Металлы. Д.И. Менделеев

Эпиграф:
«Мощь и сила науки – во множестве фактов, цель – в обобщении этого множества».
Д.И. Менделеев

«Металлом называется твердое, непрозрачное и светлое тело, которое в огне плавится и холодное ковать можно». М.В.Ломоносов.

МЕТАЛЛЫ- ВОССТАНОВИТЕЛИ
Атомы Ме имеют сравнительно большие радиусы поэтому электроны значительно удалены от ядра и слабо с ним связаны.
У наиболее активных металлов на внешнем уровне 1-3 электрона.
Исключение: Ge, Sn, Pb ─ 4 электрона
Sb, Bi ─ 5 электронов;
Po ─ 6 электронов
Ме легко отдают валентные электроны и являются восстановителями

КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА
Металлическая - в ее узлах находятся положительно заряженные ионы, а между ними свободно перемещаются электроны. Наличие последних объясняет высокую электропроводность и теплопроводность, а также способность
поддаваться механической
обработке

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

АГРЕГАТНОЕ СОСТОЯНИЕ
Все металлы твердые, исключение ртуть - единственный жидкий металл.

ТВЁРДОСТЬ
Твердые: металлы сравниваются по твердости с алмазом, твердость которого равна 10. Хром — самый твердый металл, режет стекло

ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕНИЯ
Легкоплавкие (температура плавления до 1539°С).К самым легкоплавким металлам относятся: ртуть — температура плавления —39°С; галлий — температура плавления 30°С; цезий -28,9
Тугоплавкие (температура плавления выше 1539 С).К тугоплавким металлам относятся: хром — температура плавления 1890°С; молибден — температура плавления 2620°С; ванадий — температура плавления 1900°С; тантал — температура плавления 3015°С; и многие другие металлы.
Самый тугоплавкий металл вольфрам — температура плавления 3400°С.

ПЛАСТИЧНОСТЬ
Способность изменять свою форму при ударе, прокатываться в тонкие листы, вытягиваться в проволоку: золото, серебро, медь, алюминий. Из 1г золота можно вытянуть проволоку длиной 3 км.

ПЛОТНОСТЬ
Тяжелые (плотность больше 5 г/см3).К тяжелым металлам относятся: цинк , медь , железо , олово , свинец , серебро , золото , ртуть и др.Самый тяжелый металл — осмий плотность 22,6г/см3.

ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ
Высокая электропроводность уменьшается в ряду металлов:Аg Сu Аu Аl Мg Zn Fе РЬ Hg

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
Хорошая теплопроводность, уменьшается в ряду металлов:
Аg Сu Аu Аl Мg Zn Fе РЬ Hg

МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ БЛЕСК
Световые лучи падают на поверхность металла и отталкиваются от неё свободными электронами, создавая эффект металлического блеска.

Способность намагничиваться - железо, кобальт, никель. Находит применение при изготовлении магнитов.

С П Л А В Ы М Е Т А Л Л О В – твердые растворы, полученные при смешении одних металлов с другими или с неметаллами для придания определенных свойств
Сплавы на основе
железа –
черные сплавы:
чугун и сталь
Сплавы на основе других
металлов – цветные сплавы
Сплавы меди: бронза, латунь, мельхиор
Сплав алюминия – дюраль
Сплавы ртути – амальгамы
Сплав Вуда – на основе висмута и свинца

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ
Пирометаллургический
Гидрометаллургический
Электрометаллургический
Металлотермия

ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ СПОСОБ
Пирометаллургия-
методы переработки руд, основанные на химических реакциях, происходящих при высоких температурах.
1 стадия: обжиг с целью перевода сульфидов в оксиды
ZnS + O2 → ZnO + SO2
2 стадия: восстановление металлов из оксидов
ZnO + CO → Zn + CO2

ЭЛЕКТРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ СПОСОБ
Электрометаллургия
методы получения
металлов, основанные на
выделении металлов из
растворов или расплавов их
соединений под действием электрического тока.
2Аl2 О3 → 4Al + 3O2
(раствор в криолите)
Эл.ток

ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ СПОСОБ
Гидрометаллургия-
методы получения металлов,
основанных на химических
реакциях, происходящих в растворах:
1 стадия: перевод из руд в раствор
СuS + HCl → CuCl2 + H2S
2 стадия: выделение из растворов другими металлами
CuCl2 + Fe → Cu + FeCl2

Металлотермия
II
Металлотермия-
метод получения
металлов, основанный на
выделении металлов из
их оксидов более активными металлами
2 Cr2 О3 + 4 Al →
4 Cr+ 2 Al2O3

Тест «Металлы».
Инструкция: выберите 1 правильный ответ, время выполнения 5 минут.
Вариант 1.
№ Задание Варианты ответов
1. Выберите группу элементов, в которой находятся только металлы
а) Al, As, P;
б) Mg, Ca, Si;
в) K, Ca, Pb.
2. Атом магния имеет электронную конфигурацию
а) 1s22s22p63s2;
б) 1s22s22p53s2;
в) 1s22s22p63s1.
3. Укажите общее в строении атомов Mg и Al
а) два электрона на последнем электронном слое;
б) три электрона на последнем электронном слое;
в) одинаковое число электронных слоев.
4. Металлический натрий проявляет свойства:
а) окислителя или восстановителя, в зависимости от условий;
б) только восстановителя;
в) только окислителя.
5. Металлические свойства кальция сильнее, чем у
а) магния;
б) стронция;
в) калия.
6. Тип связи в простом веществе калия
а) ионная;
б) металлическая;
в) ковалентная полярная.

Вариант 2.
Задание Варианты ответов
1. Выберите группу элементов, в которой находятся только металлы
а) Cu, Zn, Ag;
б) Na,Se, Cl;
в) Ni, Fe, I.
2. Атом натрия имеет электронную конфигурацию
а) 1s22s22p63s23p1;
б) 1s22s22p63s2;
в) 1s22s22p63s1.
3. Укажите общее в строении атомов Li и K
а) два электрона на последнем электронном слое;
б) одинаковое число электронных слоев;
в) один электрон на последнем электронном слое.
4. Металлический кальций проявляет свойства:
а) только окислителя;
б) только восстановителя;
в) окислителя или восстановителя, в зависимости от условий.
5. Металлические свойства натрия слабее, чем у
а) магния;
б) калия;
в) лития.
6. Какой из металлов не встречается в природе в свободном состоянии?
а) серебро;
б) алюминий;
в) золото.

После выполнения теста сверьтесь с ответами.
Если у вас нет ошибок, то поставьте «5»,
если одна ошибка, то поставьте «4»,
если две-три ошибки, то «3».
Если у вас четыре ошибке и больше, то выполните работу над ошибками дома,
изучив соответствующий материал по учебнику , я вас выслушаю на зачете.
Ответы:
вариант
1-в; 2-а; 3 – в; 4 –б;5 – а; 6 – б.
вариант
а; 2-в; 3 – в; 4 –б;5 – б; 6 – б.

ФИЗМИНУТКА
Теперь немного отдохнем, глазами поведем и в таблице Д.И.Менделеева найдем. (Переведите с химического на общепринятый язык следующие выражения):
а) Не все то аурум, что блестит
б) в) Феррумный характер
в) Слово - аргентум, а молчание – аурум.
г) За купрумный грош удавился

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
Восстановительную активность металла в химических реакциях, протекающих в водных растворах, отражает его положение в электрохимическом ряду напряжений металлов, или ряду стандартных электродных потенциалов металлов.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С ПРОСТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
В общем виде можно выразить следующим образом:
M0 + неM0 → M+n неM-n
вос-ль ок-ль соль
В этих реакциях атомы металлов отдают электроны, т.е. являются восстановителями, а неметаллы принимают электроны, т.е. являются окислителями.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ВОДОЙ
Щелочные и щелочноземельные Ме ?
? Щелочи
0 +1 +1 0
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
Менее активные Ме (раскаленные) ? оксид
3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2↑
Ag, Au, Pt, Hg, Cu с водой не взаимодействуют

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С КИСЛОТАМИ
Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
Cu + H2SO4 =
Вывод: Ме, стоящие в ряду напряжений левее водорода, вытесняют его из растворов кислот, а стоящие правее – не вытесняют водород из растворов кислот

Взаимодействие металлов с солями
Fe + CuSO4 → Cu↓ +FeSO4
o 2+ o 2+
Fe + Cu → Cu + Fe
(окислительно-восстановительная реакция)
o
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓
o + 2+ o
Cu + 2Ag → Cu + Ag↓

УПРАЖНЕНИЕ
Допишите практически осуществимые реакции:
а) Fe + HCl →
б) Ag + H3PO4 →
в) Al + HCl →
г) Zn + Pb(NO3)2 →
д) Fe + MgCl2 →

ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ
ЗАДАНИЕ 1.
Распознать предложенные вещества:
хлорид натрия, хлорид бария.
Что является реактивом на соли бария?
Записать соответствующие уравнения реакций
в молекулярном, полном ионном,
сокращенном ионном виде.

Решить задачу:
Чему равна масса практическая сульфата бария, который получен при взаимодействии 15г хлорида бария с серной кислотой, если выход продукта составляет 93%.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЗАДАЧА
Доказать, что выданные вещества содержат ионы железа (II),ионы железа(III). Из реактивов имеется гидроксид натрия.

«Человек не может обойтись без металлов. Если бы не было металлов, люди бы влачили омерзительную жизнь среди диких животных»
Георг Агрикола – виднейший немецкий мыслитель, автор многих трудов по
металлургии

ГРАФИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ

Вопросы графического диктанта
1.Является самым легким металлом.
2.Содержит 1 электрон на внешнем энергетическом уровне.
3.При горении в кислороде образует пероксид.
4.Во всех соединениях имеет степень окисления +2.
5.Его открыл ученый Дэви.
6.Наличием солей этого металла обусловлена жесткость воды.
7.В переводе с греческого языка его название означает камень.

Критерии выставления оценок записаны на доске.
Оценка «5» - нет ошибок
Оценка «4» - допущена 1 ошибка
Оценка «3» - допущено 2 или 3 ошибки
Оценка «2» - допущено 4 и более ошибок

РЕФЛЕКСИЯ.
- Выполнили ли мы все поставленные задачи? (Слайд №3).
- На сколько активно работал каждый из вас?
(учащиеся оценивают свою работу и поднимают сигнальные карточки:
красная - активно, зеленая - не достаточно активно, желтая- не активно).