- •О.Б.Чалова, а.М. Сыркнн Химические свойства металлов
- •Рецензенты
- •Введение
- •1. Деление элементов на металлы и неметаллы.
- •1.1. Периодические свойства атомов и ионов
- •1.2. Деление элементов на металлы и неметаллы.
- •1.3. Классификация простых веществ по составу
- •Неметалл
- •2.1. Упрощенная модель металлической химической связи
- •2. Металлическая химическая связь. Металлические структуры
- •2.2. Резонанс ковалентных связей в металлах.
- •2.3. Зонная теория проводимости. Зонные структуры в металлах
- •2.4. Металлические структуры
- •2.5. Поликристаллическая структура металлов
- •2.6. Сплавы и интерметаллические соединения металлов
- •2.6.2. Интерметаллические соединения.
- •3. Физические свойства металлов
- •3.2. Поляризуемость.
- •3.3. Температура плавления, температура кипения металлов.
- •3.4. Электропроводность.
- •3.5. Теплопроводность.
- •3.6. Магнитные свойства.
- •3.7. Механические свойства.
- •3.8. Сверхпроводимость.
- •3.9. Контактные потенциалы
- •3.10. Работа выхода электрона.
- •4. Химические свойства металлов
- •4.1. Общие тенденции изменения химической активности металлов.
- •4.2. Взаимодействие металлов с неметаллами
- •4.2.1. Общие тенденции изменения окислительной способности неметаллов
- •4.2.2. Взаимодействие металлов с галогенами
- •4.2.3. Взаимодействие металлов с кислородом
- •4.2.4. Взаимодействие металлов с халькогенами
- •4.2.5. Взаимодействие металлов с азотом и фосфором
- •4.2.6. Взаимодействие металлов с углеродом, кремнием, водородом
- •5. Взаимодействие металлов с водными растворами окислителей
- •5.1. Ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов металлов
- •5.2. Взаимодействие металлов с водой
- •5.3. Взаимодействие металлов с водными растворами щелочей
- •5.4. Взаимодействие металлов с растворами кислот, окисляющими
- •5.5. Взаимодействие металлов с концентрированной серной кислотой
- •5.6. Взаимодействие металлов с азотной кислотой
- •5.7. Взаимодействие металлов с «царской водкой» и другими смесями
- •5.8. Взаимодействие металлов с растворами солей
- •5.8.1. Окисление катионом неактивного металла в растворах солей.
- •5.8.2. Окисление металлов в растворах солей, подвергающихся гидролизу по катиону
- •5.8.3. Окисление металлов в растворах солей, подвергающихся гидролизу по аниону
- •5.8.4. Окисление металла растворенным кислородом.
- •5.8.5. Окисление металла в растворах, содержащих анионы – лиганды.
- •5.8.6. Взаимодействие металлов с растворами аммиака
- •6. Экспериментальная часть
- •6.1. Общие рекомендации для подготовки к лабораторным занятиям
- •Лабораторная работа №_____ Тема:________________________________________________
- •6.2. Основные правила безопасной работы в химической лаборатории
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Учебное издание
- •Химические свойства металлов Редактор л.А.Маркешина
- •Тираж 600 экз. Заказ .
- •450062, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. Космонавтов, 1
Неметалл
Одноэлементное вещество, которое не проявляет свойства, являющиеся характерными для металлов.
Неметаллы, как правило, имеют плохие теплопроводность и электропроводимость.
Амфиген (металлоид)
Одноэлементное вещество, которое по своим свойствам занимает промежуточное положение между металлами и неметаллами; иногда образует металлические и неметаллические модификации. Амфигены обозначены на рис. 5 темным фоном.
Аллотропные модификации – простые вещества одного и того же элемента, различающиеся составом структурных частиц (например кислород O2 и озон O3) или кристаллической решетки (например алмаз и графит для элемента углерода).
Полиморфные модификации – вещества, построенные из структурных частиц одного состава, но различающиеся их расположением в пространстве. Например, S8 - сера моноклинная и сера ромбическая; модификации железа (α - Fe, β - Fe, γ – Fe), различающиеся типом «плотнейшей укладки шаров».
Непереходные и переходные элементы. Под названием непереходных элементов (элементов главных групп) объединяются элементы, у которых проявляется сходство в пределах одной и той же подгруппы. Название переходные элементы (элементы побочных подгрупп) охватывает важную группу элементов, у которых сходство прослеживается не только в пределах одной подгруппы, но и вдоль горизонтальных строк - периодов. Чрезвычайно важным для понимания химической основы разграничения элементов главных и побочных подгрупп является то, что между ними существует значительное различие в способе заполнения внешней электронной оболочки.
Таблица 4. Сравнение непереходных и переходных элементов
Непереходные элементы |
Переходные элементы |
Подгруппы IA – VIIIA, IIБ* |
Подгруппы IБ, IIIБ – VIIIБ* |
Свойства |
|
Отчетливо выраженное сходство свойств по вертикали в пределах группы |
Помимо сходства свойств по вертикали наблюдается также сходство свойств по горизонтали |
В каждой подгруппе элемент имеет строго определенное, ограниченное число степеней окисления |
Проявляются самые различные степени окисления |
Окрашенные соединения малочисленны, преобладают желтый, оранжевый, розовый и коричневый цвета |
Дают многочисленные соединения с разнообразной окраской |
Соединения практически диамагнитны |
Много соединений с парамагнитными свойствами |
Электронная конфигурация |
|
В каждой подгруппе на внешней оболочке имеется одинаковое число s- и р - электронов |
С увеличением атомного номера возрастает число электронов на внутренних d- или f - орбиталях |
* - иногда IIБ - подгруппу причисляют к переходным элементам.
Тривиальные названия семейств элементов. Похожие элементы в периодической таблице объединяются под общим исторически сложившимся названием. Групповые названия элементов приведены в таблице на рис.5. Сходство элементов со своими соседями по вертикали (по подгруппе) позволяет выделить подгруппы непереходных элементов, причем оказывается, что названия подгрупп и давно известных семейств почти совпадают. Наименования многих подгрупп даны по названию самого верхнего элемента. У переходных элементов аналогия по вертикали проявляется далеко не всегда, поэтому подгруппы, как правило, не имеют индивидуальных названий. Например, употребительны названия, которые отражают объединение соседей независимо от направления. Например, группа (семейство) железа (26Fe, 27Cо, 28Ni), группа платины (остальные элементы VIIIБ - подгруппы).
