Доповідь: Метали. Доповідь з хімії «Метали Метали визначення хімії

Якщо в періодичній таблиці елементів Д.І.Менделєєва провести діагональ від берилію до астату, то зліва внизу по діагоналі будуть знаходитися елементи-метали (до них відносяться елементи побічних підгруп, виділені синім кольором), а праворуч вгорі – елементи-неметали (виділені жовтим кольором). Елементи, розташовані поблизу діагоналі – напівметали або металоїди (B, Si, Ge, Sb та ін.), мають двоякий характер (виділені рожевим кольором).

Як очевидно з малюнка, переважна більшість елементів є металами.

За своєю хімічною природою метали – це хімічні елементи, атоми яких віддають електрони із зовнішнього чи переднього енергетичного рівнів, утворюючи у своїй позитивно заряджені іони.

Практично всі метали мають порівняно великі радіуси та малу кількість електронів (від 1 до 3) на зовнішньому енергетичному рівні. Для металів характерні низькі значення електронегативності та відновлювальні властивості.

Найбільш типові метали розташовані на початку періодів (починаючи з другого), далі зліва направо металеві властивості слабшають. У групі зверху вниз металеві властивості посилюються, тому що збільшується радіус атомів (за рахунок збільшення числа енергетичних рівнів). Це призводить до зменшення електронегативності (здатності притягувати електрони) елементів та посилення відновлювальних властивостей (здатність віддавати електрони іншим атомам у хімічних реакціях).

Типовимиметалами є s-елементи (елементи IА-групи від Li до Fr. Елементи ПА-групи від Мg до Rа). Загальна електронна формула їх атомів ns 1-2. Їх характерні ступеня окислення + I і +II відповідно.

Невелика кількість електронів (1-2) на зовнішньому енергетичному рівні атомів типових металів передбачає легку втрату цих електронів та прояв сильних відновлювальних властивостей, що відбивають низькі значення електронегативності. Звідси випливає обмеженість хімічних властивостей та способів одержання типових металів.

Характерною особливістю типових металів є прагнення їх атомів утворювати катіони та іонні хімічні зв'язки з атомами неметалів. Сполуки типових металів з неметалами — це іонні кристали «катіон металааніон неметалу», наприклад, К + Вг — , Сa 2+ Про 2-. Катіони типових металів входять також до складу сполук зі складними аніонами - гідроксидів і солей, наприклад Мg 2+ (ОН -) 2 , (Li +) 2СО 3 2-.

Метали А-груп, що утворюють діагональ амфотерності в Періодичній системі Ве-Аl-Gе-Sb-Ро, а також примикаючі до них метали (Gа, In, Тl, Sn, Рb, Вi) не виявляють типово металевих властивостей. Загальна електронна формула їх атомів ns 2 np 0-4 передбачає більшу різноманітність ступенів окиснення, більшу здатність утримувати власні електрони, поступове зниження їх відновлювальної здатності та поява окисної здатності, особливо у високих ступенях окиснення (характерні приклади - сполуки Тl III, Рb IV, Вi v). Подібна хімічна поведінка характерна і для більшості (d-елементів, тобто елементів Б-груп Періодичної системи (типові приклади - амфотерні елементи Сr і Zn)).

Це прояв двоїстості (амфотерності) властивостей, одночасно металевих (основних) та неметалічних, обумовлено характером хімічного зв'язку. У твердому стані з'єднання нетипових металів з неметалами містять переважно ковалентні зв'язки (але менш міцні ніж зв'язки між неметалами). У розчині ці зв'язки легко розриваються, а сполуки дисоціюють на іони (повністю або частково). Наприклад, метал галій складається з молекул Ga 2 в твердому стані хлориди алюмінію і ртуті (II) АlСl 3 і НgСl 2 містять сильно ковалентні зв'язки, але в розчині АlСl 3 дисоціює майже повністю, а НgСl 2 - дуже мало (та і то на іони НgСl + і Сl -).

Загальні фізичні властивості металів

Завдяки наявності вільних електронів («електронного газу») у кристалічній решітці всі метали виявляють такі характерні загальні властивості:

1) Пластичність- Здатність легко змінювати форму, витягуватися в дріт, прокочуватися в тонкі листи.

2) Металевий блискта непрозорість. Це пов'язано з взаємодією вільних електронів з світлом, що падає на метал.

3) Електропровідність. Пояснюється спрямованим рухом вільних електронів від негативного полюса до позитивного під впливом невеликої різниці потенціалів. Під час нагрівання електропровідність зменшується, т.к. з підвищенням температури посилюються коливання атомів та іонів у вузлах кристалічних ґрат, що ускладнює спрямований рух «електронного газу».

4) Теплопровідність.Зумовлена ​​високою рухливістю вільних електронів, завдяки чому відбувається швидке вирівнювання температури маси металу. Найбільша теплопровідність – у вісмуту та ртуті.

5) Твердість.Найтвердіший – хром (ріже скло); найм'якіші – лужні метали – калій, натрій, рубідій та цезій – ріжуться ножем.

6) Густина.Вона тим менша, чим менша атомна маса металу і більший радіус атома. Найлегший – літій (ρ=0,53 г/см3); найважчий – осмій (ρ=22,6 г/см3). Метали, що мають щільність менше 5 г/см3, вважаються «легкими металами».

7) Температури плавлення та кипіння.Найлегший метал - ртуть (т.пл. = -39 ° C), найтугоплавкіший метал - вольфрам (t ° пл. = 3390 ° C). Метали з t°пл. вище 1000°C вважаються тугоплавкими, нижче низькоплавкими.

Загальні хімічні властивості металів

Сильні відновники: Me 0 - nē → Me n +

Ряд напруг характеризує порівняльну активність металів в окисно-відновних реакціях у водних розчинах.

I. Реакції металів із неметалами

1) З киснем:
2Mg + O 2 → 2MgO

2) З сіркою:
Hg + S → HgS

3) З галогенами:
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2

4) З азотом:
3Ca + N 2 – t° → Ca 3 N 2

5) З фосфором:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2

6) З воднем (реагують тільки лужні та лужноземельні метали):
2Li + H 2 → 2LiH

Ca + H 2 → CaH 2

ІІ. Реакції металів із кислотами

1) Метали, що стоять в електрохімічному ряду напруги до H відновлюють кислоти-неокислювачі до водню:

Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2

2Al+ 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2

2) З кислотами-окислювачами:

При взаємодії азотної кислоти будь-якої концентрації та концентрованої сірчаної з металами водень ніколи не виділяється!

Zn + 2H 2 SO 4(К) → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

4Zn + 5H 2 SO 4(К) → 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

3Zn + 4H 2 SO 4(К) → 3ZnSO 4 + S + 4H 2 O

2H 2 SO 4(к) + Сu → Сu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO 3 + 4Mg → 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

4HNO 3 (к) + Сu → Сu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

ІІІ. Взаємодія металів із водою

1) Активні (лужні та лужноземельні метали) утворюють розчинну основу (луг) та водень:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca+ 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

2) Метали середньої активності окислюються водою при нагріванні до оксиду:

Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2

3) Неактивні (Au, Ag, Pt) – не реагують.

IV. Витіснення більш активними металами менш активних металів із розчинів їх солей:

Cu + HgCl 2 → Hg+ CuCl 2

Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4

У промисловості часто використовують не чисті метали, які суміші - сплави, У яких корисні властивості одного металу доповнюються корисними властивостями іншого. Так, мідь має невисоку твердість і малопридатна для виготовлення деталей машин, сплави міді з цинком ( латунь) є вже досить жорсткими і широко використовуються в машинобудуванні. Алюміній має високу пластичність і достатню легкість (малу щільність), але занадто м'який. На його основі готують сплав з магнієм, міддю та марганцем — дуралюмін (дюраль), який, не втрачаючи корисних властивостей алюмінію, набуває високої твердості та стає придатним в авіабудуванні. Сплави заліза з вуглецем (і добавками інших металів) – це широко відомі чавуні сталь.

Метали у вільному вигляді є відновлювачами.Однак реакційна здатність деяких металів невелика через те, що вони покриті поверхневою оксидною плівкою, різною мірою стійкою до дії таких хімічних реактивів, як вода, розчини кислот та лугів.

Наприклад, свинець завжди покритий оксидною плівкою, для його переходу в розчин потрібна не тільки дія реактиву (наприклад, розведеної азотної кислоти), але й нагрівання. Оксидна плівка на алюмінії перешкоджає реакції з водою, але під дією кислот і лугів руйнується. Пухка оксидна плівка (іржа), що утворюється на поверхні заліза у вологому повітрі, не заважає подальшому окисленню заліза.

Під дією концентрованихкислот на металах утворюється стійкаоксидна плівка. Це явище називається пасивацією. Так, у концентрованій сірчаної кислотипасивуються (і після цього не реагують з кислотою) такі метали, як Ве, Вi, З, Fе, Мg і Nb, а в концентрованій азотній кислоті - метали А1, Ве, Вi, З, Сг, Fе, Nb, Ni, РЬ , Тh та U.

При взаємодії з окислювачами в кислих розчинах більшість металів переходить в катіони, заряд яких визначається стійким ступенем окислення даного елемента в сполуках (Nа + Са 2+ А1 3+ Fe 2+ і Fе 3+)

Відновлювальна активність металів у кислому розчині передається поруч напруг. Більшість металів переводиться в розчин соляної та розведеної сірчаної кислотами, але Сu, Аg та Нg – лише сірчаної (концентрованої) та азотної кислотами, а Рt та Аі – «царською горілкою».

Корозія металів

Небажаною хімічною властивістю металів є їх , тобто активне руйнування (окислення) при контакті з водою та під впливом розчиненого в ній кисню (киснева корозія).Наприклад, широко відома корозія залізних виробів у воді, у результаті утворюється іржа, і вироби розсипаються на порошок.

Корозія металів протікає у воді також через наявність розчинених газів СО 2 і SО 2 ; створюється кислотне середовище, і катіони Н + витісняються активними металами як водню Н 2 ( воднева корозія).

Особливо корозійно-небезпечним може бути місце контакту двох різнорідних металів ( контактна корозія).Між одним металом, наприклад Fе, іншим металом, наприклад Sn або Сu, поміщеними у воду, виникає гальванічна пара. Потік електронів йде від активнішого металу, що стоїть ліворуч у ряді напруг (Ре), до менш активного металу (Sn, Сu), і більш активний метал руйнується (кородує).

Саме через це іржавіє луджена поверхня консервних банок (залізо, вкрите оловом) при зберіганні у вологій атмосфері та недбалому поводженні з ними (залізо швидко руйнується після появи хоча б невеликої подряпини, що допускає контакт заліза з вологою). Навпаки, оцинкована поверхня залізного відра довго не іржавіє, оскільки навіть за наявності подряпин корродує не залізо, а цинк (активніший метал, ніж залізо).

Опір корозії для даного металу посилюється при його покритті активнішим металом або при їх сплавленні; так, покриття заліза хромом або виготовлення сплаву заліза з хромом усуває корозію заліза. Хромоване залізо і сталь, що містить хром ( нержавіюча сталь), мають високу корозійну стійкість.

електрометалургія, тобто одержання металів електролізом розплавів (для найбільш активних металів) або розчинів солей;

пірометалургія, Т. е. відновлення металів з руд при високій температурі (наприклад, отримання заліза в доменному процесі);

гідрометалургія, тобто виділення металів із розчинів їх солей більш активними металами (наприклад, отримання міді з розчину СуSO 4 дією цинку, заліза або алюмінію).

У природі іноді зустрічаються самородні метали (характерні приклади - Аg, Аu, Рt, Нg), але найчастіше метали знаходяться у вигляді сполук ( металеві руди). За поширеністю в земній корі метали різні: від найпоширеніших - Аl, Nа, Са, Fе, Мg, К, Тi) до найрідкісніших - Вi, In, Аg, Аu, Рt, Rе.

Металами називають хімічні елементи, які мають властивість високої електропровідності. Атоми металів можуть віддавати певну кількість своїх розташованих на зовнішньому або зовнішніх енергетичних рівнях електронів, створюючи при цьому іони (позитивно заряджені частинки).

На сьогодні відомо 114 хімічних елементів. З них 96 – це метали. Без металів життя на Землі було б неможливим, тому що вони в чистому вигляді або їх сполуки є найважливішою складовою органічного та мінерального середовища, беручи активну участь у процесах життєдіяльності всіх живих організмів.

Молекули всіх металів, за декількома винятками, мають великі радіуси і малим числом розташованих на зовнішньому енергетичному рівні електронів. Число таких електронів може бути від одного до трьох. Винятками виступають свинець, число електронів на зовнішньому рівні якого дорівнює 4; вісмут із 5 електронами; полоній із 6 електронами; германій, сурма та олово.

Також характерною рисою всіх елементів цієї групи є невеликі значення електронегативності та можливість відновлення.

Таблиця Менделєєва ділить всі елементи на метали та неметали досить умовно. Щоб з'ясувати, чи належить речовина до металів, потрібно провести діагональ астат-бору. Справа в основних підгрупах будуть розміщуватися неметали, а ліворуч - метали (за винятком інертних газів). Всі елементи, які знаходяться в безпосередній близькості до даної межі, мають назву металоїди, що означає наявність у них як металевих властивостей, так і неметалевих. Такими елементами є бор, кремній, миш'як, германій, телур, сурма та полоній.

Також поділяють метали на перехідні та неперехідні. Така класифікація виходить із розташування елемента в таблиці періодичності Менделєєва. Перехідні метали відносять до побічних підгруп, а неперехідні – до основних. Молекули металів головних підгруп мають заповненими електронами s- та p-підрівні; а молекули побічних підгруп – d- та f-рівні.

За своїми хімічними властивостями, всі метали відрізняються легкою віддачею валентних електронів, утворюючи позитивні іони. Тому всі метали у вільному стані відносяться до відновників.

Така відновна здатність кожного елемента своя, і визначається вона місцезнаходженням металу в електрохімічному ряду напруги. Цей ряд дає характеристику тієї хімічної активності металів, яку вони виявляють при протіканні у водному середовищі окислювально-відновних реакцій, і має такий вигляд:

Li K Rb Cs Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Cr Fe Ni Sn Pb Cu Hg Ag Pt Ag Pt Au

Найпершими у ряді стоять метали з максимальними відновлювальними властивостями та мінімальними окисними здібностями. За спаданням у елементів зменшуються відновлювальні властивості та збільшуються окисні.

Лужні метали можуть легко окислюватися присутнім у повітрі киснем. Також вони вступають у реакції з простими речовинами, тоді як мідь і залізо будуть реагувати тільки при нагріванні, а платина і золото не окислюватимуться зовсім. Деякі метали створюють оксидну плівку на поверхні і процесу подальшого окислення вже не буде.

Метали - елементи, що становлять навколишню природу. Скільки є Земля, стільки існують і метали.

Земна кора містить такі метали:

• алюміній – 8,2%,
• залізо – 4,1%,
• кальцій – 4,1%,
• натрій – 2,3%,
• магній – 2,3%,
• калій – 2,1 %,
• титан – 0,56% тощо.

На даний момент наука має інформацію про 118 хімічних елементів. Вісімдесят п'ять елементів цього списку відносяться до металів.

Хімічні властивості металів

Для того щоб зрозуміти, від чого залежать хімічні властивості металів, звернемося до авторитетного джерела – таблиці періодичної системи елементів, т.зв. таблиці Менделєєва. Проведемо діагональ (можна подумки) між двома точками: почнемо від Be (берилій) та закінчимо на At (астат). Поділ це звичайно умовно, але все-таки дозволяє поєднувати хімічні елементи відповідно до їх властивостей. Елементи, що знаходяться зліва під діагоналлю, будуть металами. Чим лівіше, щодо діагоналі, розташування елемента, тим більш виражені будуть у нього металеві властивості:

• кристалічна структура - щільна,
• теплопровідність - висока,
• електрична провідність, що зменшується з підвищенням температури,
• рівень ступеня іонізації – низький (електрони відокремлюються вільно)
• здатність до утворення з'єднань (сплави),
• розчинність (розчиняються в сильних кислотах та їдких лугах),
• окислюваність (утворення оксидів).

Вищеперелічені властивості металів залежать від наявності електронів, що вільно переміщуються в кристалічній решітці. У елементів, розташованих поруч із діагоналлю, або у місці її проходження, мають двоїсті ознаки власності, тобто. мають властивості металів та неметалів.

Радіуси атомів металів мають порівняно більші розміри. Зовнішні електрони, звані евалентними, значно віддалені від ядра і, як наслідок, слабо пов'язані з ним. Тому атоми металів легко віддають валентні електрони та утворюють позитивно заряджені іони (катіони). Ця особливість є основною хімічною властивістю металів. Атоми елементів із найбільш вираженими металевими властивостями на зовнішньому енергетичному рівні мають від одного до трьох електронів. Хімічні елементи з характерно вираженими ознаками металів утворюють лише позитивно заряджені іони, вони не здатні приєднувати електрони.

Витискальний ряд М. В. Бекетова

Активність металу та швидкість реакції його взаємодії з іншими речовинами залежить від величини показника здатності атома "розлучитися з електронами". Здатність по-різному виражена у різних металів. Елементи, що мають високі показники, є активними відновниками. Чим більша маса атома металу, тим вища його відновна здатність. Найсильнішими відновниками вважаються лужні метали K, Ca, Na. Якщо атоми металу не здатні віддати електрони, такий елемент буде вважатися окислювачем, наприклад: аурид цезію може окислювати інші метали. У цьому відношенні найбільш активні сполуки лужних металів.

Російський учений М. У. Бекетов першим почав вивчати явище витіснення одних металів, з'єднань утворених ними, іншими металами. Складений ним перелік металів, у якому вони розташовані відповідно до ступеня збільшення нормальних потенціалів, отримав назву "електрохімічного ряду напруг" (витісний ряд Бекетова).

Li K Rb Cs Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Cr Fe Ni Sn Pb Cu Hg Ag Pt Ag Pt Au

Чим правіше розташований метал у цьому ряду, тим нижче його відновлювальні властивості, і тим сильніше окисні властивості його іонів.

Класифікація металів по Менделєєву

Відповідно до таблиці Менделєєва розрізняються такі види (підгрупи) металів:

• лужні - Li (літій), Na (натрій), K (калій), Rb (рубідій), Cs (цезій), Fr (францій);
• лужноземельні - Be (берилій), Mg (магній), Ca (кальцій), Sr (стронцій), Ba (барій), Ra (радій);
• легені – AL (алюміній), In (індій), Cd (кадмій), Zn (цинк);
• перехідні;
• напівметали

Технічне застосування металів

Метали, що знайшли більш-менш широке технічне застосування, умовно поділяються на три групи: чорні, кольорові та шляхетні.

До чорним металам відносять залізо та його сплави: сталь, чавун та феросплави.

Слід сказати, що залізо - найпоширеніший у природі метал. Його хімічна формула Fe (ферум). Залізо зіграло величезну роль еволюції людини. Людина змогла отримати нові знаряддя праці, навчившись виплавляти залізо. У сучасній промисловості широко застосовуються сплави заліза, отримані шляхом додавання заліза вуглецю чи інших металів.

Кольорові метали – це майже всі метали крім заліза, його сплавів і шляхетних металів. За своїми фізичними властивостями кольорові метали класифікують так:

· важкіметали: мідь, нікель, свинець, цинк, олово;

· легкіметали: алюміній, титан, магній, берилій, кальцій, стронцій, натрій, калій, барій, літій, рубідій, цезій;

· маліметали: вісмут, кадмій, сурма, ртуть, кобальт, миш'як;

· тугоплавкіметали: вольфрам, молібден, ванадій, цирконій, ніобій, тантал, марганець, хром;

· рідкісніметали: галій, германій, індій, цирконій;

Шляхетні метали : золото, срібло, платина, родій, паладій, рутеній, осмій.

Потрібно сказати, що із золотом людина познайомилася набагато раніше, ніж із залізом. Золоті прикраси з цього металу робили ще у Стародавньому Єгипті. В наш час золото використовується ще й у мікроелектроніці та інших галузях промисловості.

Срібло, як і золото, використовується у ювелірній промисловості, мікроелектроніці, фармацевтичній промисловості.

Метали супроводжують людину протягом усієї історії людської цивілізації. Немає такої галузі, де б не використовувалися метали. Без металів та їх з'єднань неможливо уявити сучасне життя.

Властивості хімічних елементів дозволяють поєднувати їх у відповідні групи. На цьому принципі було створено періодичну систему, яка змінила уявлення про існуючі речовини і дозволила припустити існування нових, раніше невідомих елементів.

Вконтакте

Періодична система Менделєєва

Періодична таблиця хімічних елементів була складена Д. І. Менделєєвим у другій половині ХІХ століття. Що таке це і для чого вона потрібна? Вона поєднує всі хімічні елементи за зростанням атомної ваги, причому, всі вони розставлені так, що їх властивості змінюються періодично.

Періодична система Менделєєва звела в єдину систему всі існуючі елементи, що раніше вважалися просто окремими речовинами.

На підставі її вивчення було передбачено, а згодом - синтезовано нові хімічні речовини. Значення цього відкриття для науки неможливо переоцінити, воно значно випередило свій час і дало поштовх до розвитку хімії на багато десятиліть.

Існує три найбільш поширені варіанти таблиці, які умовно називаються «коротка», «довга» і «наддовга» ». Основною вважається довга таблиця, вона затверджено офіційно.Відмінністю між ними є компонування елементів та довжина періодів.

Що таке період

Система містить 7 періодів. Вони представлені графічно як горизонтальних рядків. При цьому період може мати один або два рядки, звані рядами. Кожен наступний елемент відрізняється від попереднього зростання заряду ядра (кількості електронів) на одиницю.

Якщо не ускладнювати, період – це горизонтальний рядок періодичної таблиці. Кожен із них починається металом і закінчується інертним газом. Власне, це створює періодичність - властивості елементів змінюються всередині одного періоду, знову повторюючись у наступному. Перший, другий та третій періоди - неповні, вони називаються малими та містять відповідно 2, 8 та 8 елементів. Інші - повні, вони мають по 18 елементів.

Що таке гурт

Група – це вертикальний стовпець, Що містить елементи з однаковою електронною будовою або, простіше кажучи, з однаковою вищою . Офіційно затверджена довга таблиця містить 18 груп, які починаються з лужних металів та закінчуються інертними газами.

Кожна група має назву, що полегшує пошук або класифікацію елементів. Посилюються металеві властивості незалежно від елемента у напрямку зверху-вниз. Це з збільшенням кількості атомних орбіт — що їх більше, тим слабші електронні зв'язку, що робить яскравіше вираженою кристалічну решітку.

Метали у періодичній таблиці

Метали у таблиціМенделєєва мають переважну кількість, перелік їх досить великий. Вони характеризуються загальними ознаками, за властивостями вони неоднорідні та поділяються на групи. Деякі з них мають мало спільного з металами у фізичному сенсі, а інші можуть існувати лише частки секунди і в природі абсолютно не зустрічаються (принаймні на планеті), оскільки створені, точніше, обчислені та підтверджені у лабораторних умовах, штучно. Кожна група має власні ознаки, назва та досить помітно відрізняється від інших. Особливо ця відмінність виражена у першої групи.

Положення металів

Яке становище металів у періодичній системі? Елементи розташовані щодо збільшення атомної маси або кількості електронів та протонів. Їхні властивості змінюються періодично, тому акуратного розміщення за принципом «один до одного» в таблиці немає. Як визначити метали, і чи можливо це зробити за таблицею Менделєєва? Щоб спростити питання, придуманий спеціальний прийом: умовно по місцях з'єднання елементів проводиться діагональна лінія від Бора до Полонія (або до Астата). Ті, що виявляються ліворуч – метали, праворуч – неметали. Це було б дуже просто і здорово, але є винятки – Німеччина та Сурма.

Така «методика» - свого роду шпаргалка, вона придумана лише спрощення процесу запам'ятовування. Для більш точного уявлення слід запам'ятати, що список неметалів складає всього 22 елементи,тому відповідаючи питанням, скільки всього металів всього міститься у таблиці Менделєєва

На малюнку можна наочно побачити, які елементи є неметалами і як вони розміщуються в таблиці за групами та періодами.

Загальні фізичні властивості

Існують загальні фізичні властивості металів. До них відносяться:

• Пластичність.
• Характерний блиск.
• Електропровідність.
• Висока теплопровідність.
• Усі, крім ртуті, у твердому стані.

Слід розуміти, що властивості металів дуже різняться щодо їхньої хімічної чи фізичної суті. Деякі їх мало схожі на метали у повсякденному розумінні цього терміна. Наприклад, ртуть займає особливе становище. Вона за звичайних умов перебуває у рідкому стані, немає кристалічної решітки, наявності якої зобов'язані своїми властивостями інші метали. Властивості останніх у разі умовні, із нею ртуть ріднять переважно хімічні властивості.

Цікаво!Елементи першої групи, лужні метали, у вигляді не зустрічаються, перебуваючи у складі різних сполук.

Найм'якший метал, що існує в природі – цезій – відноситься до цієї групи. Він, як і інші лужні подібні речовини, мало спільного має більш типові метали. Деякі джерела стверджують, що насправді найм'якший метал калій, що складно заперечити чи підтвердити, оскільки ні той, ні інший елемент не існує сам по собі — будучи виділеним у результаті хімічної реакції вони швидко окислюються або вступають у реакцію.

Друга група металів – лужноземельні – набагато ближче до основних груп. Назва «лужноземельні» походить із давніх часів, коли оксиди називалися «землями», оскільки вони мають пухку розсипчасту структуру. Більш-менш звичними (в повсякденному сенсі) властивостями мають метали починаючи з 3 групи. Зі збільшенням номера групи кількість металів зменшується, заміняючись неметалевими елементами. Остання група складається із інертних (або шляхетних) газів.

Визначення металів та неметалів у таблиці Менделєєва. Прості та складні речовини.

Прості речовини (метали та неметали)

Висновок

Співвідношення металів і неметалів у таблиці Менделєєва явно переважує на користь перших. Таке становище свідчить про те, що група металів об'єднана надто широко і потребує більш детальної класифікації, що визнається науковою спільнотою.

Переважна більшість (93 з 117) відомих нині хімічних елементів належить до металів.
Атоми різних металів мають багато спільного у будові, а утворювані ними прості і складні речовини мають схожі властивості (фізичні та хімічні).

Положення в періодичній системі та будова атомів металів.

У періодичній системі метали розташовуються ліворуч і нижче від умовної ламаної лінії, що проходить від бору до астату (див. таблицю нижче). До металів відносяться майже всі s-елементи (за винятком Н, Не), приблизно половина р-Елементів, все d- І f-Елементи ( лантанідиі актиніди).

У більшості атомів металів на зовнішньому енергетичному рівні міститься невелика кількість (до 3) електронів, тільки деякі атоми р-елементів (Sn, Pb, Bi, Ро) їх більше (від чотирьох до шести). Валентні електрони атомів металів слабо (порівняно з атомами неметалів) пов'язані з ядром. Тому атоми металів відносно легко віддають ці електрони іншим атомам, виступаючи в хімічних реакціях тільки як відновники і перетворюючись при цьому на позитивно заряджені катіони:

Me - пе - = Ме n +.

На відміну від неметалів для атомів металів характерні лише позитивні ступені окислення від +1 до +8.

Легкість, з якою атоми металу віддають свої валентні електрони іншим атомам, характеризує відновлювальну активність металу. Чим легше атом металу віддає свої електрони, тим сильніший відновник. Якщо розташувати в ряд метали в порядку зменшення їх відновлювальної здатності у водних розчинах, ми отримаємо відомий нам витісняючий ряд металів, який називається також електрохімічним рядом напруг (або поруч активності) металів (див. таблицю нижче).

Поширеність металів у природі.

У першу трійку найпоширеніших у земній корі (це поверхневий шар нашої планети завтовшки приблизно 16 км) металів входять алюміній, залізо та кальцій. Менш поширені натрій, калій, магній. У таблиці нижче наведено масові частки деяких металів у земній корі.

залізо та кальцій. Менш поширені натрій, калій, магній. У таблиці нижче наведено масові частки деяких металів у земній корі.

Поширеність металів у земній корі

Елементи, масова частка яких у земній корі становить менше 0,01%, називаються рідкісними. До рідкісних металів відносяться, наприклад, всі лантаніди. Якщо елемент не здатний концентруватися в земній корі, тобто не утворює власних руд, а зустрічається як домішка з іншими елементами, його відносять до розсіянимелементів. Розсіяними, наприклад, є такі метали: Sc, Ga, In, Tl, Hf.

У 40-х роках XX ст. німецькі вчені Вальтер та Іда Нолла висловили думку про те. що у кожному бруківці на бруківці присутні всі хімічні елементи періодичної системи. Спочатку ці слова зустріли їхні колеги далеко не з одностайним схваленням. Однак у міру появи дедалі точніших методів аналізу вчені дедалі більше переконуються у справедливості цих слів.

Оскільки всі живі організми знаходяться в тісному контакті з навколишнім середовищем, то й у кожному з них повинні утримуватися якщо не всі, то більшість хімічних елементів періодичної системи. Наприклад, в організмі дорослої людини масова частка неорганічних речовин становить 6%. З металів у цих сполуках присутні Mg, Са, Na, К. У складі багатьох ферментів та інших біологічно активних органічних сполук у нашому організмі містяться V, Mn, Fe, Cu, Zn, Co, Ni, Mo, Сг та деякі інші метали.

В організмі дорослої людини міститься в середньому близько 140 г іонів калію та близько 100 г іонів натрію. З їжею ми щодня споживаємо від 1,5 г до 7 г іонів калію та від 2 г до 15 г іонів натрію. Потреба в іонах натрію настільки велика, що їх потрібно спеціально додавати в їжу. Значна втрата іонів натрію (як NaCl із сечею і потім) несприятливо позначається здоров'я людини. Тому у спеку лікарі рекомендують пити мінеральну воду. Однак і надлишковий вміст солі в їжі негативно позначається на роботі наших внутрішніх органів (насамперед серця та нирок).