Таблица химических свойств металлов: Химические свойства металлов в таблице, общее применение (9 класс, химия)

Содержание

Физико-химические свойства металлов — Энциклопедия по машиностроению XXL

Холодная деформация характеризуется изменением формы зерен, которые вытягиваются в направлении наиболее интенсивного течения металла (рис. 3.2, а). При холодной деформации формоизменение сопровождается изменением механических и физико-химических свойств металла. Это явление называют упрочнением (наклепом). Изменение механических свойств состоит в том, что при холодной пластической деформации по мере ее увеличения возрастают характеристики прочности, в то время как характеристики пластичности снижаются. Металл становится более твердым, но менее пластичным. Упрочнение возникает вследствие поворота плоскостей скольжения, увеличения искажений кристаллической решетки в процессе холодного деформирования (накопления дислокаций у границ зерен).  [c.56]
Сварка алюминиевых и магниевых сплавов требует уже аргона повышенной чистоты (марок А или Б), а также тщательной разработки технологии подготовки свариваемых кромок и электродной проволоки из-за опасности появления пористости сварных соединений.
Это определяется физико-химическими свойствами металлов.  [c.387]

К сожалению, современное состояние теории не позволяет однозначно связать скорость диффузии с концентрацией и физикохимическими свойствами примесей из-за сложности и многообразия факторов, влияющих на ату зависимость. По-видимому, наиболее плодотворным в этой области будет применение теории химической связи и физики твердого тела. Систематика свойств, металлических систем, проводимая на основе метода физикохимического анализа Н. С. Курнакова, показывает, что главнейшим фактором, определяющим эти свойства, является положение элементов в периодической системе [32], которое определяется строением электронных оболочек атомов. При этом физико-химические свойства металлов и сплавов обусловлены главным образом строением и изменением периферийных электронных оболочек.  [c.25]

Улучшение физико-химических свойств металла при штамповке из жидкого металла  [c.254]

Физико-химические свойства металлов плотность, плавкость, теплоемкость, расширяемость при нагревании, электропроводность, магнитные свойства.[c.613]

На склонность к образованию коррозионных трещин существенно влияют среда, давление и температура, физико-химические свойства металла, величина и характер распределения растягивающих напряжений и т. п. Коррозионное растрескивание низкоуглеродистых и низколегированных сталей наблюдается в щелочных растворах, особенно при температурах выше 40 °С. В этом случае растрескивание происходит при растягивающих напряжениях, близких к пределу текучести. В сварных соединениях трещины образуются чаще всего в зоне максимальных остаточных напряжений, в дефектах формы  [c.11]

Разливка нержавеющих сталей имеет ряд существенных отличий, связанных с физико-химическими свойствами металла, и во многом определяет качество проката, выход годного и другие технико-экономические показатели.  

[c.225]

Применение защитных кожухов хотя и дало возможность несколько улучшить качество сварных соединений по сравнению со сваркой открытыми горелками, однако этот способ также не гарантировал от ухудшения физико-химических свойств металла сварных соединений. Улучшение условий изоляции от атмосферы достигается путем использования герметичных камер с атмосферой из инертного газа, состав которого в очень малой степени может отличаться от состава газа в баллоне.  [c.6]


Физико-химические свойства металлов, используемых в качестве протекторов и анодных заземлений  [c.211]

Прочность сварного соединения при полной его сплошности может снизиться вследствие резкого ухудшения механических, коррозионных, жаростойких и других физико-химических свойств металла соединения по сравнению со свойствами основного металла. Ответственные сварные соединения должны быть равнопрочны основному металлу и герметичны.  

[c.5]

Ввиду различия физико-химических свойств металлов и неметаллических материалов природа связи в паяных швах будет иной, чем в соединениях между металлами. При пайке металлов основным условием образования прочного соединения является удаление с поверхности соединяемых металлов и припоя слоя окислов. При пайке лее металлов с неметаллическими материалами, такими, как стекло, кварц и др., состоящими из окислов, образование паяного соединения будет происходить между металлом и окислами элементов. При пайке металлов с графитом и полупроводниками соединение создается между еще более различными по природе материалами. Ввиду резкого различия коэффициентов термического расширения и других свойств металлов и неметаллических материалов технологические процессы пайки последних разработаны в меньшей степени, чем для металлов.  

[c.459]

С увеличением степени холодной деформации увеличиваются прочностные показатели металла и уменьшаются показатели пластичности (рис. 39), а также увеличивается электросопротивление и уменьшается коррозионная стойкость и т. д. Совокупность явлений, связанных с изменением механических и физико-химических свойств металла при холодной пластической деформации, называется наклепом (упрочнением).  [c.118]

Поверхность металла представляется как совокупность участков, размеры которых во много раз больше толщины двойного электрического слоя, существующего на границе металла с электролитом.

Для таких участков металла остаются правомерными понятия электрод , электродный потенциал . Абсолютные размеры участков достаточно малы и в их пределах физико-химические свойства металла и электролита постоянны. Анодная и катодная реакции идут ро гомогенному механизму, при однородной поверхнос.  [c.14]

Методы определения прочности сцепления. Данные методы основаны на различии физико-химических свойств металлов покрытий и основного металла детали.  [c.155]

Некоторые металлы, например железо, имеют в твердом состоянии различное строение кристаллической решетки в различных температурных интервалах. Изменения строения кристаллической,решетки всегда приводят к изменениям физико-химических свойств металла. Процесс перестройки одного вида пространственной решетки в другую происходит при определенных (критических) температурах и называется аллотропическим превращением.  
[c.8]

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ  [c. 26]

Свариваемость металлов и сплавов в каждом частном случае определяется в зависимости от физико-химических свойств металла соединяемых изделий и от особенностей применяемого способа сварки.  [c.458]

Некоторые металлы в твердом состоянии при нагреве до определенной температуры могут иметь решетку в виде центрированных кубов, а затем в виде кубов с центрированными гранями, либо разные параметры при одинаковой форме решетки. Эти изменения формы или параметров решетки связаны с изменениями физико-химических свойств металлов, т. е. с его аллотропическими превращениями. Каждая аллотропическая форма железа устойчива в определенном температурном интервале и переход из одной формы в  [c.10]

К группе конверсионных относят неметаллические неорганические покрытия, которые не наносятся извне на поверхность деталей, а формируются на ней в результате конверсии (превращений) при взаимодействии металла с рабочим раствором, так что ионы металла входят в структуру покрытия.

Основой их являются оксидные или солевые, чаще всего фосфатные пленки, которые образуются на металле в процессе его электрохимической или химической обработки. Наиболее широкое распространение получили оксидные покрытия алюминия и его сплавов. Это связано с тем, что по разнообразию своего функционального применения, определяемого влиянием на механические, диэлектрические, физико-химические свойства металла основы, такие покрытия почти не имеют равных в гальванотехнике. Полученные оксидные пленки надежно защищают металл от коррозии, повышают твердость и износостойкость поверхности, создают электро- и теплоизоляционный слой, легко подвергаются адсорбционному окрашиванию органическими красителями и электрохимическому окрашиванию с применением переменного тока, служат грунтом под лакокрасочные покрытия и промежуточным адгезионным слоем под металлические покрытия. Эти характеристики относятся к оксидным покрытиям, полученным электрохимической, прежде всего анодной обработкой металла. Хотя выполнение химического оксидирования проще, не нуждается в специальном оборудовании и источниках тока, малая толщина получаемых покрытий, их низкие механические и диэлектрические характеристики существенно ограничивают область его применения.
[c.228]


Холодная деформация. Эта деформация характеризуется изменением формы зерен, которые вытягиваются в направлении наиболее интенсивного течения металла (образуется полосчатая микроструктура). При холодной деформации формоизменение сопровождается изменением механических и физико-химических свойств металла.  
[c.85]

Совокупность явлений, связанных с изменением механических и физико-химических свойств металлов в процессе пластической деформации, называется упрочнением (наклепом).  [c.41]

Технологические методы, применяемые в металлургии редких металлов, имеют ряд особенностей, которые определяются характером сырья, физико-химическими свойствами металлов и требованиями, предъявляемыми к промышленной продукции.  [c.21]

Прочность сварного соединения при полной его сплошности может снизиться вследствие резкого ухудшения механических, коррозионных, жаростойких и других физико-химических свойств металла соединения по сравнению с основным металлом. Поэтому от-  [c.328]

Химическими факторами, вызывающими коррозию, являются влага, влажный воздух, газы, испарения кислот, капельки пота, попадающие на обработанную поверхность при касании ее руками, и т. д., при этом происходит окисление металла и превращение его в химическое соединение. Степень интенсивности возникновения коррозии зависит от физико-химических свойств металла. Наиболее интенсивно коррозионному разрушению подвергаются углеродистая сталь и чугун и менее интенсивно-легированные стали, цветные металлы и их сплавы (медь, латунь, бронза и т. д.).  

[c.364]

Повышение физико-химических свойств металла шва.  [c.229]

Скорость распространения деформаций и теплопроводность, в зависимости от физико-химических свойств металла, имеют определенную конечную величину. Что касается физических свойств-металла, то они определяются совокупностью характеристик твердости, хрупкости и вязкости материала (в данном его состоянии). Необходимо далее иметь в виду, что физические свойства металл определяются также особыми свойствами его химического состава и структуры.  [c.79]

Изменение механических, а иногда и физико-химических свойств металла в процессе его пластического деформирования открывает дополнительные возможности (сверх технологических и конструктивных возможностей листовой штамповки) создания максимально облегченных конструкций при заданной их прочности и жесткости.  [c.4]

Одновременно в результате пластической деформации существенно изменяются физико-химические свойства металла. Наклепанный металл имеет меньшую плотность, более высокое электросопротивление, меньшую теплопроводность у него падает устойчивость против коррозии.  [c.80]

При деформации в холодном состоянии механические и физико-химические свойства металла в связи с  [c.182]

Легирующие элементы в такой стали взаимодействуют с железом и углеродом и тем самым изменяют механические и физико-химические свойства металла. Как правило, легированные стали характеризуются высокими. механическими свойствами, рядом специальных свойств (жаростойкость, коррозионная стойкость и др.) и повышенной стойкостью против хрупкого разрушения. Отмеченные особенности этих сталей широко используют при изготовлении из них соответствующих конструкций.  [c.330]

Ряд сталей, цветных и тугоплавких металлов обладает попиженной свариваемостью, которая проявляется в изменении механических или физико-химических свойств металла в зоне сварного соединения по сравнению с основным металлом и в образовании сварочных дефектов в виде трещин, пор и т. п.  [c.229]

Систематизирован обширный материал по термодинамике высокотемпературных реакций, физико-химическим свойствам металлов н сплавов, жидких стекол, шлаков и штейнов. Описаны наиболее важные физико-химические процессы, происходящие при производст-ве чугуна и стали, восстановлении руд и агломерации, а также высокотемпературная коррозия. Рассмотрены вопросы гетерогенного фазового равновесия, кинетики межфазных реакций, образования и роста зародыйей, тепло- и массопереноса и др.  [c.5]

В зависимости от диаметра трубы и физико-химических свойств металла частоту вращения формы можно подсчитать с помощью зависимости Коммена (50, 128] л/ = К/г , где nf — часть вращения формы, об/мин К — коэффициент, зависящий от химического состава — внутренний диаметр, см или с помощью зависимости  [c.12]

Существует большое число различных теорий для объяснения пассивного состояния металлов. Наиболее обоснованны и общепризнанны в настоящее время теории, объясняющие пассивное состояние на основе пленочного или адсорбционного механизма торможения анодного процесса растворения металла. Суждение М. Фарадея о механизме пассивности было сформулировано более 100 лет назад так [6] …поверхность пассивного железа окислена или находится в таком отношении к кислороду электролита, которое эквивалентно окислению . Это определение не противоречит ни пленочному, ни адсорбционному механизму пассивности. Пленочный механизм пассивности металлов у нас последовательно развивался в работах В. А. Кистяковского [7], Н. А. Иагары-шева [8], Г. В. Акимова [9] и его школы [1, 5, 10—12], П. Д. Данкова [13], А. М. Сухотина [14] и др. за рубежом — в работах Ю. Эванса [15]. В последние годы пленочный механизм пассивности особенно был развит школой К. Бонхоффера (У. Франк, К. Феттер) [16—24] и другими исследователями [25—31]. Состояние повышенной коррозионной устойчивости объясняется ими возникновением на металле защитной пленки продуктов взаимодействия внешней среды с металлом. Обычно такая пленка очень топка и невидима. Чаще всего она представляет собой какое-то кислородное соединение металла. Таким образом, при установлении пассивного состояния физико-химические свойства металла по отношению к коррозионной среде заменяются в значительной степени свойствами этой защитной пленки.  [c.15]

Вследствие этих явлений в процессе деформации в холодном состоянии механические и физико-химические свойства металла непрерывно изменяются твердость, прочность, и хрупкость его непрерывно увеличивается, а пластичность, вязкость, коррозионная стойкость и электропроводность уменьшаются. Это изменение свойств, связанное с деформацией в холодном состоянии, называют наклепом, а металл с деформированной в процессе обработки давлением микроструктурой называют на-клепанным. С увеличением степени деформации наклеп (упрочнение) возрастает. Явление наклепа используется для повышения прочности машиностроительных деталей, работающих при переменных нагрузках путем применения так называемого дробеструйного наклепа, при этоа глубина наклепанного слоя не превышает 1 мм, твердость его значительно увеличивается. Например, твердость углеродистой стали увеличивается после наклепа примерно на 40%. Этим способом в машиностроении увеличивают срок службы деталей, например зубчатых колес, пружин и др.  [c.261]


В заключение отметим, что наряду с уже почтенной по возрасту наукой о физико-химических свойствах металлов и сплавов — металловедением — в нашей стране за послденее время развивается новая наука — металлохимия, основоположником которой является Н. И. Корнилов. В этой науке особое значение отводится роли  [c.109]

Термическая и химико-термическая обработка применяются с целью изменения физико-механических и физико-химических свойств металлов, определяющих технологические и эксплуатационные характеристики деталей. Улучшение свойств металла при термической обработке является следствием структурных и фазовых изменений, а также изменений напряженного состояния металла (отжиг, нормализация, закалка и отпуск, улучшение, старение). Химико-термические процессы протекают с диффузионным насыщением поверхностных слоев деталей различными элементами при этом химический состав поверхностного слоя изменяется. С этой целью применяют цементацию (науглероживание), азотирование, цианирование, алитирование, хромирование, силици-рование. В результате неравномерности нагрева и охлаждения при термической обработке возникают термические напряжения, а неравномерность структурных превращений во времени и по сечению данной заготовки вызывает структурные напряжения. Все это приводит к деформации деталей.  [c.234]


Свойства металлов и их соединений

Химические свойства металлов и их соединений

Для металлов характерны следующие химические свойства:

  • взаимодействие с простыми веществами, в частности с кислородом, в результате чего образуются оксиды;
  • взаимодействие друг с другом, в результате чего образуются интерметаллические соединения;
  • взаимодействие с водой, в результате чего образуются гидроксиды;
  • взаимодействие с кислотами, в результате чего образуются соли;
  • взаимодействие с солями, в результате чего образуются новые соли.

Рассмотрим химические свойства металлов, а также их соединений на примере кальция и его соединений. Запишем уравнения реакций, характерных для кальция согласно перечню химических свойств металлов, указанному выше:

2Ca + O2 = 2CaO (оксид кальция)

Ca + H2O = Ca(OH)2 (гидроксид кальция)

Ca + H2SO4 = CaSO4 + H2↑ (соль – сульфат кальция)

Ca + CuCl2 = CaCl2 + Cu↓ (соль – хлорид кальция)

Оксид кальция, образующийся в реакции горения кальция проявляет свойства основных оксидов, т. е. реагирует с водой с образованием оснований (1), взаимодействует с кислотными (2) и амфотерными оксидами (3) и кислотами (4):

CaO + 2H2O = Ca(OH)2 + H2↑ (1)

CaO + SiO2 = CaSiO3 (2)

CaO + Al2O3 = Ca(AlO2)2 (3)

CaO + H2SO4 = CaSO4 + H2O (4)

Для гидроксида кальция характерны реакции взаимодействия с кислотными оксидами (1), кислотами (2), кислыми солями (3), а также реакция разложения при нагревании (4):

Ca(OH)2 + 2CO2 = Ca(HCO3)2 (1)

Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O (2)

Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 = 2CaCO3↓ + 2H2O

Для солей (средних) кальция характерны реакции термического разложения (1) и гидролиза (2):

CaCO3 = CaO + CO2↑ (1)

CaS ↔ Ca2+ + S2-

S2- + HOH ↔ HS + OH (I ступень)

HS + HOH ↔ H2S + OH (II ступень)

CaS + 2H2O ↔ H2S + Ca(OH)2

Металлы способны образовывать соединения, проявляющие амфотерные свойства. Рассмотрим на примере алюминия:

2Al + 3O2 = Al2O3 (оксид алюминия)

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2↑ (гидроксид алюминия)

2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2

Оксид и гидроксид алюминия проявляют амфотерные свойства – способны взаимодействовать и с кислотами, и с основаниями:

Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O

Al2O3 + NaOH + 3H2O = 2Na[Al(OH)4]

Al(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4]

2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O

Примеры решения задач

Урок химии в 11-м классе: «Химические свойства металлов»

Cлайд № 1. Приложение 1.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Цель урока: систематизировать и углубить знания о химических свойствах металлов, подчеркнув их функцию как восстановителей.

Задачи урока.

Обучающие:

  • развивать умения пользоваться опорными знаниями, закреплять умения и навыки выполнения химического эксперимента;
  • закреплять умения составлять уравнения окислительно-восстановительных реакций;
  • сформировать понимание практического значения металлов в жизни человека;
  • развивать познавательный интерес при выполнении теоретических и практических заданий.

Развивающие:

  • развивать умение характеризовать физические и химические свойства металлов;
  • совершенствовать умение находить главное в повторяемом материале и систематизировать полученные знания.

Воспитательные:

  • формировать навык самостоятельной работы,
  • умение аргументированно высказывать своё мнение и выслушивать одноклассников.

Оборудование: ПК с медиапроектором, экран, документ – камера, фотоаппарат, индивидуальные микролаборатории с набором химических реактивов и оборудованием, тесты, таблица “Протокол исследования”.

Ход урока

I. Оргмомент. (1 минута)

II. Актуализация опорных знаний. (5 минут)

1. Блеф-игра “Верите ли вы, что…”. Cлайд № 2

  1. Металлы занимают верхний левый угол в ПСХЭ.
  2. В кристаллах атомы металла связаны металлической связью.
  3. Валентные электроны металлов крепко связаны с ядром.
  4. У металлов, стоящих в главных подгруппах (А), на внешнем уровне обычно 2 электрона.
  5. В группе сверху вниз происходит увеличение восстановительных свойств металлов.

2. Программированный опрос. Приложение 2.

(2 учащимся предлагается тест из 6 вопросов (2 варианта)).

……………………………………………………………………………

Вариант 1

1. Атом железа имеет электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня:

1) …3d64s2 2) …4s2 3) …4s24p6 4) …3d54s2

2. В каком ряду химические элементы расположены в порядке увеличения металлических свойств?

1) Sr, Ca, Mg; 2) Na, Mg, Al; 3) Na, K, Rb; 4) Sr, Ba, Ra.

3. Самый тугоплавкий металл: 1) Li; 2) Cr; 3) V; 4) W.

4. К щелочным металлам относится: 1) Са; 2) Cs; 3) Cu; 4) Al.

5. Самый легкий металл: 1) Li; 2) Mg; 3) Al; 4) Cs.

6. Самый пластичный: 1) Hg; 2) Li; 3) Au; 4) Al.

……………………………………………………………………

Вариант 2

1. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня … 3d104s2 соответствует атому: 1) Ca; 2) Ti; 3) Zn; 4) Cu

2. Способность отдавать электроны уменьшается в ряду:

1) Na, Mg, Al; 2) Li, Na, Cs; 3) Sc, Ca, K; 4) Sr, Ba, Ra.

3. Самый легкоплавкий металл: 1) Li; 2) Hg; 3) Cs; 4) Na.

4. К щелочно-земельным металлам относится: 1) Mg; 2) K; 3) Ba; 4) Be.

5. Самый тяжелый металл: 1) Mo; 2) Pb; 3) W; 4) Os.

6. Самый электропроводный: 1) Cu; 2) Ag; 3) Au; 4) Al.

Учащиеся обводят правильные ответы, затем меняются с соседом, проверяют друг у друга, ставят оценку.

Приём пед. техники “Самопроверка”. Слайд № 3

Объявление результатов:

5-6 правильных ответов – “5”

4 правильных ответа – “4”

3 правильных ответа – “3”

3. Работа с компьютером (тесты, кроссворд) 3 учащихся. Приложение 3

III. Постановка целей и задач урока. (3 минуты)

Учитель. Так ли уж необходимо в жизни знание химических свойств металлов? Слайд № 4-5

Вопрос 1. Новый цинковый бак, в котором приготовили раствор медного купороса для опрыскивания растений, вскоре прохудился. Объясните причину разрушения стенок бака.

(При ответе на вопрос 1 учащиеся сравнивают активность металлов в электрохимическом ряду напряжений и делают вывод о протекании реакции растворимой соли с более активным металлом. Сравнивая активность металлов в электрохимическом ряду напряжений, учащиеся делают вывод о протекании реакции замещения активным металлом более слабого в растворимой соли, вследствие чего происходит разрушение стенок бака.)

Вопрос 2. Почему алюминиевую посуду нельзя мыть содой?

(Учащиеся делают вывод о разной среде растворов и невозможностью нахождения алюминия в щелочной среде раствора, т. к. будет протекать его взаимодействие со щелочью. Алюминий и его соединения (оксидная пленка на поверхности металла) амфотерные, учащиеся приходят к выводу о щелочной среде раствора соды, образованной в результате гидролиза.)

Учащиеся сразу не могут ответить на данные вопросы, но ищут ответы на них в ходе урока.

Учитель совместно с учащимися формулируют цели и задачи урока на слайде № 6-7.

IV. Изучение нового материала (исследовательская работа). (25 минут)

Учитель. Металлы в реакциях выступают восстановителями.слайд № 8. В зависимости от положения в ряду напряжений металлов они проявлют разную активность по отношению к реагентам: слайд № 9.

  1. Металлы, стоящие до Н, вытесняют его из растворов кислот.
  2. Металлы, стоящие до Mg, активно реагируют с водой с образованием щелочей, поэтому они не могут вытеснять менее активные металлы из растворов их солей.
  3. Левее стоящий металл вытесняет правее стоящий из раствора его солей.
  4. Металлы до Al включительно при взаимодействии с водой образуют гидроксиды, от Al до Ni — при нагревании с водой дают оксиды.
  5. Металлы реагируют с неметаллами, водой, кислотами, солями, оксидами, некоторыми органическими веществами. Металлы, образованные переходными элементами, реагируют с растворами щелочей.

    Некоторые металлы взаимодействуют между собой с образованием интерметаллидов.

    Все химические свойства металлов можно представить в виде схемы: слайд № 10.

    М + Неме

    Е + H2O

    Т + оксид

    А + кислота

    Л + соль

    Л + щелочь (р-р)

    Ы + органические вещества

    Физминутка. (2 минуты). Cлайд № 11

    Исследовательская работа. Cлайд № 12

    Перед началом работы проводится инструктаж по ТБ. Cлайд № 13

    Деление на группы. Cлайд № 14. Приложение 4

    Результаты работы учащиеся заносят в таблицу “Протокол исследования”.Сначала каждая группа отдельно заполняет по своему свойству, а затем по мере отчётности групп, таблица заполняется полностью каждым учащимся. Отчитываются группы, демонстрируя результаты исследования через документ – камеру на экране. Опыты снимаются учащимися на цифровой фотоаппарат и при отчёте также демонстрируются.

    Протокол исследования (Таблица)

    Приложение 5

    Приложение 6

    Таблица

    V. Закрепление изученного. (3 минуты)

    Учащиеся отвечают на вопросы, поставленные в начале урока.

    Учитель. Металлы широко используются человеком в технике, медицине, различных отраслях промышленности, но при использовании надо учитывать их свойства: взаимодействие с кислородом, водой, различными солями.

    VI. Рефлексия. (2 минуты). Приложение 7.

    Анкета, которая позволяет осуществить самоанализ, дать качественную и количественную оценку уроку. Слайд № 15

    1. На уроке я работал
    2. Своей работой на уроке я
    3. Урок для меня показался
    4. За урок я
    5. Материал урока мне был

    6.Домашнее задание мне кажется

    активно / пассивно
    доволен / не доволен
    коротким / длинным
    не устал / устал
    понятен / не понятен
    полезен / бесполезен
    легким / трудным
    интересно / не интересно

    Cлайд № 16.

    Жизнь человеческая подобна железу.

    Если употреблять его в дело, оно истирается; если не употреблять, ржавчина его съедает. Катон Старший

    Так, пусть ваш мозг истирается от работы мысли, а не пожирается ржавчиной от лени.

    Учащиеся оценивают свою работу на уроке по результатам теста и своим ответам. Учитель корректирует оценки и выставляет их в журнал. Приложение 8.

    VI. Домашнее задание. (3 минуты). Cлайд № 17

    1. Всем: с. 212-219, протокол исследования.

    2. Сильным на карточках: Закончить уравнение реакции, написать уравнения электронного баланса: Сu + Hg(NO3)2—>

    Используемая литература:

    1. Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия. Профильный уровень. -М.: Дрофа, 2008. — 410 с.
    2. Химия. 11 класс: поурочные планы по учебнику О.С.Габриеляна, Г.Г.Лысовой (профильный уровень)/ автор – составитель В.Г.Денисова. – Волгоград: Учитель, 2010
    3. Урок “Химические свойства металлов и их соединений”, Е. И.Андрейченко, МОУ СОШ №8 г.Выкса Нижегородская область.
    4. Энциклопедия Кирилла и Мефодия. Химия (диск).
    5. Ресурсы Интернета.

    Положение металлов в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева. Металлическая связь. Физические и химические свойства металлов. Ряд напряжений металлов

    I. Положение металлов в таблице Менделеева

    Большая часть из­вест­ных хи­ми­че­ских эле­мен­тов об­ра­зу­ет про­стые ве­ще­ства ме­тал­лы.

    К ме­тал­лам от­но­сят­ся все эле­мен­ты по­боч­ных (Б) под­групп, а также эле­мен­ты глав­ных под­групп, рас­по­ло­жен­ные ниже диа­го­на­ли «бе­рил­лий – астат» (Рис. 1). Кроме того, хи­ми­че­ские эле­мен­ты ме­тал­лы об­ра­зу­ют груп­пы лан­та­но­и­дов и ак­ти­но­и­дов.

    Рис. 1. Рас­по­ло­же­ние ме­тал­лов среди эле­мен­тов под­групп А (вы­де­ле­ны синим)

     

     

     

    Анимация: “Деление элементов на металлы и неметаллы”

    Виртуальная образовательная лаборатория: “Знакомство с образцами металлов”

    Тренажёр «Положение металлов в таблице элементов»

    II. Строение атомов металлов

    По срав­не­нию с ато­ма­ми неме­тал­лов, атомы ме­тал­лов имеют большие раз­ме­ры и мень­шее число внеш­них элек­тро­нов, обыч­но оно равно 1–2. Сле­до­ва­тель­но, внеш­ние элек­тро­ны ато­мов ме­тал­лов слабо свя­за­ны с ядром, ме­тал­лы их легко от­да­ют, про­яв­ляя в хи­ми­че­ских ре­ак­ци­ях вос­ста­но­ви­тель­ные свой­ства.

    Анимация: “Металлы — восстановители”

    Рас­смот­рим за­ко­но­мер­но­сти из­ме­не­ния неко­то­рых свойств ме­тал­лов в груп­пах и пе­ри­о­дах.

    В пе­ри­о­дах с уве­ли­че­ни­ем за­ря­да ядра ра­ди­ус ато­мов умень­ша­ет­ся. Ядра ато­мов все силь­нее при­тя­ги­ва­ют внеш­ние элек­тро­ны, по­это­му воз­рас­та­ет элек­тро­от­ри­ца­тель­ность ато­мов, ме­тал­ли­че­ские свой­ства умень­ша­ют­ся. Рис. 2.

    Рис. 2. Из­ме­не­ние ме­тал­ли­че­ских свойств в пе­ри­о­дах

    В глав­ных под­груп­пах свер­ху вниз в ато­мах ме­тал­лов воз­рас­та­ет число элек­трон­ных слоев, сле­до­ва­тель­но, уве­ли­чи­ва­ет­ся ра­ди­ус ато­мов. Тогда внеш­ние элек­тро­ны будут сла­бее при­тя­ги­вать­ся к ядру, по­это­му на­блю­да­ет­ся умень­ше­ние элек­тро­от­ри­ца­тель­но­сти ато­мов и уве­ли­че­ние ме­тал­ли­че­ских свойств. Рис. 3.

    Рис. 3. Из­ме­не­ние ме­тал­ли­че­ских свойств в под­груп­пах

    Пе­ре­чис­лен­ные за­ко­но­мер­но­сти ха­рак­тер­ны и для эле­мен­тов по­боч­ных под­групп, за ред­ким ис­клю­че­ни­ем.

    Атомы эле­мен­тов ме­тал­лов склон­ны к от­да­че элек­тро­нов. В хи­ми­че­ских ре­ак­ци­ях ме­тал­лы про­яв­ля­ют себя толь­ко как вос­ста­но­ви­те­ли, они от­да­ют элек­тро­ны и по­вы­ша­ют свою сте­пень окис­ле­ния.

    III. Физические свойства металлов

    1. Агрегатное состояние и температуры плавления.

    Температуры плавления металлов меняются в очень широких пределах. Самый легкоплавкий из металлов – ртуть – при комнатной температуре является жидкостью. Металл галлий плавится от теплоты человеческого тела. Из металлов широко применяемых в технике, наиболее легкоплавкие – олово и свинец. Наибольшую температуру плавления имеет вольфрам, из которого изготавливают нити накаливания лампочек. Металлы с температурой плавления выше 1000oC принято называть тугоплавкими.

                      ртуть                                   галлий                                     вольфрам

    2. Окраска

    Среди металлов немногие обладают характерной окраской. «Золото через свой изрядно желтый цвет и блещущую светлость от прочих металлов отлично», – писал Михаил Васильевич Ломоносов. Медь имеет розово-красный цвет, серебро и платина – белый, щелочной металл цезий – бледно-желтый. Для описания цвета других металлов трудно подобрать слова. Все они кажутся нам серыми с тем или иным едва заметным оттенком.

               медь                                                     литий

    3. Плотность 

    Металлы сильно различаются по плотности. Наиболее легкими являются щелочные металлы литий, натрий и калий. Литий плавает даже на поверхности керосина – жидкости с плотностью меньшей плотности воды. Металлы с плотностью ниже 5 г/смназывают легкими. К ним, помимо щелочных и щелочно-земельных металлов, принадлежат магний, алюминий и другие. В число наиболее тяжелых входят переходные металлы, расположенные в шестом периоде, а также актиноиды. Ртуть, например, имеет плотность 13,6 г/см3, то есть литровая банка, заполненная ртутью, весит 13,6 кг!

    4. Твердость 

    Вещества оценивают по его способности оставлять царапину на другом веществе. Наиболее твердым веществом является алмаз – он оставляет след на любых поверхностях. Из металлов по твердости к алмазу приближается хром – он царапает стекло. Наиболее мягкие металлы – щелочные. Они легко режутся ножом. Мягкими являются также свинец, олово, цинк, серебро.

    5. Электро- и теплопроводность

    Все без исключения металлы хорошо проводят электрический ток. Наибольшей электропроводностью обладает серебро, немного уступают ему медь и золото. Серебро – очень дорогой металл. Его используют в электротехнике при изготовлении высокоточных дорогостоящих приборов. Самые хорошие провода, применяемые в быту, медные. Они во много раз превосходят по самим характеристикам провода, изготовленные из алюминия. При прохождении через металл электрического тока часть электрической энергии преобразуется в тепловую – металл нагревается. Использование алюминиевых проводов при больших нагрузках на электрическую сеть может привести к их плавлению. Особенно опасны места стыка алюминиевых и медных проводов – они нагреваются намного быстрее. Неисправная электропроводка является причиной многих пожаров.

    Анимация: “Изменение электропроводности металла при его нагревании и охлаждении”

    6. Пластичность 

    Многие металлы пластичны, то есть обладают способностью изменять форму, например, расплющиваться при ударе молотком. Наибольшей пластичностью обладают золото, серебро, медь, олово. Их можно раскатывать в фольгу.

                                        Фольга из меди  

                 Фольга из золота

    Общие свойства металлов – пластичность, способность отражать свет, тепло- и электропроводность – объясняются особенностями их строения.  При сильном надавливании кусок металла изменяет форму – часть атомов смещается, но не рассыпается: общее электронное облако прочно удерживает все атомы вместе. В электрическом поле свободные электроны начинают двигаться в определенном направлении, такое упорядоченное движение электронов называют электрическим током. 

    Чем больше в металле свободных электронов и чем сильнее колебания атомов, находящихся в узлах решетки, тем быстрее происходит выравнивание температуры во всем куске металла, то есть тем больше его теплопроводность. Поэтому относительные значения тепло- и электропроводности для многих металлов близки.

    Металлическая связь– это связь, которую осуществляют свободные электроны между катионами в металлической кристаллической решётке.

    На рисунке изображена модель кристаллической решётки металлов: в узлах кристаллической решётки находятся как электрически нейтральные, так и положительно заряженные катионы металлов, а между ними свободно перемещаются отрицательно заряженные электроны (электронный газ). За счёт наличия в кристаллах свободно движущихся электронов для большинства металлов характерны общие физические свойства: особый металлический блеск, высокие электропроводность и теплопроводность, ковкость и другие.

    IV. Получение металлов

    Рудами называют минералы и горные породы, содержащие металлы и их соединения, из которых технически возможно и экономически целесообразно получать чистые металлы.

    Получение металлов из руд — задача металлургии.

    Металлургия — это и наука о промышленных способах получения металлов из руд, а также соответствующая отрасль промышленности.

    Любой металлургический процесс — это процесс восстановления катионов металла с помощью различных восстановителей.
    Существует несколько способов получения металлов:

    • пирометаллургический,
    • электрометаллургический.

    ​Пирометаллургия — восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью углерода C, оксида углерода(II) CO, водорода H2, металлов — алюминия Al, магния Mg.

    Цех пирометаллургического производства

    1. Восстановление металлов из их оксидов с помощью углерода (в виде кокса, раньше – в виде древесного угля)  или угарным газом – карботермия

    xO+ C = CO2 + Me  или   MеxO+ CO = CO2 + Me 

    • Олово восстанавливают из оловянного камня углеродом: Sn +4O2−2 + C→ (t°) Sn+ C + 4O−22
    • Медь восстанавливают из куприта оксидом углерода(II): Cu+12O−2 + C+2O−2 → (t°) 2Cu0 + C+4O−22

    2. Обжиг сульфидов с последующим восстановлением

    1 стадия – MеxSy+O2=MеxOy+SO2

    2 стадия —  MеxO+ C = CO2 + Me  или   MеxO+ CO = CO2 + Me 

    Например, цинковую обманку (сульфид цинка) подвергают обжигу (при этом образуется оксид цинка и диоксид серы), а затем полученный оксид цинка восстанавливают углеродом: 

    1) 2Zn+2S−2 + 3O0→ (t°) 2Zn+2O−2 + 2S+4O−22;       2) Zn+2O−2 + C→ (t°) Zn+ C+2O−2

    3. Восстановление металлов из их оксидов с помощью металлов называется металлотермией.

    xO+ Al = Al2O3 + Me 

    • Хром восстанавливают из оксида хрома(III) при помощи алюминия(алюминотермия): Cr+32O−2+ 2Al→ (t°) 2Cr+ Al+32O−23

    • Титан восстанавливают из оксида титана(IV) магнием: Ti + 4O2−2 + 2Mg0 → (t°) Ti+ 2Mg+2O−2

    4.  Восстановление металлов из их оксидов с помощью водорода – водородотермия.Таким образом получают металлы с высокой степенью чистоты.

    xO+ H2 = H2O + Me 

    5. Восстановление металлов электрическим током (электролиз)

    Электрометаллургия — восстановление металлов из растворов или расплавов их соединений под действием электрического тока (электролиз).

    В процессе электролиза за счёт электрической энергии осуществляется химическая реакция, которая самопроизвольно идти не может.

     

    Электролизный цех металлургического завода

      

    1. Восстановление активных металлов электролизом из расплавов их солей (галогенидов).

    Например, натрий можно получить из расплавленного хлорида натрия под действием электрического тока:

    2NaCl –расплав, электр. ток. → 2 Na + Cl2

    CaClрасплав, электр. ток.→  Ca + Cl2

    расплавов гидроксидов:

    4NaOH –расплав, электр. ток.→  4Na + O2↑ + 2H2O

    2. Восстановление металлов средней активности и неактивных металлов электролизом из растворов их солей.

    • Олово образуется при электролизе раствора хлорида олова(II): Sn+2Cl2−1 → (электролиз) Sn0+Cl02
    • Алюминий в промышленности получают в результате электролиза расплава оксида алюминия в криолите Na3AlF6 (из бокситов): 2Al2Oрасплав в криолите, электр. ток.→  4Al + 3O2
    • Электролиз водных растворов солей используют для получения металлов средней активности и неактивных: 2CuSO4+2H2O –раствор, электр. ток.    2Cu + O2 + 2H2SO4

    ​Электролиз используют для очистки металлов (электролитическое рафинирование).

    Для рафинирования (очистки) металла электролизом из него отливают пластины и помещают их в качестве анодов 1 в электролизер 3. При пропускании тока металл, подлежащий очистке 1, подвергается анодному растворению, то есть переходит в раствор в виде катионов. Затем эти катионы металла разряжаются на катоде 2, благодаря чему образуется компактный осадок уже чистого металла. Примеси, находящиеся в аноде, либо остаются нерастворимыми 4, либо переходят в электролит и удаляются.  

    Большинство металлов переводят в слитки при помощи литья: расплавленный металл заливают в форму, где он и застывает. Однако наиболее тугоплавкие металлы, например, вольфрам, из которого делают нити накаливания элепктроламп, расплавить в печи необычайно трудно. Для получения их слитков применяют порошковую металлургию – особый метод, позволяющий избежать литья. Он основан на спекании предварительно спрессованного порошка металла при температуре выше 1000°C в атмосфере водорода. Затем через брусок из металла пропускают электрический ток, за счет чего он разогревается до температуры плавления, и при этом отдельные его зерна свариваются друг с другом. Полученное изделие подвергают горячей ковке и прокатке.

    V. Нахождение металлов в природе

    Самый распространённый в земной коре металл – алюминий. Металлы встречаются как в соединениях, так и в свободном виде.

    1. Активные – в виде солей (сульфаты, нитраты, хлориды, карбонаты)

    2. Средней активности – в виде оксидов, сульфидов (Fe3O4, FeS2)

    3. Благородные – в свободном виде (Au, Pt, Ag)

    В сво­бод­ном со­сто­я­нии при­сут­ству­ют в при­ро­де ме­тал­лы, ко­то­рые либо плохо окис­ля­ют­ся кис­ло­ро­дом, либо со­всем не окис­ля­ют­ся. На­при­мер, пла­ти­на, зо­ло­то, се­реб­ро. Реже – медь, ртуть и неко­то­рые дру­гие. Са­мо­род­ные ме­тал­лы встре­ча­ют­ся в при­ро­де в неболь­ших ко­ли­че­ствах  в виде зерен или вкрап­ле­ний в раз­лич­ных ми­не­ра­лах. Лишь из­ред­ка они об­ра­зу­ют боль­шие куски – са­мо­род­ки. Самый боль­шой са­мо­ро­док зо­ло­та весил 112 кг. Ино­гда ме­тал­лы прак­ти­че­ски в чи­стом виде со­дер­жат­ся в ме­тео­ри­тах. Так, неко­то­рые пред­ме­ты из вы­со­ко­чи­сто­го же­ле­за, най­ден­ные ар­хео­ло­га­ми, объ­яс­ня­ют­ся имен­но тем, что они были из­го­тов­ле­ны из ме­тео­рит­но­го же­ле­за. Но чаще всего ме­тал­лы су­ще­ству­ют в при­ро­де в свя­зан­ном со­сто­я­нии в со­ста­ве ми­не­ра­лов.

    Ми­не­рал – это хи­ми­че­ски и фи­зи­че­ски ин­ди­ви­ду­а­ли­зи­ро­ван­ный про­дукт при­род­ной фи­зи­ко-хи­ми­че­ской ре­ак­ции, на­хо­дя­щий­ся в кри­стал­ли­че­ском со­сто­я­нии.

    Очень часто это ок­си­ды. На­при­мер, оксид же­ле­за (III) Fe2O3 – ге­ма­тит, или крас­ный же­лез­няк. Рис. 1.

    Fe3O4 – маг­не­тит, или маг­нит­ный же­лез­няк. Неред­ко ми­не­ра­ла­ми яв­ля­ют­ся суль­фид­ные со­еди­не­ния: га­ле­нит ZnS, ки­но­варь HgS.

    Ак­тив­ные ме­тал­лы часто при­сут­ству­ют в при­ро­де в виде солей (суль­фа­ты, нит­ра­ты, хло­ри­ды, кар­бо­на­ты).

    Ми­не­ра­лы вхо­дят в со­став гор­ных пород и руд. Ру­да­ми на­зы­ва­ют­ся при­род­ные об­ра­зо­ва­ния, со­дер­жа­щие ми­не­ра­лы в таком ко­ли­че­стве, чтоб из этих руд было вы­год­но по­лу­чать ме­тал­лы. Обыч­но перед по­лу­че­ни­ем ме­тал­ла из руды руду обо­га­ща­ют, уда­ляя пу­стую по­ро­ду и раз­лич­ные при­ме­си. При этом об­ра­зу­ет­ся кон­цен­трат, ко­то­рый и яв­ля­ет­ся ис­ход­ным сы­рьем для ме­тал­лур­ги­че­ской про­мыш­лен­но­сти.

    VI. Химические свойства металлов

    Общие химические свойства металлов представлены в таблице:

    Важно за­пом­нить, что в хи­ми­че­ских ре­ак­ци­ях ме­тал­лы вы­сту­па­ют в ка­че­стве вос­ста­но­ви­те­лей: от­да­ют элек­тро­ны и по­вы­ша­ют свою сте­пень окис­ле­ния. Рас­смот­рим неко­то­рые ре­ак­ции, в ко­то­рых участ­ву­ют ме­тал­лы.

    1. Взаимодействие с кислородом

    Мно­гие ме­тал­лы могут всту­пать в ре­ак­цию с кис­ло­ро­дом. Обыч­но про­дук­та­ми этих ре­ак­ций яв­ля­ют­ся ок­си­ды, но есть и ис­клю­че­ния, о ко­то­рых вы узна­е­те на сле­ду­ю­щем уроке. Рас­смот­рим вза­и­мо­дей­ствие маг­ния с кис­ло­ро­дом.

    Маг­ний горит в кис­ло­ро­де, при этом об­ра­зу­ет­ся оксид маг­ния:

    2Mg0 + O20 = 2Mg+2O-2

    Рис. 1. Го­ре­ние маг­ния в кис­ло­ро­де

    Атомы маг­ния от­да­ют свои внеш­ние элек­тро­ны ато­мам кис­ло­ро­да: два атома маг­ния от­да­ют по два элек­тро­на двум ато­мам кис­ло­ро­да. При этом маг­ний вы­сту­па­ет в роли вос­ста­но­ви­те­ля, а кис­ло­род – в роли окис­ли­те­ля.

    Видео-опыт: “Горение магния”

    Обратите внимание!!! Серебро, золото и платина с кислородом не реагируют.

    2. Взаимодействие с галогенами, образуются галогениды

    Для ме­тал­лов ха­рак­тер­на ре­ак­ция с га­ло­ге­на­ми. Про­дук­том такой ре­ак­ции яв­ля­ет­ся га­ло­ге­нид ме­тал­ла, на­при­мер, хло­рид.

    Рис. 2. Го­ре­ние калия в хлоре

    Калий сго­ра­ет в хлоре  об­ра­зо­ва­ни­ем хло­ри­да калия:

    0 + Cl20 = 2K+1Cl-1

    Два атома калия от­да­ют мо­ле­ку­ле хлора по од­но­му элек­тро­ну. Калий, по­вы­шая сте­пень окис­ле­ния, иг­ра­ет роль вос­ста­но­ви­те­ля, а хлор, по­ни­жая сте­пень окис­ле­ния,- роль окис­ли­те­ля

    3. Взаимодействие с серой

    Мно­гие ме­тал­лы ре­а­ги­ру­ют с серой с об­ра­зо­ва­ни­ем суль­фи­дов. В этих ре­ак­ци­ях ме­тал­лы также вы­сту­па­ют в роли вос­ста­но­ви­те­лей, тогда как сера будет окис­ли­те­лем. Сера в суль­фи­дах на­хо­дит­ся в сте­пе­ни окис­ле­ния -2, т.е. она по­ни­жа­ет свою сте­пень окис­ле­ния с 0 до -2. На­при­мер, же­ле­зо при на­гре­ва­нии ре­а­ги­ру­ет с серой с об­ра­зо­ва­ни­ем суль­фи­да же­ле­за (II):

    Fe0 + S0 = Fe+2S-2

    Рис. 3. Вза­и­мо­дей­ствие же­ле­за с серой

    Видео-опыт: “Взаимодействие цинка с серой”

    Ме­тал­лы также могут ре­а­ги­ро­вать с во­до­ро­дом, азо­том и дру­ги­ми неме­тал­ла­ми при опре­де­лен­ных усло­ви­ях.

    Видео: «Самовоспламенение никеля на воздухе»

    4. Взаимодействие с водой

    Металлы по — разному  реагируют с водой:

    Помните!!!

    Алюминий реагирует с водой подобно активным металлам, образуя основание:

    2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

    Видео-опыт: “Взаимодействие натрия с водой”