Metallerin periyodik sistemdeki konumu

Mendeleev tablosunda bordan astatine bir köşegen çizersek, köşegenin altındaki ana alt gruplarda metal atomları olacak ve ikincil alt gruplarda tüm elementler metaldir. Köşegenin yakınında bulunan elementler ikili özelliklere sahiptir: bazı bileşiklerinde metal gibi davranırlar; bazılarında - metal olmayanlar olarak.

Metal atomlarının yapısı

Periyotlarda ve ana alt gruplarda metalik özelliklerdeki değişimde düzenlilikler vardır.

Birçok metal atomunun 1, 2 veya 3 değerlik elektronu vardır, örneğin:

Na(+11): 1S2 2S22p6 3S1

Ca(+20): 1S2 2S22p6 3S23p63d0 4S2

Alkali metaller (grup 1, ana alt grup): ... nS1.

Alkali toprak (grup 2, ana alt grup): ... nS2.

Metal atomlarının özellikleri, D. I. Mendeleev tablosundaki konumlarına periyodik olarak bağlıdır.

https://pandia.ru/text/78/392/images/image002_81.jpg" width="298" height="113">

a - bakır; b) magnezyum; c) demirin α-modifikasyonu

Metal atomları dış elektronlarını bağışlama eğilimindedir. Bir metal parçası, külçe veya metal üründe, metal atomları dış elektronları bağışlayarak bu parçaya, külçeye veya ürüne göndererek iyonlara dönüşür. "Yırtık" elektronlar bir iyondan diğerine hareket eder, onlarla geçici olarak yeniden atomlara bağlanır, tekrar kopar ve bu süreç sürekli gerçekleşir. Metallerin, düğümlerinde atom veya iyon (+) bulunan bir kristal kafesi vardır; aralarında serbest elektronlar (elektron gazı) bulunur. Metaldeki bağlantı şeması aşağıdaki gibi görüntülenebilir:

М0 ↔ nē + Мn+,

atom - iyon

nerede n bağa katılan dış elektronların sayısıdır (y Na - 1, y Sa - 2 ē, y Al - 3 ē).

Bu tür bir bağ metallerde - basit maddelerde - metallerde ve alaşımlarda görülür.

Metalik bağ, metallerin kristal kafesindeki pozitif yüklü metal iyonları ile serbest elektronlar arasındaki bağdır.

Metalik bağın kovalent ile bazı benzerlikleri vardır, ancak bazı farklılıkları da vardır, çünkü metalik bağ elektronların sosyalleşmesine (benzerlik) dayandığından, tüm atomlar bu elektronların sosyalleşmesinde (fark) yer alır. Bu nedenle metalik bağa sahip kristaller plastiktir, elektriksel olarak iletkendir ve metalik bir parlaklığa sahiptir. Bununla birlikte, buhar durumunda, metal atomları bir kovalent bağ ile birbirine bağlanır, metal buharları ayrı moleküllerden (monatomik ve diatomik) oluşur.

Metallerin genel özellikleri

Atomların elektron verme yeteneği (oksitlenme)	← Artan
Atmosferik oksijen ile etkileşim	Normal sıcaklıklarda hızla oksitlenir	Normal sıcaklıkta veya ısıtıldığında yavaşça oksitlenir	oksitlenme
su ile etkileşim	Normal sıcaklıkta H2 açığa çıkar ve hidroksit oluşur.	Isıtıldığında H2 açığa çıkar.	H2 sudan yer değiştirmez
asitlerle etkileşim	H2'yi seyreltik asitlerden çıkarın	Seyreltik asitlerden H2'yi değiştirmez
Kons. ve razb. HNO3 ve kons. H2SO4 ısıtıldığında	Asitlerle reaksiyona girmeyin
doğada olmak	Sadece bağlantılarda	Bileşiklerde ve serbest formda	Çoğunlukla ücretsiz
Nasıl alınır	Eriyik elektrolizi	Kömür, karbon monoksit(2), aluminotermi veya sulu tuz çözeltilerinin elektrolizi ile indirgeme
İyonların elektron kazanma yeteneği (kurtarma)	Li K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
Artan →

Metallerin gerilimlerinin elektrokimyasal serisi. Metallerin fiziksel ve kimyasal özellikleri

Metallerin genel fiziksel özellikleri

Metallerin genel fiziksel özellikleri, metalik bağ ve metalik kristal kafes tarafından belirlenir.

Dövülebilirlik, plastisite

Metal kristal üzerindeki mekanik etki, atom katmanlarının yer değiştirmesine neden olur. Metaldeki elektronlar kristal boyunca hareket ettiğinden, bağ kopması olmaz. Seride plastisite azalır Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe. Örneğin altın, çeşitli nesnelerin yaldızlanması için kullanılan 0.001 mm'den daha kalın olmayan tabakalara yuvarlanabilir. Alüminyum folyo nispeten yakın zamanda ve çaydan daha önce ortaya çıktı, çikolata staniol adı verilen kalay folyoya dövüldü. Ancak Mn ve Bi'nin plastisitesi yoktur: kırılgan metallerdir.

Metalik parlaklık

hariç tüm metallerin toz halinde kaybettiği metalik parlaklık Al Ve mg. En parlak metaller hg(ünlü "Venedik aynaları" Orta Çağ'da ondan yapılmıştır), Ag(modern aynalar artık “gümüş ayna” reaksiyonu kullanılarak yapılır). Demirli ve demirsiz metaller (şartlı olarak) renkle ayırt edilir. İkincisi arasında değerli olanları seçiyoruz - Au, Ag, Pt. Altın, kuyumcuların metalidir. Harika Faberge Paskalya yumurtaları temel alınarak yapıldı.

çalıyor

Metaller çalar ve bu özellik çan yapmak için kullanılır (Moskova Kremlin'deki Çar Çanı'nı hatırlayın). En sesli metaller Au, Ag, Cu'dur. Kalın, uğuldayan bir çınlama ile bakır halkalar - kıpkırmızı çınlama. Bu mecazi ifade, ahududu onuruna değil, ilk kilise çanlarının eritildiği Hollanda şehri Malina'nın onuruna. Daha sonra Rusya'da, Rus zanaatkarlar daha da kaliteli çanlar yapmaya başladılar ve şehir ve kasaba sakinleri altın ve gümüş süs eşyaları bağışladı, böylece tapınaklar için yapılan çanların daha iyi ses çıkarması sağlandı. Bazı Rus rehincilerinde, komisyon için kabul edilen altın yüzüklerin gerçekliği, bir kadının saçından sarkan altın bir alyans çınlaması ile belirlendi (çok uzun ve net bir yüksek ses duyulur).

Normal koşullar altında cıva Hg dışındaki tüm metaller katıdır. Metallerin en serti krom Cr'dir: camı çizer. En yumuşakları alkali metallerdir, bıçakla kesilirler. Alkali metaller - Na - kerosen içinde ve Li - hafifliği nedeniyle vazelin içinde, kerosen - bir cam kavanozda, bir kavanoz - asbest yongalarında, asbest - bir teneke kavanozda saklanır.

Elektiriksel iletkenlik

Metallerin iyi elektriksel iletkenliği, içlerinde küçük bir potansiyel farkın bile etkisi altında negatif kutuptan pozitife doğru yönlendirilmiş bir hareket elde eden serbest elektronların varlığı ile açıklanır. Sıcaklık arttıkça atomların (iyonların) titreşimleri artar, bu da elektronların yönlendirilmiş hareketini zorlaştırır ve dolayısıyla elektriksel iletkenlikte bir azalmaya yol açar. Düşük sıcaklıklarda, salınım hareketi büyük ölçüde azalır ve elektriksel iletkenlik keskin bir şekilde artar. Mutlak sıfıra yakın, metaller süper iletkenlik sergiler. Ag, Cu, Au, Al, Fe en yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir; en kötü iletkenler Hg, Pb, W'dir.

Termal iletkenlik

Normal koşullar altında, metallerin ısıl iletkenliği, esas olarak elektriksel iletkenlikleriyle aynı sırayla değişir. Termal iletkenlik, serbest elektronların yüksek hareketliliğinden ve metal kütlesinde sıcaklığın hızlı bir şekilde eşitlenmesinden dolayı atomların salınım hareketinden kaynaklanır. En yüksek termal iletkenlik gümüş ve bakır için, en düşük ise bizmut ve cıva içindir.

Yoğunluk

Metallerin yoğunluğu farklıdır. Metal elementin atom kütlesi ne kadar küçükse ve atomunun yarıçapı o kadar büyük olur. En hafif metal lityumdur (yoğunluk 0,53 g/cm3), en ağır metal ise osmiyumdur (yoğunluk 22,6 g/cm3). Yoğunluğu 5 g/cm3'ten az olan metallere hafif, diğerlerine ağır metaller denir.

Metallerin erime ve kaynama noktaları çeşitlidir. En eriyebilir metal cıvadır (kaynama = -38.9°C), sezyum ve galyum sırasıyla 29 ve 29.8°C'de erir. Tungsten en refrakter metaldir (kaynama = 3390°C).

Kalay örneğinde metallerin allotropisi kavramı

Bazı metallerin allotropik modifikasyonları vardır.

Örneğin, kalay şu şekilde ayırt edilir:

α-kalay veya gri kalay (“kalay vebası” - sıradan β-kalay'ın düşük sıcaklıklarda α-kalay'a dönüştürülmesi, R. Scott'ın Güney Kutbu'na yaptığı seferin ölümüne neden oldu, bu da depolandığı için tüm yakıtı kaybetti. tanklar teneke ile kapatılmış), t'de stabil<14°С, серый порошок.

β-kalay veya beyaz kalay (t = 14 - 161 ° C) çok yumuşak bir metaldir ancak kurşundan daha serttir, dökülebilir ve lehimlenebilir. Alaşımlarda, örneğin teneke (kalaylı demir) imalatında kullanılır.

Metallerin elektrokimyasal gerilim serisi ve iki kuralı

Atomların tepkimelerine göre sıralı dizilişi aşağıdaki gibi gösterilebilir:

Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb,H2 , Сu, Hg, Ag, Pt, Au.

Bir elementin elektrokimyasal serideki konumu, sulu bir çözeltide ne kadar kolay iyon oluşturduğunu, yani reaktifliğini gösterir. Elementlerin reaktivitesi, bağ oluşumunda yer alan elektronları kabul etme veya verme yeteneğine bağlıdır.

1. voltaj serisi kuralı

Metal hidrojenden önce bu sıradaysa, onu asit çözeltilerinden çıkarabilir, hidrojenden sonra ise hayır.

Örneğin, Zn, Mg, Al asitlerle bir ikame reaksiyonu verdi (bir dizi voltajdalar) H), fakat Cu hayır (o sonra H).

2. stres serisi kuralı

Bir metal, tuzun metaline kadar bir dizi voltajdaysa, bu metali tuzunun çözeltisinden çıkarabilir.

Örneğin, CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Bu gibi durumlarda metalin önce veya sonra konumu hidrojenönemli olmayabilir, reaksiyona giren metalin tuz oluşturan metalden önce gelmesi önemlidir:

Cu + 2AgNO3 = 2Ag + Cu(NO3)2.

Metallerin genel kimyasal özellikleri

Kimyasal reaksiyonlarda metaller indirgeyici ajanlardır (elektron bağışlar).

Basit maddelerle etkileşim.

1. Metaller halojenler - halojenürler ile tuzlar oluşturur:

Mg + Cl2 = MgCl2;

Zn + Br2 = ZnBr2.

2. Metaller oksijenle oksitler oluşturur:

4Na + O2 = 2 Na2O;

2Cu + O2 = 2CuO.

3. Metaller, kükürt - sülfürlerle tuzlar oluşturur:

4. Hidrojen ile en aktif metaller hidritleri oluşturur, örneğin:

Ca + H2 = CaH2.

5. karbon ile birçok metal karbürler oluşturur:

Ca + 2C = CaC2.

Karmaşık maddelerle etkileşim

1. Normal koşullar altında bir dizi voltajın (lityumdan sodyuma) başlangıcındaki metaller, hidrojeni sudan uzaklaştırır ve alkaliler oluşturur, örneğin:

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2.

2. Hidrojene kadar bir dizi voltajda bulunan metaller, seyreltik asitlerle (HCl, H2SO4, vb.) etkileşime girer, bunun sonucunda tuzlar oluşur ve hidrojen salınır, örneğin:

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2.

3. Metaller, daha az aktif metallerin tuzlarının çözeltileri ile etkileşime girer, bunun sonucunda daha aktif bir metalin bir tuzu oluşur ve daha az aktif bir metal serbest biçimde salınır, örneğin:

CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

Doğadaki metaller.

Doğada metal bulmak.

Metallerin çoğu doğada çeşitli bileşikler şeklinde bulunur: aktif metaller sadece bileşikler şeklinde bulunur; düşük aktif metaller - bileşik formunda ve serbest formda; serbest formda asil metaller (Ag, Pt, Au...).

Yerli metaller genellikle küçük miktarlarda taneler veya kayalarda kapanımlar şeklinde bulunur. Bazen oldukça büyük metal parçaları vardır - külçeler. Doğada birçok metal, doğal kimyasal bileşikler şeklinde bağlı halde bulunur. mineraller. Bunlar genellikle oksitlerdir, örneğin demir mineralleri: kırmızı demir cevheri Fe2O3, kahverengi demir cevheri 2Fe2O3 ∙ 3H2O, manyetik demir cevheri Fe3O4.

Mineraller kayaların ve cevherlerin bir parçasıdır. cevherler Metallerin sanayide metal üretimine teknolojik ve ekonomik olarak uygun miktarlarda bulunduğu mineral içerikli doğal oluşumlar olarak adlandırılır.

Cevherin içerdiği mineralin kimyasal bileşimine göre oksit, sülfür ve diğer cevherler ayırt edilir.

Genellikle, cevherden metal elde etmeden önce, önceden zenginleştirilir - boş kaya, safsızlıklar ayrılır, sonuç olarak metalurjik üretim için hammadde görevi gören bir konsantre oluşur.

Metal elde etme yöntemleri.

Bileşiklerinden metal elde etmek metalurjinin görevidir. Herhangi bir metalurjik işlem, metallerin serbest bir biçimde elde edilmesinin bir sonucu olarak çeşitli indirgeyici ajanlar yardımıyla metal iyonlarının indirgenmesi işlemidir. Metalurjik işlemi gerçekleştirme yöntemine bağlı olarak, pirometalurji, hidrometalurji ve elektrometalurji ayırt edilir.

pirometalurji- bu, çeşitli indirgeyici maddeler kullanılarak yüksek sıcaklıklarda bileşiklerinden metallerin üretilmesidir: karbon, karbon monoksit (II), hidrojen, metaller (alüminyum, magnezyum), vb.

Metal Geri Kazanım Örnekleri

ZnO + C → Zn + CO2;

karbonmonoksit:

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2;

hidrojen:

WO3 + 3H2 → W + 3H2O;

CoO + H2 → Co + H2O;

alüminyum (alüminotermi):

4Al + 3MnO2 → 2Al2O3 + 3Mn;

Cr2O3 + 2Al = 2Al2O3 + 2Cr;

Magnezyum:

TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2.

hidrometalurji- bu, iki işlemden oluşan metallerin üretimidir: 1) doğal bir metal bileşiği bir asit içinde çözülür ve bir metal tuzu çözeltisi elde edilir; 2) ortaya çıkan çözeltiden, bu metalin yerini daha aktif bir metal alır. Örneğin:

1. 2CuS + 3O2 = 2CuO + 2SO2.

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.

2. CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu.

elektrometalurji Bileşiklerinin çözeltilerinin veya eriyiklerinin elektrolizi yoluyla metallerin üretilmesidir. İndirgeyici maddenin elektroliz işlemindeki rolü bir elektrik akımı tarafından oynanır.

IA grubu metallerinin genel özellikleri.

Birinci grubun (IA grupları) ana alt grubunun metalleri arasında lityum (Li), sodyum (Na), potasyum (K), rubidyum (Rb), sezyum (Cs), fransiyum (Fr) bulunur. Bu metallere alkali metaller denir, çünkü onlar ve oksitleri su ile etkileşime girdiklerinde alkali oluştururlar.

Alkali metaller s elementleridir. Metal atomlarının dış elektron katmanında bir s-elektronu (ns1) vardır.

Potasyum, sodyum - basit maddeler

Ampullerdeki alkali metaller:
a - sezyum; b - rubidyum; c - potasyum; g - sodyum

IA grubunun unsurları hakkında temel bilgiler

	Li lityum	Na sodyum	potasyum potasyum	RB rubidyum	sezyum	Fr Fransızca
atomik numara
Paslanma durumu
Temel doğal bileşikler	Li2O Al2O3 4SiO2 (spodumen); LiAl(PO4)F, LiAl(PO4)OH (ambligonit)	NaCl (sofra tuzu); Na2SO4 10H2O (Glauber tuzu, Mirabilite); KCl NaCl (silvinit)	KCl (silvin), KCl NaCl (silvinit); K (potasyum feldispat, ortoeye); KCl MgCl2 6H2O (karnalit) - bitkilerde bulunur	Potasyum minerallerinde izoamorf bir safsızlık olarak - silvinit ve karnalit	4Cs2O 4Al2O3 18 SiO2 2H2O (yarı sit); potasyum minerallerinin uydusu	Aktinyum α-bozunma ürünü

Fiziksel özellikler

Potasyum ve sodyum yumuşak gümüşi metallerdir (bıçakla kesilir); ρ(K) = 860 kg/m3, Tm(K) = 63.7°C, ρ(Na) = 970 kg/m3, Tm(Na) = 97.8°C. Yüksek termal ve elektrik iletkenliğine sahiptirler, alevi karakteristik renklerde renklendirirler: K - soluk mor renkte, Na - sarı renkte.

https://pandia.ru/text/78/392/images/image005_57.jpg" alt="(!LANG: Sülfür oksitin (IV) suda çözünmesi" width="312" height="253 src=">Реакция серы с натрием!}

Karmaşık maddelerle etkileşim:

1. 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2.

2. 2Na + Na2O2 → 2Na2O.

3. 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2.

Kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi" href="/text/category/tcellyulozno_bumazhnaya_promishlennostmz/" rel="bookmark"> kağıt üretimi, suni kumaşlar, sabun, petrol boru hatlarının temizlenmesi için, suni elyaf üretiminde, alkalin pillerde.

Metal bileşikleri bulmaIADoğada gruplar.

tuz ― NaCl- sodyum klorit, NaNO3- sodyum nitrat (Şili güherçilesi), Na2CO3- sodyum karbonat (soda), NaHC03- sodyum bikarbonat (kabartma tozu), Na2SO4- sodyum sülfat, Na2SO4 10Н2О- Glauber tuzu KCI- Potasyum klorür, KNO3- potasyum nitrat (potasyum nitrat), K2SO4- potasyum sülfat, K2CO3- potasyum karbonat (potas) - kristalin iyonik maddeler, hemen hemen hepsi suda çözünür. Sodyum ve potasyum tuzları, orta tuzların özelliklerini sergiler:

2NaCl (katı) + H2SO4 (kons.) → Na2SO4 + 2HCl;

KCl + AgNo3 → KNO3 + AgCl ↓;

Na2CO3 + 2HCl → NaCl + CO2 + H2O;

K2CO3 + H2O ↔ KHC03 + KOH;

CO32- + H2O ↔ HCO3- + OH - (alkali ortam, pH< 7).

tuz kristalleri

tuz madeni

Na2CO3 kağıt, sabun, cam üretimine hizmet eder;

NaHC03- tıpta, aşçılıkta, maden suyu üretiminde, yangın söndürücülerde;

K2CO3― sıvı sabun ve cam almak için;

Potas - potasyum karbonat

NaNO3, KNO3, KCl, K2SO4- en önemli potasyum gübreler.

https://pandia.ru/text/78/392/images/image013_35.gif" align="left" width="278" height="288 src=">

Deniz tuzu %90-95 NaCl (sodyum klorür) ve %5'e kadar başka mineraller içerir: magnezyum tuzları, kalsiyum tuzları, potasyum tuzları, manganez tuzları, fosfor tuzları, iyot tuzları vb. Birlikte, periyodik tablonun 40'tan fazla faydalı elementi - bütün bunlar deniz suyunda var.

Ölüdeniz

İçinde olağanüstü, neredeyse fantastik bir şey var. Doğu topraklarında en küçük nem akışı bile yaşam kaynağıdır, orada bahçeler açar, tahıllar olgunlaşır. Ama bu su tüm yaşamı öldürür.

Birçok halk bu kıyıları ziyaret etmiştir: Araplar, Yahudiler, Yunanlılar, Romalılar; her biri kendi dilinde bu koca gölü çağırdı ama isminin anlamı aynıydı: ölü, ölü, cansız.

Donuk görünümü üzüntü uyandıran ıssız bir kıyıda durduk: ölü bir toprak - ot yok, kuş yok. Gölün diğer tarafında kırmızımsı dağlar yeşil sudan dik bir şekilde yükseliyordu. Çıplak, buruşuk yamaçlar. Görünüşe göre bir tür güç doğal örtülerini yırttı ve dünyanın kasları açığa çıktı.

Dalmaya karar verdik ama su soğudu, sadece dik bir tuzlu su gibi akan kalın suyla yıkadık. Birkaç dakika sonra, yüz ve eller beyaz bir tuz kaplamasıyla kaplandı ve dudaklarda uzun süre kurtulmanın imkansız olduğu dayanılmaz acı bir tat kaldı. Bu denizde boğulmak imkansızdır: kalın suyun kendisi bir insanı yüzeyde tutar.

Bazen balıklar Ürdün'den Ölü Deniz'e yüzer. Bir dakika içinde ölür. Karaya atılmış böyle bir balık bulduk. Güçlü bir tuz kabuğunun içinde, bir sopa kadar sertti.
Bu deniz insanlar için bir zenginlik kaynağı olabilir. Sonuçta, bu dev bir mineral tuz kileri.

Her litre Ölü Deniz suyu 275 gram potasyum, sodyum, brom, magnezyum ve kalsiyum tuzları içerir. Buradaki maden rezervlerinin 43 milyar ton olduğu tahmin ediliyor. Brom ve potas son derece ucuza çıkarılabilir ve üretim ölçeğini hiçbir şey sınırlamaz. Ülke, dünya pazarında büyük talep gören büyük fosfat rezervlerine sahiptir ve önemsiz miktarları çıkarılır.

IIA-grubunun elemanlarının genel özellikleri.

İkinci grubun (IIA grupları) ana alt grubunun metalleri arasında berilyum (Be), magnezyum (Mg), kalsiyum (Ca), stronsiyum (Sr), baryum (Ba), radyum (Ra) bulunur. Bu metallere, Me(OH)2 hidroksitleri alkali özelliklere sahip olduklarından ve MeO oksitleri, daha önce "topraklar" olarak adlandırılan ağır metal oksitlere refrakterliklerinde benzer olduklarından, alkalin toprak metalleri denir.

Alkali toprak metalleri s-elementleridir. Metal atomlarının dış elektron katmanında iki s-elektronu (ns2) vardır.

IIA grubunun unsurları hakkında temel bilgiler

	olmak berilyum	mg magnezyum	CA kalsiyum	Bay stronsiyum	Ba baryum	radyum
atomik numara
Atomların dış elektron kabuklarının yapısı	burada n = 2, 3, 4, 5, 6, 7, n nokta sayısıdır
Paslanma durumu
Temel doğal bileşikler	3BeO Al2O3 6SiO2 (beril); Be2SiO4 (fenasit)	2MgO S02 (olivin); MgCO3 (manyezit); MgC03 CaC03 (dolomit); MgCl2 KCl 6H2O (karnal-lite)	CaCO3 (kalsit), CaF2—florit, CaO Al2O3 6SiO2 (anortit); CaSO4 2H2O (alçıtaşı); MgCO3 CaCO3 (dolomit), Сa3(PO4)2 fosforittir, Сa5(PO4)3Х (Х = F, Cl, OH) apatittir	SrCO3 (kuvvetli siyanür), SrSO4 (selestin)	BaCO3 (baterit) BaSO4 (barit, ağır spar)	Uranyum cevherlerinin bir parçası olarak

Alkalin toprak- hafif gümüşi beyaz metaller. Stronsiyum, alkali metallerden çok daha sert bir altın rengine sahiptir. Baryum, yumuşaklık bakımından kurşuna benzer. Normal sıcaklıkta havada, berilyum ve magnezyum yüzeyi koruyucu bir oksit film ile kaplanır. Alkali toprak metalleri, atmosferik oksijen ile aktif olarak etkileşime girer, bu nedenle bir gazyağı tabakası altında veya alkali metaller gibi sızdırmaz kaplarda depolanırlar.

Kalsiyum basit bir maddedir

Fiziksel özellikler

Doğal kalsiyum, kararlı izotopların bir karışımıdır. En yaygın kalsiyum %97'dir. Kalsiyum gümüşi beyaz bir metaldir; ρ = 1550 kg/m3, Тmelt = 839°С. Alevi turuncu-kırmızıya boyar.

Kimyasal özellikler

Basit maddelerle etkileşim (metal olmayanlar):

1. Halojenlerle: Ca + Cl2 → CaCl2 (kalsiyum klorür).

2. Karbon ile: Ca + 2C → CaC2 (kalsiyum karbür).

3. Hidrojen ile: Ca + H2 → CaH2 (kalsiyum hidrit).

tuz: CaCO3 kalsiyum karbonat, dünyadaki en yaygın bileşiklerden biridir: tebeşir, mermer, kireçtaşı. Bu minerallerin en önemlisi kalkerdir. Kendisi mükemmel bir yapı taşıdır, ayrıca çimento, sönmüş kireç, cam vb. Üretimi için bir hammaddedir.

Yollar kireç çakıl ile güçlendirilir ve toz ile toprak asitliği azaltılır.

Doğal tebeşir, eski hayvanların kabuklarının kalıntılarıdır. Kağıt ve kauçuk üretiminde diş macunlarının bir parçası olarak okul boya kalemi olarak kullanılır.

https://pandia.ru/text/78/392/images/image040_7.jpg" width="250" height="196">

Fiziksel özellikler

Demir, yüksek süneklik, termal ve elektrik iletkenliği, refrakter ile sert, gümüşi beyaz veya gri bir metaldir; ρ = 7874 kg/m3, Tm = 1540°C. Diğer metallerin aksine, demir manyetize edilebilir, ferromanyetizmaya sahiptir.

Kimyasal özellikler

Demir hem basit hem de karmaşık maddelerle etkileşime girer.

Demirin oksijenle etkileşimi

a) ısıtıldığında (yanma), b) n'de. y. (aşınma)

Demirin kimyasal özellikleri

n. de.	ısıtıldığında
Reaksiyon	3FeSO4 + 2K3 = Fe32↓ + 3K2SO4 (türbülen mavisi - koyu mavi çökelti).	1. 4FeCl3 + 3K4 = Fe43↓ + 12KCl (Prusya mavisi - koyu mavi çökelti). 2. FeCl3 + 3NH4CNS ⇆ Fe(CNS)3 + 3NH4Cl (fe kan kırmızısı tiyosiyanat + amonyak).

Demirin biyolojik rolü

Biyokimyacılar, demirin bitkilerin, hayvanların ve insanların yaşamındaki büyük rolünü ortaya koyuyor. Hemoglobinin bir parçası olarak demir, bu maddenin kırmızı rengine neden olur ve bu da kanın rengini belirler. Bir yetişkinin vücudu, en önemli biyolojik süreç olan solunumun gerçekleştirildiği için% 75'i hemoglobinin bir parçası olan 3 g demir içerir. Demir de bitkiler için gereklidir. Protoplazmanın oksidatif süreçlerinde, bitkilerin solunumunda ve klorofil yapımında yer alır, ancak kendi bileşimine dahil değildir. Demir, tıpta uzun zamandır yorgunluk, güç kaybı ile anemi tedavisi için kullanılmaktadır.

Sunumların önizlemesini kullanmak için bir Google hesabı (hesap) oluşturun ve oturum açın: https://accounts.google.com

Slayt başlıkları:

Periyodik sistemdeki metallerin konumu D.I. Mendeleyev. Atomların yapısının özellikleri, özellikleri.

Dersin amacı: 1. Metallerin PSCE'deki konumuna dayanarak, atomlarının ve kristallerinin yapısal özelliklerini (metal kimyasal bağ ve kristal metal kafes) anlamak. 2.Metallerin fiziksel özellikleri ve sınıflandırılmaları hakkındaki bilgileri özetler ve genişletir. 3. Metallerin kimyasal elementlerin periyodik tablosundaki konumuna göre analiz etme, sonuç çıkarma becerisini geliştirmek.

BAKIR Küçük bir madeni para alırım, çanları çalmayı severim, Bunun için bana bir anıt dikerler Ve biliyorlar ki: benim adım….

DEMİR Sürmek ve inşa etmek - bir kömür ona bu konuda yardım ederse, her şeyi yapabilir ...

Metaller, ortak özelliklere sahip bir grup maddedir.

Metaller, ana alt grupların grup I - III'ünün ve ikincil alt grupların grup IV-VIII'sinin elemanlarıdır I grup II grup III grup IV grup V grup VI grup VII grup VIII grup Na Mg Al Ti V Cr Mn Fe

109 PSCE elemanından 85'i metaldir: mavi, yeşil ve pembe ile vurgulanmıştır (H ve He hariç)

Bir elementin PS'deki konumu, atomlarının yapısını yansıtır ELEMANIN PERİYODİK SİSTEMDEKİ KONUMU ATOMLARININ YAPISI Periyodik sistemdeki elementin seri numarası Atom çekirdeğinin yükü Toplam elektron sayısı Grup numarası Dış enerji seviyesindeki elektron sayısı. Elementin en yüksek değerliliği, oksidasyon durumu Periyot numarası Enerji seviyelerinin sayısı. Dış enerji seviyesindeki alt seviyelerin sayısı

sodyum atom modeli

Sodyum atomunun elektronik yapısı

Görev 2. Sodyum atomu örneğini izleyerek alüminyum ve kalsiyum atomunun elektronik yapısının bir diyagramını kendi başınıza bir defter yapın.

Sonuç: 1. Metaller, dış enerji seviyesinde 1-3 elektrona sahip, daha az sıklıkla 4-6 olan elementlerdir. 2. Metaller, atomları dış (ve bazen ön-dış) elektron katmanının elektronlarını pozitif iyonlara dönüştüren kimyasal elementlerdir. Metaller indirgeyici maddelerdir. Bunun nedeni, dış katmandaki az sayıda elektron, atomların büyük yarıçapı, bunun bir sonucu olarak bu elektronlar çekirdekte zayıf bir şekilde tutulur.

Metalik kimyasal bağ şu şekilde karakterize edilir: - bağın yer değiştirmesi, çünkü nispeten az sayıda elektron aynı anda birçok çekirdeği bağlar; - değerlik elektronları, genellikle elektriksel olarak nötr olan metal parçası boyunca serbestçe hareket eder; - metalik bağın yönlülüğü ve doygunluğu yoktur.

Metallerin kristal kafesleri

Metal kristaller hakkında video bilgileri

Metallerin özellikleri, atomlarının yapısı tarafından belirlenir. Metal özelliği Karakteristik özellik sertlik Cıva dışındaki tüm metaller normal koşullar altında katıdır. En hafifi sodyum, potasyumdur. Bıçakla kesilebilirler; en sert krom - camı çizer. Yoğunluk Metaller hafif (yoğunluk 5g/cm) ve ağır (yoğunluk 5g/cm'den büyük) olarak ikiye ayrılır. eriyebilirlik Metaller eriyebilir ve refrakter elektriksel iletkenlik, termal iletkenlik olarak ikiye ayrılır Bir elektrik voltajının etkisi altında rastgele hareket eden elektronlar, bir elektrik akımı ile sonuçlanan yönlendirilmiş bir hareket elde ederler. metalik parlaklık Atomlar arası boşluğu dolduran elektronlar ışık ışınlarını yansıtır ve cam gibi plastisiteyi iletmez. Metal kafesli bir kristal üzerindeki mekanik etki, yalnızca atom katmanlarının yer değiştirmesine neden olur ve buna bağ kırılması eşlik etmez ve bu nedenle metal, yüksek plastisite ile karakterize edilir.

1) Kalsiyumun elektronik formülünü test ederek dersteki bilginin asimilasyonunu kontrol edin. A) 1S 2 2S 2 2P 6 3S 1 B) 1S 2 2S 2 2 P 6 3 S 2 C) 1S 2 2S 2 2 P 6 3 S 2 3S 6 4S 1 D) 1S 2 2S 2 2 P 6 3 S 2 3 K 6 4 S 2

Test görevleri 2 ve 3 2) Elektronik formül 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2 atomuna sahiptir: a) Na b) Ca c) Cu d) Zn 3) Elektriksel iletkenlik, metalik parlaklık, plastisite, yoğunluğu metaller belirlenir: a ) atomların kütlesi b) metallerin erime noktası c) metal atomlarının yapısı d) eşleşmemiş elektronların varlığı

Test görevleri 4 ve 5 4) Metal olmayanlarla etkileşime girdiğinde, metaller a) oksitleyici; b) kurtarma; c) hem oksitleyici hem de indirgeyici; d) redoks reaksiyonlarına katılmaz; 5) Periyodik tabloda tipik metaller: a) üst kısımda; b) alt kısım; sağ üst köşede; d) sol alt köşe;

Doğru cevaplar Görev numarası Doğru cevap 1 D 2 B 3 C 4 B 5 D

Ön izleme:

Dersin amacı ve hedefleri:

1. PSCE'deki metallerin konumuna bağlı olarak, metallerin genel fiziksel özelliklerini incelemek için öğrencilere atomlarının ve kristallerinin yapısal özelliklerini (metal kimyasal bağ ve kristal metal kafes) anlamalarını sağlayın. Kimyasal bağ ve metalik kristal kafes hakkındaki bilgileri gözden geçirin ve genelleştirin.
2. PSCE'deki metallerin konumuna bağlı olarak atomların yapısı hakkında analiz etme, sonuçlar çıkarma becerisini geliştirmek.
3. Kimyasal terminolojide uzmanlaşma, düşüncelerinizi net bir şekilde formüle etme ve ifade etme yeteneğini geliştirin.
4. Eğitim faaliyetleri sırasında düşünme bağımsızlığını geliştirin.
5. Gelecekteki mesleğe ilgi oluşturmak.

Ders formu:

sunum ile birleştirilmiş ders

Yöntem ve teknikler:

Hikaye, konuşma, metal kristal kafeslerinin video türlerinin gösterilmesi, test, atomların elektronik yapısının diyagramlarının çizilmesi, metal ve alaşım örneklerinin bir koleksiyonunun gösterilmesi.

Teçhizat:

1. Tablo "Kimyasal elementlerin periyodik sistemi D.I. Mendeleyev";
2. Dersin elektronik ortamda sunumu.
3. Metal ve alaşım örneklerinin toplanması.
4. projektör.
5. "PSCE'deki konuma göre atom yapısının özellikleri" tablosuna sahip kartlar
   

DERSLER SIRASINDA

I. Dersin organizasyon anı.

II. Dersin konusunun, amaçlarının ve hedeflerinin beyanı ve duyurusu.

1-2 slayt

III. Yeni materyal öğrenmek.

Öğretmen: İnsan eski zamanlardan beri metalleri kullanmıştır. Kısaca metallerin kullanım tarihi hakkında.

1 öğrenci tarafından gönderildi. slayt 3

Başlangıçta bakır çağı vardı.

Taş Devri'nin sonunda, insan alet yapmak için metalleri kullanma olasılığını keşfetti. Bu tür ilk metal bakırdı.

Bakır aletlerin dağıtım periyoduna denir. Eneolitik veya Kalkolitik , Yunanca "bakır" anlamına gelir. Bakır, soğuk dövme ile taş aletlerle işlendi. Bakır külçeler, ağır çekiç darbeleri altında ürün haline getirildi. Bakır Çağı'nın başında bakırdan sadece yumuşak aletler, takılar ve ev eşyaları yapılırdı. Demirci mesleği bakır ve diğer metallerin keşfiyle ortaya çıkmaya başladı.

Daha sonra, döküm ortaya çıktı ve daha sonra bir kişi daha dayanıklı, güçlü ve eriyebilir olan bronz yapmak için bakıra kalay veya antimon eklemeye başladı.

Mesaj 2 öğrenci. slayt 3

Bronz - bakır ve kalay alaşımı. Tunç Çağı'nın kronolojik sınırları, MÖ 3. binyılın başına kadar uzanır. MÖ 1. binyılın başlangıcından önce

Mesaj 3 öğrenci. slayt 4

İlkel çağın üçüncü ve son dönemi, demir metalurjisinin ve demir aletlerin yaygınlaşmasıyla karakterize edilir ve Demir Çağı'na işaret eder. Modern anlamda, bu terim 9. yüzyılın ortalarında Danimarkalı arkeolog K. Yu. Thomson tarafından kullanılmaya başlandı ve kısa sürede literatürde "Taş Devri" ve "Bronz Devri" terimleriyle birlikte yayıldı.

Diğer metallerden farklı olarak, göktaşı hariç demir neredeyse hiçbir zaman saf halde bulunmaz. Bilim adamları, insanın eline geçen ilk demirin göktaşı kökenli olduğunu ve demirin “göksel taş” olarak adlandırılmasının boşuna olmadığını öne sürüyorlar. En büyük göktaşı Afrika'da bulundu, yaklaşık altmış ton ağırlığındaydı. Ve Grönland buzunda otuz üç ton ağırlığında demir bir göktaşı bulundu.

Ve şimdi Demir Çağı devam ediyor. Gerçekten de, şu anda demir alaşımları, tüm metallerin ve metal alaşımlarının neredeyse %90'ını oluşturmaktadır.

Öğretmen.

Altın ve gümüş, şu anda mücevher yapımında, ayrıca elektronikte, havacılık endüstrisinde ve gemi yapımında kullanılan asil metallerdir. Bu metaller nakliyede nerelerde kullanılabilir? Metallerin toplumun gelişimi için olağanüstü önemi, elbette, benzersiz özelliklerinden kaynaklanmaktadır. Bu özellikleri adlandırın.

Öğrencilere metal örneklerinden oluşan bir koleksiyon gösterin.

Metallerin elektriksel ve termal iletkenlik, karakteristik metalik parlaklık, süneklik, sertlik (cıva hariç) gibi özelliklerini adlandırır.

Öğretmen öğrencilere anahtar bir soru sorar: Bu özellikler neye bağlıdır?

Beklenen yanıt:maddelerin özellikleri, bu maddelerin moleküllerinin ve atomlarının yapısından kaynaklanmaktadır.

Slayt 5. Dolayısıyla metaller, ortak özelliklere sahip bir grup maddedir.

Sunum gösterimi.

Öğretmen: Metaller, ana alt grupların 1-3 gruplarının elemanları ve ikincil alt grupların 4-8 gruplarının elemanlarıdır.

Slayt 6. Görev 1 . Bağımsız olarak, bir not defterinde PSCE kullanarak metal olan grupların temsilcilerini ekleyin.

							VIII

Öğrenci yanıtlarını seçici olarak dinlemek.

Öğretmen: metaller, PSCE'nin sol alt köşesine yerleştirilen elemanlar olacaktır.

Öğretmen, PSCE'de B - Köşegeninde bulunan tüm elementlerin, hatta 4 elektronu (Ge, Sn, Pb), 5 elektronu (Sb, Bi), 6 elektronu (Po) olanlar bile metal olacağını vurgular. dış katman, çünkü geniş bir yarıçapa sahiptirler.

Böylece, 109 PSCE elementinden 85'i metaldir. 7 numaralı slayt

Öğretmen: elementin PSCE'deki konumu elementin atomunun yapısını yansıtır. Dersin başında aldığınız tabloları kullanarak sodyum atomunun yapısını PSCE'deki konumuna göre karakterize edeceğiz.
Slayt gösterisi 8.

Sodyum atomu nedir? Çekirdeği ve yörüngelerde hareket eden elektronları gösteren sodyum atomunun yaklaşık modeline bakın.

9. Slaytı göster.Sodyum atomunun modeli.

Bir elementin atomunun elektronik yapısının nasıl çizildiğini size hatırlatayım.

Slayt gösterisi 10.Sodyum atomunun elektronik yapısının aşağıdaki şemasını almalısınız.

Slayt 11. Görev 2. Sodyum atomu örneğini izleyerek, bir defterde kalsiyum ve alüminyum atomunun elektronik yapısının bir diyagramını kendiniz yapın.

Öğretmen not defterindeki çalışmayı kontrol eder.

Metal atomlarının elektronik yapısı hakkında nasıl bir sonuç çıkarılabilir?

Dış enerji seviyesi 1-3 elektrona sahiptir. Kimyasal bileşiklere giren atomların, dış enerji seviyesinin tam 8 elektronlu kabuğunu yenileme eğiliminde olduğunu hatırlıyoruz. Bunu yapmak için metal atomları, harici seviyeden kolayca 1-3 elektron vererek pozitif yüklü iyonlara dönüşür. Aynı zamanda onarıcı özellikler sergilerler.

Slayt gösterisi 12. metaller - Bunlar, atomları elektronları dış (ve bazen ön dış) elektron katmanına bağışlayarak pozitif iyonlara dönüşen kimyasal elementlerdir. Metaller indirgeyici maddelerdir. Bunun nedeni, dış katmandaki az sayıda elektron, atomların büyük yarıçapı, bunun bir sonucu olarak bu elektronlar çekirdekte zayıf bir şekilde tutulur.

Basit maddeleri düşünün - metaller.

Slayt gösterisi 13.

İlk önce metal atomlarının oluşturduğu kimyasal bağın türü ve kristal kafesin yapısı hakkındaki bilgileri genelleştirelim.

1. nispeten az sayıda elektron aynı anda birçok çekirdeğe bağlanır, bağ delokalize olur;
2. değerlik elektronları, genellikle elektriksel olarak nötr olan metal parçası boyunca serbestçe hareket eder;
3. metalik bağın yönlülüğü ve doygunluğu yoktur.

Gösteri

slayt 14" Metallerin kristal kafes çeşitleri»

Slayt 15 Metallerin kristal örgüsünün videosu.

Öğrenciler, bu yapıya uygun olarak metallerin ortak fiziksel özelliklerle karakterize edildiği sonucuna varır.

Öğretmen, metallerin fiziksel özelliklerinin tam olarak yapıları tarafından belirlendiğini vurgular.

slayt 16 Metallerin özellikleri atomlarının yapısına göre belirlenir.

a) sertlik Normal koşullar altında cıva dışındaki tüm metaller katıdır. En hafifi sodyum, potasyumdur. Bıçakla kesilebilirler; en sert krom - camı çizer (gösteri).

b) yoğunluk - metaller hafif (5g/cm) ve ağır (5g/cm'den fazla) olarak ayrılır (gösteri).

c) eriyebilirlik - metaller eriyebilir ve refrakter olarak ayrılır (gösteri).

G) elektriksel iletkenlik, termal iletkenlikmetaller yapılarından kaynaklanmaktadır. Bir elektrik voltajının etkisi altında kaotik olarak hareket eden elektronlar, bir elektrik akımı ile sonuçlanan yönlendirilmiş bir hareket kazanırlar.

Sıcaklıktaki bir artışla, kristal kafesin düğümlerinde bulunan atomların ve iyonların hareketinin genliği keskin bir şekilde artar ve bu, elektronların hareketine müdahale eder ve metallerin elektriksel iletkenliği azalır.

Bazı metal olmayanlarda, artan sıcaklıkla, örneğin grafitte elektriksel iletkenliğin arttığına, artan sıcaklıkla bazı kovalent bağların yok edildiğine ve serbestçe hareket eden elektronların sayısının arttığına dikkat edilmelidir.

e) Metalik parlaklık- atomlar arası boşluğu dolduran elektronlar, ışık ışınlarını yansıtır ve cam gibi iletmez.

Bu nedenle, kristal haldeki tüm metaller metalik bir parlaklığa sahiptir. Çoğu metal için, spektrumun görünür kısmının tüm ışınları eşit olarak dağılır, bu nedenle gümüşi beyaz bir renge sahiptirler. Sadece altın ve bakır kısa dalga boylarını büyük ölçüde emer ve ışık spektrumunun uzun dalga boylarını yansıtır, bu nedenle sarı ışığa sahiptirler. En parlak metaller cıva, gümüş, paladyumdur. Toz halinde, AI ve Mg hariç tüm metaller parlaklığını kaybeder ve siyah veya koyu gri renktedir.

f) plastisite . Metal kafesli bir kristal üzerindeki mekanik etki, yalnızca atom katmanlarının yer değiştirmesine neden olur ve buna bağ kırılması eşlik etmez ve bu nedenle metal, yüksek plastisite ile karakterize edilir.

IV. İncelenen materyalin konsolidasyonu.

Öğretmen: metallerin yapısını ve fiziksel özelliklerini, periyodik kimyasal elementler sistemindeki konumlarını inceledik D.I. Mendeleyev. Şimdi, konsolide etmek için bir test yapmayı öneriyoruz.

Slaytlar 15-16-17.

1) Elektronik kalsiyum formülü.

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

2) Elektronik formül 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 4S 2'nin bir atomu vardır:

1. a) Na
2. b) Sa
3. c) Cu
4. d) Zn

3) Elektriksel iletkenlik, metalik parlaklık, plastisite, metallerin yoğunluğu şu şekilde belirlenir:

1. a) metal kütlesi
2. b) metallerin erime noktası
3. c) metal atomlarının yapısı
4. d) eşleşmemiş elektronların varlığı

4) Metaller, metal olmayanlarla etkileşime girdiklerinde özellikler gösterirler.

1. a) oksitleyici;
2. b) kurtarma;
3. c) hem oksitleyici hem de indirgeyici;
4. d) redoks reaksiyonlarına katılmaz;

5) Periyodik tabloda tipik metaller şurada bulunur:

1. a) üst
VI. Ödev.

Metal atomlarının yapısı, fiziksel özellikleri




Tanıtım




Metaller, normal koşullar altında karakteristik özelliklere sahip basit maddelerdir: yüksek elektriksel ve termal iletkenlik, ışığı iyi yansıtma yeteneği (parlaklıklarına ve opaklıklarına neden olur), dış kuvvetlerin etkisi altında istenen şekli alma yeteneği (plastisite). Metallerin başka bir tanımı daha vardır - bunlar dış (değerlik) elektronları bağışlama yeteneği ile karakterize edilen kimyasal elementlerdir.

Bilinen tüm kimyasal elementlerin yaklaşık 90'ı metaldir. İnorganik bileşiklerin çoğu metal bileşiklerdir.

Metallerin birkaç sınıflandırması vardır. En açık olanı, metallerin periyodik kimyasal elementler sistemindeki konumlarına göre sınıflandırılmasıdır - kimyasal sınıflandırma.

Periyodik tablonun "uzun" versiyonunda, bor ve astatin elementleri arasında düz bir çizgi çizilirse, bu çizginin solunda metaller ve sağında metal olmayanlar yer alacaktır.

Atomun yapısı açısından metaller geçişsiz ve geçişli olarak ayrılır. Geçiş olmayan metaller, periyodik sistemin ana alt gruplarında bulunur ve atomlarında s ve p elektronik seviyelerinin sıralı bir şekilde doldurulması ile karakterize edilir. Geçiş olmayan metaller, ana alt grupların 22 elementini içerir: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Al, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Pb , Şb, Bi, Po.

Geçiş metalleri yan alt gruplarda bulunur ve d - veya f-elektronik seviyelerin doldurulması ile karakterize edilir. D-elemanları, ikincil alt gruplar b'nin 37 metalini içerir: Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, Sc, Y, La, Ac, Ti, Zr, Hf, Rf, V, Nb, Ta, Db, Cr, Mo , W, Sg, Mn, Tc, Re, Bh, Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Hs, Mt.

F elementleri 14 lantanit (Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) ve 14 aktinit (Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, Hayır, Lr).

Geçiş metalleri arasında nadir toprak metalleri (Sc, Y, La ve lantanitler), platin metalleri (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt), transuranyum metalleri (Np ve daha yüksek atom kütlesine sahip elementler) de ayırt edilir.

Kimyasala ek olarak, genel olarak kabul edilmemesine rağmen, metallerin uzun süredir yerleşik teknik sınıflandırması da vardır. Kimyasal olan kadar mantıklı değil - metalin pratik olarak önemli olan bir veya daha fazla özelliğine dayanmaktadır. Demir ve buna dayalı alaşımlar demirli metaller olarak sınıflandırılır, diğer tüm metaller demir dışıdır. Hafif (Li, Be, Mg, Ti vb.) ve ağır metaller (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Hg, Sn, Pb vb.) yanı sıra refrakter grupları ( Ti, Zr , Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Re), değerli (Ag, Au, platin metaller) ve radyoaktif (U, Th, Np, Pu vb.) metaller. Jeokimyada saçılmış (Ga, Ge, Hf, Re vb.) ve nadir (Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W, Re vb.) metaller de ayırt edilir. Gördüğünüz gibi, gruplar arasında net sınırlar yoktur.

Geçmiş referansı




İnsan toplumunun metalsiz yaşamının imkansız olmasına rağmen, hiç kimse bir kişinin onları ne zaman ve nasıl kullanmaya başladığını tam olarak bilmiyor. Bize ulaşan en eski yazılar, metalin eritildiği ve ondan ürünlerin yapıldığı ilkel atölyelerden bahseder. Bu, insanın yazıdan önce metallere hakim olduğu anlamına gelir. Arkeologlar, antik yerleşim yerlerini kazarken, insanların o uzak zamanlarda kullandıkları, bıçaklar, baltalar, ok uçları, iğneler, olta kancaları ve çok daha fazlası gibi çalışma ve av araçlarını bulurlar. Yerleşimler ne kadar eskiyse, insan elinin ürünleri o kadar kaba ve ilkeldi. En eski metal ürünler, yaklaşık 8 bin yıl önce var olan yerleşim yerlerinin kazılarında bulundu. Bunlar çoğunlukla altın ve gümüşten yapılmış takılar ve bakırdan yapılmış ok uçları ve mızraklardı.

Yunanca "metallon" kelimesi aslında madenler, madenler anlamına geliyordu, dolayısıyla "metal" terimi buradan geldi. Antik çağda sadece 7 metal olduğuna inanılıyordu: altın, gümüş, bakır, kalay, kurşun, demir ve cıva. Bu sayı, o zamanlar bilinen gezegenlerin sayısıyla ilişkiliydi - Güneş (altın), Ay (gümüş), Venüs (bakır), Jüpiter (kalay), Satürn (kurşun), Mars (demir), Merkür (cıva) (şekle bakın) ). Simya kavramlarına göre, metaller, gezegenlerin ışınlarının etkisi altında dünyanın bağırsaklarında ortaya çıkmış ve yavaş yavaş iyileşerek altına dönüşmüştür.

Adam ilk önce yerli metallere hakim oldu - altın, gümüş, cıva. Yapay olarak elde edilen ilk metal bakırdı, daha sonra tuzlama - bronz ve daha sonra demir ile bir bakır alaşımının üretiminde ustalaşmak mümkün oldu. 1556'da Alman metalurji uzmanı G. Agricola'nın "Madencilik ve Metalurji Üzerine" adlı bir kitabı Almanya'da yayınlandı - bize gelen metalleri elde etmek için ilk ayrıntılı rehber. Doğru, o zamanlar kurşun, kalay ve bizmut hala aynı metalin çeşitleri olarak kabul edildi. 1789'da Fransız kimyager A. Lavoisier, kimya kılavuzunda, o zamanlar bilinen tüm metalleri içeren basit maddelerin bir listesini verdi - antimon, gümüş, bizmut, kobalt, kalay, demir, manganez, nikel, altın, platin , kurşun, tungsten ve çinko. Kimyasal araştırma yöntemlerinin gelişmesiyle birlikte bilinen metallerin sayısı hızla artmaya başladı. 18. yüzyılda 19. yüzyılda 14 metal keşfedildi. - 38, 20. yüzyılda. - 25 metal. 19. yüzyılın ilk yarısında platin uyduları keşfedildi, elektroliz ile alkali ve toprak alkali metaller elde edildi. Yüzyılın ortalarında spektral analizle sezyum, rubidyum, talyum ve indiyum keşfedildi. D. I. Mendeleev'in periyodik yasasına (bunlar galyum, skandiyum ve germanyum) dayanarak tahmin ettiği metallerin varlığı parlak bir şekilde doğrulandı. 19. yüzyılın sonunda radyoaktivitenin keşfi. radyoaktif metallerin aranmasına yol açtı. Son olarak, 20. yüzyılın ortalarında nükleer dönüşüm yöntemiyle. doğada bulunmayan radyoaktif metaller, özellikle uranyum ötesi elementler elde edildi.




Metallerin fiziksel ve kimyasal özellikleri.




Tüm metaller katıdır (normal koşullar altında sıvı olan cıva hariç), özel bir bağ tipinde (metalik bağ) metal olmayanlardan farklıdırlar. Değerlik elektronları belirli bir atoma gevşek bir şekilde bağlıdır ve her metalin içinde elektron gazı adı verilen bir gaz bulunur. Çoğu metal kristal bir yapıya sahiptir ve bir metal, pozitif iyonların (katyonlar) "sert" bir kristal kafesi olarak düşünülebilir. Bu elektronlar metalin etrafında az çok hareket edebilir. Katyonlar arasındaki itici kuvvetleri dengeler ve böylece onları kompakt bir gövdeye bağlarlar.

Tüm metallerin yüksek elektrik iletkenliği vardır (yani, dielektrik olmayan metal olmayanların aksine iletkendirler), özellikle bakır, gümüş, altın, cıva ve alüminyum; metallerin ısıl iletkenliği de yüksektir. Birçok metalin ayırt edici bir özelliği, ince tabakalara (folyo) yuvarlanabilmeleri ve tel (kalay, alüminyum, vb.) çinko, antimon, bizmut).

Endüstride genellikle saf metaller değil, alaşımlar olarak adlandırılan karışımları kullanılır. Bir alaşımda, bir bileşenin özellikleri genellikle diğerinin özelliklerini başarıyla tamamlar. Bu nedenle, bakır düşük bir sertliğe sahiptir ve makine parçalarının imalatında çok az kullanılırken, pirinç adı verilen bakır-çinko alaşımları zaten oldukça serttir ve makine mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Alüminyum, iyi sünekliğe ve yeterli hafifliğe (düşük yoğunluklu) sahiptir, ancak çok yumuşaktır. Temel olarak, bakır, magnezyum ve manganez içeren bir ayuralumin (duralumin) alaşımı hazırlanır. Duralumin, alüminyumunun özelliklerini kaybetmeden yüksek sertlik kazanır ve bu nedenle havacılık teknolojisinde kullanılır. Karbonlu demir alaşımları (ve diğer metallerin ilaveleri) iyi bilinen dökme demir ve çeliktir.

Metaller yoğunluk bakımından büyük farklılıklar gösterir: lityum için suyunkinin neredeyse yarısı (0,53 g/cm3), osmiyum için ise 20 kattan fazladır (22,61 g/cm3). Metaller ayrıca sertlik bakımından da farklılık gösterir. En yumuşak - alkali metaller, bir bıçakla kolayca kesilirler; en sert metal - krom - camı keser. Metallerin erime noktalarındaki fark büyüktür: cıva normal koşullar altında bir sıvıdır, sezyum ve galyum insan vücudunun sıcaklığında erir ve en refrakter metal olan tungsten 3380 ° C'lik bir erime noktasına sahiptir. Erime noktası 1000 °C'nin üzerinde olan metaller refrakter metaller, aşağıda - eriyebilir olarak sınıflandırılır. Yüksek sıcaklıklarda metaller, termal enerjinin elektrik enerjisine doğrudan dönüştürülmesi için elektronik ve termoelektrik jeneratörlerde kullanılan elektronları yayabilir. Demir, kobalt, nikel ve gadolinyum, bir manyetik alana yerleştirildikten sonra kalıcı olarak bir manyetizasyon durumunu koruyabilir.

Metallerin de bazı kimyasal özellikleri vardır. Metal atomları, değerlik elektronlarından nispeten kolay bir şekilde vazgeçer ve pozitif yüklü iyonlara geçer. Bu nedenle metaller indirgeyici ajanlardır. Bu, aslında, onların ana ve en yaygın kimyasal özelliğidir.

Açıktır ki, indirgeyici ajanlar olarak metaller, aralarında basit maddeler, asitler, daha az aktif metallerin tuzları ve diğer bazı bileşiklerin bulunabileceği çeşitli oksitleyici ajanlarla reaksiyona girecektir. Halojenli metal bileşiklerine halojenürler, kükürt - sülfürlü, nitrojen - nitrürlü, fosfor - fosfitli, karbon - karbürlü, silikon - silisitli, bor - boridli, hidrojen - hidritli vb. Bu bileşiklerin çoğu yeni teknolojide önemli uygulamalar buldu. Örneğin, metal borürler radyo elektroniğinde olduğu kadar nükleer teknolojide de nötron radyasyonunu düzenleyen ve koruyan malzemeler olarak kullanılır.

Konsantre oksitleyici asitlerin etkisi altında, bazı metaller üzerinde de kararlı bir oksit filmi oluşur. Bu fenomene pasifleşme denir. Böylece, konsantre sülfürik asitte Be, Bi, Co, Fe, Mg ve Nb gibi metaller pasifleştirilir (ve onunla reaksiyona girmez) ve konsantre nitrik asitte - metaller Al, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb, Th ve U.

Bu sıradaki metalin solunda ne kadar fazlaysa, sahip olduğu indirgeme özellikleri o kadar fazladır, yani daha kolay oksitlenir ve bir katyon şeklinde çözeltiye girer, ancak katyondan katyona geri kazanılması daha zordur. özgür devlet.

Bir metal olmayan hidrojen, bir dizi voltaja yerleştirilir, çünkü bu, bu metalin asitlerle reaksiyona girip girmediğini belirlemeyi mümkün kılar - sulu bir çözelti içinde oksitleyici olmayan maddeler (daha kesin olarak, hidrojen katyonları H tarafından oksitlenir). +). Örneğin çinko, hidroklorik asit ile reaksiyona girer, çünkü voltaj serilerinde hidrojen solunda (önce) bulunur. Aksine gümüş, hidrojenin sağındaki (sonrasındaki) gerilimler serisinde olduğu için hidroklorik asit ile çözeltiye aktarılmaz. Metaller seyreltik sülfürik asitte benzer şekilde davranır. Hidrojenden sonra gerilim serisinde bulunan metallere soy (Ag, Pt, Au vb.)

Metallerin istenmeyen bir kimyasal özelliği, elektrokimyasal korozyonlarıdır, yani. su ile temas ettiğinde ve içinde çözünen oksijenin etkisi altında (oksijen korozyonu) metalin aktif olarak yok edilmesi (oksidasyon). Örneğin, sudaki demir ürünlerinin korozyonu yaygın olarak bilinmektedir.

Özellikle aşındırıcı, iki farklı metalin temas yeri olabilir - temas korozyonu. Fe gibi bir metal ile suya yerleştirilen Sn veya Cu gibi başka bir metal arasında galvanik bir çift belirir. Elektronların akışı, voltaj serisinde (Fe) solda olan daha aktif metalden daha az aktif metale (Sn, Cu) doğru gider ve daha aktif metal yok edilir (korozyona uğrar).

Bu nedenle teneke kutuların (kalay kaplı demir) nemli bir ortamda saklandığında ve dikkatsizce işlendiğinde paslanır (demir, küçük bir çizik bile göründükten sonra hızla çökerek, demirin nemle temasını sağlar). Aksine, bir demir kovanın galvanizli yüzeyi uzun süre paslanmaz, çünkü çizikler olsa bile paslanan demir değil çinkodur (demirden daha aktif bir metal).

Belirli bir metalin korozyon direnci, daha aktif bir metalle kaplandığında veya kaynaştırıldığında artar; örneğin, demiri kromla kaplamak veya demir alaşımlarını kromla yapmak demirin korozyonunu ortadan kaldırır. Krom kaplı demir ve krom içeren çelikler (paslanmaz çelikler) yüksek korozyon direncine sahiptir.

Metal elde etmek için genel yöntemler:

Elektrometalurji, yani eriyiklerin (en aktif metaller için) veya tuzlarının çözeltilerinin elektrolizi yoluyla metallerin elde edilmesi;

Pirometalurji, yani metallerin yüksek sıcaklıkta cevherlerinden geri kazanılması (örneğin, yüksek fırın işlemi kullanılarak demir üretimi);

Hidrometalurji, yani daha aktif metaller tarafından tuzlarının çözeltilerinden metallerin izolasyonu (örneğin, çinko, demirin yer değiştirmesi ile bir CuSO4 çözeltisinden bakır üretimi).

veya alüminyum).

Doğada metaller bazen doğal cıva, gümüş ve altın gibi serbest formda ve daha sıklıkla bileşikler (metal cevherleri) şeklinde bulunur. Tabii ki en aktif metaller yerkabuğunda sadece bağlı halde bulunur.





Lityum (Yunancadan. Lithos - taş), periyodik sistemin Ia alt grubunun kimyasal bir elementi olan Li; atom numarası 3, atom kütlesi 6.941; alkali metallere aittir.

Yerkabuğundaki lityum içeriği ağırlıkça %6,5-10-3'tür. Yaklaşık 30'u aslında lityum olan 150'den fazla mineralde bulundu.Ana mineraller spodumen LiAl, lepidolit KLi1.5 Al1.5(F.0H)2 ve petalittir (LiNa). Bu minerallerin bileşimi karmaşıktır; birçoğu yerkabuğunda çok yaygın olan alüminosilikat sınıfına aittir. Lityum üretimi için umut verici hammadde kaynakları, tuz içeren tortuların tuzlu suları (tuzlu su) ve yeraltı suyudur. En büyük lityum bileşikleri yatakları Kanada, ABD, Şili, Zimbabve, Brezilya, Namibya ve Rusya'dadır.

İlginç bir şekilde, spodumen minerali doğada birkaç ton ağırlığında büyük kristaller halinde bulunur. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Etta madeninde 16 m uzunluğunda ve 100 ton ağırlığında iğne şeklinde bir kristal bulundu.

Lityumla ilgili ilk bilgiler 1817 yılına kadar uzanıyor. İsveçli kimyager A. Arfvedson, petalit mineralini incelerken içinde bilinmeyen bir alkali keşfetti. Arfvedson'un öğretmeni J. Berzelius ona "lithion" adını verdi (Yunanca liteos - taştan), çünkü bitki külünden elde edilen potasyum ve sodyum hidroksitlerin aksine, mineralde yeni bir alkali bulundu. Bu alkalinin "temeli" olan metale de lityum adını verdi. 1818'de İngiliz kimyager ve fizikçi G. Davy, LiOH hidroksitin elektrolizi ile lityum elde etti.

Özellikleri. Lityum gümüşi beyaz bir metaldir; m.p. 180.54 °C, bp 1340 "C; tüm metallerin en hafifi, yoğunluğu 0,534 g/cm'dir - alüminyumdan 5 kat ve sudan neredeyse iki kat daha hafiftir. Lityum yumuşak ve sünektir. Lityum bileşikleri alevi güzel bir karmin kırmızısı renginde renklendirir. Bu çok hassas yöntem, lityumun tespiti için kalitatif bir analizde kullanılır.

Lityum atomunun dış elektron tabakasının konfigürasyonu 2s1'dir (s-elementi). Bileşiklerde +1 oksidasyon durumu sergiler.

Lityum, elektrokimyasal voltaj serilerinde ilktir ve hidrojeni yalnızca asitlerden değil, sudan da uzaklaştırır. Bununla birlikte, lityumun birçok kimyasal reaksiyonu, diğer alkali metallerinkinden daha az şiddetlidir.

Lityum, oda sıcaklığında nemin tamamen yokluğunda pratik olarak hava bileşenleriyle reaksiyona girmez. 200 °C'nin üzerinde havada ısıtıldığında, ana ürün olarak Li2O oksit oluşur (sadece eser miktarda Li2O2 peroksit bulunur). Nemli havada esas olarak Li3N nitrür verir, hava nemi %80'den fazla olduğunda - LiOH hidroksit ve Li2CO3 karbonat. Lityum nitrür, metalin bir nitrojen akışında ısıtılmasıyla da elde edilebilir (lityum, doğrudan nitrojen ile birleşen birkaç elementten biridir): 6Li + N2 \u003d 2Li3N

Lityum hemen hemen tüm metallerle kolayca alaşım yapar ve cıvada yüksek oranda çözünür. Doğrudan halojenlerle (iyotla - ısıtıldığında) birleşir. 500 °C'de su, LiOH hidroksit, seyreltik asitler, lityum tuzları ve amonyak, LiNH2 amid ile etkileşime girdiğinde LiH hidrit oluşturmak üzere hidrojen ile reaksiyona girer, örneğin:

2Li + H2 = 2LiH

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2

2Li + 2HF = 2LiF + H2

2Li + 2NH3 = 2LiNH2 + H2

LiH hidrit - renksiz kristaller; indirgeyici ajan olarak kimyanın çeşitli alanlarında kullanılır. Su ile etkileşime girdiğinde büyük miktarda hidrojen açığa çıkarır (1 kg LiH'den 2820 l H2 elde edilir):

LiH + H2O = LiOH + H2

Bu, LiH'nin balonları doldurmak ve kurtarma ekipmanı (şişme botlar, kayışlar, vb.) için bir hidrojen kaynağı olarak ve yanıcı hidrojeni depolamak ve taşımak için bir tür “depo” olarak kullanılmasını mümkün kılar (bu durumda, LiH'yi en küçük nem izlerinden korumak için gereklidir).

Karışık lityum hidritler organik sentezde yaygın olarak kullanılmaktadır, örneğin lityum alüminyum hidrit LiAlH4, seçici bir indirgeyici ajandır. LiH'nin alüminyum klorür A1C13 ile etkileşimi ile elde edilir.

LiOH hidroksit güçlü bir bazdır (alkali), sulu çözeltileri camı, porseleni yok eder; nikel, gümüş ve altın buna dayanıklıdır. LiOH, alkalin pillerin elektrolitine katkı maddesi olarak kullanılır, bu da hizmet ömrünü 2-3 kat ve kapasiteyi %20 artırır. LiOH ve organik asitler (özellikle stearik ve palmitik asitler) bazlı, -40 ila +130 "C sıcaklık aralığında metalleri korozyondan korumak için dona ve ısıya dayanıklı gresler (litoller) üretilir.

Lityum hidroksit ayrıca gaz maskelerinde, denizaltılarda, uçaklarda ve uzay araçlarında karbondioksit emici olarak kullanılır.

Makbuz ve başvuru. Lityum üretiminin hammaddesi, minerallerden elde edilen tuzlarıdır. Bileşime bağlı olarak mineraller, sülfürik asit H2SO4 (asit yöntemi) veya kalsiyum oksit CaO ve onun karbonatı CaCO3 (alkalin yöntemi), potasyum sülfat K2SO4 (tuz yöntemi), kalsiyum karbonat ve CaCl klorürü ile sinterlenerek ( alkali-tuz yöntemi) . Asit yöntemiyle, bir sülfat Li2SO4 çözeltisi elde edilir [ikincisi, kalsiyum hidroksit Ca (OH)2 ve soda Na2Co3 ile işlenerek safsızlıklardan arındırılır]. Minerallerin diğer ayrıştırma yöntemleriyle oluşan benek su ile yıkanır; aynı zamanda alkali yöntemle LiOH, tuzlu yöntemle Li 2SO4 ve alkali tuz yöntemiyle LiCl ile çözeltiye geçer. Alkalin hariç tüm bu yöntemler, bitmiş ürünün Li2C03 karbonat formunda elde edilmesini sağlar. doğrudan veya diğer lityum bileşiklerinin sentezi için bir kaynak olarak kullanılır.

Lityum metali, erimiş bir LiCl ve potasyum klorür KCl veya baryum klorür BaCl2 karışımının safsızlıklardan daha fazla saflaştırılmasıyla elektrolizi ile elde edilir.

Lityuma ilgi çok büyük. Bunun temel nedeni, hidrojen bombasının ana bileşeni ve termonükleer reaktörler için ana yakıt olan trityumun (ağır bir hidrojen nüklid) endüstriyel üretiminin bir kaynağı olmasıdır. Çekirdek 6Li ve nötronlar (kütle numarası 1 olan nötr parçacıklar) arasında bir termonükleer reaksiyon gerçekleştirilir; reaksiyon ürünleri - trityum 3H ve helyum 4He:

63Li + 10n= 31H +42He

Metalurjide büyük miktarda lityum kullanılır. %10 lityum içeren bir magnezyum alaşımı, magnezyumun kendisinden daha güçlü ve daha hafiftir. Alüminyum ve lityum alaşımları - hafifliğe ek olarak sadece% 0.1 lityum içeren skleron ve aeron, yüksek mukavemet, süneklik ve korozyona karşı artan dirence sahiptir; havacılıkta kullanılırlar. Kurşun-kalsiyum içeren alaşımlara %0.04 lityum eklenmesi, sertliklerini arttırır ve sürtünme katsayısını azaltır.

Lityum halojenürler ve karbonat, optik, aside dayanıklı ve diğer özel camların yanı sıra ısıya dayanıklı porselen ve seramiklerin, çeşitli sırların ve emayelerin üretiminde kullanılmaktadır.

Küçük lityum kırıntıları, ciltte ve gözlerde kimyasal yanıklara neden olur. Lityum tuzları cildi tahriş eder. Lityum hidroksit ile çalışırken, sodyum ve potasyum hidroksitlerle çalışırken olduğu gibi önlemler alınmalıdır.





Sodyum (Arapça, natrun, Yunanca nitron - doğal soda, periyodik sistemin alt grubu Ia'nın kimyasal elementi; atom numarası 11, atom kütlesi 22.98977; alkali metallere aittir. Doğada bir kararlı nüklid 23 Na şeklinde oluşur.

Eski zamanlarda bile sodyum bileşikleri biliniyordu - sofra tuzu (sodyum klorür) NaCl, kostik alkali (sodyum hidroksit) NaOH ve soda (sodyum karbonat) Na2C03. Eski Yunanlıların "nitron" dediği son madde; dolayısıyla metalin modern adı - "sodyum". Bununla birlikte, İngiltere, ABD, İtalya, Fransa'da sodyum kelimesi korunur (Rusça ile aynı anlama gelen İspanyolca "soda" kelimesinden).

İlk kez, İngiliz kimyager ve fizikçi G. Davy tarafından 1807'de Londra'daki Royal Society toplantısında sodyum (ve potasyum) üretimi bildirildi. Eylem yoluyla KOH ve NaOH'nin kostik alkalilerini ayrıştırmayı başardı. bir elektrik akımı ve daha önce bilinmeyen metalleri olağanüstü özelliklere sahip olarak izole edin. Bu metaller havada çok hızlı bir şekilde oksitlendi ve suyun yüzeyinde yüzerek hidrojeni serbest bıraktı.

doğada dağılım. Sodyum doğada en çok bulunan elementlerden biridir. Yerkabuğundaki içeriği ağırlıkça %2.64'tür. Hidrosferde, yaklaşık %2.9 miktarında çözünür tuzlar şeklinde bulunur (deniz suyunda toplam tuz konsantrasyonu %3.5-3.7'dir). Güneş atmosferinde ve yıldızlararası uzayda sodyumun varlığı tespit edilmiştir. Sodyum doğal olarak sadece tuzlar halinde bulunur. En önemli mineraller halit (kaya tuzu) NaCl, mirabilit (Glauber tuzu) Na2SO4 *10H2O, tenardit Na2SO4, şelian nitrat NaNO3, doğal silikatlar, örneğin albit Na, nefelin Na'dır.

Rusya, kaya tuzu yatakları (örneğin, Solikamsk, Usolye-Sibirskoye, vb.), Sibirya'daki büyük mineral trona yatakları bakımından son derece zengindir.

Özellikleri. Sodyum gümüşi beyaz eriyebilir bir metaldir, m.p. 97.86 °C, bp 883.15 °C. Bu en hafif metallerden biridir - 19.7 ° C'de 0.99 g / cm3 yoğunluğa sahip sudan daha hafiftir). Sodyum ve bileşikleri brülör alevini sarıya boyar. Bu reaksiyon o kadar hassastır ki, her yerde (örneğin, oda veya sokak tozunda) en ufak sodyum izlerinin varlığını ortaya çıkarır.

Sodyum, periyodik tablodaki en aktif elementlerden biridir. Sodyum atomunun dış elektron tabakası bir elektron içerir (konfigürasyon 3s1, sodyum bir s elementidir). Sodyum, tek değerlik elektronunu kolayca verir ve bu nedenle bileşiklerinde her zaman +1 oksidasyon durumu sergiler.

Havada, sodyum aktif olarak oksitlenir ve koşullara bağlı olarak Na2O oksit veya Na2O2 peroksit oluşturur. Bu nedenle sodyum, bir gazyağı veya mineral yağ tabakası altında depolanır. Hidrojenin yerini alarak suyla kuvvetli reaksiyona girer:

2Na + H20 = 2NaOH + H2

Böyle bir reaksiyon, -80 ° C sıcaklıkta buzla bile meydana gelir ve ılık suyla veya temas yüzeyinde bir patlama ile gider (dedikleri boşuna değil: “Bir ucube olmak istemiyorsanız , suya sodyum atmayın”).

Sodyum tüm metal olmayanlarla doğrudan reaksiyona girer: 200 °C'de hidrojeni emmeye başlar ve çok higroskopik bir NaH hidrit oluşturur; elektrik deşarjında ​​nitrojen ile nitrür Na3N veya azid NaN3 verir; flor atmosferinde tutuşur; klorda bir sıcaklıkta yanar; brom ile sadece ısıtıldığında reaksiyona girer:

2Na + H2 = 2NaH

6Na + N2=2Na3N veya 2Na+ 3Na2=2NaN3

2Na+ C12 = 2NaCl




800-900 °C'de sodyum karbonla birleşerek Na2C2 karbür oluşturur; kükürt ile toz haline getirildiğinde Na2S sülfür ve bir polisülfit karışımı (Na2S3 ve Na2S4) verir.

Sodyum sıvı amonyak içinde kolayca çözünür, elde edilen mavi çözelti metalik iletkenliğe sahiptir, gaz halinde amonyak 300-400 "C'de veya bir katalizör varlığında -30 C'ye soğutulduğunda amid NaNH2 verir.

Sodyum, diğer metallerle (intermetalik bileşikler), örneğin gümüş, altın, kadmiyum, kurşun, potasyum ve diğerleri ile bileşikler oluşturur. Civa ile birlikte NaHg2, NaHg4 vb. amalgamları verir. Sodyumun bir kerosen veya mineral yağ tabakası altında cıvaya kademeli olarak katılmasıyla oluşan sıvı amalgamlar büyük önem taşır.

Sodyum, seyreltik asitlerle tuzlar oluşturur.

Makbuz ve başvuru. Sodyum elde etmenin ana yöntemi, erimiş ortak tuzun elektrolizidir. Bu durumda, anotta klor salınır ve katotta sodyum salınır. Elektrolitin erime noktasını azaltmak için ortak tuza başka tuzlar eklenir: KCl, NaF, CaCl2. Elektroliz, diyaframlı elektrolizörlerde gerçekleştirilir; anotlar grafitten, katotlar bakır veya demirden yapılır.

Sodyum, bir NaOH hidroksit eriyiğinin elektrolizi ile elde edilebilir ve NaN3 azidin ayrışmasıyla küçük miktarlar elde edilebilir.

Sodyum metali, saf metalleri bileşiklerinden - potasyum (KOH'den), titanyum (TiCl4'ten), vb. azaltmak için kullanılır. Alkali metaller nötronları zayıf bir şekilde emdiğinden ve bu nedenle önlemediğinden, sodyum ve potasyum alaşımı nükleer reaktörler için bir soğutucudur. uranyum çekirdeklerinin bölünmesi. Parlak sarı bir parıltıya sahip olan sodyum buharı, otoyolları, marinaları, tren istasyonlarını vb. aydınlatmaya yarayan gaz deşarj lambalarını doldurmak için kullanılır. Sodyum tıpta uygulama bulur: yapay olarak elde edilmiş 24Na nüklid belirli formların radyolojik tedavisi için kullanılır. lösemi ve teşhis amaçlı.

Sodyum bileşiklerinin kullanımı çok daha kapsamlıdır.

Peroksit Na2O2 - renksiz kristaller, sarı teknik ürün. 311-400 °C'ye ısıtıldığında oksijen salmaya başlar ve 540 °C'de hızla ayrışır. Kumaşları ve diğer malzemeleri ağartmak için kullanıldığı için güçlü bir oksitleyici ajan. Havadaki CO2'yi emer, oksijeni serbest bırakır ve karbonat 2Na2O2+2CO2=2Na2Co3+O2) oluşturur. Bu özellik, Na2O2'nin kapalı alanlarda ve yalıtkan solunum cihazlarında (denizaltılar, yalıtkan gaz maskeleri, vb.) hava rejenerasyonu için kullanılmasının temelidir.

NaOH hidroksit; eski adı kostik soda, teknik adı kostik sodadır (Latince kostik - kostik, yanma); en güçlü dayanaklardan biridir. Teknik ürün, NaOH'ye ek olarak safsızlıklar içerir (%3'e kadar Na2CO3 ve %1,5'e kadar NaCl). Alkalin piller için elektrolitlerin hazırlanması, kağıt, sabun, boya, selüloz üretimi için büyük miktarda NaOH kullanılır ve yağ ve yağları arıtmak için kullanılır.

Sodyum tuzlarından kromat Na2CrO4 kullanılır - boyaların üretiminde, kumaşların boyanmasında mordan ve deri endüstrisinde tabaklama maddesi olarak; sülfit Na2SO3 - fotoğrafçılıkta sabitleyicilerin ve geliştiricilerin bir bileşeni; hidrosülfit NaHSO3 - meyve, sebze ve sebze yemlerini konserve etmek için kullanılan kumaşların, doğal liflerin ağartıcısı; tiyosülfat Na2S2O3 - kumaşları ağartırken kloru çıkarmak için, fotoğrafçılıkta sabitleyici olarak, cıva bileşikleri, arsenik vb. ile zehirlenme için bir panzehir, bir anti-inflamatuar ajan; klorat NaClO3 - çeşitli piroteknik bileşimlerde oksitleyici ajan; trifosfat Na5P3O10 - sentetik deterjanlarda su yumuşatma için katkı maddesi.

Sodyum, NaOH ve çözeltileri ciltte ve mukoz membranlarda ciddi yanıklara neden olur.





Görünüm ve özelliklerde potasyum sodyuma benzer, ancak daha reaktiftir. Su ile kuvvetli reaksiyona girer ve hidrojeni tutuşturur. Havada yanar ve turuncu bir süperoksit CO2 oluşturur. Oda sıcaklığında, halojenlerle, orta derecede ısıtmayla - hidrojen, kükürt ile reaksiyona girer. Nemli havada, hızla bir KOH tabakası ile kaplanır. Potasyum, bir benzin veya gazyağı tabakası altında depolanır.

Potasyum bileşikleri - KOH hidroksit, KNO3 nitrat ve K2CO3 karbonat - en pratik uygulamayı bulur.

Potasyum hidroksit KOH (teknik isim - kostik potas) - nemli havada yayılan ve karbondioksiti emen beyaz kristaller (K2CO3 ve KHCO3 oluşur). Yüksek ekso etkisi ile suda çok iyi çözünür. Sulu çözelti kuvvetli alkalidir.

Potasyum hidroksit, bir KCl çözeltisinin elektrolizi ile üretilir (NaOH üretimine benzer). İlk potasyum klorür KCl, doğal ham maddelerden (mineraller sylvin KCl ve carnallite KMgC13 6H20) elde edilir. KOH, pillerde elektrolit olarak çeşitli potasyum tuzları, sıvı sabun, boyaların sentezi için kullanılır.

Potasyum nitrat KNO3 (potasyum nitrat minerali) - beyaz kristaller, tadı çok acı, düşük erime noktası (melt = 339 ° C). Suda iyice çözelim (hidroliz yok). Erime noktasının üzerinde ısıtıldığında potasyum nitrit KNO2 ve oksijen O2'ye ayrışır ve güçlü oksitleyici özellikler sergiler. KNO3 eriyiği ile temas ettiğinde kükürt ve kömür tutuşur ve C + S karışımı patlar ("kara tozun" yanması):

2KNO3 + ЗС(kömür) + S=N2 + 3CO2 + K2S

Potasyum nitrat, cam ve mineral gübrelerin üretiminde kullanılmaktadır.

Potasyum karbonat K2CO3 (teknik adı - potas) beyaz higroskopik bir tozdur. Suda çok çözünür, anyon tarafından yüksek oranda hidrolize olur ve çözeltide alkali bir ortam oluşturur. Cam ve sabun yapımında kullanılır.

K2CO3 elde edilmesi aşağıdaki reaksiyonlara dayanmaktadır:

K2SO4 + Ca(OH)2 + 2CO = 2K(HCOO) + CaSO4

2K(HCOO) + O2 = K2C03 + H20 + CO2

Doğal hammaddelerden (mineraller kainit KMg (SO4) Cl ZH20 ve schenite K2Mg (SO4) 2 * 6H20) potasyum sülfat, CO atmosferinde (15 atm basınç altında), potasyum formatta sönmüş kireç Ca (OH) 2 ile ısıtılır. Bir hava akımında kalsine edilen K (HCOO) elde edilir.

Potasyum, bitkiler ve hayvanlar için hayati bir elementtir. Potas gübreleri, hem doğal hem de işlenmiş ürünleri olan potasyum tuzlarıdır (KCl, K2SO4, KNO3); bitkilerin küllerinde yüksek potasyum tuzları içeriği.

Potasyum, yerkabuğunda en bol bulunan dokuzuncu elementtir. Sadece minerallerde, deniz suyunda (1 litrede 0.38 g'a kadar K + iyonu), bitkilerde ve canlı organizmalarda (hücrelerin içinde) bağlı halde bulunur. İnsan vücudunda = 175 g potasyum vardır, günlük gereksinim ~ 4 g'a ulaşır. Radyoaktif izotop 40K (baskın kararlı izotop 39K'ya bir katkı) çok yavaş bozunur (yarı ömür 1 109 yıldır), 238U ve 232Th izotopları ile birlikte büyük bir katkı sağlar.

Ana Sayfa > Belge

Periyodik sistemdeki metaller. Metal atomlarının yapısı. Metallerin genel özellikleri.

Metallerin periyodik sistemdeki konumu Mendeleev tablosunda bordan astatine bir köşegen çizersek, köşegenin altındaki ana alt gruplarda metal atomları olacak ve ikincil alt gruplarda tüm elementler metaldir. Köşegenin yakınında bulunan elementler ikili özelliklere sahiptir: bazı bileşiklerinde metal gibi davranırlar; bazılarında - metal olmayanlar olarak. Metal atomlarının yapısı Periyotlarda ve ana alt gruplarda, metalik özelliklerdeki değişimde modeller vardır.Birçok metalin atomları 1, 2 veya 3 değerlik elektronuna sahiptir, örneğin:

Na(+11): 1S 2 2S 2 2p 6 3S 1

Ca(+20): 1S 2 2S 2 2p 6 3S 2 3p 6 3d 0 4S 2

Alkali metaller (grup 1, ana alt grup): ... nS 1. Alkali toprak (grup 2, ana alt grup): ... nS 2. Metal atomlarının özellikleri, tablo D.I. Mendeleev'deki konumlarına göre periyodik olarak bağımlıdır. ANA ALT GRUPTA:

değişmez.

atom yarıçapı artışlar

elektronegatiflik azalır.

onarıcı özellikler yoğunlaştırmak.

metal özellikleri yoğunlaştırmak.

DÖNEMDE:
Atom çekirdeklerinin yükleri arttırmak.

atomların yarıçapları azaltmak.

Dış katmandaki elektron sayısı artışlar.

elektronegatiflik artışlar.

onarıcı özellikler azaltmak.

metal özellikleri zayıflatmak.

Metal kristallerin yapısıÇoğu katı kristal bir biçimde bulunur: parçacıkları katı bir düzende düzenlenir, düzenli bir uzamsal yapı oluşturur - bir kristal kafes Kristal, parçacıkları (atomlar, moleküller, iyonlar) belirli bir şekilde düzenlenmiş katı bir cisimdir. , periyodik olarak tekrarlanan sipariş (düğümlerde). Düğümler zihinsel olarak çizgilerle bağlandığında, uzaysal bir çerçeve oluşur - bir kristal kafes. Küresel ambalajlar şeklinde metallerin kristal yapıları



a - bakır; b) magnezyum; c) demirin α-modifikasyonu

Metal atomları dış elektronlarını bağışlama eğilimindedir. Bir metal parçası, külçe veya metal üründe, metal atomları dış elektronları bağışlayarak bu parçaya, külçeye veya ürüne göndererek iyonlara dönüşür. "Yırtık" elektronlar bir iyondan diğerine hareket eder, onlarla geçici olarak yeniden atomlara bağlanır, tekrar kopar ve bu süreç sürekli gerçekleşir. Metallerin, düğümlerinde atom veya iyon (+) bulunan bir kristal kafesi vardır; aralarında serbest elektronlar (elektron gazı) bulunur. Metaldeki bağlantı şeması aşağıdaki gibi görüntülenebilir:

M 0 ↔ nē + M n+,

atom - iyon

nerede n bağa katılan dış elektronların sayısıdır (y Na - 1, y Sa - 2 ē, y Al - 3 ē.Bu tür bir bağ metallerde - basit maddeler-metallerde ve alaşımlarda görülür.Metal bağ, pozitif yüklü metal iyonları ile metallerin kristal kafesindeki serbest elektronlar arasındaki bağdır.İletişim elektronların sosyalleşmesine dayanır (benzerlik) ), tüm atomlar bu elektronların sosyalleşmesinde yer alır (fark). Bu nedenle metalik bağa sahip kristaller plastiktir, elektriksel olarak iletkendir ve metalik bir parlaklığa sahiptir. Bununla birlikte, buhar durumunda, metal atomları bir kovalent bağ ile birbirine bağlanır, metal buharları ayrı moleküllerden (monatomik ve diatomik) oluşur. Metallerin genel özellikleri

Atomların elektron verme yeteneği (oksitlenme)	← Artan
Atmosferik oksijen ile etkileşim	Normal sıcaklıklarda hızla oksitlenir	Normal sıcaklıkta veya ısıtıldığında yavaşça oksitlenir	oksitlenme
su ile etkileşim	Normal sıcaklıkta H2 açığa çıkar ve hidroksit oluşur.	Isıtıldığında H2 açığa çıkar.	H 2 sudan yer değiştirmez
asitlerle etkileşim	H2'yi seyreltik asitlerden çıkarın	Seyreltik asitlerden H2'yi değiştirmez
		Kons. ve razb. HNO 3 ve kons. H2SO4 ısıtıldığında		Asitlerle reaksiyona girmeyin
doğada olmak	Sadece bağlantılarda	Bileşiklerde ve serbest formda		Çoğunlukla ücretsiz
Nasıl alınır	Eriyik elektrolizi	Kömür, karbon monoksit(2), aluminotermi veya sulu tuz çözeltilerinin elektrolizi ile indirgeme
İyonların elektron kazanma yeteneği (kurtarma)	Li K Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
	Artan →

Metallerin gerilimlerinin elektrokimyasal serisi. Metallerin fiziksel ve kimyasal özellikleri

Metallerin genel fiziksel özellikleri Metallerin genel fiziksel özellikleri, metalik bağ ve metalik kristal kafes tarafından belirlenir. Dövülebilirlik, plastisite Metal kristal üzerindeki mekanik etki, atom katmanlarının yer değiştirmesine neden olur. Metaldeki elektronlar kristal boyunca hareket ettiğinden, bağ kopması olmaz. Seride plastisite azalır Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe. Örneğin altın, çeşitli nesnelerin yaldızlanması için kullanılan 0.001 mm'den daha kalın olmayan tabakalara yuvarlanabilir. Alüminyum folyo nispeten yakın zamanda ve çaydan daha önce ortaya çıktı, çikolata staniol adı verilen kalay folyoya dövüldü. Ancak Mn ve Bi'nin plastisitesi yoktur: kırılgan metallerdir. Metalik parlaklık hariç tüm metallerin toz halinde kaybettiği metalik parlaklık Al Ve mg. En parlak metaller hg(ünlü "Venedik aynaları" Orta Çağ'da ondan yapılmıştır), Ag(modern aynalar artık “gümüş ayna” reaksiyonu kullanılarak yapılır). Demirli ve demirsiz metaller (şartlı olarak) renkle ayırt edilir. İkincisi arasında değerli olanları seçiyoruz - Au, Ag, Pt. Altın, kuyumcuların metalidir. Harika Faberge Paskalya yumurtaları temel alınarak yapıldı. çalıyor Metaller çalar ve bu özellik çan yapmak için kullanılır (Moskova Kremlin'deki Çar Çanı'nı hatırlayın). En sesli metaller Au, Ag, Cu'dur. Kalın, uğuldayan bir çınlama ile bakır halkalar - kıpkırmızı çınlama. Bu mecazi ifade, ahududu onuruna değil, ilk kilise çanlarının eritildiği Hollanda şehri Malina'nın onuruna. Daha sonra Rusya'da, Rus zanaatkarlar daha da kaliteli çanlar yapmaya başladılar ve şehir ve kasaba sakinleri altın ve gümüş süs eşyaları bağışladı, böylece tapınaklar için yapılan çanların daha iyi ses çıkarması sağlandı. Bazı Rus rehincilerinde, komisyon için kabul edilen altın yüzüklerin gerçekliği, bir kadının saçından sarkan altın bir alyans çınlaması ile belirlendi (çok uzun ve net bir yüksek ses duyulur). Normal koşullar altında cıva Hg dışındaki tüm metaller katıdır. Metallerin en serti krom Cr'dir: camı çizer. En yumuşakları alkali metallerdir, bıçakla kesilirler. Alkali metaller - Na - kerosen içinde ve Li - hafifliği nedeniyle vazelin içinde, kerosen - bir cam kavanozda, bir kavanoz - asbest yongalarında, asbest - bir teneke kavanozda saklanır. Elektiriksel iletkenlik Metallerin iyi elektriksel iletkenliği, içlerinde küçük bir potansiyel farkın bile etkisi altında negatif kutuptan pozitife doğru yönlendirilmiş bir hareket elde eden serbest elektronların varlığı ile açıklanır. Sıcaklık arttıkça atomların (iyonların) titreşimleri artar, bu da elektronların yönlendirilmiş hareketini zorlaştırır ve dolayısıyla elektriksel iletkenlikte bir azalmaya yol açar. Düşük sıcaklıklarda, salınım hareketi büyük ölçüde azalır ve elektriksel iletkenlik keskin bir şekilde artar. Mutlak sıfıra yakın, metaller süper iletkenlik sergiler. Ag, Cu, Au, Al, Fe en yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir; en kötü iletkenler Hg, Pb, W'dir. Termal iletkenlik Normal koşullar altında, metallerin ısıl iletkenliği, esas olarak elektriksel iletkenlikleriyle aynı sırayla değişir. Termal iletkenlik, serbest elektronların yüksek hareketliliğinden ve metal kütlesinde sıcaklığın hızlı bir şekilde eşitlenmesinden dolayı atomların salınım hareketinden kaynaklanır. En yüksek termal iletkenlik gümüş ve bakır için, en düşük ise bizmut ve cıva içindir. Yoğunluk Metallerin yoğunluğu farklıdır. Metal elementin atom kütlesi ne kadar küçükse ve atomunun yarıçapı o kadar büyük olur. Metallerin en hafifi lityum (yoğunluk 0,53 g/cm3), en ağırı osmiyumdur (yoğunluk 22,6 g/cm3). Yoğunluğu 5 g/cm3'ten az olan metallere hafif, diğerlerine ağır metaller denir. Metallerin erime ve kaynama noktaları çeşitlidir. En eriyebilir metal cıvadır (kaynama noktası = -38.9°C), sezyum ve galyum sırasıyla 29 ve 29.8°C'de erir. Tungsten en refrakter metaldir (bp = 3390°C). Kalay örneğinde metallerin allotropisi kavramı Bazı metallerin allotropik modifikasyonları vardır. Örneğin, kalay şu şekilde ayırt edilir:
α-kalay veya gri kalay ("kalay vebası" - sıradan β-kalay'ın düşük sıcaklıklarda α-kalay'a dönüştürülmesi, R. Scott'ın Güney Kutbu'na yaptığı seferin ölümüne neden oldu, bu da depolandığı için tüm yakıtı kaybetti. teneke ile kapatılmış tanklar), t'de stabil<14°С, серый порошок. β-олово, или белое олово (t = 14 ― 161°С) очень мягкий металл, но тверже свинца, поддается литью и пайке. Используется в сплавах, например, для изготовления белой жести (луженого железа).
Metallerin elektrokimyasal gerilim serisi ve iki kuralı Atomların tepkimelerine göre sıralı dizilişi aşağıdaki gibi gösterilebilir: Li,K,Ca,Na,Mg,Al,Mn,Zn,Fe,Ni,Sn,Pb,H 2 , Сu, Hg, Ag, Pt, Au. Bir elementin elektrokimyasal serideki konumu, sulu bir çözeltide ne kadar kolay iyon oluşturduğunu, yani reaktifliğini gösterir. Elementlerin reaktivitesi, bağ oluşumunda yer alan elektronları kabul etme veya verme yeteneğine bağlıdır. 1. voltaj serisi kuralı Metal hidrojenden önce bu sıradaysa, onu asit çözeltilerinden çıkarabilir, hidrojenden sonra ise hayır. Örneğin, Zn, Mg, Al asitlerle bir ikame reaksiyonu verdi (bir dizi voltajdalar) H), fakat Cu hayır (o sonra H). 2. stres serisi kuralı Bir metal, tuzun metaline kadar bir dizi voltajdaysa, bu metali tuzunun çözeltisinden çıkarabilir. Örneğin, CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu. Bu gibi durumlarda metalin önce veya sonra konumu hidrojenönemli olmayabilir, reaksiyona giren metalin tuzu oluşturan metalden önce gelmesi önemlidir: Cu + 2AgNO 3 \u003d 2Ag + Cu(NO 3) 2. Metallerin genel kimyasal özellikleri Kimyasal reaksiyonlarda metaller indirgeyici ajanlardır (elektron bağışlar). Basit maddelerle etkileşim.
Halojenlerle metaller tuzlar - halojenürler oluşturur:
Mg + Cl2 \u003d MgCl2; Zn + Br 2 = ZnBr 2 .
Oksijen ile metaller oksitler oluşturur:
4Na + O2 \u003d 2Na20; 2Cu + O 2 \u003d 2CuO.
Metaller, kükürt - sülfürlerle tuzlar oluşturur:
Fe + S = FeS.
Hidrojen ile en aktif metaller hidrürler oluşturur, örneğin:
Ca + H2 \u003d CaH 2.
birçok metal karbonlu karbürler oluşturur:
Ca + 2C \u003d CaC 2. Karmaşık maddelerle etkileşim
Normal koşullar altında bir dizi voltajın (lityumdan sodyuma) başlangıcındaki metaller, hidrojeni sudan uzaklaştırır ve alkaliler oluşturur, örneğin:
2Na + 2H20 \u003d 2NaOH + H2.
Hidrojene kadar bir dizi voltajda bulunan metaller, seyreltik asitlerle (HCl, H2S04, vb.) Etkileşir, bunun sonucunda tuzlar oluşur ve hidrojen salınır, örneğin:
2Al + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2.
Metaller, daha az aktif metallerin tuzlarının çözeltileri ile etkileşime girer, bunun sonucunda daha aktif bir metalin tuzu oluşur ve daha az aktif bir metal serbest biçimde salınır, örneğin:
CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu.

Doğadaki metaller.

Doğada metal bulmak. Metallerin çoğu doğada çeşitli bileşikler şeklinde bulunur: aktif metaller sadece bileşikler şeklinde bulunur; düşük aktif metaller - bileşik formunda ve serbest formda; serbest formda asil metaller (Ag, Pt, Au ...) Yerli metaller genellikle küçük miktarlarda taneler veya kayalarda kapanımlar şeklinde bulunur. Bazen oldukça büyük metal parçaları vardır - külçeler. Doğada birçok metal, doğal kimyasal bileşikler şeklinde bağlı halde bulunur. mineraller. Bunlar genellikle oksitlerdir, örneğin demir mineralleri: kırmızı demir cevheri Fe 2 O 3, kahverengi demir cevheri 2Fe 2 O 3 ∙ 3H 2 O, manyetik demir cevheri Fe 3 O 4. Mineraller kayaların ve cevherlerin bir parçasıdır. cevherler Metallerin sanayide metal elde etmek için teknolojik ve ekonomik olarak uygun miktarlarda olduğu mineral içeren doğal oluşumlar olarak adlandırılır.Cevherin içerdiği mineralin kimyasal bileşimine göre oksit, sülfit ve diğer cevherler ayırt edilir.Genellikle metal elde edilmeden önce cevher, ön zenginleştirir - boş kayayı, safsızlıkları ayırın, sonuç olarak metalurjik üretim için bir hammadde görevi gören bir konsantre oluşur. Metal elde etme yöntemleri. Bileşiklerinden metal elde etmek metalurjinin görevidir. Herhangi bir metalurjik işlem, metallerin serbest bir biçimde elde edilmesinin bir sonucu olarak çeşitli indirgeyici ajanlar yardımıyla metal iyonlarının indirgenmesi işlemidir. Metalurjik işlemi gerçekleştirme yöntemine bağlı olarak, pirometalurji, hidrometalurji ve elektrometalurji ayırt edilir. pirometalurjiçeşitli indirgeyici maddeler kullanılarak yüksek sıcaklıklarda bileşiklerinden metallerin üretilmesidir: karbon, karbon monoksit (II), hidrojen, metaller (alüminyum, magnezyum), vb. Metal indirgeme örnekleri
kömür:
ZnO + C → Zn + CO2 ;
karbonmonoksit:
Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2;
hidrojen:
WO 3 + 3H 2 → W + 3H 2 O; CoO + H2 → Co + H20;
alüminyum (alüminotermi):
4Al + 3MnO 2 → 2Al 2 O 3 + 3Mn; Cr 2 O 3 + 2Al = 2Al 2 O 3 + 2Cr;
magnezyum:
TiCl 4 + 2Mg \u003d Ti + 2MgCl 2. hidrometalurji- bu, iki işlemden oluşan metallerin üretimidir: 1) doğal bir metal bileşiği bir asit içinde çözülür ve bir metal tuzu çözeltisi elde edilir; 2) ortaya çıkan çözeltiden, bu metalin yerini daha aktif bir metal alır. Örneğin:
2CuS + 3O 2 \u003d 2CuO + 2SO 2.
CuO + H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + H 2 O.
CuSO 4 + Fe = FeSO 4 + Cu.
elektrometalurji Bileşiklerinin çözeltilerinin veya eriyiklerinin elektrolizi yoluyla metallerin üretilmesidir. İndirgeyici maddenin elektroliz işlemindeki rolü bir elektrik akımı tarafından oynanır.

IA grubu metallerinin genel özellikleri.

Birinci grubun (IA grupları) ana alt grubunun metalleri arasında lityum (Li), sodyum (Na), potasyum (K), rubidyum (Rb), sezyum (Cs), fransiyum (Fr) bulunur. Bu metallere alkali metaller denir, çünkü onlar ve oksitleri su ile etkileşime girdiklerinde alkali oluştururlar.Alkali metaller s-elementleridir. Metal atomlarının dış elektron katmanında bir s-elektronu (ns 1) vardır. Potasyum, sodyum - basit maddeler



Ampullerdeki alkali metaller:
a - sezyum; b - rubidyum; c - potasyum; g - sodyum IA grubunun unsurları hakkında temel bilgiler

eleman	Li lityum	Na sodyum	potasyum potasyum	RB rubidyum	sezyum	Fr Fransızca
atomik numara	3	11	19	37	55	87
Atomların dış elektron kabuklarının yapısı	ns 1 np 0 , burada n = 2, 3, 4, 5, 6, 7, n dönem numarasıdır
Paslanma durumu	+1	+1	+1	+1	+1	+1
Temel doğal bileşikler	Li 2 O Al 2 O 3 4Si02 (spodumen); LiAl(PO 4)F, LiAl(PO 4)OH (ambligonit)	NaCl (sofra tuzu); Na2S04 10H20 (Glauber tuzu, mirabi-lite); KCl NaCl (silvinit)	KCl (silvin), KCl NaCl (silvinit); K (potasyum feldispat, ortoeye); KCl MgCl 2 6H 2 O (karnalit) - bitkilerde bulunur	Potasyum minerallerinde izoamorf bir safsızlık olarak - silvinit ve karnalit	4Cs 2 O 4Al 2 O 3 18 Si02 2H 2 O (yarı cit); potasyum minerallerinin uydusu	Aktinyum α-bozunma ürünü

Fiziksel özellikler Potasyum ve sodyum yumuşak gümüşi metallerdir (bıçakla kesilir); ρ (K) \u003d 860 kg / m3, T pl (K) \u003d 63.7 ° С, ρ (Na) \u003d 970 kg / m3, T pl (Na) \u003d 97.8 ° С. Yüksek termal ve elektrik iletkenliğine sahiptirler, alevi karakteristik renklerde renklendirirler: K - soluk mor renkte, Na - sarı renkte.