PROFESOR DE CHIMIE
Efremova S.A.
slide 2
- Metale (din lat. metallum - al meu, al meu):
un grup de elemente cu proprietăți metalice caracteristice, cum ar fi conductivitate electrică și termică ridicată, coeficient de rezistență pozitiv la temperatură, ductilitate ridicată și luciu metalic.
slide 3
- Proprietățile chimice ale metalelor
- Toate metalele prezintă numai proprietăți reducătoare.
- Atomii de metal donează cu ușurință electroni din stratul de electroni exterior (și unii dintre ei din exterior), transformându-se în ioni pozitivi.
- Metalele au o rază atomică mare și un număr mic de electroni (de la 1 la 3) pe stratul exterior.
- O exceptie:
Ge, Sn, Pb ─ 4 electroni;
Sb, Bi ─ 5 electroni;
Po ─ 6 electroni
slide 4
Interacțiunea metalelor cu oxigenul
- metale active
4Li + O2 → 2Li2O
2Na + O2 → Na2O2
Na2O2 + O2 → 2Na2O
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
(Regenerează O2 în submarine)
- Metale inactive
4Al + O2 → 2Al2O3
3Fe + 2O2 = Fe3O4
slide 5
- Interacțiunea metalelor cu halogenii
2Na + Cl2 → 2NaCl
2Sb + 2Cl2 → 2SbCl3
2Sb + 5Cl2 → 2SbCl5
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Sare
- Interacțiunea metalelor cu sulful
2Al + 3S → Al2S3
- Interacțiunea metalelor cu apa
2Me + 2H2O = 2MeOH + H2
(Metale alcaline și alcalino-pământoase)
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2
(inactiv)
slide 6
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
- Interacțiunea metalelor cu acizii
Zn + 2H → Zn + H2
2CH3COOH + Zn → (CH3COO)2Zn + H2
Zn + 2H → Zn + H2
2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2
2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa + H2
- Interacțiunea metalelor cu sărurile
Fe + CuSO4 → Cu↓ + FeSO4
Fe + Cu → Cu + Fe
(reactie redox)
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓
Cu + 2Ag → Cu + Ag↓
Slide 7
metalermie
- Unele metale active - litiu, magneziu, calciu, aluminiu - sunt capabile să înlocuiască alte metale din oxizii lor. Această proprietate este utilizată pentru obținerea unor metale, precum și pentru prepararea amestecurilor de termite.
2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr
Slide 8
Coroziunea metalelor
- Distrugerea spontană a metalelor și aliajelor sub influența mediului.
- (din lat. corrosio - coroda)
- Coroziunea electrochimică
- Distrugerea metalului sub influența celulelor galvanice care apar într-un mediu coroziv
Fe–2e → Fe
Fe + 2H → Fe + H2
(pe fier)
Coroziunea chimică
- Interacțiunea unei suprafețe metalice cu un mediu coroziv care nu este însoțită de apariția proceselor electrochimice la limita de fază
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3↓
Slide 9
Protectie anticoroziva
În funcție de cauzele coroziunii, se disting următoarele metode de protecție:
Acoperiri de protecție. Pentru a izola metalul de mediu, i se aplică diferite tipuri de acoperiri: lacuri, vopsele, emailuri.
Tratarea mediului în care are loc coroziune. Pentru a încetini procesul de coroziune cât mai mult posibil, inhibitorii sunt introduși în mediu.
Protectie electrochimica - sacrificiala si catodica. Protectiv - un produs protejat de coroziune este combinat cu fier vechi dintr-un metal mai electronegativ (protector). Catodic - structură protejată, situată în electrolit (apa din sol), este conectată la catodul unei surse externe de curent.
Acoperire cu un strat de alt metal (Au, Ag, Cr, Ni, Zn. Sn- sau Pb-cositor).
Utilizarea aliajelor inoxidabile (crom, nichel, titan).
(Fe + H2SO4 – adăugați HNO3)
Monumentul lui Iuri Gagarin din Moscova, realizat din titan
Slide 10
- Nu trebuie să permitem oamenilor să direcționeze spre propria lor distrugere acele forțe ale naturii pe care le-au putut descoperi și cuceri.
F. Joliot-Curie
- Beneficiile și daunele metalelor pentru oameni
- Cadmiul - acumularea în rinichi, duce la hipertensiune arterială, imunitate redusă, demență. Conținut în fum de tutun, apă potabilă, aer poluat
- Aluminiu - demență senilă, reacții vasomotorii afectate, anemie, boli ale rinichilor și ficatului. Folie alimentară, vase, cutii de bere.
- Plumb - o încălcare a activității creierului, cancer, afectarea funcției de reproducere la femei. Aer poluat - gaze de evacuare auto
- Calciul este baza țesutului osos structural al corpului uman. Cel mai esențial mineral pentru om.
- Cuprul – joacă un rol important în asigurarea protecției imune, inclusiv antiradiații și anticancerigene, este implicat în metabolismul energetic și hematopoieza, în formarea unui pigment protector al pielii melanină.
- Fier - necesar vieții, pentru formarea hemoglobinei (globule roșii), a mioglobinei (pigment roșu în mușchi) și a unor enzime
Vizualizați toate diapozitivele
Întocmită de un elev în anul I
Grupele Mts-15
Nikolaenko Daria
Acesta este un grup de elemente, sub formă de substanțe simple, cu proprietăți metalice caracteristice, precum conductivitate termică și electrică ridicată, coeficient de rezistență pozitiv la temperatură, ductilitate ridicată, maleabilitate și luciu metalic.
Metalele sunt unul dintre cele mai comune materiale folosite de civilizație de-a lungul aproape întregii sale istorii.
Dintre cele 118 elemente chimice descoperite în acest moment (dintre care nu toate sunt recunoscute oficial), metalele includ:
6 elemente din grupa metalelor alcaline:
4 din grupul metalelor alcalino-pământoase:
cât şi în afara anumitor grupuri
Odihnă
40 în grupul metalelor tranziționale:
- - Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn;
- - Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd;
- - La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg;
- - Ac, Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, Ds, Rg, Cn;
7 din grupul metalelor ușoare: Al, Ga, In, Sn, Tl, Pb, Bi
7 din grupa semimetalelor: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po
14 în grupul lantanide + lantan (La):
Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu
14 din grupul actinidelor (proprietățile fizice nu au fost studiate pentru toate elementele) + actiniu (Ac):
Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr.
Fiind în natură
- Majoritatea metalelor sunt prezente în natură sub formă de minereuri și compuși. Ele formează oxizi, sulfuri, carbonați și alți compuși chimici. Pentru a obține metale pure și pentru a le folosi în continuare, este necesar să le separați de minereuri și să efectuați purificarea. Dacă este necesar, se efectuează alierea și alte prelucrări ale metalelor. Studiul acestui lucru este știința metalurgiei. Metalurgia distinge minereurile de metale feroase (pe bază de fier) și minereurile neferoase (fierul nu este inclus în compoziția lor, doar aproximativ 70 de elemente). Aurul, argintul și platina sunt, de asemenea, metale prețioase (nobile). În plus, sunt prezenți în cantități mici în apa de mare și în organismele vii (în timp ce joacă un rol important).
- Se știe că 3% din corpul uman este format din metale. Cel mai mult în organism se află calciu (în oase) și sodiu, care acționează ca un electrolit în fluidul intercelular și citoplasmă. Magneziul se acumulează în mușchi și în sistemul nervos, cuprul - în ficat, fier - în sânge.
Istoria dezvoltării ideilor despre metale
- Cunoașterea omului cu metalele a început cu aurul, argintul și cuprul, adică cu metalele găsite în stare liberă pe suprafața pământului; ulterior, li s-au alăturat metale care sunt larg răspândite în natură și ușor izolate din compușii lor: staniu, plumb, fier și mercur. Aceste șapte metale erau familiare omenirii în timpurile străvechi. Printre artefactele egiptene antice se numără obiecte din aur și cupru, care, potrivit unor surse, aparțin unei epoci îndepărtate cu 3000-4000 de ani din î.Hr. e.
Proprietățile fizice ale metalelor
- Toate metalele (cu excepția mercurului și, în mod condiționat, a Franței) sunt în stare solidă în condiții normale, dar au durități diferite. Tabelul de mai jos arată duritatea unor metale pe scara Mohs.
- Toate metalele conduc bine electricitatea; aceasta se datorează prezenței în rețelele lor cristaline a electronilor mobili care se mișcă sub acțiunea unui câmp electric. Argintul, cuprul și aluminiul au cea mai mare conductivitate electrică; din acest motiv, ultimele două metale sunt cel mai des folosite ca material pentru fire.
- Bismutul și mercurul au cea mai scăzută conductivitate termică.
- Culoarea majorității metalelor este aproximativ aceeași - gri deschis cu o tentă albăstruie. Aurul, cuprul și cesiul sunt galben, roșu și, respectiv, galben deschis.
Proprietățile chimice ale metalelor
La nivel electronic extern, majoritatea metalelor au un număr mic de electroni (1-3), deci acţionează ca agenţi reducători în majoritatea reacţiilor (adică îşi „dau” electronii)
aliere
Aceasta este introducerea unor elemente suplimentare în topitură care modifică proprietățile mecanice, fizice și chimice ale materialului de bază.
Structura electronică
- Pentru o descriere mai corectă a proprietăților electronice ale metalelor, este necesar să se folosească mecanica cuantică. În toate solidele cu o simetrie suficientă, nivelurile de energie ale electronilor atomilor individuali se suprapun și formează benzi permise, iar banda formată din electroni de valență se numește bandă de valență. Legătura slabă a electronilor de valență din metale duce la faptul că banda de valență din metale se dovedește a fi foarte largă și toți electronii de valență nu sunt suficienți pentru a o umple complet.
- Caracteristica fundamentală a unei astfel de zone parțial umplute este că, chiar și la tensiunea minimă aplicată, rearanjarea electronilor de valență începe în probă, adică curge curent electric.
- Aceeași mobilitate mare a electronilor duce la o conductivitate termică ridicată, precum și la capacitatea de a oglindi radiația electromagnetică (care conferă metalelor luciul lor caracteristic).
Prezentare pentru o lecție de chimie pe tema „Metale” Clasa a 11-a. WMC Gabrielyan O.S. Nivel de bază Instituție de învățământ municipal „Școala secundară 2 Volokolamsk, Volokolamsk, regiunea Moscova Autor Kolyadkina Irina Viktorovna, profesor de chimie
Ar Argon 1818 Kr Kr Krypton 36 Xenon 54 4 F Fluor 9 O Oxigen 8 N Azot 7 C Carbon 6 B Bor 5 NeNe Neon 10 Scandiu Sc 21 Titaniu Ti 22 Vanadiu V 2323 Crom Cr 2424 Mangan Co2625252525 M Co262525 Nichel 2828 Ni Zinc 30 Zn Cupru 2929 CuCuGe Germaniu 32 Ga Galiu 31 Br Brom 35 Se Seleniu 34 As Arsenic 33 Sr Stronțiu 38 Rb Rubidiu 37 Y 39 Ytriu Ruteniu 44 Ru Rodiu 45 Rh Modiub 45 P Mollabiu 46 P Nitrobiu 46 P Nitrobiu4 Zirconiu 40 Zr Cadmiu 48 CdCd Argint 47 49 Sb Antimoniu 51 Sn Staniu 50 TeTe Telur 52 I 53 Iod Ba Bariu 56 Cs Cesiu 55 La 57 Lantan * Hafniu 72 Hf Tantal 73 Ta Tungsteniu I Platri 77 O Os 776 Os Re Osteniu I 776 O Platriu 776 78 PtPt Mercur 80 Hg Aur 79 AuA TITI Taliu 81 Rho Poloniu 84 BiVi Bismut 83 Pb Plumb 82 At 85 Astatin Rn Radon 86 RaRa Radi 88 Fr Francium 87 Ac 89 Actiniu** Borium 107 Bh Seaborgium 106 Sg Rutherfordium 104 Rf Dubnium 105 Db Hassium 108 Hs Meitnerium 109 MtMt LAN
În atomii de metal de pe stratul exterior de electroni, un număr mic de electroni - Atomii de metal donează electroni de valență, transformându-se în cationi - Atomii de metal sunt legați între ei printr-o legătură metalică - Atomii de metal, legați între ei printr-o legătură metalică, formează substanțe simple cu o rețea cristalină metalică M 0 ne M n+ atom cation Știm că...
conexiune metalica
conexiune metalica
conexiune metalica
conexiune metalica
Duritate Din puterea legăturii metalice (numărul de electroni implicați în formarea legăturii) W, Cr Temperatura de topire Din rezistența legăturii metalice (numărul de electroni implicați în formarea legăturii) Punct de topire scăzut: Cs, Na , Sn Refractare: Cu, Fe, W Proprietăţile fizice ale metalelor Decat proprietăţile se datorează? Care metale au cele mai pronunțate
Proprietăţile chimice ale metalelor Me ne Me H2OH2O Oxizi de metal Acizi Cl 2 0 + Na 0 O 2 + Al H 2 O + Na Al + Fe 2 O 3 + ? 2Na + Cl 2 2 NaCl ?? 4Al + 3O 2 2Al 2 O 3 ? 2Na+2Н 2 О2NaOH+H 2 Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + Fe Săruri О2О2 Zn+HCl Fe+CuCl 2 mai mult?? Zn + HCL ZnCl 2 + H 2 Fe + CuCl 2 FeCl 2 + Cu
Atunci când interacționează cu oxigenul, metalele pot forma produse de compoziție diferită: oxizi (bazici și amfoteri), precum și peroxizi: De exemplu, 2Na + O 2 = Na 2 O 2 (peroxid de sodiu) Caracteristici ale reacțiilor chimice ale metalelor: Interacțiunea dintre metale cu apa, dacă metalul - alcalin, alcalino-pământos sau aluminiu: M + H 2 OM (OH) n + H 2 Interacțiunea metalelor cu apa, dacă metalul se află în seria electrochimică a tensiunilor de la mangan la plumb (inclusiv .): t M + H 2 OM x O y + H 2 Interacțiunea metalelor cu apa, dacă metalul se află în seria electrochimică a tensiunilor după hidrogen: M + H 2 O
1) Metalul trebuie să fie în seria electrochimică de tensiuni la stânga hidrogenului. Reacția metalelor cu acizii M + H m Ac M x Ac y + H 2 2) Metalele alcaline nu sunt recomandate pentru reacții, deoarece ei interacționează mai întâi cu apa. 3) În urma reacției, ar trebui să se formeze o sare solubilă, deoarece in caz contrar, va acoperi metalul cu un precipitat si accesul acidului la metal se va opri. 4) Acizii nitric și sulfuric concentrat interacționează cu metalele într-un mod special.
1) Metalul trebuie să fie în seria electrochimică de tensiuni la stânga metalului care formează sarea. Reacția metalelor cu soluții sărate M + M / x Ac y M x Ac y + M / 2) Metalele alcaline nu sunt recomandate pentru reacții, deoarece ei interacționează mai întâi cu apa. 3) În urma reacției, ar trebui să se formeze o sare solubilă, deoarece in caz contrar, va acoperi metalul cu un precipitat si accesul solutiei saline la metal se va opri.
Metode generale de obţinere a metalelor - Pirometalurgie - obţinerea metalelor şi aliajelor sub influenţa temperaturilor ridicate. - Hidrometalurgie - obţinerea metalelor din soluţii apoase. - Electrometalurgie - obtinerea de metale sub influenta curentului electric.
Metode generale de obținere a metalelor Hidrometalurgie Etapa 1: dizolvarea mineralelor insolubile care conțin metale în acid: CuS + 2HCl = CuCl 2 + H 2 S Etapa a 2-a: deplasarea metalelor din soluțiile sărurilor acestora de către metale mai active: CuCl 2 + Fe = FeCl 2 + Cu
Chimic Electrochimic 4Fe + 6H 2 O + 3O 2 \u003d 4Fe (OH) 3 Coroziunea fierului și formarea ruginii Coroziunea fierului în contact cu cuprul și în soluție de acid clorhidric: Catod 2H e \u003d H 2 Anod Fe e \u003d Fe 0 Coroziunea metalelor Distrugerea spontană a materialelor metalice, care are loc sub influența mediului, se numește coroziune.
Lista referințelor 1. O.S. Gabrielyan. Manual pentru instituțiile de învățământ. CHIMIE. Un nivel de bază de. Clasa a 11a. - M .: Gutarda, O. S. Gabrielyan, A. V. Yashukova. Chimie. Clasa a 11a. Un nivel de bază de. Trusa de instrumente. - M .: Gutarda, O. S. Gabrielyan, I. G. Ostroumov. Chimie clasa a 11-a: manualul profesorului. - M .: Bustard, 2005 Resurse de Internet utilizate
slide 1
slide 2
slide 3
Ce vei învăța (plan de studiu tematic) Proprietățile fizice ale metalelor. Proprietățile chimice ale metalelor. Metalele în viața noastră. Conexiune metalica. Coroziunea metalelor Metode de obţinere a metalelor. Electroliză. Aplicarea metalelor și aliajelor. Proprietățile oxizilor și bazelor bazice.
slide 4
Proprietățile fizice generale ale metalelor Plasticitate - capacitatea de a-și schimba forma la impact, de a se rostogoli în foi subțiri, de a se întinde într-un fir. Conductivitatea electrică - scade la încălzire (oscilația ionilor. Proprietățile fizice sunt explicate prin structura specială a rețelei cristaline (electroni liberi - „gazul de electroni”), mișcarea electronilor este împiedicată) Conductibilitatea termică - același model. Datorită mișcării electronilor liberi, temperatura se egalizează rapid în masa metalului.Lustru metalic - razele de lumină sunt bine reflectate. Densitate - cel mai ușor litiu, cel mai greu - osmiu Punct de topire, C - cesiu (28,6), galiu (30) - se topește în palma, wolfram (3410) Duritate - cel mai dur - crom (taie sticla), cel mai moale - potasiu, rubidiu, cesiu (se taie usor cu un cutit).
slide 5
Proprietățile chimice generale ale metalelor Agenți reducători puternici Cu substanțe simple Cu oxigen (oxizi, peroxizi, superoxizi) Cu halogeni (fluoruri, cloruri, bromuri, ioduri) Cu azot (nitruri) Cu fosfor (fosfuri) Cu hidrogen (hidruri) Cu substanțe complexe Cu acizi: ME + acid \u003d sare + hidrogen (nu luați acizi azotic și sulfuric, metale după hidrogen din seria tensiunilor metalice) 2. Cu apă a) metale active - hidroxizi și hidrogen b) metale cu activitate medie - oxizi și hidrogen (când este încălzit) c) metale inactive - nu reacţionează 3. Cu săruri - un metal mai activ îl înlocuieşte pe unul mai puţin activ din sarea sa
slide 6
Electroliza Electroliza este un proces redox care are loc pe electrozi atunci când un curent electric direct trece prin soluțiile sau topirea electroliților. Pe un electrod încărcat negativ - catod, are loc reducerea electrochimică a particulelor (atomi, molecule, cationi), iar pe un electrod încărcat pozitiv - anod are loc oxidarea electrochimică a particulelor (atomi, molecule, anioni).
Slide 7
Coroziunea metalelor Distrugerea metalelor și aliajelor sub influența mediului se numește coroziune. Coroziunea este chimică (interacțiunea metalelor cu gazele uscate) și electrochimică (toate cazurile de coroziune în prezența apei sau a electrolitului). Esența coroziunii Alături de procesele chimice (eliberarea de electroni), au loc și procese electrice (transferul de electroni). Dintre cele două metale, cele mai active corodează. Rata de coroziune este cu atât mai mare, cu atât metalele sunt mai departe unele de altele în seria electrochimică a tensiunilor metalice.