšie kovové vlastnosti? prečo?

1. variant.Lítium alebo berýlium.

2. variant.Lítium alebo draslík.

Kontrola úloh.

učiteľ. Takže tieto prvky majú kovové vlastnosti, ktorých atómy majú na vonkajšej úrovni málo elektrónov (ďaleko od dokončenia). Dôsledkom malého počtu vonkajších elektrónov je slabá väzba týchto elektrónov so zvyškom atómu - jadrom, obklopeným vnútornými vrstvami elektrónov.

Výsledok sa zhrnie a krátko zapíše na tabuľu (schéma), žiaci zapíšu do zošitov.

Schéma

učiteľ. Čo je to jednoduchá látka?

Študent. Jednoduché látky sú látky, ktoré sa skladajú z atómov jedného prvku.

učiteľ. Jednoduché látky-kovy sú „kolektívy“ atómov; vďaka elektrickej neutralite každého atómu je aj celá hmota kovu elektricky neutrálna, čo umožňuje kovy naberať a skúmať.

Ukážka vzoriek kovov: nikel, zlato, horčík, sodík (v banke pod vrstvou petroleja).

Sodík sa však nedá brať holými rukami – ruky sú mokré, pri interakcii s vlhkosťou sa tvoria alkálie a korodujú pokožku, látky, papier a iné materiály. Takže následky pre ruku môžu byť smutné.

Úloha 4. Určte kovy z tých vydaných: olovo, hliník, meď, zinok.

(Kovové vzorky sú očíslované. Odpovede sú napísané na zadnej strane tabule.)

Kontrola úlohy.

učiteľ. V akom stave agregácie sú kovy za normálnych podmienok?

Študent. Kovy sú pevné kryštalické látky (okrem ortuti).

učiteľ. Čo je v uzloch kryštálovej mriežky kovov a čo je medzi uzlami?

Študent. V uzloch kryštálovej mriežky kovov sú kladné ióny a atómy kovov, medzi uzlami sú elektróny. Tieto elektróny sa stávajú spoločnými pre všetky atómy a ióny daného kusu kovu a môžu sa voľne pohybovať v kryštálovej mriežke.

učiteľ. Ako sa nazývajú elektróny, ktoré sú v kryštálovej mriežke kovov?

Študent. Nazývajú sa voľné elektróny alebo „elektrónový plyn“.

učiteľ. Aký typ väzby je typický pre kovy?

Študent. Toto je kovová väzba.

učiteľ. Čo je to kovová väzba?

Študent. Väzba medzi všetkými kladne nabitými iónmi kovov a voľnými elektrónmi v kryštálovej mriežke kovov sa nazýva kovová väzba.

učiteľ. Kovová väzba určuje najdôležitejšie fyzikálne vlastnosti kovov. Kovy sú nepriehľadné, majú kovový lesk vďaka schopnosti odrážať svetelné lúče dopadajúce na ich povrch. V najväčšej miere sa táto schopnosť prejavuje u striebra a india.

Kovy majú v kompaktnom kuse lesk a v jemne rozptýlenom stave sú väčšinou čierne. Hliník, horčík si však zachovávajú kovový lesk aj v práškovom stave.(ukážka hliníka a horčíka v prášku a v platniach).

Všetky kovy sú vodičmi tepla a elektrického prúdu. Chaoticky sa pohybujúce elektróny v kove vplyvom privedeného elektrického napätia nadobúdajú usmernený pohyb, t.j. vytvoriť elektrický prúd.

Myslíte si, že elektrická vodivosť kovu sa mení so zvyšujúcou sa teplotou?

Študent. So zvyšujúcou sa teplotou sa elektrická vodivosť znižuje.

učiteľ. prečo?

Študent. S nárastom teploty sa zvyšuje amplitúda oscilácií atómov a iónov v uzloch kryštálovej mriežky kovu. To sťažuje pohyb elektrónov a elektrická vodivosť kovu klesá.

učiteľ. Elektrická vodivosť kovov sa zvyšuje z hg do Ag:

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

Najčastejšie sa s rovnakou pravidelnosťou ako elektrická vodivosť mení tepelná vodivosť kovov. Môžete uviesť príklad, ktorý dokazuje tepelnú vodivosť kovov?

Študent. Ak do hliníkového hrnčeka nalejete horúcu vodu, zohreje sa. To naznačuje, že hliník vedie teplo.

učiteľ. Čo určuje tepelnú vodivosť kovov?

Študent. Je to spôsobené vysokou pohyblivosťou voľných elektrónov, ktoré sa zrážajú s vibrujúcimi iónmi a atómami a vymieňajú si s nimi energiu. Preto dochádza k vyrovnaniu teploty v celom kuse kovu.

učiteľ. Plasticita je veľmi cenná vlastnosť kovov. V praxi sa to prejavuje tak, že pod údermi kladiva sa kovy nedrvia na kúsky, ale splošťujú - kutia. Prečo sú kovy plastové?

Študent. Mechanické pôsobenie na kryštál s kovovou väzbou spôsobuje vzájomné posunutie vrstiev iónov a atómov a od r. elektróny sa pohybujú v celom kryštáli, nedochádza k lámaniu väzby, preto je pre kovy charakteristická plasticita(obr. 2, a) .

učiteľ. Kujné kovy: alkalické kovy (lítium, sodík, draslík, rubídium, cézium), železo, zlato, striebro, meď. Niektoré kovy – osmium, irídium, mangán, antimón – sú krehké. Najkujnejší z drahých kovov je zlato. Jeden gram zlata možno vtiahnuť do drôtu dlhého dva kilometre.

A čo sa stane pri pôsobení nárazu s látkami s atómovou alebo iónovou kryštálovou mriežkou?

Študent. Látky s atómovou alebo iónovou mriežkou sú zničené nárazom. Pri mechanickom pôsobení na pevnú látku s atómovou mriežkou dochádza k posunutiu jej jednotlivých vrstiev – k porušeniu adhézie medzi nimi v dôsledku prerušenia kovalentných väzieb. Rozbitie väzieb v iónovej mriežke vedie k vzájomnému odpudzovaniu podobne nabitých iónov(obr. 2, b, c).

učiteľ. Elektrická vodivosť, tepelná vodivosť, charakteristický kovový lesk, plasticita alebo kujnosť - takáto kombinácia vlastností je vlastná iba kovom. Tieto vlastnosti sa prejavujú u kovov a sú to špecifické vlastnosti.

Špecifické vlastnosti sú nepriamo úmerné pevnosti kovovej väzby. Zvyšné vlastnosti - hustota, body varu a topenia, tvrdosť, stav agregácie - sú spoločné znaky, ktoré sú vlastné všetkým látkam.

Hustota, tvrdosť, teplota topenia a bodu varu kovov sú rôzne. Hustota kovu je tým nižšia, čím menšia je jeho relatívna atómová hmotnosť a čím väčší je polomer atómu. Lítium má najnižšiu hustotu - 0,59 g / cm3, osmium má najvyššiu - 22,48 g / cm3. Kovy s hustotou menšou ako päť sa nazývajú ľahké a kovy s hustotou vyššou ako päť sa nazývajú ťažké.

Najtvrdším kovom je chróm, najmäkším alkalickým kovom.

Ortuť má najnižšiu teplotu topenia, t pl(Hg) \u003d -39 ° С a najvyššia - volfrám, t pl(W) = 3410 °С.

Vlastnosti, ako je teplota topenia, tvrdosť, sú priamo závislé od pevnosti kovovej väzby. Čím silnejšia je kovová väzba, tým pevnejšie sú nešpecifické vlastnosti. Upozorňujeme: v alkalických kovoch sa pevnosť kovovej väzby znižuje v periodickej tabuľke zhora nadol a v dôsledku toho sa prirodzene znižuje teplota topenia (zvýšenie polomeru, zníženie účinku jadrového náboja, pri veľkých polomeroch a jediný valenčný elektrón, alkalické kovy sú taviteľné). Napríklad cézium sa dá roztaviť teplom dlane. Neberte to však holou rukou!

Hra „Kto je rýchlejší“

Tablety sú zavesené na doske (obr. 3). Na každom stole je sada kariet s chemickými znakmi alkalických kovov.

Cvičenie. Na základe známych vzorcov zmien teploty topenia alkalických kovov umiestnite karty podľa týchto tabliet.

Odpoveď. a- Li, Na, K, Rb, Cs;
b- Cs, Rb, K, Na, Li; v– Cs, Li, Na, Rb, K.

Odpovede študentov sú objasnené a zhrnuté.

Študent (správa). Kovy sa líšia v postoji k magnetickým poliam. Podľa tejto vlastnosti sa delia do troch skupín: feromagnetické kovy – schopné dobre zmagnetizovať pôsobením slabých magnetických polí (napríklad železo, kobalt, nikel a gadolínium); paramagnetické kovy – vykazujúce slabú schopnosť magnetizovať (hliník, chróm, titán a väčšina lantanoidov); diamagnetické kovy - nepriťahujú sa k magnetu a sú ním dokonca mierne odpudzované (napríklad bizmut, cín, meď).

Prebraná látka je zhrnutá – učiteľ píše na tabuľu, žiaci píšu do zošitov.

Fyzikálne vlastnosti kovov

konkrétne:

kovový lesk,

elektrická vodivosť,

tepelná vodivosť,

plast.

Nepriamo úmerná závislosť od pevnosti kovovej väzby.

Nešpecifické: hustota,

t topenie,

t vriaci,

tvrdosť,

stav agregácie.

Priamo úmerná závislosť od pevnosti kovovej väzby.

učiteľ. Fyzikálne vlastnosti kovov, vyplývajúce z vlastností kovovej väzby, určujú ich rôzne aplikácie. Kovy a ich zliatiny sú najdôležitejšími konštrukčnými materiálmi modernej techniky; idú do výroby strojov a obrábacích strojov potrebných v priemysle, rôznych dopravných prostriedkov, stavebných konštrukcií, poľnohospodárskych strojov. V tomto ohľade sa vo veľkých množstvách vyrábajú zliatiny železa a hliníka. Kovy sú široko používané v elektrotechnike. Z akých kovov sú vyrobené elektrické vodiče?

Študent. V elektrotechnike sa kvôli vysokým nákladom na striebro používa ako materiál na elektrické vedenie meď a hliník..

učiteľ. Bez týchto kovov by nebolo možné prenášať elektrickú energiu na vzdialenosť stoviek, tisícok kilometrov. Domáce potreby sú tiež vyrobené z kovov. Prečo sú panvice vyrobené z kovu?

Študent. Kovy sú tepelne vodivé a odolné.

učiteľ. Aká vlastnosť kovov sa využíva na výrobu zrkadiel, reflektorov, vianočných ozdôb?

Študent. Kovový lesk.

učiteľ. Ľahké kovy – horčík, hliník, titán – majú široké využitie v konštrukcii lietadiel. Mnohé časti lietadiel a rakiet sú vyrobené z titánu a jeho zliatin. Trenie o vzduch pri vysokých rýchlostiach spôsobuje silné zahrievanie plášťa lietadla a pevnosť kovov pri zahrievaní sa zvyčajne výrazne znižuje. V titáne a jeho zliatinách v podmienkach nadzvukových letov takmer nedochádza k poklesu pevnosti.

V prípadoch, keď je potrebný kov s vysokou hustotou (guľky, broky), sa často používa olovo, hoci hustota olova (11,34 g / cm 3) je oveľa nižšia ako u niektorých ťažších kovov. Olovo je však celkom taviteľné, a preto je vhodné na spracovanie. Navyše je neporovnateľne lacnejší ako osmium a mnohé iné ťažké kovy. Ortuť ako tekutý kov za normálnych podmienok sa používa v meracích prístrojoch; volfrám - vo všetkých prípadoch, keď sa vyžaduje kov, ktorý odoláva obzvlášť vysokým teplotám, napríklad vlákna žiaroviek. Aký je dôvod?

Študent. Ortuť má nízku teplotu topenia, zatiaľ čo volfrám má vysokú teplotu topenia.

učiteľ. Kovy tiež odrážajú rádiové vlny, čo sa používa v rádioteleskopoch, ktoré zachytávajú rádiové vyžarovanie umelých zemských satelitov, a v radaroch, ktoré detegujú lietadlá na veľké vzdialenosti.

Na výrobu šperkov sa používajú ušľachtilé kovy – striebro, zlato, platina. Spotrebiteľom zlata je elektronický priemysel: používa sa na vytváranie elektrických kontaktov (najmä vybavenie kozmickej lode s ľudskou posádkou obsahuje pomerne veľa zlata).

Teraz vykonajte úlohu z karty.

Úloha 5. Podčiarknite, ktorý z nasledujúcich kovov je najviac:

1) široko používané: zlato, striebro, železo;

2) kujné: lítium, draslík, zlato;

3) žiaruvzdorné: volfrám, horčík, zinok;

4) ťažké: rubídium, osmium, cézium;

5) elektricky vodivé: nikel, olovo, striebro;

6) tvrdé: chróm, mangán, meď;

7) taviteľné: platina, ortuť, lítium;

8) svetlo: draslík, francium, lítium;

9) brilantné: draslík, zlato, striebro.

Ukážka skúseností

Na pokus sa odoberie 5-10 kusov medených (starých) mincí, ktoré sa zavesia v cambrickom vrecku nad plameňom liehovej lampy. Látka sa nezapáli. prečo?

Študent. Meď je dobrý vodič tepla, teplo sa okamžite prenáša na kov a tkanina sa nestihne vznietiť.

učiteľ. Kovy sú človeku známe už odpradávna.

Študent (správa). Už v staroveku bolo človeku známych sedem kovov. Sedem kovov staroveku bolo korelovaných so siedmimi planétami, ktoré boli vtedy známe a označené symbolickými ikonami planét. Znaky zlata (Slnko) a striebra (Mesiac) sú jasné bez veľkého vysvetľovania. Znaky iných kovov boli považované za atribúty mytologických božstiev: ručné zrkadlo Venuše (meď), štít a kopija Marsu (železo), trón Jupitera (cín), kosa Saturna (olovo), palica Ortuť (ortuť).

Názory alchymistov na spojenie planét s kovmi veľmi úspešne vyjadrujú nasledujúce riadky básne N.A. Morozova „Z poznámok alchymistu“:

"Sedem kovov vytvorilo svetlo,
Podľa počtu siedmich planét.
Dal nám priestor pre dobro
meď, železo, striebro,
Zlato, cín, olovo.
Môj syn, síra je ich otec.
A ponáhľaj sa, syn môj, aby si zistil:
Pre všetkých je ortuť ich vlastnou matkou.

Tieto myšlienky boli také silné, že keď bol v stredoveku objavený antimón
a pre bizmut neexistovali žiadne planéty, jednoducho sa nepovažovali za kovy.

Alchymisti, ktorí udržiavali svoje experimenty v tajnosti, šifrovali opisy získaných látok rôznymi spôsobmi.

učiteľ. A vy ste pomocou alchymistického zápisu doma vymysleli hru „Alchymistické znamenia“.

Stav hry: na obrázku (obr. 4) sú dané staroveké alchymistické znaky kovov. Určte, ku ktorej planéte patrí každý symbol, a vezmite jedno písmeno z názvu, ktoré je uvedené na obrázku, a prečítajte si názov kovového prvku.

O odpovedi. Samárium, ruténium, platina.

Žiaci si vymieňajú hry, hádajú názvy kovov.

učiteľ. M.V. Lomonosov hovoril o kovoch takto: „Kov je pevné, nepriehľadné a ľahké telo, ktoré sa dá roztaviť na ohni a kovať za studena“ a túto vlastnosť pripísal kovom: zlatu, striebru, medi, cínu, železu a olovu.

V roku 1789 francúzsky chemik A.L. Lavoisier vo svojej príručke o chémii uviedol zoznam jednoduchých látok, ktorý zahŕňal všetkých vtedy známych 17 kovov.(Sb, Ag, As, Bi, Co, Cu, Sn, Fe, Mn, Hg, Mo, Ni, Au, Pt, Pb, W, Zn) . S rozvojom chemických výskumných metód sa počet známych kovov začal rýchlo zvyšovať. V prvej polovici XIX storočia. boli objavené platinové kovy; získané elektrolýzou niektorých alkalických kovov a kovov alkalických zemín; bol položený začiatok separácie kovov vzácnych zemín; pri chemickom rozbore minerálov boli objavené dovtedy neznáme kovy. Začiatkom roku 1860 bolo pomocou spektrálnej analýzy objavené rubídium, cézium, indium a tálium. Existencia kovov predpovedaná Mendelejevom na základe jeho periodického zákona (gálium, skandium a germánium) bola brilantne potvrdená. Objav rádioaktivity na konci 19. storočia. viedli k hľadaniu rádioaktívnych kovov, ktoré boli korunované úplným úspechom. Napokon metódou jadrových premien, počnúc od polovice 20. storočia. boli získané rádioaktívne kovy, ktoré sa v prírode nevyskytujú, vrátane tých, ktoré patria medzi transuránové prvky. V dejinách hmotnej kultúry, starej i novej, majú kovy prvoradý význam.

Učiteľ zhrnie lekciu.

Domáca úloha

1. Nájdite odpovede na otázky.

Aký je rozdiel medzi štruktúrou atómov kovov a štruktúrou atómov nekovov?

Vymenujte dva kovy, ktoré sa ľahko rozdelia s elektrónmi na „žiadosť“ svetelných lúčov.

Je možné priniesť vedro ortuti z vedľajšej miestnosti do chemickej miestnosti?

Prečo sú niektoré kovy ťažné (ako meď), zatiaľ čo iné sú krehké (ako antimón)?

Aký je dôvod prítomnosti špecifických vlastností v kovoch?

Kde sa dá nájsť v každodennom živote:

a) volfrám, b) ortuť, c) meď, d) striebro?

Na akých fyzikálnych vlastnostiach tohto kovu je založené jeho využitie v bežnom živote?

Aký kov nazval akademik A.E. Fersman „plechovkou“?

2. Pozrite sa na obrázok a vysvetlite, prečo sa kovy používajú tak, ako sú, a nie naopak.

3. Riešte hádanky.

Puzzle "Päť + dva".

Napíšte do vodorovných riadkov názvy nasledujúcich chemických prvkov končiacich na -y:

a) alkalický kov;

b) vzácny plyn;

c) kov alkalických zemín;

d) prvok z rodiny platiny;

e) lantanoid.

Ak sú názvy prvkov zadané správne, potom pozdĺž uhlopriečok: zhora nadol a zdola nahor bude možné prečítať názvy ďalších dvoch prvkov.

O odpovedi. a - Cézium, b - hélium, c - bárium, d - ródium, e - thulium.
Diagonálne: cér, tórium.

Puzzle "Trieda".

Napíšte názvy piatich chemických prvkov, z ktorých každý pozostáva zo siedmich písmen tak, aby kľúčové slovo bolo TRIEDA.

O odpovedi. vápnik (kobalt), lutécium,
aktínium, skandium, striebro (samarium).

Puzzle "Sedem písmen".

Napíšte názvy chemických prvkov do zvislých riadkov.

Kľúčové slovo je ACID.

O odpovedi. draslík, indium, selén, lítium,
osmium, thulium, argón (astatín).

V periodickom systéme viac ako 3/4 miest obsadzujú: sú v skupinách I, II, III, v sekundárnych podskupinách všetkých skupín. Okrem toho sú kovy najťažšími prvkami skupín IV, V, VI a VII. Treba však poznamenať, že mnohé sú amfotérne a niekedy sa môžu správať ako nekovy.
Charakteristickým znakom štruktúry atómov kovov je malý počet elektrónov na vonkajšej elektrónovej vrstve, ktorý nepresahuje tri.
Atómy kovov majú zvyčajne veľké atómové polomery. V periódach majú alkalické kovy najväčšie atómové polomery. Preto ich najvyššia chemická aktivita, t.j. atómy kovov ľahko odovzdávajú elektróny, sú dobrými redukčnými činidlami. Najlepšie redukčné činidlá sú skupiny I a II hlavných podskupín.
V zlúčeninách vykazujú kovy vždy kladný oxidačný stav, zvyčajne od +1 do +4.

Obr 70. Schéma vzniku kovovej väzby v kuse kovu, Obr.

V zlúčeninách s nekovmi tvoria typické kovy iónovú chemickú väzbu. Vo forme jednoduchého kovu sú atómy navzájom prepojené takzvanou kovovou väzbou.

Zapíšte si tento výraz do zošita.

Kovová väzba je špeciálny typ väzby, ktorá je jedinečná pre kovy. Jej podstatou je, že sa od atómov kovu neustále odpájajú elektróny, ktoré sa pohybujú po celej hmote kusu kovu (obr. 70). Atómy kovov zbavené elektrónov sa menia na kladné ióny, ktoré majú tendenciu opäť priťahovať voľne sa pohybujúce elektróny k sebe. Súčasne ďalšie kovové atómy darujú elektróny. Vo vnútri kusu kovu tak neustále cirkuluje takzvaný elektrónový plyn, ktorý pevne spája všetky atómy kovu. Ukázalo sa, že elektróny sú akoby socializované súčasne všetkými atómami kovu. Tento špeciálny typ chemickej väzby medzi atómami kovov určuje fyzikálne aj chemické vlastnosti kovov.

■ 1. Ako vysvetliť nízku elektronegativitu kovov?
2. Ako vzniká kovová väzba?
3. Aký je rozdiel medzi kovovou väzbou a kovalentnou väzbou?

Ryža. 71. Porovnanie teplôt topenia rôznych kovov

Kovy majú množstvo podobných fyzikálnych vlastností, ktoré ich odlišujú od nekovov. Čím viac valenčných elektrónov má kov, tým silnejšia je kovová väzba, tým silnejšia je kryštálová mriežka, čím je kov pevnejší a tvrdší, tým vyššia je jeho teplota topenia a varu atď. Charakteristiky fyzikálnych vlastností kovov sú uvedené nižšie.
Všetky majú viac či menej výrazný lesk, ktorý sa bežne nazýva kovový. Kovový lesk je charakteristický pre kus kovu ako celok. Prášok obsahuje kovy tmavej farby, s výnimkou horčíka a hliníka, ktoré si zachovávajú striebristo-bielu farbu, a preto sa hliníkový prach používa na výrobu „striebornej“ farby. Mnohé nekovy majú mastný alebo sklený lesk.
Farba kovov je pomerne jednotná: je buď striebristo biela ( , ) alebo strieborno šedá ( , ). Iba žltá, ale červená. Nekovy majú veľmi rôznorodú farbu: - citrónovo žltá, - červeno-hnedá, - červená alebo biela, - čierna.

Podľa farby sú teda kovy podmienene rozdelené na železné a neželezné. Patria k nemu aj železné kovy. Všetky ostatné kovy sa nazývajú neželezné.

Za normálnych podmienok sú kovy pevné s kryštalickou štruktúrou. Medzi nekovmi sú pevné ( , ) aj kvapalné () a plynné ( , ) .
Všetky kovy, s výnimkou ortuti, sú pevné látky, takže ich bod topenia je nad nulou, iba bod topenia ortuti je -39 °. Najviac žiaruvzdorný je kov, ktorého teplota topenia je 3370 °. Teplota topenia zostávajúcich kovov leží v týchto medziach (obr. 71).
Teploty topenia nekovov sú oveľa nižšie ako teploty kovov, napríklad kyslík -219°, vodík -259,4°, fluór -218°, chlór -101°, bróm -5,7°.

Ryža. 72. Porovnanie tvrdosti kovov s tvrdosťou diamantu.

Kovy majú rôznu tvrdosť, ktorá je v porovnaní s tvrdosťou diamantu. Index tvrdosti kovu je určený špeciálnym zariadením - tvrdomerom. V tomto prípade je do masy kovu vtlačená oceľová gulička alebo v prípade väčšej tvrdosti kovu diamantový kužeľ. Tvrdosť kovu je určená tlakovou silou a hĺbkou vytvoreného otvoru.
Najtvrdší kov je . Mäkké kovy -, - sa ľahko režú nožom. Tvrdosť jednotlivých kovov podľa všeobecne uznávanej desaťbodovej stupnice, tvrdosť je znázornená na obr. 72.

Kovy majú vo väčšej alebo menšej miere plasticitu (ťažnosť). Nekovy túto vlastnosť nemajú. Najviac tvárny kov je. Z nej môžete vykovať zlatú fóliu s hrúbkou 0,0001 mm - 500-krát tenšiu ako ľudský vlas. Zároveň je veľmi krehký; môže sa dokonca rozdrviť v mažiari na prášok.
Plasticita je schopnosť silnej deformácie bez narušenia mechanickej pevnosti. Plasticita kovov sa využíva pri ich valcovaní, keď medzi lisovacie hriadele prechádzajú obrovské horúce kovové ingoty, pripravujúce z nich plechy, pri ťahaní, keď sa z nich vyťahuje drôt, pri lisovaní, razení, pri pôsobení

Ryža. 73. Porovnanie kovov podľa hustoty.

tlaku, zahriaty kov dostane určitý tvar, ktorý si po ochladení zachová. Plasticita závisí od štruktúry kryštálovej mriežky kovov.
Všetky kovy sú nerozpustné vo vode, ale sú navzájom rozpustné v taveninách. Tuhý roztok jedného kovu v druhom sa nazýva zliatina.

Podľa hustoty sa kovy delia na ťažké a ľahké. Za ťažké sa považujú tie, ktorých hustota je vyššia ako 3 g / cm3 (obr. 73). Najťažší kov je . Najľahšie kovy - , .- majú hustotu ešte menšiu ako jednota. Ľahké kovy - a našli veľké využitie v priemysle.
Kovy sa vyznačujú vysokou elektrickou a tepelnou vodivosťou (obr. 74), kým nekovy majú tieto vlastnosti v slabej miere. Má najvyššiu elektrickú a tepelnú vodivosť, je na druhom mieste. Tieto vlastnosti sú u hliníka dosť vysoké.

Ryža. 74. Porovnanie elektrickej vodivosti a tepelnej vodivosti rôznych kovov

Treba poznamenať, že kovy s vysokou elektrickou vodivosťou majú tiež vysokú tepelnú vodivosť.
Kovy majú magnetické vlastnosti. Ak sa pri kontakte s magnetom kov k nemu pritiahne a potom sa sám stane magnetom, hovoríme, že kov je zmagnetizovaný. Dobre zmagnetizované, a oni. Takéto kovy sa nazývajú feromagnetické. Nekovy nemajú magnetické vlastnosti.

■ 4. Vytvorte a vyplňte nasledujúcu tabuľku:

Chemické vlastnosti kovov. Korózia

Chemické a fyzikálne vlastnosti kovov sú určené atómovou štruktúrou a vlastnosťami kovovej väzby. Všetky kovy sa vyznačujú schopnosťou ľahko darovať valenčné elektróny. V tomto ohľade vykazujú výrazné regeneračné vlastnosti. Stupeň redukčnej aktivity kovov odráža elektrochemický rad napätí (pozri prílohu III, odsek 6).
Pri poznaní polohy kovu v tejto sérii je možné vyvodiť záver o porovnateľnej hodnote energie vynaloženej na oddelenie valenčných elektrónov od atómu. Čím bližšie k začiatku radu, tým ľahšie sa kov oxiduje. Najaktívnejšie kovy sa za normálnych podmienok vytláčajú z vody za tvorby alkálií:
2Na + 2H20 = 2NaOH + H2
Menej aktívne kovy sú z vody vytláčané vo forme prehriatej pary a formy
2Fe + 4H20 = Fe3C4 + 4H2
reagujú so zriedenými a anoxickými kyselinami a vytláčajú z nich vodík:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Kovy stojace po vodíku ho nemôžu vytesniť z vody a kyselín, ale vstupujú do redoxných reakcií s kyselinami bez vytesňovania vodíka:
Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + H2O
Všetky predchádzajúce kovy vytláčajú nasledujúce kovy zo svojich solí:
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Сu

Fe0 + Сu2+ = Fe2+ + Сu0
Vo všetkých prípadoch sú reagujúce kovy oxidované. Oxidácia kovov sa pozoruje aj pri priamej interakcii kovov s nekovmi:
2Na + S = Na2S
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Väčšina kovov aktívne reaguje s kyslíkom a vytvára rôzne zloženia (pozri str. 38).

■ 5. Ako možno charakterizovať redukčnú aktivitu kovu pomocou radu napätí?

6. Uveďte príklady kovov, ktoré reagujú s vodou ako sodík, železo. Podporte svoju odpoveď reakčnými rovnicami.

7. Porovnajte interakciu aktívnych kovov a aktívnych nekovov s vodou.
8. Uveďte chemické vlastnosti kovov a svoju odpoveď doložte reakčnými rovnicami.
9. S ktorou z látok bude železo reagovať: a), b) hasené vápno, c) uhličitan meďnatý, d), e) síran zinočnatý, e)?
10. Aký plyn a v akom objeme možno získať pôsobením 5 kg zmesi medi a oxidu medi s koncentrovanou kyselinou dusičnou, ak oxid meďnatý v zmesi 20 %?

Oxidácia kovov často vedie k ich zničeniu. Deštrukcia kovov vplyvom prostredia sa nazýva korózia.

Zapíšte si definíciu korózie do svojho notebooku.

Vyskytuje sa pod vplyvom kyslíka, vlhkosti a oxidu uhličitého, ako aj oxidov dusíka atď. Korózia spôsobená priamou interakciou kovu s látkou jeho prostredia sa nazýva chemická alebo plynová korózia. Napríklad v chemickom priemysle prichádza kov niekedy do kontaktu s kyslíkom, chlórom, oxidmi dusíka atď., čo vedie k tvorbe solí a kovov:
2Сu + О2 = 2СuО
Okrem plynovej, čiže chemickej, korózie existuje aj elektrochemická korózia, ktorá je oveľa bežnejšia. Aby ste pochopili schému elektrochemickej korózie, zvážte galvanický pár -.

Vezmite zinkové a medené platne (obr. 75) a spustite ich do roztoku kyseliny sírovej, ktorá, ako vieme, je obsiahnutá v roztoku vo forme iónov:
H2SO4 \u003d 2H + + SO 2 4 -
Spojením zinkových a medených platní cez galvanometer zistíme prítomnosť elektrického prúdu v obvode. Vysvetľuje to skutočnosť, že atómy zinku, ktoré darujú elektróny, prechádzajú do roztoku vo forme iónov:
Zn 0-2 e— → Zn+2
Elektróny prechádzajú vodičom do medi a z medi na vodíkové ióny:
H++ e— → H 0

Vodík vo forme neutrálnych atómov sa uvoľňuje na medenej platni a postupne sa rozpúšťa. Meď teda, akoby čerpala elektróny zo zinku, spôsobuje, že sa zinok rýchlejšie rozpúšťa, t.j. podporuje oxidáciu. Zároveň úplne čistý môže byť nejaký čas v kyseline, úplne neovplyvnený jeho pôsobením.

Ryža. 75. Schéma vzniku galvanického páru pri elektrochemickej korózii. 1 - zinok; 2 - meď; 3 - vodíkové bubliny na medenej elektróde; 4 - galvanometer

Podľa rovnakej schémy dochádza ku korózii kovu, ako je železo, len je to elektrolyt vo vzduchu a nečistoty železa zohrávajú úlohu druhej elektródy galvanického páru. Tieto pary sú mikroskopické, takže deštrukcia kovu je oveľa pomalšia. Aktívnejší kov je zvyčajne zničený. Elektrochemická korózia je teda oxidácia kovu sprevádzaná objavením sa galvanických párov. spôsobuje veľké škody národnému hospodárstvu.

12. Definujte koróziu.
11. Je možné považovať za koróziu to, čo rýchlo oxiduje na vzduchu, interakciu zinku s kyselinou chlorovodíkovou, interakciu hliníka s oxidom železa pri termitovom zváraní, tvorbu vodíka interakciou železa s prehriatou vodnou parou.

13. Aký je rozdiel medzi chemickou a elektrochemickou koróziou?
Existuje mnoho spôsobov, ako bojovať proti korózii. Kovy (najmä železo) sú potiahnuté olejovou farbou, ktorá na povrchu kovu vytvára hustý film, ktorý neprepúšťa vodnú paru. Kovy, ako je medený drôt, je možné pokryť lakom, ktorý jednak chráni kov pred koróziou, jednak slúži ako izolant.

Modrenie je proces, pri ktorom je železo vystavené pôsobeniu silných oxidačných činidiel, v dôsledku čoho je kov pokrytý filmom oxidov, ktorý je nepriepustný pre plyny a chráni ho pred účinkami vonkajšieho prostredia. Najčastejšie ide o magnetický oxid Fe304, ktorý je hlboko zapustený v kovovej vrstve a chráni ju pred oxidáciou lepšie ako ktorákoľvek farba. Uralská strešná krytina, vystavená modraniu, vydržala na streche bez hrdzavenia viac ako 100 rokov. Čím lepšie je kov vyleštený, tým hustejší a pevnejší je oxidový film vytvorený na jeho povrchu.

Smaltovanie je veľmi dobrý typ ochrany proti korózii pre rôzne nádoby. Smalt odoláva nielen pôsobeniu kyslíka a vody, ale aj silným kyselinám a zásadám. Bohužiaľ, smalt je veľmi krehký a pri náraze a rýchlych zmenách teploty pomerne ľahko praská.
Poniklovanie a pocínovanie sú veľmi zaujímavé spôsoby ochrany kovov pred koróziou.
- ide o povlak kovu vrstvou zinku (takto sa chráni hlavne železo). Pri takomto povlaku v prípade porušenia povrchového filmu zinku zinok najskôr podlieha korózii ako aktívnejší kov, ale zinok korózii dobre odoláva, pretože jeho povrch je pokrytý ochranným oxidovým filmom nepriepustným pre vodu a kyslík.
Pri niklovaní (niklovanie) a cínovaní (cínovanie) nastáva hrdzavenie železa až vtedy, keď sa rozbije vrstva kovu, ktorý ho pokrýva. Len čo sa naruší, železo ako najaktívnejší kov začne korodovať. Ale - kov, ktorý koroduje pomerne málo, takže jeho film zostáva na povrchu veľmi dlho. Najčastejšie sa medené predmety pocínujú a potom galvanický pár medi vždy vedie ku korózii cínu a nie medi, ktorá je ako kov menej aktívna. Keď sa železo pocínuje, získa sa „pocínovaný plech“ pre konzervárenský priemysel.

Na ochranu pred koróziou je možné pôsobiť nielen na kov, ale aj na prostredie, ktoré ho obklopuje. Ak sa určité množstvo chrómanu sodného zmieša s kyselinou chlorovodíkovou, potom sa reakcia kyseliny chlorovodíkovej so železom tak spomalí, že v praxi sa kyselina môže prepravovať v železných nádržiach, čo je ako obvykle nemožné. Látky, ktoré koróziu spomaľujú, a niekedy takmer úplne zastavia, sa nazývajú inhibítory – spomaľovače (z latinského slova inhibere – spomaľovať).

Povaha účinku inhibítorov je rôzna. Buď vytvoria na povrchu kovu ochranný film, alebo znížia agresivitu prostredia. Prvý typ zahŕňa napríklad NaNO2, ktorý spomaľuje koróziu ocele vo vode a soľných roztokoch, spomaľuje koróziu hliníka v kyseline sírovej, druhý - organická zlúčenina CO (NH2) 2 - močovina, ktorá výrazne spomaľuje znižuje rozpúšťanie medi a iných kovov v kyseline dusičnej. Živočíšne bielkoviny majú inhibičné vlastnosti, niektoré sušené rastliny - skorocel, masliaka atď.
Niekedy sa z neho vyrábajú zliatiny s inými kovmi, aby sa zvýšila odolnosť kovu voči korózii, ako aj aby sa mu dodali hodnotnejšie vlastnosti.

■ 14. Zapíšte si do zošita uvedené spôsoby ochrany kovu pred koróziou.
15. Čo určuje výber metódy ochrany kovu pred koróziou?
16. Čo je inhibítor? Ako sa inhibítor líši od katalyzátora?

Metódy tavenia kovov z rúd

Kovy v prírode možno nájsť v pôvodnom stave. Ide v podstate napr. Získava sa mechanickým vymývaním z okolitých hornín. Prevažná väčšina kovov sa však v prírode vyskytuje vo forme zlúčenín. Nie každý prírodný minerál je však vhodný na získanie kovu v ňom obsiahnutého. V dôsledku toho nie každý minerál možno nazvať kovovou rudou.
Hornina alebo minerál obsahujúci jeden alebo druhý kov v množstve, ktoré robí jeho priemyselnú výrobu ekonomicky výhodnou, sa nazýva rudy tohto kovu.

Napíšte definíciu rúd.

Kovy sa získavajú z rúd rôznymi spôsobmi.
1. Ak je ruda oxid, potom sa redukuje nejakým druhom redukčného činidla - najčastejšie uhlíkom alebo oxidom uhoľnatým CO, menej často vodíkom, napr.
FesO4 + 4СО = 3Fe + 4CO2
2. Ak je ruda zlúčenina síry, potom sa najskôr spáli:
2PbS + 302 = 2PbO + 2SO2
potom sa výsledný oxid redukuje dreveným uhlím:
РbО + С = РbО + CO
Kovy sa izolujú z chloridov elektrolýzou z tavenín. Napríklad, keď sa roztopí chlorid sodný NaCl, dôjde k tepelnej disociácii látky.
NaCl ⇄ Na + + Cl -
Keď cez túto taveninu prechádza jednosmerný elektrický prúd, prebiehajú tieto procesy:
a) na katóde:
Na + + e— → Na 0
b) na anóde
Cl -- e— → Сl 0
Táto metóda sa môže použiť aj na získanie kovov z iných solí.
4. Niekedy môžu byť kovy obnovené z oxidov vytesnením pri vysokej teplote iným, aktívnejším kovom. Táto metóda je obzvlášť rozšírená pri redukcii kovov hliníkom, a preto sa najprv nazývala aluminotermia:
2Al + Fe2O3 = Al2O3 + 2Fe.
Aluminotermia bude podrobnejšie diskutovaná nižšie.
V mnohých prípadoch môže byť ruda zmiešaná s veľkým množstvom odpadovej horniny, na odstránenie ktorej, t.j. na "obohatenie" rudy, existujú rôzne metódy, najmä metóda penovej flotácie. Na tento účel sa používajú minerálne oleje, ktoré majú vlastnosť selektívnej adsorpcie. To znamená, že absorbujú častice rudy, ale žiadne odpadové horniny. V obrovských kadiach s vodou sa ukladá drvená ruda a minerálny olej spolu s odpadovou horninou. Potom je voda silne napenená vzduchom. Olej obklopuje vzduchové bubliny a vytvára na nich film. Ukazuje sa stabilná pena. Častice, rudy sa adsorbujú a spolu so vzduchovými bublinami stúpajú nahor. Pena sa spája s rudou a odpadová hornina zostáva na dne kade. Následne sa ruda ľahko zbaví ropy, ktorá sa opäť použije na flotáciu.

■ 17. Čo je to pena?
18. Aké vlastnosti musí mať kov, aby mohol byť v prírode v prirodzenom stave?
19. Môže byť akýkoľvek minerál alebo hornina s obsahom jedného alebo druhého kovu nazývaná rudou?
20. Uveďte druhy kovových rúd, ktoré poznáte.
21. Zinok sa prirodzene vyskytuje ako minerálna zmes zinku obsahujúca sulfid zinočnatý. Navrhnite spôsob získania zinku zo zmesi zinku.
22. Z 2 ton magnetickej železnej rudy obsahujúcej 80 % magnetického oxidu železa Fe3O4 sa získalo 1,008 tony železa. Vypočítajte praktickú výťažnosť železa.
23. Aké kovy možno získať elektrolýzou roztokov solí?
24. Zliatina obsahujúca 4 % uhlíka bola pripravená zo železa získaného redukciou 5 ton magnetickej železnej rudy obsahujúcej 13 % nečistôt. Koľko zliatiny ste dostali?
25. Koľko zinku a kyseliny sírovej možno získať z 242,5 ton zinkovej zmesi ZnS obsahujúcej 20 % odpadovej horniny?

31

Zdôvodnenie periodického systému prvkov Keďže elektróny v atóme sú umiestnené na rôznych energetických úrovniach a tvoria kvantové vrstvy, je logické predpokladať, že ...

Druhá skupina periodického systému

Prvky, ktoré tvoria jednoduché látky - kovy, zaberajú ľavú dolnú časť periodického systému (pre prehľadnosť môžeme povedať, že sú umiestnené vľavo od uhlopriečky spájajúcej Be a polónium, č. 84), zahŕňajú aj prvky sekundárnych (B) podskupín.

Atómy kovov sa vyznačujú malým počtom elektrónov na vonkajšej úrovni. Sodík má teda 1 elektrón na vonkajšej úrovni, horčík má 2 a hliník má 3 elektróny. Tieto elektróny sú relatívne slabo viazané na jadro, čo spôsobuje charakteristické fyzické vlastnosti kovu:

• elektrická vodivosť,
• dobrá tepelná vodivosť,
• kujnosť, plasticita.
• Kovy majú tiež charakteristický kovový lesk.

AT chemický reakcie, kovy pôsobia ako redukčné činidlá:

1. Pri interakcii s kyslíkom tvoria kovy oxidy, napríklad horčík horí za vzniku oxidu horečnatého:
   2Mg + O2 \u003d 2MgO

Najaktívnejšie kovy (alkálie) tvoria pri spaľovaní na vzduchu peroxidy:

2Na + O 2 = Na 2 O 2 (peroxid sodný)

1. Aktívne kovy, ako je sodík, reagujú s vodou za vzniku hydroxidov:
   2Na + 2HOH = 2NaOH + H2

alebo oxidy, ako je horčík pri zahrievaní:

Mg + H20 \u003d MgO + H2

1. Kovy nachádzajúce sa v elektrochemickej sérii napätí naľavo od vodíka (H) vytláčajú vodík z kyselín (okrem kyseliny dusičnej). Takže zinok reaguje s kyselinou chlorovodíkovou za vzniku chloridu zinočnatého a vodíka:
   Zn + 2HCl \u003d ZnCl2 + H2

Kovy, vrátane tých napravo od vodíka, s výnimkou zlata a platiny, reagujú s kyselinou dusičnou za vzniku rôznych zlúčenín dusíka:

Cu + 4HN03 (konc.) = Cu(N03)2 + 2H20 + 2N02

Koeficienty v týchto rovniciach sa dajú ľahšie usporiadať pomocou metódy elektronickej rovnováhy. Uvádzame oxidačné stavy:

Cuo + 4HN +503 (konc.) = Cu +2 (N03)2 + 2H20 + 2N +402

Zapisujeme prvky so zmeneným oxidačným stavom:

* najmenší spoločný násobok pre pridané a odobraté elektróny

** koeficient pre látku obsahujúcu tento prvok sa získa vydelením najmenšieho spoločného násobku počtom pridaných alebo odobraných elektrónov (z tohto atómu)

2. Skúsenosti. Získavanie a zber kyslíka. Dôkaz o prítomnosti kyslíka v nádobe

V školskom laboratóriu sa kyslík častejšie získava rozkladom peroxidu vodíka v prítomnosti oxidu mangánu (IV):

2H202 \u003d 2H20 + O2

alebo rozklad manganistanu draselného pri zahrievaní:

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

Na zachytávanie plynu je nádoba uzavretá korkom s trubicou na výstup plynu.

Na dôkaz prítomnosti kyslíka v nádobe sa do nej vnesie tlejúca trieska - jasne sa rozhorí.

B o Väčšina známych chemických prvkov tvorí jednoduché látky, kovy.

Kovy zahŕňajú všetky prvky sekundárnych (B) podskupín, ako aj prvky hlavných podskupín umiestnených pod uhlopriečkou „berýlium – astatín“ (obr. 1). Okrem toho chemické prvky kovy tvoria skupiny lantanoidov a aktinoidov.

Ryža. 1. Umiestnenie kovov medzi prvkami podskupiny A (zvýraznené modrou farbou)

V porovnaní s nekovovými atómami majú atómy kovov b o Väčšie veľkosti a menej vonkajších elektrónov, zvyčajne 1-2. V dôsledku toho sú vonkajšie elektróny atómov kovov slabo viazané na jadro, kovy ich ľahko rozdávajú a pri chemických reakciách vykazujú redukčné vlastnosti.

Zvážte vzorce zmien v niektorých vlastnostiach kovov v skupinách a obdobiach.

V obdobiachs So zvyšujúcim sa jadrovým nábojom sa atómový polomer zmenšuje. Jadrá atómov čoraz viac priťahujú vonkajšie elektróny, preto sa zvyšuje elektronegativita atómov, znižujú sa vlastnosti kovu. Ryža. 2.

Ryža. 2. Zmena vlastností kovov v periódach

V hlavných podskupinách zhora nadol v atómoch kovov sa počet elektrónových vrstiev zvyšuje, a preto sa zväčšuje polomer atómov. Potom budú vonkajšie elektróny slabšie priťahované k jadru, takže dôjde k zníženiu elektronegativity atómov a zvýšeniu kovových vlastností. Ryža. 3.

Ryža. 3. Zmena vlastností kovov v podskupinách

Tieto zákonitosti sú až na ojedinelé výnimky charakteristické aj pre prvky sekundárnych podskupín.

Atómy kovových prvkov majú tendenciu darovať elektróny. Pri chemických reakciách pôsobia kovy len ako redukčné činidlá, darujú elektróny a zvyšujú ich oxidačný stav.

Elektróny môžu byť prijímané z atómov kovov atómami, ktoré tvoria jednoduché látky, nekovy, ako aj atómami, ktoré sú súčasťou zložitých látok, ktoré sú schopné znížiť svoj oxidačný stav. Napríklad:

2Nao + S0 = Na +12S-2

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

Nie všetky kovy majú rovnakú chemickú aktivitu. Niektoré kovy za normálnych podmienok prakticky nevstupujú do chemických reakcií, nazývajú sa ušľachtilé kovy. Medzi ušľachtilé kovy patria: zlato, striebro, platina, osmium, irídium, paládium, ruténium, ródium.

Ušľachtilé kovy sú v prírode veľmi vzácne a takmer vždy sa nachádzajú v prirodzenom stave (obr. 4). Napriek vysokej odolnosti voči korózii-oxidácii tieto kovy stále tvoria oxidy a iné chemické zlúčeniny, napríklad chlorid strieborný a dusičnanové soli sú známe každému.

Ryža. 4. Nugget zlata

Zhrnutie lekcie

V tejto lekcii ste skúmali postavenie chemických prvkov kovov v periodickej tabuľke, ako aj štruktúrne vlastnosti atómov týchto prvkov, ktoré určujú vlastnosti jednoduchých a zložitých látok. Dozvedeli ste sa, prečo je v kovoch oveľa viac chemických prvkov ako v nekovoch.

Bibliografia

1. Oržekovskij P.A. Chémia: 9. ročník: učebnica pre všeobecné vzdelávanie. inšt. / P.A. Oržekovskij, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašovej. - M.: Astrel, 2013. (§28)
2. Rudzitis G.E. Chémia: anorganická. chémia. Organ. chémia: učebnica. pre 9 buniek. / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M.: Osveta, JSC "Moskva učebnice", 2009. (§34)
3. Khomchenko I.D. Zbierka úloh a cvičení z chémie pre strednú školu. - M.: RIA "Nová vlna": Vydavateľstvo Umerenkov, 2008. (s. 86-87)
4. Encyklopédia pre deti. Zväzok 17. Chémia / Kapitola. vyd. V.A. Volodin, vedúci. vedecký vyd. I. Leenson. - M.: Avanta +, 2003.

1. Jedna zbierka digitálnych vzdelávacích zdrojov (videozážitky na danú tému) ().
2. Elektronická verzia časopisu "Chémia a život" ().

Domáca úloha

1. s. 195-196 č.7, A1-A4 z učebnice P.A. Orzhekovsky "Chémia: 9. ročník" / P.A. Oržekovskij, L.M. Meshcheryakova, M.M. Šalašovej. - M.: Astrel, 2013.
2. Aké vlastnosti (oxidačné alebo redukčné) môže mať ión Fe 3+? Svoju odpoveď ilustrujte reakčnými rovnicami.
3. Porovnajte atómový polomer, elektronegativitu a redukčné vlastnosti sodíka a horčíka.

Úvod

Kovy sú jednoduché látky, ktoré majú za normálnych podmienok charakteristické vlastnosti: vysokú elektrickú a tepelnú vodivosť, schopnosť dobre odrážať svetlo (čo spôsobuje ich lesk a nepriehľadnosť), schopnosť zaujať požadovaný tvar pod vplyvom vonkajších síl (plasticita). Existuje ďalšia definícia kovov - ide o chemické prvky charakterizované schopnosťou darovať vonkajšie (valenčné) elektróny.

Zo všetkých známych chemických prvkov je asi 90 kovov. Väčšina anorganických zlúčenín sú zlúčeniny kovov.

Existuje niekoľko typov klasifikácie kovov. Najprehľadnejšia je klasifikácia kovov v súlade s ich postavením v periodickom systéme chemických prvkov – chemická klasifikácia.

Ak je v "dlhej" verzii periodickej tabuľky nakreslená priamka cez prvky bór a astat, kovy budú umiestnené naľavo od tejto čiary a nekovy napravo od nej.

Z hľadiska štruktúry atómu sa kovy delia na netranzitívne a prechodné. Neprechodné kovy sa nachádzajú v hlavných podskupinách periodického systému a vyznačujú sa tým, že v ich atómoch dochádza k postupnému zapĺňaniu elektrónových úrovní s a p. Neprechodné kovy zahŕňajú 22 prvkov hlavných podskupín a: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Al, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Pb , Sb, Bi, Po.

Prechodné kovy sa nachádzajú vo vedľajších podskupinách a vyznačujú sa plnením d- alebo f-elektronických úrovní. Medzi d-prvky patrí 37 kovov sekundárnych podskupín b: 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.

Medzi f-prvky patrí 14 lantanoidov (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) a 14 aktinoidov (Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, Nie, Lr).

Z prechodných kovov sa rozlišujú aj kovy vzácnych zemín (Sc, Y, La a lantanoidy), platinové kovy (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), transuránové kovy (Np a prvky s vyššou atómovou hmotnosťou).

Okrem chemickej existuje aj, aj keď nie všeobecne akceptovaná, ale dlhodobo zavedená technická klasifikácia kovov. Nie je to také logické ako chemické - je založené na jednej alebo druhej prakticky dôležitej vlastnosti kovu. Železo a zliatiny na jeho báze sú klasifikované ako železné kovy, všetky ostatné kovy sú neželezné. Existujú ľahké (Li, Be, Mg, Ti atď.) a ťažké kovy (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Hg, Sn, Pb atď.), ako aj skupiny žiaruvzdorných ( Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Re), drahé (Ag, Au, platinové kovy) a rádioaktívne (U, Th, Np, Pu, atď.) kovy. V geochémii sa rozlišujú aj kovy rozptýlené (Ga, Ge, Hf, Re atď.) a vzácne (Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W, Re atď.). Ako vidíte, medzi skupinami neexistujú jasné hranice.

Odkaz na históriu

Napriek tomu, že život ľudskej spoločnosti bez kovov je nemožný, nikto presne nevie, kedy a ako ich človek prvýkrát začal používať. Najstaršie spisy, ktoré sa k nám dostali, hovoria o primitívnych dielňach, v ktorých sa tavil kov a vyrábali sa z neho výrobky. To znamená, že človek ovládal kovy skôr ako písanie. Pri vykopávkach starovekých osád archeológovia nachádzajú pracovné a lovecké nástroje, ktoré ľudia používali v tých vzdialených časoch - nože, sekery, hroty šípov, ihly, háčiky na ryby a oveľa viac. Čím staršie boli sídla, tým drsnejšie a primitívnejšie boli produkty ľudských rúk. Najstaršie kovové výrobky sa našli pri vykopávkach osád, ktoré existovali asi pred 8 000 rokmi. Išlo najmä o šperky zo zlata a striebra a hroty šípov a oštepy z medi.

Grécke slovo „metallon“ pôvodne znamenalo bane, bane, odtiaľ pochádza výraz „kov“. V staroveku sa verilo, že existuje iba 7 kovov: zlato, striebro, meď, cín, olovo, železo a ortuť. Toto číslo korelovalo s počtom vtedy známych planét - Slnko (zlato), Mesiac (striebro), Venuša (meď), Jupiter (cín), Saturn (olovo), Mars (železo), Merkúr (ortuť) (pozri obrázok ). Podľa alchymistických predstáv kovy vznikali v útrobách zeme vplyvom lúčov planét a postupne sa zdokonaľovali, až sa zmenili na zlato.

Človek najprv ovládal prírodné kovy - zlato, striebro, ortuť. Prvým umelo získaným kovom bola meď, potom bolo možné zvládnuť výrobu zliatiny medi so solením - bronzom a až neskôr - železom. V roku 1556 vyšla v Nemecku kniha nemeckého metalurga G. Agricolu „O baníctve a hutníctve“ – prvý podrobný návod na získavanie kovov, ktorý sa k nám dostal. Je pravda, že v tom čase sa olovo, cín a bizmut považovali za odrody toho istého kovu. V roku 1789 francúzsky chemik A. Lavoisier vo svojej príručke o chémii uviedol zoznam jednoduchých látok, ktorý zahŕňal všetky vtedy známe kovy - antimón, striebro, bizmut, kobalt, cín, železo, mangán, nikel, zlato, platina. olovo, volfrám a zinok. S rozvojom chemických výskumných metód sa počet známych kovov začal rýchlo zvyšovať. V 18. storočí V 19. storočí bolo objavených 14 kovov. - 38, v 20. storočí. - 25 kovov. V prvej polovici 19. stor boli objavené satelity platiny, alkalické kovy a kovy alkalických zemín sa získavali elektrolýzou. V polovici storočia bolo spektrálnou analýzou objavené cézium, rubídium, tálium a indium. Geniálne sa potvrdila existencia kovov, ktoré na základe svojho periodického zákona predpovedal D. I. Mendelejev (ide o gálium, skandium a germánium). Objav rádioaktivity na konci 19. storočia. viedli k hľadaniu rádioaktívnych kovov. Napokon metódou jadrových premien v polovici 20. storočia. boli získané rádioaktívne kovy, ktoré sa v prírode nevyskytujú, najmä transuránové prvky.

Fyzikálne a chemické vlastnosti kovov.

Všetky kovy sú pevné látky (okrem ortuti, ktorá je za normálnych podmienok kvapalná), od nekovov sa líšia špeciálnym typom väzby (kovová väzba). Valenčné elektróny sú voľne viazané na konkrétny atóm a vo vnútri každého kovu sa nachádza takzvaný elektrónový plyn. Väčšina kovov má kryštalickú štruktúru a kov si možno predstaviť ako „tuhú“ kryštálovú mriežku kladných iónov (katiónov). Tieto elektróny sa môžu viac-menej pohybovať okolo kovu. Kompenzujú odpudivé sily medzi katiónmi a tak ich viažu do kompaktného telesa.

Všetky kovy majú vysokú elektrickú vodivosť (t. j. sú vodičmi na rozdiel od nedielektrických nekovov), najmä meď, striebro, zlato, ortuť a hliník; vysoká je aj tepelná vodivosť kovov. Charakteristickou vlastnosťou mnohých kovov je ich plasticita (ťažnosť), vďaka čomu sa dajú zvinúť do tenkých plechov (fólie) a ťahať do drôtu (cín, hliník atď.), existujú však aj dosť krehké kovy ( zinok, antimón, bizmut).

V priemysle sa často nepoužívajú čisté kovy, ale ich zmesi, nazývané zliatiny. V zliatine vlastnosti jednej zložky zvyčajne úspešne dopĺňajú vlastnosti inej zložky. Meď má teda nízku tvrdosť a málo sa používa na výrobu častí strojov, zatiaľ čo zliatiny medi a zinku, nazývané mosadz, sú už dosť tvrdé a sú široko používané v strojárstve. Hliník má dobrú ťažnosť a dostatočnú ľahkosť (nízka hustota), ale je príliš mäkký. Na jeho základe sa pripravuje zliatina ayuraluminu (duralu), ktorá obsahuje meď, horčík a mangán. Dural bez toho, aby stratil vlastnosti svojho hliníka, získava vysokú tvrdosť a preto sa používa v leteckej technike. Zliatiny železa s uhlíkom (a prísadami iných kovov) sú dobre známe liatiny a ocele.

Kovy sa značne líšia v hustote: pre lítium je to takmer polovica hustoty vody (0,53 g / cm 3) a pre osmium je viac ako 20-krát vyššia (22,61 g / cm 3). Kovy sa líšia aj tvrdosťou. Najjemnejšie - alkalické kovy, sú ľahko rezané nožom; najtvrdší kov - chróm - reže sklo. V bodoch topenia kovov je veľký rozdiel: ortuť je za normálnych podmienok kvapalina, cézium a gálium sa topia pri teplote ľudského tela a najžiaruvzdornejší kov, volfrám, má bod topenia 3380 °C. Kovy, ktorých teplota topenia je nad 1000 ° C, sú klasifikované ako žiaruvzdorné kovy, pod - ako taviteľné. Pri vysokých teplotách sú kovy schopné emitovať elektróny, čo sa využíva v elektronike a termoelektrických generátoroch na priamu premenu tepelnej energie na elektrickú energiu. Železo, kobalt, nikel a gadolínium sú po umiestnení do magnetického poľa schopné trvalo udržiavať stav magnetizácie.

Kovy majú aj niektoré chemické vlastnosti. Atómy kovov sa relatívne ľahko vzdávajú valenčných elektrónov a prechádzajú na kladne nabité ióny. Preto sú kovy redukčnými činidlami. Toto je v skutočnosti ich hlavná a najbežnejšia chemická vlastnosť.

Je zrejmé, že kovy ako redukčné činidlá budú reagovať s rôznymi oxidačnými činidlami, medzi ktorými môžu byť jednoduché látky, kyseliny, soli menej aktívnych kovov a niektoré ďalšie zlúčeniny. Zlúčeniny kovov s halogénmi sa nazývajú halogenidy, so sírou - sulfidy, s dusíkom - nitridy, s fosforom - fosfidy, s uhlíkom - karbidy, s kremíkom - silicidy, s bórom - boridy, s vodíkom - hydridy atď. Mnohé z týchto zlúčenín našli dôležité aplikácie v novej technológii. Napríklad boridy kovov sa používajú v rádiovej elektronike, ako aj v jadrovej technike ako materiály na reguláciu a ochranu pred neutrónovým žiarením.

Pôsobením koncentrovaných oxidačných kyselín vzniká aj na niektorých kovoch stabilný oxidový film. Tento jav sa nazýva pasivácia. Takže v koncentrovanej kyseline sírovej sú kovy ako Be, Bi, Co, Fe, Mg a Nb pasivované (a nereagujú s nimi) a v koncentrovanej kyseline dusičnej - kovy Al, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb, Th a U.

Čím viac naľavo od kovu v tomto rade, tým má väčšie redukčné vlastnosti, t.j. ľahšie sa oxiduje a prechádza do roztoku vo forme katiónu, ale je ťažšie získať ho z katiónu na katión. slobodný štát.

Jeden nekov, vodík, je zapojený do série napätí, pretože to umožňuje určiť, či tento kov bude reagovať s kyselinami - neoxidačnými činidlami vo vodnom roztoku (presnejšie, bude oxidovaný katiónmi vodíka H +). Napríklad zinok reaguje s kyselinou chlorovodíkovou, pretože v sérii napätí je vľavo (pred) vodík. Naopak, striebro sa neprenáša do roztoku kyselinou chlorovodíkovou, pretože je v sérii napätí vpravo (za) vodíkom. Podobne sa správajú kovy v zriedenej kyseline sírovej. Kovy, ktoré sú v sérii napätia po vodíku, sa nazývajú ušľachtilé (Ag, Pt, Au atď.)

Nežiaducou chemickou vlastnosťou kovov je ich elektrochemická korózia, teda aktívna deštrukcia (oxidácia) kovu pri kontakte s vodou a vplyvom v nej rozpusteného kyslíka (kyslíková korózia). Napríklad korózia železných produktov vo vode je všeobecne známa.

Zvlášť korozívne môže byť miesto kontaktu dvoch rozdielnych kovov - kontaktná korózia. Medzi jedným kovom, ako je Fe, a iným kovom, ako je Sn alebo Cu, umiestneným vo vode, sa objaví galvanický pár. Tok elektrónov prechádza od aktívnejšieho kovu, ktorý je v napäťovej sérii vľavo (Fe), k menej aktívnemu kovu (Sn, Cu) a aktívnejší kov sa ničí (koroduje).

Z tohto dôvodu pocínovaný povrch plechoviek (pocínované železo) pri skladovaní vo vlhkej atmosfére a neopatrnej manipulácii hrdzavie (žehlička sa rýchlo zrúti už po objavení sa malého škrabanca, čo umožňuje kontakt železa s vlhkosťou). Naopak, pozinkovaný povrch železného vedra dlho nehrdzavie, pretože aj keď dôjde k škrabancom, nekoroduje železo, ale zinok (aktívnejší kov ako železo).

Odolnosť proti korózii pre daný kov sa zvyšuje, keď je potiahnutý aktívnejším kovom alebo keď sú tavené; napríklad pokovovanie železa chrómom alebo výroba zliatin železa s chrómom eliminuje koróziu železa. Pochrómované železo a ocele obsahujúce chróm (nehrdzavejúce ocele) majú vysokú odolnosť proti korózii.

Všeobecné metódy získavania kovov:

Elektrometalurgia, t.j. získavanie kovov elektrolýzou tavenín (pre najaktívnejšie kovy) alebo roztokov ich solí;

Pyrometalurgia, t. j. získavanie kovov z ich rúd pri vysokej teplote (napríklad výroba železa pomocou procesu vo vysokej peci);

hydrometalurgia, t.j. izolácia kovov z roztokov ich solí s aktívnejšími kovmi (napríklad výroba medi z roztoku CuSO 4 vytesnením zinku, železa

alebo hliník).

V prírode sa kovy niekedy nachádzajú vo voľnej forme, ako je prírodná ortuť, striebro a zlato, a častejšie vo forme zlúčenín (kovové rudy). Najaktívnejšie kovy sú samozrejme prítomné v zemskej kôre len vo viazanej forme.

Lítium (z gréc. Lithos - kameň), Li, chemický prvok podskupiny Ia periodickej sústavy; atómové číslo 3, atómová hmotnosť 6,941; patrí medzi alkalické kovy.

Obsah lítia v zemskej kôre je 6,5-10 -3% hmotnosti. Bol nájdený vo viac ako 150 mineráloch, z toho v skutočnosti je lítium asi 30. Hlavnými minerálmi sú spodumen LiAl, lepidolit KLi 1,5 Al 1,5 (F.0H) 2 a petalit (LiNa). Zloženie týchto minerálov je zložité, mnohé z nich patria do triedy hlinitokremičitanov, ktoré sú veľmi bežné v zemskej kôre. Perspektívnymi zdrojmi surovín na výrobu lítia sú soľanky (soľanka) soľných ložísk a podzemná voda. Najväčšie ložiská zlúčenín lítia sú v Kanade, USA, Čile, Zimbabwe, Brazílii, Namíbii a Rusku.

Zaujímavosťou je, že minerál spodumen sa v prírode vyskytuje vo forme veľkých kryštálov s hmotnosťou niekoľkých ton. V bani Etta v Spojených štátoch amerických sa našiel ihličkovitý kryštál dlhý 16 m a vážiaci 100 ton.

Prvé informácie o lítiu pochádzajú z roku 1817. Švédsky chemik A. Arfvedson v ňom pri rozbore minerálu petalit objavil neznámu zásadu. Arfvedsonov učiteľ J. Berzelius mu dal názov „litión“ (z gréckeho liteos – kameň), pretože na rozdiel od hydroxidov draselných a sodných, ktoré sa získavali z popola rastlín, sa v minerále našla nová zásada. Kov, ktorý je „základom“ tejto zásady, pomenoval aj lítium. V roku 1818 anglický chemik a fyzik G. Davy získal lítium elektrolýzou hydroxidu LiOH.

Vlastnosti. Lítium je strieborný biely kov; t.t. 180,54 °C, b 1340 "C; najľahší zo všetkých kovov, jeho hustota je 0,534 g/cm - je 5-krát ľahší ako hliník a takmer dvakrát ľahší ako voda. Lítium je mäkké a tvárne. Zlúčeniny lítia farbia plameň do krásnej karmínovej červenej farby Táto veľmi citlivá metóda sa používa pri kvalitatívnej analýze na detekciu lítia.

Konfigurácia vonkajšej elektrónovej vrstvy atómu lítia je 2s 1 (s-prvok). V zlúčeninách vykazuje oxidačný stav +1.

Lítium je prvé v elektrochemickej sérii napätí a vytláča vodík nielen z kyselín, ale aj z vody. Mnohé chemické reakcie lítia sú však menej intenzívne ako reakcie iných alkalických kovov.

Lítium prakticky nereaguje so zložkami vzduchu pri úplnej neprítomnosti vlhkosti pri izbovej teplote. Pri zahrievaní na vzduchu nad 200 °C vzniká ako hlavný produkt oxid Li 2 O (prítomné sú len stopy peroxidu Li 2 O 2). Vo vlhkom vzduchu produkuje najmä nitrid Li 3 N, pri vlhkosti vzduchu viac ako 80 % - hydroxid LiOH a uhličitan Li 2 CO 3 . Nitrid lítia je možné získať aj zahrievaním kovu v prúde dusíka (lítium je jedným z mála prvkov, ktoré sa spájajú priamo s dusíkom): 6Li + N 2 \u003d 2Li 3 N

Lítium sa ľahko spája s takmer všetkými kovmi a je vysoko rozpustné v ortuti. Spája sa priamo s halogénmi (s jódom - pri zahriatí). Pri 500 ° C reaguje s vodíkom za vzniku hydridu LiH pri interakcii s vodou - hydroxidom LiOH, so zriedenými kyselinami - lítiovými soľami, s amoniakom - amidom LiNH2, napríklad:

2Li + H2 \u003d 2LiH

2Li + 2H20 \u003d 2LiOH + H2

2Li + 2HF = 2LiF + H2

2Li + 2NH3 \u003d 2LiNH2 + H2

LiH hydrid - bezfarebné kryštály; používa sa v rôznych oblastiach chémie ako redukčné činidlo. Pri interakcii s vodou uvoľňuje veľké množstvo vodíka (z 1 kg LiH sa získa 2820 l H2):

LiH + H20 \u003d LiOH + H2

To umožňuje použiť LiН ako zdroj vodíka na plnenie balónov a záchranného vybavenia (nafukovacie člny, pásy a pod.), ako aj akýsi „sklad“ na skladovanie a prepravu horľavého vodíka (v tomto prípade ide o potrebné na ochranu LiН pred najmenšími stopami vlhkosti).

Zmiešané lítiumhydridy sa široko používajú v organickej syntéze, napríklad lítiumalumíniumhydrid LiAlH4 je selektívne redukčné činidlo. Získava sa interakciou LiH s chloridom hlinitým A1C13

Hydroxid LiOH je silná zásada (alkálie), jeho vodné roztoky ničia sklo, porcelán; nikel, striebro a zlato sú voči nemu odolné. LiOH sa používa ako prísada do elektrolytu alkalických batérií, čo zvyšuje ich životnosť 2-3x a kapacitu o 20%. Na báze LiOH a organických kyselín (najmä kyseliny stearovej a palmitovej) sa vyrábajú mrazuvzdorné a žiaruvzdorné mazivá (litholy) na ochranu kovov pred koróziou v rozsahu teplôt od -40 do +130 "C.

Hydroxid lítny sa tiež používa ako absorbér oxidu uhličitého v plynových maskách, ponorkách, lietadlách a kozmických lodiach.

Príjem a prihláška. Surovinou na výrobu lítia sú jeho soli, ktoré sa získavajú z minerálov. Minerály sa podľa zloženia rozkladajú kyselinou sírovou H 2 SO 4 (kyslá metóda) alebo spekaním s oxidom vápenatým CaO a jeho uhličitanom CaCO3 (alkalická metóda), so síranom draselným K 2 SO 4 (soľná metóda), s vápnikom uhličitan a jeho chlorid CaCl (alkalicko-soľná metóda). Kyselým spôsobom sa získa roztok síranu Li2S04 [ten sa zbaví nečistôt pôsobením hydroxidu vápenatého Ca (OH)2 a sódy Na2Co3]. Škvrny vzniknuté inými metódami rozkladu minerálov sa vylúhujú vodou; zároveň pri alkalickej metóde prechádza do roztoku LiOH, pri soľnej - Li 2 SO 4, pri alkalickej soli - LiCl. Všetky tieto metódy, okrem alkalických, zahŕňajú získanie hotového produktu vo forme uhličitanu Li2C03. ktorý sa používa priamo alebo ako zdroj na syntézu iných zlúčenín lítia.

Kovové lítium sa získava elektrolýzou roztavenej zmesi LiCl a chloridu draselného KCl alebo chloridu bárnatého BaCl 2 s ďalším čistením od nečistôt.

Záujem o lítium je obrovský. Je to spôsobené predovšetkým tým, že ide o zdroj priemyselnej výroby trícia (nuklid ťažkého vodíka), ktorý je hlavnou zložkou vodíkovej bomby a hlavným palivom pre termonukleárne reaktory. Medzi nuklidom 6 Li a neutrónmi (neutrálne častice s hmotnostným číslom 1) prebieha termonukleárna reakcia; reakčné produkty - trícium 3 H a hélium 4 He:

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

Veľké množstvo lítia sa používa v metalurgii. Zliatina horčíka s 10 % lítia je pevnejšia a ľahšia ako samotný horčík. Zliatiny hliníka a lítia - sklerón a aeron, obsahujúce iba 0,1% lítia, okrem ľahkosti, majú vysokú pevnosť, ťažnosť a zvýšenú odolnosť proti korózii; používajú sa v letectve. Pridanie 0,04 % lítia do zliatin olova a vápnika zvyšuje ich tvrdosť a znižuje koeficient trenia.

Halogenidy a uhličitan lítneho sa používajú pri výrobe optických, kyselinovzdorných a iných špeciálnych skiel, ako aj žiaruvzdorného porcelánu a keramiky, rôznych glazúr a emailov.

Malé úlomky lítia spôsobujú chemické popáleniny mokrej pokožky a očí. Lítiové soli dráždia pokožku. Pri práci s hydroxidom lítnym je potrebné dodržiavať bezpečnostné opatrenia, ako pri práci s hydroxidom sodným a draselným.

Sodík (z arab. natrun, gr. nitron - prírodná sóda, chemický prvok podskupiny Ia periodickej sústavy; atómové číslo 11, atómová hmotnosť 22,98977; patrí medzi alkalické kovy. V prírode sa vyskytuje vo forme jedného stabilného nuklidu 23 Na.

Už v staroveku boli známe zlúčeniny sodíka - kuchynská soľ (chlorid sodný) NaCl, žieravá zásada (hydroxid sodný) NaOH a sóda (uhličitan sodný) Na 2 CO3. Posledná látka, ktorú starí Gréci nazývali „nitron“; odtiaľ pochádza moderný názov kovu – „sodík“. V Spojenom kráľovstve, USA, Taliansku, Francúzsku sa však slovo sodík zachovalo (zo španielskeho slova „soda“, ktoré má rovnaký význam ako v ruštine).

Prvýkrát o produkcii sodíka (a draslíka) informoval anglický chemik a fyzik G. Davy na stretnutí Kráľovskej spoločnosti v Londýne v roku 1807. Podarilo sa mu rozložiť žieravé alkálie KOH a NaOH pôsobením elektrického prúdu a izolovať dovtedy neznáme kovy s mimoriadnymi vlastnosťami. Tieto kovy na vzduchu veľmi rýchlo oxidovali a vznášali sa na hladine vody a uvoľňovali z nej vodík.

distribúcia v prírode. Sodík je jedným z najrozšírenejších prvkov v prírode. Jeho obsah v zemskej kôre je 2,64 % hmotnosti. V hydrosfére je obsiahnutý vo forme rozpustných solí v množstve asi 2,9 % (s celkovou koncentráciou solí v morskej vode 3,5 – 3,7 %). Prítomnosť sodíka bola preukázaná v slnečnej atmosfére a medzihviezdnom priestore. Sodík sa prirodzene nachádza iba vo forme solí. Najdôležitejšie minerály sú halit (kamenná soľ) NaCl, mirabilit (Glauberova soľ) Na 2 SO 4 * 10H 2 O, thenardit Na 2 SO 4, čelský ľadok NaNO 3, prírodné silikáty, ako albit Na, nefelín Na

Rusko je mimoriadne bohaté na ložiská kamennej soli (napríklad Solikamsk, Usolye-Sibirskoye atď.), veľké ložiská minerálu trona na Sibíri.

Vlastnosti. Sodík je strieborno-biely taviteľný kov, t.t. 97,86 °C, b 883,15 °C. Je to jeden z najľahších kovov - je ľahší ako voda s hustotou 0,99 g / cm 3 pri 19,7 ° C). Sodík a jeho zlúčeniny farbia plameň horáka na žlto. Táto reakcia je taká citlivá, že odhalí prítomnosť najmenších stôp sodíka všade (napríklad v prachu v miestnosti alebo na ulici).

Sodík je jedným z najaktívnejších prvkov v periodickej tabuľke. Vonkajšia elektrónová vrstva atómu sodíka obsahuje jeden elektrón (konfigurácia 3s 1, sodík je s-prvok). Sodík ľahko daruje svoj jediný valenčný elektrón, a preto vo svojich zlúčeninách vždy vykazuje oxidačný stav +1.

Na vzduchu sa sodík aktívne oxiduje, pričom v závislosti od podmienok vzniká oxid Na20 alebo peroxid Na202. Preto sa sodík skladuje pod vrstvou petroleja alebo minerálneho oleja. Prudko reaguje s vodou a vytláča vodík:

2Na + H20 \u003d 2NaOH + H2

K takejto reakcii dochádza aj pri ľade pri teplote -80 °C a pri teplej vode alebo pri kontaktnej ploche dochádza k výbuchu (nie nadarmo sa hovorí: „Ak sa nechceš stať čudákom , nehádžte sodík do vody“).

Sodík priamo reaguje so všetkými nekovmi: pri 200 °C začína absorbovať vodík, pričom vzniká veľmi hygroskopický hydrid NaH; s dusíkom v elektrickom výboji poskytuje Na3N nitrid alebo NaN3 azid; vznieti sa vo fluórovej atmosfére; v chlóre horí pri teplote; reaguje s brómom iba pri zahrievaní:

2Na + H2 \u003d 2NaH

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

2Na + C12 \u003d 2NaCl

Pri 800-900 °C sa sodík spája s uhlíkom a vytvára karbid Na2C2; po triturácii so sírou poskytuje sulfid Na2S a zmes polysulfidov (Na2S3 a Na2S4)

Sodík sa ľahko rozpúšťa v kvapalnom amoniaku, výsledný modrý roztok má kovovú vodivosť, s plynným amoniakom pri 300-400 °C alebo v prítomnosti katalyzátora pri ochladení na -30 °C poskytuje amid NaNH2.

Sodík tvorí zlúčeniny s inými kovmi (intermetalické zlúčeniny), napríklad so striebrom, zlatom, kadmiom, olovom, draslíkom a niektorými ďalšími. S ortuťou dáva amalgámy NaHg 2, NaHg 4 atď. Najväčší význam majú tekuté amalgámy, ktoré vznikajú postupným zavádzaním sodíka do ortuti pod vrstvou petroleja alebo minerálneho oleja.

Sodík tvorí soli so zriedenými kyselinami.

Príjem a prihláška. Hlavnou metódou získavania sodíka je elektrolýza roztavenej kuchynskej soli. V tomto prípade sa chlór uvoľňuje na anóde a sodík sa uvoľňuje na katóde. Na zníženie teploty topenia elektrolytu sa do kuchynskej soli pridávajú ďalšie soli: KCl, NaF, CaCl2. Elektrolýza sa vykonáva v elektrolyzéroch s membránou; anódy sú vyrobené z grafitu, katódy sú vyrobené z medi alebo železa.

Sodík možno získať elektrolýzou taveniny hydroxidu NaOH a malé množstvá možno získať rozkladom azidu NaN3.

Kovový sodík sa používa na redukciu čistých kovov z ich zlúčenín - draslíka (z KOH), titánu (z TiCl 4) atď. nezasahujú do štiepenia jadier uránu. Sodíkové pary, ktoré majú jasne žltú žiaru, sa používajú na plnenie plynových výbojok, ktoré slúžia na osvetlenie diaľnic, prístavov, železničných staníc atď. Sodík nachádza uplatnenie v medicíne: umelo získaný nuklid 24 Na sa používa na rádiologickú liečbu určitých foriem leukémie a na diagnostické účely.

Použitie zlúčenín sodíka je oveľa rozsiahlejšie.

Peroxid Na 2 O 2 - bezfarebné kryštály, žltý technický produkt. Pri zahriatí na 311-400 °C začne uvoľňovať kyslík a pri 540 °C sa rýchlo rozkladá. Silné oxidačné činidlo, vďaka ktorému sa používa na bielenie tkanín a iných materiálov. Absorbuje CO 2 vo vzduchu, uvoľňuje kyslík a vytvára uhličitan 2Na 2 O 2 + 2CO 2 \u003d 2Na 2 Co 3 + O 2). Na tejto vlastnosti je založené použitie Na 2 O 2 na regeneráciu vzduchu v uzavretých priestoroch a izolačné dýchacie prístroje (ponorky, izolačné plynové masky a pod.).

hydroxid NaOH; zastaraný názov je lúh sodný, odborný názov je lúh sodný (z lat. kaustic - žieravina, horiaci); jedna z najsilnejších základní. Technický produkt okrem NaOH obsahuje nečistoty (do 3 % Ka 2 CO3 a do 1,5 % NaCl). Veľké množstvo NaOH sa používa na prípravu elektrolytov pre alkalické batérie, výrobu papiera, mydla, farieb, celulózy a používa sa na čistenie ropy a olejov.

Zo sodných solí sa používa chróman Na 2 CrO 4 - pri výrobe farbív, ako moridlo pri farbení látok a trieslovinové činidlo v kožiarskom priemysle; siričitan Na 2 SO 3 je súčasťou fixátorov a vývojiek vo fotografii; hydrosulfit NaHSO 3 - bielidlo tkanín, prírodné vlákna, používané na konzervovanie ovocia, zeleniny a zeleninových krmív; tiosíran Na 2 S 2 O 3 - na odstránenie chlóru pri bielení tkanín, ako fixátor vo fotografii, protijed pri otravách zlúčeninami ortuti, arzénu a pod., protizápalový prostriedok; chlorečnan NaClO 3 - oxidačné činidlo v rôznych pyrotechnických zloženiach; trifosfát Na 5 P 3 O 10 - prísada do syntetických pracích prostriedkov na zmäkčovanie vody.

Sodík, NaOH a jeho roztoky spôsobujú ťažké poleptanie kože a slizníc.

Vo vzhľade a vlastnostiach je draslík podobný sodíku, ale je reaktívnejší. Prudko reaguje s vodou a zapaľuje vodík. Na vzduchu horí a vytvára oranžový superoxid KO 2 . Pri izbovej teplote reaguje s halogénmi, pri miernom zahrievaní - s vodíkom, sírou. Vo vlhkom vzduchu sa rýchlo pokryje vrstvou KOH. Draslík je uložený pod vrstvou benzínu alebo petroleja.

Najväčšie praktické uplatnenie nachádzajú zlúčeniny draslíka - hydroxid KOH, dusičnan KNO 3 a uhličitan K 2 CO 3 .

Hydroxid draselný KOH (odborný názov - žieravý potaš) - biele kryštály, ktoré sa šíria vo vlhkom vzduchu a pohlcujú oxid uhličitý (vznikajú K 2 CO 3 a KHCO 3). Veľmi dobre sa rozpúšťa vo vode s vysokým exo efektom. Vodný roztok je silne alkalický.

Hydroxid draselný sa vyrába elektrolýzou roztoku KCl (podobne ako pri výrobe NaOH). Východiskový chlorid draselný KCl sa získava z prírodných surovín (minerály sylvín KCl a karnalit KMgC1 3 6H 2 0). KOH sa používa na syntézu rôznych draselných solí, tekutého mydla, farbív, ako elektrolyt v batériách.

Dusičnan draselný KNO 3 (minerálny dusičnan draselný) - biele kryštály, veľmi horká chuť, nízka teplota topenia (t pl \u003d 339 ° C). Necháme dobre rozpustiť vo vode (hydrolýza chýba). Pri zahrievaní nad bod topenia sa rozkladá na dusitan draselný KNO 2 a kyslík O 2 a vykazuje silné oxidačné vlastnosti. Síra a drevené uhlie sa pri kontakte s taveninou KNO 3 zapália a zmes C + S exploduje (spaľovanie „čierneho prášku“):

2KNO3 + ZS (uhlie) + S \u003d N2 + 3CO2 + K2S

Dusičnan draselný sa používa pri výrobe skla a minerálnych hnojív.

Uhličitan draselný K 2 CO 3 (odborný názov - potaš) je biely hygroskopický prášok. Je veľmi dobre rozpustný vo vode, vysoko hydrolyzovaný aniónom a vytvára v roztoku zásadité prostredie. Používa sa pri výrobe skla a mydla.

Získanie K2CO3 je založené na reakciách:

K2S04 + Ca (OH)2 + 2CO \u003d 2K (HCOO) + CaS04

2K (HCOO) + O2 \u003d K2C03 + H20 + C02

Síran draselný z prírodných surovín (minerály kainit KMg (SO 4) Cl ZN 2 0 a schenit K 2 Mg (SO 4) 2 * 6H 2 0) sa zahrieva s haseným vápnom Ca (OH) 2 v atmosfére CO (pod tlaku 15 atm), získame mravčan draselný K(HCOO), ktorý sa kalcinuje v prúde vzduchu.

Draslík je životne dôležitý prvok pre rastliny a živočíchy. Draselné hnojivá sú draselné soli, prírodné aj ich spracované produkty (KCl, K 2 SO 4, KNO 3); vysoký obsah draselných solí v popole rastlín.

Draslík je deviatym najrozšírenejším prvkom v zemskej kôre. Nachádza sa len vo viazanej forme v mineráloch, morskej vode (do 0,38 g iónov K + v 1 l), rastlinách a živých organizmoch (vo vnútri buniek). Ľudské telo má = 175 g draslíka, denná potreba dosahuje ~ 4 g. Rádioaktívny izotop 40 K (prímes k prevládajúcemu stabilnému izotopu 39 K) sa rozkladá veľmi pomaly (polčas rozpadu 1 10 9 rokov), spolu s izotopmi 238 U a 232 Th sa veľkou mierou podieľa na geotermálnej rezerve našej krajiny. planéta (vnútorné teplo zemského vnútra) .

Z (lat. Cuprum), Cu, chemický prvok 16. podskupiny periodickej sústavy; atómové číslo 29, atómová hmotnosť 63,546 sa vzťahuje na prechodné kovy. Prírodná meď je zmesou nuklidov s hmotnostnými číslami 63 (69,1 %) a 65 (30,9 %).

distribúcia v prírode. Priemerný obsah medi v zemskej kôre je 4,7-10 ~ 3% hmotnosti.

V zemskej kôre sa meď nachádza ako vo forme nugetov, tak aj vo forme rôznych minerálov. Medené nugety, niekedy značnej veľkosti, sú pokryté zeleným alebo modrým povlakom a sú nezvyčajne ťažké v porovnaní s kameňom; najväčší nuget s hmotnosťou asi 420 ton sa našiel v Spojených štátoch v oblasti Veľkých jazier (obrázok). Prevažná väčšina medi je prítomná v horninách vo forme zlúčenín. Je známych viac ako 250 minerálov obsahujúcich meď. Priemyselne dôležité sú: chalkopyrit (meďnaté pyrity) CuFeS 2, covelline (meďnaté indigo) Cu 2 S, chalkozín (medený lesk) Cu 2 S, kuprit Cu 2 O, malachit CuCO3 * Cu (OH) 2 a azurit 2CuCO3 * Cu ( OH) 2. Takmer všetky medené minerály sú žiarivo a krásne sfarbené, napríklad chalkopyrit odlieva zlato, medený lesk má modrasto-oceľovú farbu, azurit je tmavomodrý so sklovitým leskom a kúsky covelline sú odlievané vo všetkých farbách dúhy. Mnohé z minerálov medi sú ozdobné a vzácne drahokamy; Veľmi cenené sú malachit a tyrkys СuА1 6 (PO 4) 4 (OH) 8 * 5Н 2 O. Najväčšie ložiská medených rúd sa nachádzajú v Severnej a Južnej Amerike (hlavná vzorka v USA, Kanade, Čile, Peru, Mexiku) , Afrika (Zambia, Južná Afrika), Ázia (Irán, Filipíny, Japonsko). V Rusku sú ložiská medených rúd na Urale a Altaji.

Medené rudy sú väčšinou polymetalické: okrem medi obsahujú Fe, Zn, Pb, Sn, Ni, Mo, Au, Ag, Se, platinové kovy atď.

Odkaz na históriu. Meď je známa už od nepamäti a patrí medzi „veľkolepú sedmičku“ najstarších kovov používaných ľudstvom – sú to zlato, striebro, meď, železo, cín, olovo a ortuť. Podľa archeologických údajov bola meď známa ľuďom už pred 6000 rokmi. Ukázalo sa, že je to prvý kov, ktorý nahradil kameň v primitívnych nástrojoch starovekého človeka. To bol začiatok tzv. medenej doby, ktorá trvala asi dvetisíc rokov. Sekery, nože, palcáty, domáce potreby boli kované z medi a potom tavené. Podľa legendy staroveký kováčsky boh Hefaistos ukoval pre nepremožiteľného Achilla štít z čistej medi. Kamene pre 147-metrovú Cheopsovu pyramídu boli tiež ťažené a tesané medeným nástrojom.

Starí Rimania vyvážali medenú rudu z ostrova Cyprus, odtiaľ pochádza latinský názov medi – „cuprum“. Ruský názov „meď“ je zrejme spojený so slovom „smida“, ktoré v dávnych dobách znamenalo „kov“.

V rudách ťažených na Sinajskom polostrove sa niekedy rudy stretávali s prímesou cínu, čo viedlo k objavu zliatiny medi a cínu – bronzu. Bronz sa ukázal byť taviteľnejší a tvrdší ako samotná meď. Nález bronzu znamenal začiatok dlhej doby bronzovej (4. – 1. tisícročie pred Kristom).

Vlastnosti. Meď je červený kov. Takže pl. 1083 "C, bp 2567°C, hustota 8,92 g/cm. Je to tvárny kujný kov, je možné z neho rolovať listy 5x tenšie ako hodvábny papier. Meď dobre odráža svetlo, výborne vedie teplo a elektrinu, ako druhá do striebra.

Konfigurácia vonkajších elektrónových vrstiev atómu medi je 3d 10 4s 1 (d-prvok). Hoci meď a alkalické kovy patria do rovnakej skupiny I, ich správanie a vlastnosti sú veľmi odlišné. S alkalickými kovmi spája meď iba schopnosť tvoriť jednomocné katióny. Počas tvorby zlúčenín môže atóm medi stratiť nielen vonkajší s-elektrón, ale jeden alebo dva d-elektróny predchádzajúcej vrstvy, pričom vykazuje vyšší stupeň oxidácie. Pre meď je oxidačný stav +2 charakteristický ako +1.

Kovová meď je neaktívna, stabilná na suchom a čistom vzduchu. Vo vlhkom vzduchu s obsahom CO 2 sa na jeho povrchu vytvára zelenkastý film Cu (OH) 2 * CuCO3, nazývaný patina. Patina dodáva výrobkom z medi a jej zliatin krásny „starý“ vzhľad; súvislý povlak patiny navyše chráni kov pred ďalším zničením. Keď sa meď zahrieva v čistom a suchom kyslíku, vzniká čierny oxid CuO; zahrievaním nad 375°C vzniká červený oxid Cu 2 O. Pri normálnej teplote sú oxidy medi na vzduchu stabilné.

V sérii napätí je meď napravo od vodíka, a preto nevytláča vodík z vody a nevytláča vodík v anoxických kyselinách. Meď sa môže rozpúšťať v kyselinách iba vtedy, keď je súčasne oxidovaná, napríklad v kyseline dusičnej alebo koncentrovanej kyseline sírovej:

ZCu + 8HNO 3 \u003d ZCu (NO 3) 2 + 2NO + 4H20

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

Fluór, chlór a bróm reagujú s meďou za vzniku zodpovedajúcich dihalogenidov, napríklad:

Cu + Cl2 = CuCl2

Pri zahrievaní práškovej medi s jódom sa získa jodid meďnatý alebo monojodid meďnatý:

2 Cu + I 2 \u003d 2 CuI

Meď horí v sírových parách za vzniku monosulfidu CuS. Za normálnych podmienok neinteraguje s vodíkom. Ak však vzorky medi obsahujú mikronečistoty oxidu Cu20, potom v atmosfére obsahujúcej vodík, metán alebo oxid uhoľnatý sa oxid medi redukuje na kov:

Cu20 + H2 \u003d 2Cu + H20

Cu2O + CO \u003d 2Cu + CO2

Uvoľnené pary vody a CO 2 spôsobujú vznik trhlín, čo prudko zhoršuje mechanické vlastnosti kovu ("vodíková choroba"). Monovalentné soli medi - chlorid CuCl, siričitan Cu 2 SO3, sulfid Cu 2 S a iné - sú spravidla zle rozpustné vo vode. Pre dvojmocnú meď existujú soli takmer všetkých známych kyselín; najvýznamnejšie z nich sú síran CuSO 4, chlorid CuCl 2, dusičnan Cu (NOz) 2. Všetky sa dobre rozpúšťajú vo vode a po uvoľnení z nej tvoria kryštalické hydráty, napríklad CuCl 2 * 2H 2 O, Cu ( NO3) 2 * 6H 2 O, Cu80 4 -5H 2 0. Farba solí je od zelenej po modrú, keďže ión Cu vo vode je hydratovaný a je vo forme modrého vodného iónu [Cu (H 2 O) 6] 2+, ktorý určuje farbu roztokov solí dvojmocnej medi.

Jedna z najdôležitejších solí medi - síran - sa získava rozpustením kovu v zohriatej zriedenej kyseline sírovej pri fúkaní vzduchu:

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

Bezvodý síran je bezfarebný; pridaním vody sa zmení na síran meďnatý CuSO 4 -5H 2 O - azúrovo modré priehľadné kryštály. Vďaka vlastnosti síranu meďnatého meniť farbu pri navlhčení sa používa na detekciu stôp vody v alkoholoch, éteroch, benzínoch atď.

Pri interakcii soli dvojmocnej medi s alkáliou vzniká objemová zrazenina modrej farby - hydroxid Cu (OH) 2. Je amfotérny: rozpúšťa sa v koncentrovanej alkálii za vzniku soli, v ktorej je meď vo forme aniónu, napríklad:

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

Na rozdiel od alkalických kovov sa meď vyznačuje sklonom k ​​tvorbe komplexov - ióny Cu a Cu 2+ vo vode môžu vytvárať komplexné ióny s aniónmi (Cl -, CN -), neutrálnymi molekulami (NH 3) a niektorými organickými zlúčeninami. Tieto komplexy sú spravidla jasne sfarbené a ľahko rozpustné vo vode.

Príjem a prihláška. Späť v 19. storočí meď sa tavila z rúd obsahujúcich najmenej 15 % kovu. V súčasnosti sú bohaté medené rudy prakticky vyčerpané, takže meď Ch. arr. získané zo sulfidových rúd obsahujúcich len 1-7 % medi. Tavenie kovov je dlhý a viacstupňový proces.

Po flotačnom spracovaní pôvodnej rudy sa koncentrát obsahujúci sulfidy železa a medi vloží do meď-taviacich dozvukových pecí vyhrievaných na 1200°C. Koncentrát sa topí, pričom vzniká tzv. kamienok obsahujúci roztavenú meď, železo a síru, ako aj pevné silikátové trosky, ktoré plávajú na povrch. Tavený kamienok vo forme CuS obsahuje asi 30% medi, zvyšok tvorí sulfid železa a síra. Ďalšou fázou je premena matného na tzv. bublinková meď, ktorá sa vykonáva v horizontálnych konvertorových peciach preplachovaných kyslíkom. FeS sa najprv oxiduje; na naviazanie vzniknutého oxidu železa sa do konvertora pridáva kremeň - v tomto prípade vzniká ľahko separovateľná silikátová troska. Potom sa CuS oxiduje, mení sa na kovovú meď a uvoľňuje sa SO 2:

CuS + O2 \u003d Cu + SO2

Po odstránení SO2 vzduchom sa bublinková meď, ktorá zostala v konvertore, obsahujúca 97-99 % medi, naleje do foriem a potom sa podrobí elektrolytickému čisteniu. Na tento účel sa blistrové medené ingoty vo forme hrubých dosiek suspendujú v elektrolytických kúpeľoch obsahujúcich roztok síranu meďnatého s prídavkom H2SO4. V rovnakých kúpeľoch sú zavesené tenké plechy čistej medi. Slúžia ako katódy, zatiaľ čo blistrové medené odliatky slúžia ako anódy. Počas prechodu prúdu na anóde sa meď rozpustí a na katóde - jej uvoľnenie:

Cu - 2e \u003d Cu 2+

Cu 2+ + 2e = Cu

Nečistoty, vrátane striebra, zlata, platiny, padajú na dno kúpeľa vo forme bahna (kal). Za celý tento energeticky náročný proces sa zvyčajne platí separácia ušľachtilých kovov z kalu. Po takejto rafinácii výsledný kov obsahuje 98-99% medi.

Meď sa už dlho používa v stavebníctve: starí Egypťania stavali medené vodovodné potrubia; strechy stredovekých hradov a kostolov boli pokryté medeným plechom, napríklad slávny kráľovský hrad v Elsinore (Dánsko) je pokrytý medenou krytinou. Mince a šperky boli vyrobené z medi. Vďaka nízkemu elektrickému odporu je meď hlavným kovom v elektrotechnike: viac ako polovica všetkej vyrobenej medi sa používa na výrobu elektrických vodičov pre vysokonapäťové prenosy a slaboprúdových káblov. Aj nepatrné nečistoty v medi vedú k zvýšeniu jej elektrického odporu a veľkým stratám elektriny.

Vysoká tepelná vodivosť a odolnosť proti korózii umožňuje vyrábať z medi časti výmenníkov tepla, chladničiek, vákuových aparatúr, potrubí na čerpanie olejov a palív a pod.. Meď má široké uplatnenie aj v galvanickom pokovovaní pri nanášaní ochranných náterov na oceľové výrobky. Takže napríklad pri niklovaní alebo chrómovaní oceľových predmetov je na ne vopred nanesená meď; v tomto prípade ochranný náter vydrží dlhšie a je účinnejší. Meď sa používa aj pri galvanoplastike (t. j. pri replikácii výrobkov získaním ich zrkadlového obrazu), napríklad pri výrobe kovových matríc na tlač bankoviek, pri reprodukcii sochárskych výrobkov.

Značné množstvo medi sa spotrebuje pri výrobe zliatin, ktoré tvorí s mnohými kovmi. Hlavné zliatiny medi sa vo všeobecnosti delia do troch skupín: bronzy (zliatiny s cínom a inými kovmi okrem zinku a niklu), mosadze (zliatiny so zinkom) a zliatiny medi a niklu. V encyklopédii sú samostatné články o bronzoch a mosadzi. Najznámejšie zliatiny medi a niklu sú kupronikel, nikel striebro, konštantán, manganín; všetky obsahujú až 30-40% niklu a rôzne legujúce prísady. Tieto zliatiny sa používajú pri stavbe lodí, na výrobu dielov pracujúcich pri zvýšených teplotách, v elektrických spotrebičoch, ako aj na kovové výrobky pre domácnosť namiesto striebra (príbory).

Zlúčeniny medi sa používali a používajú rôznymi spôsobmi. Oxid a síran dvojmocnej medi sa používa na výrobu určitých typov umelých vlákien a na prípravu iných zlúčenín medi; CuO a Cu 2 O sa používajú na výrobu skla a emailov; Сu(NOz) 2 - kaliko tlač; СuСl 2 - zložka minerálnych farieb, katalyzátor. Minerálne farby obsahujúce meď sú známe už od staroveku; napríklad analýza starých fresiek z Pompejí a nástenných malieb v Rusku ukázala, že zloženie farieb zahŕňalo základný octan meďnatý Cu (OH) 2 * (CH3COO) 2 Cu 2, bol to on, kto slúžil ako jasne zelená farba, v Rusku nazývaná verdigris.

Meď patrí medzi tzv. bioelementy potrebné pre normálny vývoj rastlín a živočíchov. Pri nedostatku alebo nedostatku medi v rastlinných pletivách sa obsah chlorofylu znižuje, listy žltnú, rastliny prestávajú rodiť a môžu odumrieť. Preto je v hnojivách medi zahrnutých veľa solí medi, napríklad síran meďnatý, hnojivá medi a draslíka (síran meďnatý zmiešaný s KSD). Soli medi sa tiež používajú na boj proti chorobám rastlín. Už viac ako sto rokov sa na tento účel používa kvapalina Bordeaux, ktorá obsahuje zásaditý síran meďnatý [Cu (OH) 2 ]3CuSO 4; zisti to z reakcie:

4CuS04 + 3Ca(OH)2 = CuS04 * 3Cu(OH)2 + 3CaS04

Želatínový sediment tejto soli dobre pokrýva listy a zostáva na nich dlho, čím chráni rastlinu. Podobnú vlastnosť majú Cu 2 O, chlorid meďnatý 3Cu (OH) 2 *CuCl 2, ako aj fosforečnan meďnatý, boritan a arzeničnan meďnatý.

V ľudskom tele je meď súčasťou niektorých enzýmov a podieľa sa na procesoch hematopoézy a enzymatickej oxidácie; priemerný obsah medi v ľudskej krvi je asi 0,001 mg/l. V organizmoch nižších živočíchov je medi oveľa viac, napríklad hemocyanín, krvné farbivo mäkkýšov a kôrovcov, obsahuje až 0,26 % medi. Priemerný obsah medi v živých organizmoch je 2-10 - 4% hmotnosti.

Pre ľudí sú zlúčeniny medi väčšinou toxické. Napriek tomu, že meď je súčasťou niektorých farmaceutických prípravkov, ak sa dostane do žalúdka s vodou alebo potravou vo veľkom množstve, môže spôsobiť ťažkú ​​otravu. Ľudia, ktorí dlhodobo pracujú pri tavení medi a jej zliatin, často ochorejú na "medenú horúčku" - teplota stúpa, bolesti žalúdka a životná aktivita pľúc klesá. Ak sa soli medi dostanú do žalúdka, pred príchodom lekára je potrebné ho opláchnuť a užiť diuretikum.

Záver.

Kovy slúžia ako hlavný konštrukčný materiál v strojárstve a výrobe nástrojov. Všetky majú spoločné takzvané kovové vlastnosti, ale každý prvok ich vykazuje v súlade so svojou pozíciou v periodickom systéme D. I. Mendelejeva, t. j. v súlade so štruktúrnymi znakmi svojho atómu.

Kovy aktívne interagujú s elementárnymi oxidantmi s vysokou elektronegativitou (halogény, kyslík, síra atď.) a preto pri zvažovaní všeobecných vlastností kovových prvkov je potrebné brať do úvahy ich chemickú aktivitu vzhľadom na nekovy, typy ich zlúčenín a foriem chemickej väzby, pretože to určuje nielen metalurgické procesy pri ich výrobe, ale aj výkonnosť kovov v prevádzkových podmienkach.

Dnes, keď sa ekonomika rozvíja rýchlym tempom, sú potrebné montované budovy, ktoré si nevyžadujú výrazné kapitálové investície. Je to potrebné najmä pri výstavbe obchodných pavilónov, zábavných centier, skladov. S použitím kovových konštrukcií je teraz možné takéto budovy nielen ľahko a rýchlo postaviť, ale rovnako ľahko ich aj demontovať po skončení doby prenájmu alebo presunúť na iné miesto. Okrem toho nie je ťažké priviesť komunikáciu, kúrenie a svetlo do tak ľahko postavených budov. Stavby z kovových konštrukcií odolávajú drsným podmienkam prírody nielen z hľadiska teplotných, ale aj, čo je nemenej dôležité z hľadiska seizmologickej aktivity, kde stavať tehlové konštrukcie nie je jednoduché a bezpečné.

Sortiment kovových konštrukcií, ktoré dnes tento priemysel ponúka, je ľahko prenosný a môže byť zdvíhaný akýmkoľvek žeriavom. Spojenie a inštaláciu takýchto konštrukcií je možné vykonať pomocou skrutiek aj zváraním. Vzhľad ľahkých kovových konštrukcií, ktoré sa vyrábajú a dodávajú v komplexe, zohráva pri výstavbe verejných budov v porovnaní s výstavbou železobetónových budov veľkú pozitívnu úlohu a výrazne skracuje čas prác.

Bibliografia.

1. Khomchenko G.P. Príručka o chémii pre vysokoškolákov. - 3. vydanie-M .: New Wave Publishing LLC, ONIKS Publishing House CJSC, 1999.-464 s.

2. A. S. Egorova. Chémia. Príručka pre uchádzačov o štúdium na vysokých školách - 2. vydanie - Rostov n/D: vydavateľstvo "Phoenix", 1999. - 768 s.

3. Frolov V.V. Chémia: Učebnica pre špeciálne technické univerzity. - 3. vydanie, prepracované. a dodatočné - M .: Vyššia škola, 1986.-543 s.

Svojím súhlasom posilňuje nesprávnu alebo nie celkom presnú odpoveď študenta. 1.2 Zdokonaľovanie školského chemického pokusu v problémovom učení 1.2.1 Zásady pre vypracovanie metodického systému a obsah pokusov z chémie v systéme problémového učenia Charakteristickým znakom vývinového učenia je široké používanie problémového učenia. prístup, ktorý zahŕňa tvorbu...

objektívne existujúci vzťah medzi chemickými prvkami. Preto ho Mendelejev nazval „prirodzeným“ systémom prvkov. Periodický zákon nemá v dejinách vedy obdobu. Namiesto nesúrodých, nesúvisiacich látok stála veda pred jediným harmonickým systémom, ktorý spájal všetky chemické prvky do jedného celku. Mendelejev poukázal na cestu riadeného hľadania v chémii...