Общая характеристика металлов и неметаллов

1.

:
Общая характеристика
металлов и неметаллов
Преподаватель Юридического колледжа
Валентина Владимировна Киреева

2.

РЕМОНТ
Металлы

3.

4.

РЕМОНТ
Из 118 известных элементов 96
относятся к металлам.
История человечества неразрывно
связана с использованием металлов:
• 5-4 тысячелетие до н.э. – медный
век
• 3-2 тысяч. до н.э. – бронзовый век
• 2-1 тыс. до н.э. – железный век

5.

РЕМОНТ
Самым распространенным Ме в земной
коре является алюминий. За ним следует
железо, натрий, калий, магний и титан.
Ме встречаются в природе как в свободном
виде, так и в различных соединениях
Боксит
гематит
магнетит

6.

РЕМОНТ
Особенности
атомов Ме
• 1-3 е на внешнем
уровне
Легко отдают е,
превращаясь
в
катионы
большой
радиус
• Проявляют
восстановительные
свойства

7.

8.

РЕМОНТ
Нахождение в ПСХЭ Д.И. Менделеева
Металлы находятся в левом нижнем
углу
относительно
диагонали,
проведенной от бериллия (Be) к астату
(At), а также в побочных подгруппах
правого верхнего угла ПСХЭ.
• Элементы,
расположенные
вблизи
диагонали (Be, Al, титан Ti, Ge, Nb, Sb и
др.), - переходные металлы.

9.

РЕМОНТ
Кристаллическая
решетка
металлическая: в узлах решеток
находятся катионы, между которыми
передвигаются свободные электроны.
• Связь между катионами металлов,
которую
обеспечивают
свободные
электроны металлическая

10.

РЕМОНТ
Физические свойства
1) твердые вещества ( кроме ртути)
• металлический блеск
• обычно серый цвет и непрозрачность.
2) хорошая электро – и теплопроводимость,
что
объясняется
присутствием
в
них
свободных
электронов.
Наибольшая электро- и теплопроводимость у серебра, меди, золота,
алюминия, железа. наименьшая – у висмута и ртути.

11.

РЕМОНТ
Физические свойства
3) Ковкость: не разрушаются под действием
давления.
4) Высокая пластичность
–
смещение слоев
ионов под внешним воздействием на кристалл
относительно друг друга. Она уменьшается в
ряду Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe.
Золото можно прокатывать в листы толщиной
0,003 мм,
которые используются для позолоты различных предметов.

12.

РЕМОНТ
по плотности
Легкие металлы:
плотность < 5 г/см³.
Самый легкий
металл – литий (0,53
г/см³)
Тяжелые металлы
(плотность > 5 г/см³).
Самый тяжелый –
осмий (плотность 22,6 г/см³)

13.

РЕМОНТ
по температуре
плавления
Легкоплавкие (Т пл. до 6000 С) - цинк,
олово, висмут
Тугоплавкие ( Т
пл. более 1600 0 С) вольфрам, титан,
хром).

14.

РЕМОНТ
Классификация
металлов
Черные: железо
марганец, кобальт,
никель (большая
плотность, высокая
температура плавления и
темно-серая окраска)
Цветные (невысокие
температуры плавления
повышенная электро- и
теплопроводимость)

15.

РЕМОНТ
Химические свойства
Ряд активности металлов.
Ме расположены в
восстановительных свойств.
порядке
убывания

16.

РЕМОНТ
металлы
от Li до Мg
очень
активные
металлы.
от Аl до H2
металлы
средней
активности
после Н2
малоактивные
металлы

17.

РЕМОНТ
Общие химические свойства
1. Взаимодействие с неметаллами:
галогенами, кислородом, серой,
азотом

18.

РЕМОНТ
2. Взаимодействие с водой:
а. Активные Ме взаимодействуют с водой с образованием
щелочей и выделением водорода:
2Na + 2H2O → 2Na OH + H2↑
б. Ме , средней активности – в жестких условиях с
образованием оксида Ме и водорода (Al взаимодействует
как активный):
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2↑
в. Ме, стоящие в ряду за H2, с водой не взаимодействуют

19.

РЕМОНТ
3. Взаимодействие с растворами кислот
Ме, стоящие в ряду до H, вытесняют его
из растворов кислот:
2Na + 2HCl → 2NaCl+ H2↑

20.

РЕМОНТ
3. Взаимодействие с солями
Более активный Ме, стоящий в
ряду активности левее, вытесняет
менее активный Ме из растворов
его солей:
CuSO4 + Fe → FeSO4 +Cu

21.

РЕМОНТ
• На основании положения металлов в
электрохимическом ряду напряжений обоснуйте
возможность протекания следующих химических
реакций:
a) Zn и CuSO4
f) AlCl3 и Mg
b) Al и H2O
g) Fe и H2O
c) Cu и HCl
h) Mg и HCl
d) Na и H2O
i) Al и FeCl3
e) Fe и AlCl3
j) Hg и H2O
• Составьте уравнения возможных химических реакций.

22.

РЕМОНТ
Коррозия металлов
–
это
химическое
и
электрохимическое
разрушение
металлов и их сплавов в
результате воздействия на них
окружающей среды.

23.

РЕМОНТ
• Химическая коррозия –разрушение
металла под действием окислителей
(кислорода, хлора и др.) даже в
условиях обычной температуры.

24.

РЕМОНТ
Электрохимическая коррозия –
разрушение металла или сплава в
среде электролита
- растворах щелочей, кислот и солей;
- морской воде;
- в атмосфере любого влажного газа;
- в почве.

25.

РЕМОНТ

26.

РЕМОНТ
Основные методы защиты от коррозии
Применение
защитных
покрытий
Приготовление
сплавов, стойких
к коррозии
1. Покрытие другими
Ме
2. Покрытие лаками,
красками и эмалями.
Электрохимические
методы
1. Применение заклепок,
пластин, изготовленных
из более активных Ме
2. Нейтрализация тока,
возникающего при
коррозии, постоянным
током, пропускаемым в
противоположном
направлении
Добавление
ингибиторов

27.

РЕМОНТ
Получение металлов
1. Наиболее активные Ме получают электролизом.
2. Менее активные Ме восстанавливают из их
оксидов углем или оксидом углерода:
3. Восстановление Ме из их оксидов более
активными Ме:

28.

РЕМОНТ
Сплавы
- это материалы с характерными свойствами,
состоящие из двух или более компонентов, из
которых по крайней мере один – металл.
Виды сплавов
• если основой сплава является железо, то
сплавы называются чёрными: чугун и сталь
• если основа сплавов — цветные металлы, то
и сплавы называются цветными. Самые
известные сплавы меди – бронза и латунь.
• бывают ещё сплавы редких металлов и
сплавы радиоактивных металлов

29.

сплавы
РЕМОНТ
однородные - при сплавлении образуется раствор
одного Ме в другом.
Припой: одна часть свинца и две части олова
неоднородные - при сплавлении образуется
механическая смесь Ме
Дюралюмин: 95% алюминия, 4% меди, 0,5%
марганца и 0,5% магния

30.

РЕМОНТ
польза
Кальций – основа структурной костной
ткани организма человека.
Железо - образование гемоглобина,
миоглобина (красный пигмент в мышцах) и
некоторых ферментов
Медь - обеспечение иммунной защиты, в том
числе противорадиационной и противораковой,
участвует
в
энергетическом
обмене
и
кроветворении, в образовании меланина

31.

РЕМОНТ
вред
Кадмий – накапливаясь в почках, приводит
к гипертонии, снижению иммунитета,
слабоумию. Содержится в табачном дыме,
питьевой воде, загрязненном воздухе
Алюминий – старческое слабоумие, нарушение
вазомоторных реакций, анемия, заболевание почек и
печени. Пищевая фольга, посуда, пивные банки.
Свинец - нарушение мозговой деятельности,
раковые заболевания, нарушение детородной функции.
Загрязненный воздух – выхлопные газы автомобилей.

32.

РЕМОНТ
Неметаллы

33.

РЕМОНТ
• Кислород и кремний — 76 % от массы
земной коры
• Неметаллы составляют более 84% от
массы почвы, 98,5% от массы растений и
97,6% от массы тела человека.
• Водород и гелий – входят в состав
космических объектов, включая Солнце.

34.

РЕМОНТ
Особенности
атомов Неме
• 4-8 е на внешнем
уровне
Легче
принимают
недостающие
е,
превращаясь
в
анионы
Проявляют как
окислительные, так и
восстановительные
свойства
маленький
радиус

35.

РЕМОНТ
• Неметаллы (22 х.э.) расположены в
правом верхнем углу ПСХЭ в главных
подгруппах.

36.

РЕМОНТ
• Инертные газы существуют в атомарном
состоянии;
• H2 , O 2, N 2 , F 2 , Cl 2 , Br 2 имеют
молекулярную структуру;
• Химическая связь в твердых веществах –
ковалентная неполярная, они имеют
либо молекулярную, либо атомную
кристаллические решетки.

37.

РЕМОНТ
• Неметаллы (22 х.э.) расположены в
правом верхнем углу ПСХЭ в главных
подгруппах.

38.

РЕМОНТ
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
• Агрегатное состояние: твердые (сера, фосфор, йод,
алмаз и графит); жидкие (бром); газообразные
(кислород , водород, азот , хлор, фтор).
• Не проводят электрический ток и тепло (кроме
графита и кремния).
• Не имеют металлического блеска (кроме I2, графита и
Si)
• Цвет охватывает все цвета спектра (красный-красный
фосфор, желтый – сера, зеленый - хлор, фиолетовый –
пары иода).
• Температура плавления изменяется в огромном
интервале tпл. (N2)= -210C , а t пл. (Алмаз) =37300С

39.

РЕМОНТ
АЛЛОТРОПИЯ
- способность атомов одного химического
элемента образовывать несколько простых
веществ - модификаций за счет изменения
числа атомов в молекуле или строения
кристаллической решетки.

40.

РЕМОНТ
Химические свойства неметаллов

41.

РЕМОНТ
Окислительные свойства неметаллов
1. с металлами
S + Fe → Fe S
2. с неметаллами, имеющими меньшую ЭО
2Н2 + О2 → 2Н2О
3. с некоторыми сложными веществами:
СН4 +2О2 → СО2 + 2Н2О
4. Вытеснение одних неметаллов другими из растворов
их солей:
2KI + Br2 → 2KBr + I2

42.

РЕМОНТ
Восстановительные свойства
1. с более ЭО неметаллами:
Н2 + S = Н2 S
2. с кислородом (кроме фтора) :
4P+5O2=2P2O5
Наиболее сильные восстановители - углерод и
водород.

43.

РЕМОНТ
Некоторые неметаллы встречаются в
природе в свободном виде:
кислород, азот,
инертные газы.
Малоактивные неметаллы: серу, углерод можно
выделить из смесей или очистить от примесей,
используя физические методы.
Химически активные неметаллы встречаются в
природе только в виде соединений: фтору, хлору,
брому и иоду. Их получают химическим путем.

44.

РЕМОНТ
• Сера - составная частью белка, способствует
нейтрализации в организме ядовитых веществ, росту
хрящевой и костной тканей, кожи, волос, ногтей,
формированию структуры соединительной ткани.
Дефицит серы может привести к нарушению синтеза
инсулина, раннему старению организма.
• Серу используют для производства серной кислоты,
резины, спичек, черного пороха, лекарственных
препаратов.
• Азот используют для наполнения электролампочек,
создания инертной среды при сварке металлов, для
глубокого охлаждения и замораживания, в
производстве азотной кислоты, удобрений.

45.

РЕМОНТ
• Фосфор используется в производстве моющих средств, гербицидов,
красок, фосфорной кислоты, фосфористой бронзы. Белый фосфор
используется для производства авиабомб, снарядов. Красный
фосфор для изготовления спичек, дымовых шашек, полимеров,
полупроводников, инсектицидов.
• Хлор применяют для производства соляной кислоты,
винилхлорида, каучука и пластмасс, как отбеливающее средство,
для обеззараживания питьевой воды.
• Кремний
- для изготовления диодов, фотоэлементов,
транзисторов, сплавов. Оксид кремния используется в
строительстве, для производства цемента, керамики, стекла.
• Водород используется в для синтеза аммиака, хлороводорода и
метанола, применяется для гидрогенизации жиров. Используется
в качестве восстановителя в металлургии

46.

РЕМОНТ
Темы сообщений:
• «Самые дорогие металлы»
• «Влияние металлов на здоровье человека»
• «Роль металлов в истории человечества»

47.

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!