Презентация на тему: "Периодическая система Д.И. Менделеева"
презентация к уроку по физике (9, 10, 11 класс) на тему

Слайд 1

Периодическая система элементов Д.И . Менделеева

Слайд 2

Водород (лат. Hydrogenium ), H, химический элемент, первый по порядковому номеру в периодической системе Менделеева; атомная масса 1,00794. При обычных условиях Водород - газ; не имеет цвета, запаха и вкуса. Физические свойства Водорода. Водород - легчайшее из всех известных веществ (в 14,4 раза легче воздуха), плотность 0,0899 г/л при 0°С и 1 атм. Водород кипит (сжижается) и плавится (затвердевает) соответственно при -252,8°С и -259,1°С (только гелий имеет более низкие температуры плавления и кипения). Критическая температура Водорода очень низка (-240°С), поэтому его сжижение сопряжено с большими трудностями; критическое давление 12,8 атм , критическая плотность 0,0312 г/см3. Из всех газов Водород обладает наибольшей теплопроводностью, равной при 0°С и 1 атм 0,174 вт /( м·К ). Удельная теплоемкость Водорода при 0°С и 1 атм Сp 14,208 кДж/( кг·К ). Водород мало растворим в воде (0,0182 мл/г при 20°С и 1 атм ), но хорошо - во многих металлах ( Ni , Pt , Pa и других), особенно в палладии (850 объемов на 1 объем Pd ). С растворимостью Водорода в металлах связана его способность диффундировать через них; диффузия через углеродистый сплав (например, сталь) иногда сопровождается разрушением сплава вследствие взаимодействия Водорода с углеродом (так называемая декарбонизация). Жидкий Водород очень легок (плотность при -253°С 0,0708 г/см3) и текуч (вязкость при -253°С 13,8 спуаз ).

Слайд 3

Гелий (лат. Helium ), символ Не, химический элемент VIII группы периодической системы, относится к инертным газам; порядковый номер 2, атомная масса 4,0026; газ без цвета и запаха. Природный Гелий состоит из 2 стабильных изотопов: 3 Не и 4 Не (содержание 4 Не резко преобладает). Физические свойства Гелия. При нормальных условиях Гелий - одноатомный газ без цвета и запаха. Плотность 0,17846 г/л, tкип -268,93°С, tпл-272,2°С. Теплопроводность (при 0°С) 143,8·10-3 Вт/( см·К ). Радиус атома Гелия, определенный различными методами, составляет от 0,85 до 1,33 Å. В 1 л воды при 20°С растворяется около 8,8 мл Гелия. Энергия первичной ионизации Гелия больше, чем у любого другого элемента, - 39,38·10-13 Дж (24,58 эв ); сродством к электрону Гелий не обладает. Жидкий Гелий, состоящий только из 4 Не , проявляет ряд уникальных свойств. Историческая справка . Впервые Гелий был открыт не на Земле, где его мало, а в атмосфере Солнца. В 1868 году француз Ж. Жансен и англичанин Дж. Н. Локьер исследовали спектроскопически состав солнечных протуберанцев. Полученные ими снимки содержали яркую желтую линию (так называемую D3-линию), которую нельзя было приписать ни одному из известных в то время элементов. В 1871 Локьер объяснил ее происхождение присутствием на Солнце нового элемента, который и назвали гелием (от греч. helios - Солнце). На Земле Гелий впервые был выделен в 1895 году англичанином У. Рамзаем из радиоактивного минерала клевеита. В спектре газа, выделенного при нагревании клевеита, оказалась та же линия.

Слайд 4

Литий (лат. Lithium ), Li , химический элемент I группы периодической системы Менделеева, атомный номер 3, атомная масса 6,941, относится к щелочным металлам. Природный Литий состоит из двух стабильных изотопов - 6Li (7,42%) и 7Li (92,58%). Литий был открыт в 1817 году шведским химиком А. Арфведсоном в минерале петалите ; название от греч. lithos - камень. Металлический Литий впервые получен в 1818 году английским химиком Г. Дэви. Физические свойства Лития. Компактный Литий- серебристо-белый металл, быстро покрывающийся темно-серым налетом, состоящим из нитрида LiaN и оксида Li2O. При обычной температуре Литий кристаллизуется в кубической объемно-центрированной решетке, а = 3,5098 Å. Атомный радиус 1,57 Å, ионный радиус Li + 0,68 Å. Ниже -195 °С решетка Лития гексагональная плотноупакованная. Литий - самый легкий металл; плотность 0,534 г/см3 (20 °С); t пл 180,5°С, t кип . 1317°С. Удельная теплоемкость (при 0-100 °С) 3,31·103 Дж/( кг·К ); термический коэффициент линейного расширения 5,6·10-5. Удельное электрическое сопротивление (20 °С) 9,29·10-4 ом·м ; температурный коэффициент электрического сопротивления (0-100 °С) 4,50·10-3. Литий парамагнитен. Металл весьма пластичен и вязок, хорошо обрабатывается прессованием и прокаткой, легко протягивается в проволоку. Твердость по Моосу 0,6 (тверже, чем Na и К), легко режется ножом. Давление истечения (15-20 °С) 17 Мн /м2 (1,7 кгс/мм2). Модуль упругости 5 Гн/м2 (500 кгс/мм2), предел прочности при растяжении 116 Мн /м2 (11,8 кгс/мм2), относительное удлинение 50-70% . Пары Лития окрашивают пламя в карминово-красный цвет.

Слайд 5

Бериллий (лат. Beryllium ), Be , хямический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 4, атомная масса 9,0122; легкий светло-серый металл. Имеет один стабильный изотоп 9 Ве. Физические свойства Бериллия. Кристаллическая решетка Бериллия гексагональная плотноупакованная с периодами а=2,855Å и с = 3,5840Å. Бериллий легче алюминия, его плотность 1847,7 кг/м 3 (у Аl около 2700 кг/м 3 ), t пл 1285°С, t кип 2470°С. Бериллий обладает наиболее высокой из всех металлов теплоемкостью, 1,80 кДж/( кг·К ), высокой теплопроводностью, 178 Вт/( м·К ) при 50°С, низким электросопротивлением, 3,6-4,5 мком·см при 20°С; коэффициент линейного расширения 10,3-131 (25-100°С). Эти свойства зависят от качества и структуры металла и заметно меняются с температурой. Модуль продольной упругости (модуль Юнга) 300 ГН/м 2 . Механические свойства Бериллия зависят от чистоты металла, величины зерна и текстуры, определяемой характером обработки. Предел прочности Бериллий при растяжении 200-550 Мн /м 2 (20-55 кгс/мм 2 ), удлинение 0,2-2% . Историческая справка. Открыт в 1798 году в виде оксида ВеО , выделенной из минерала берилла Л. Вокленом . Металлический Бериллий впервые получили в 1828 году Ф. Велер и А. Бюсси независимо друг от друга. Обработка давлением приводит к определенной ориентации кристаллов Бериллий, возникает анизотропия, становится возможным значит, улучшение свойств. Предел прочности в направлении вытяжки доходит до 400-800 Мн /м 2 , предел текучести 250-600 Мн /м 2 , а относительное удлинение до 4-12%. Механические свойства в направлении, перпендикулярном вытяжке, почти не меняются. Бериллий - хрупкий металл; его ударная вязкость 10-50 кДж/м 2 (0,1-0,5 кгс·м /см 2 ). Температура перехода Бериллия из хрупкого состояния в пластическое 200-400°С.

Слайд 6

Бор (лат. Borum ), В, химический элемент III группы периодической системы Менделеева, атомный номер 5, атомная масса 10,811; кристаллы серовато-черного цвета (очень чистый Бор бесцветен). Природный Бор состоит из двух стабильных изотопов: 10 B (19%) и 11 B (81%). Общее содержание Бора в земной коре 3·10 -4 % по массе. В природе Бор в свободном состоянии не обнаружен. Многие соединения Бора широко распространены, особенно в небольших концентрациях. В виде боросиликатов , боратов, бороалюмосиликатов , а также как изоморфная примесь в других минералах Бор входит в состав многих изверженных и осадочных пород. Соединения Бора найдены в нефтяных водах, морской воде, соляных озерах, горячих источниках, в вулканических и сопочных грязях, во многих почвах. Физические свойства Бора. Известно несколько кристаллических модификаций Бор Для двух из них рентгеноструктурным анализом удалось полностью определить кристаллическую структуру, которая в обоих случаях оказалась весьма сложной. Атомы Бора образуют в этих структурах трехмерный каркас подобно атомам углерода в алмазе. Этим объясняется высокая твердость Бора. Так как на внешней оболочке атома Бора находятся всего 3 электрона (электронная конфигурация 2s 2 2p 1 ). В соответствии с современными представлениями, в кристаллах Бор осуществляется особый тип ковалентной связи - многоцентровая связь с дефицитом электронов. Так называемый "аморфный" Бор, получаемый при восстановлении B 2 O 3 металлическим натрием или калием, имеет плотность 1,73 г/см 3 . Чистый кристаллический Бор имеет плотность 2,3 г/см 3 , температуру плавления 2030°С, температуру кипения 3860°С; твердость Бора по минералогической шкале 9, микротвердость 34 ГН/м 2 . Кристаллический Бор - полупроводник. В обычных условиях он проводит электрический ток плохо. При нагревании до 800°С электрическая проводимость Бора увеличивается на несколько порядков, причем знак проводимости меняется (электронная - при низких температурах, дырочная - при высоких).

Слайд 7

Углерод (лат. Carboneum ), С, химический элемент IV группы периодической системы Менделеева, атомный номер 6, атомная масса 12,011. Известны два стабильных изотопа: 12 С (98,892%) и 13 С (1,108%). Из радиоактивных изотопов наиболее важен 14 С с периодом полураспада(Т ½ = 5,6·10 3 лет). Небольшие количества 14 С (около 2·10 -10 % по массе) постоянно образуются в верхних слоях атмосферы при действии нейтронов космического излучения на изотоп азота 14 N. По удельной активности изотопа 14 С в остатках биогенного происхождения определяют их возраст. 14 С широко используется в качестве изотопного индикатора. Физические свойства Углерода . Известны несколько кристаллических модификаций Углерода: графит, алмаз, карбин , лонсдейлит и другие. Графит - серо-черная, непрозрачная, жирная на ощупь, чешуйчатая, очень мягкая масса с металлическим блеском. Построен из кристаллов гексагональной структуры: а = 2,462Å, c = 6,701Å. При комнатной температуре и нормальном давлении (0,1 Мн /м2, или 1 кгс/см2) графит термодинамически стабилен. Алмаз - очень твердое, кристаллическое вещество. Кристаллы имеют кубическую гранецентрированную решетку: а = 3,560Å. Заметное превращение алмаза в графит наблюдается при температурах выше 1400 °С в вакууме или в инертной атмосфере. При атмосферном давлении и температуре около 3700 °С графит возгоняется. Жидкий Углерод может быть получен при давлениях выше 10,5 МН/м2 и температурах выше 3700 °С. Для твердого Углерода (кокс, сажа, древесный уголь) характерно состояние с неупорядоченной структурой - так называемых "аморфный" Углерод, который не представляет собой самостоятельной модификации. Нагревание некоторых разновидностей "аморфного" Углерода выше 1500-1600 °С без доступа воздуха вызывает их превращение в графит . Плотность , теплоемкость, теплопроводность и электропроводность "аморфного" Углерода всегда выше, чем графита. Карбин получен искусственно. Он представляет собой мелкокристаллический порошок черного цвета (плотность 1,9-2 г/см3). Построен из длинных цепочек атомов С, уложенных параллельно друг другу. Лонсдейлит найден в метеоритах и получен искусственно.

Слайд 8

Азот (от греч. azoos - безжизненный, лат. Nitrogenium ), N, химический элемент V группы периодической системы Менделеева, атомный номер 7, атомная масса 14,0067; бесцветный газ, не имеющий запаха и вкуса. Физические свойства Азота. Азот немного легче воздуха; плотность 1,2506 кг/м 3 (при 0°С и 101325 н/м 2 или 760 мм рт. ст.), t пл -209,86°С, t кип -195,8°С. Азот сжижается с трудом: его критическая температуpa довольно низка (-147,1°С) а критическое давление высоко 3,39 МН/м 2 ; плотность жидкого Азота 808 кг/м 3 . В воде Азот менее растворим, чем кислород: при 0°С в 1 м 3 Н 2 О растворяется 23,3 г Азота. Лучше, чем в воде, Азот растворим в некоторых углеводородах. Историческая справка. Соединения Азота - селитра, азотная кислота, аммиак - были известны задолго до получения Азота в свободном состоянии. В 1772 году Д. Резерфорд, сжигая фосфор и других вещества в стеклянном колоколе, показал, что остающийся после сгорания газ, названный им "удушливым воздухом", не поддерживает дыхания и горения. В 1787 году А. Лавуазье установил, что "жизненный" и "удушливый" газы, входящие в состав воздуха, это простые вещества, и предложил название "Азот". В 1784 году Г. Кавендиш показал, что Азот входит в состав селитры; отсюда и происходит латинское название Азот (от позднелатинского nitrum - селитра и греческого gennao - рождаю, произвожу), предложенное в 1790 году Ж. А. Шапталем . К началу 19 века были выяснены химическая инертность Азота в свободном состоянии и исключительная роль его в соединениях с других элементами в качестве связанного азота. С тех пор "связывание" Азота воздуха стало одной из важнейших технических проблем химии.

Слайд 9

Кислород (лат. Oxygenium ), О, химический элемент VI группы периодической системы Менделеева; атомный номер 8, атомная масса 15,9994. При нормальных условиях Кислород газ без цвета, запаха и вкуса. Трудно назвать другой элемент, который играл бы на нашей планете такую важную роль, как Кислород. Физические свойства Кислорода. Кислород бесцветный газ, сгущающийся при -182,9°С и нормальном давлении в бледно-синюю жидкость, которая при -218,7°С затвердевает, образуя синие кристаллы. Плотность газообразного Кислорода (при 0°С и нормальном давлении) 1,42897 г/л. Критическая температура Кислорода довольно низка ( Т крит = -118,84°С), то есть ниже, чем у Cl 2 , СО 2 , SO 2 и некоторых других газов; Т крит = 49,71 ат . Теплопроводность (при 0°С) 23,86·10 -3 вт/( м·К ). Молярная теплоемкость (при 0°С) в дж /( моль·К ) С p = 28,9, С v = 20,5, С p / С v = 1,403. Диэлектрическая проницаемость газообразного Кислорода 1,000547 (0°С), жидкого 1,491. Вязкость 189 мпуаз (0°С). Кислород мало растворим в воде: при 20°С и 1 ат в 1 м 3 воды растворяется 0,031 м 3 , а при 0°С - 0,049 м 3 Кислорода. Хорошими твердыми поглотителями Кислорода являются платиновая чернь и активный древесный уголь. Изотопы , атом и молекула Кислорода. Кислород имеет три устойчивых изотопа: 16 О, 17 О и 18 О, среднее содержание которых составляет соответственно 99,759%, 0,037% и 0,204% от общего числа атомов Кислорода на Земле. Резкое преобладание в смеси изотопов наиболее легкого из них 16 О связано с тем, что ядро атома 16 О состоит из 8 протонов и 8 нейтронов. А такие ядра, как следует из теории атомного ядра, обладают особой устойчивостью.

Слайд 10

Фтор (лат. Fluorum ), F, химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, относится к галогенам, атомный номер 9, атомная масса 18,998403; при нормальных условиях (0 °С; 0,1 МН/м 2 ) - газ бледно-желтого цвета с резким запахом. Природный Фтор состоит из одного стабильного изотопа 19 F. Искусственно получен ряд изотопов, в частности: 16 F с периодом полураспада T ½ < 1 сек, 17 F (T ½ = 70 сек) , 18 F (T ½ = 111 мин) , 20 F (T ½ = 11,4 сек) , 21 F (T ½ = 5 сек). Физические свойства Фтора. Газообразный Фтор имеет плотность 1,693 г/л (0°С и 0,1 Мн /м 2 ), жидкий - 1,5127 г/см 3 (при температуре кипения); t пл -219,61 °С; t кип -188,13 °С. Молекула Фтора состоит из двух атомов (F 2 ); при 1000 °С 50% молекул диссоциирует , энергия диссоциации около 155 кДж/моль. Фтор плохо растворим в жидком фтористом водороде; растворимость 2,5·10 -3 г в 100 г HF при -70 °С и 0,4·10 -3 г при -20 °С; в жидком виде неограниченно растворим в жидком кислороде и озоне. Историческая справка. Первое соединение Фтора - флюорит (плавиковый шпат) CaF 2 - описано в конце 15 века под названием " флюор " (от лат. fluo - теку, по свойству CaF 2 делать жидкотекучими вязкие шлаки металлургических производств). В 1771 году К. Шееле получил плавиковую кислоту. Свободный Фтор выделил А. Муассан в 1886 электролизом жидкого безводного фтористого водорода, содержащего примесь кислого фторида калия KHF 2 . Химия Фтора начала развиваться с 1930-х годов, особенно быстро - в годы 2-й мировой войны 1939-45 годов и после нее в связи с потребностями атомной промышленности и ракетной техники. Название "Фтор" (от греч. phthoros - разрушение, гибель), предложенное А. Ампером в 1810 году, употребляется только в русском языке; во многих странах принято название " флюор ".

Слайд 11

Неон (лат. Neonum ), Ne , химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева, относится к инертным газам, атомный номер 10, атомная масса 20,179. На Земле присутствует главным образом в атмосфере, содержание Неона в которой оценивается в 7,1·1011 т. В 1 м 3 воздуха находится около 16 см3 Неона. Атмосферный Неон состоит из смеси трех стабильных изотопов: 20 Ne, 21 Ne и 22 Ne; преобладает 20 Ne (90,92%). Неон открыт в 1898 году английскими учеными У. Рамзаем и M. Траверсом при исследовании легколетучей фракции жидкого воздуха. При обычных условиях Неон - газ без цвета и запаха. При 0°C и 760 мм рт. ст. (101 кн /м2) плотность Неона 0,900 г/л, tпл -248,6 °C, tкип (при 101 кн /м2) -245,9 °C, растворимость в воде 10,4 мл/л; кристаллическая решетка твердого Неона кубическая; параметр а элементарной ячейки равен 4,52 Å при -253 °C. Молекула Неон одноатомна. Внешняя электронная оболочка атома Неона содержит 8 электронов и очень устойчива; химические соединения Неон еще не синтезированы . Получают Неон при разделении воздуха. Применение Неона связано главным образом с электротехнической промышленностью. Лампы, заполненные Неоном, дающие красное свечение, используют в портах, на аэродромах и т. д. Жидкий Неон начинают применять для получения низких температур. Историческая справка . Неон открыли в 1898 английские ученые У. Рамзай и М. Траверс при спектральном исследовании остатков медленно испаряющегося жидкого воздуха. Название происходит от греческого “ neos ” — новый и свидетельствует о радости исследователей, обнаруживших в воздухе, кроме аргона , и другие инертные газы. Существует легенда, согласно которой название новому элементу дал двенадцатилетний сын Рамзая: увидев необычное ярко-красное излучение, испускаемое веществом в трубке для проведения спектрального анализа, он радостно закричал: «Новый! Новый!».

Слайд 12

Натрий ( Natrium ), Na , химический элемент I группы периодической системы Менделеева: атомный номер 11, атомная масса 22,9898; серебристо-белый мягкий металл, на воздухе быстро окисляющийся с поверхности. Природный элемент состоит из одного стабильного изотопа 23 Na. Физические свойства Натрия. При обычной температуре Натрий кристаллизуется в кубической решетке, а = 4,28Å. Атомный радиус 1,86Å, ионный радиус Na + 0,92Å. Плотность 0,968 г/см 3 (19,7 °C), t пл 97,83 °C, t кип 882,9 °C; удельная теплоемкость (20 °C) 1,23·10 3 дж/( кг·К ); коэффициент теплопроводности 1,32·10 2 вт /( м·К ); температурный коэффициент линейного расширения (20 °C) 7,1·10 -5 ; удельное электрическое сопротивление (0 °C) 4,3·10 -8 ом·м . Натрий парамагнитен, удельная магнитная восприимчивость +9,2·10 -6 ; весьма пластичен и мягок (легко режется ножом). Историческая справка. Природные соединения Натрия - поваренная соль NaCl , сода Na 2 CO 3 - известны с глубокой древности. Название "Натрий", происходящее от арабского натрун , греч. nitron , первоначально относилось к природной соде. Уже в 18 веке химики знали много других соединений Натрия. Однако сам металл был получен лишь в 1807 году Г. Дэви электролизом едкого натра NaOH . В Великобритании, США, Франции элемент называется Sodium (от испанского слова soda - сода), в Италии - sodio . Распространение Натрия в природе. Натрий - типичный элемент верхней части земной коры. Среднее содержание его в литосфере 2,5% по массе, в кислых изверженных породах (граниты и другие) 2,77, в основных (базальты и другие) 1,94, в ультраосновных (породы мантии) 0,57.

Слайд 13

Магний (лат. Magnesium ), Mg , химический элемент II группы периодической системы Менделеева, атомный номер 12, атомная масса 24,305. Природный Магний состоит из трех стабильных изотопов: 24 Mg (78,60%), 25 Mg (10,11%) и 26 Mg (11,29%). Магний открыт в 1808 году Г. Дэви, который подверг электролизу с ртутным катодом увлажненную магнезию (давно известное вещество); Дэви получил амальгаму, а из нее после отгонки ртути - новый порошкообразный металл, названный магнием. В 1828 году французский химик А. Бюсси восстановлением расплавленного хлорида Магния парами калия получил Магний в виде небольших шариков с металлическим блеском. Физические свойства Магния . Компактный Магний - блестящий серебристо-белый металл, тускнеющий на воздухе вследствие образования на поверхности окисной пленки. Магний кристаллизуется в гексагональной решетке, а = 3,2028Å, с = 5,1998Å. Атомный радиус 1,60Å, ионный радиус Mg2+ 0,74Å. Плотность Магния 1,739 г/см3 (20 °С); tпл 651 °С; tкип 1107 °С. Удельная теплоемкость (при 20 °С) 1,04·103 дж /( кг·К ); теплопроводность (20 °С) 1,55·10 2 вт /( м·К ); термический коэффициент линейного расширения в интервале 0-550 °С определяется из уравнения 25,0·10 -6 + 0,0188 t. Удельное электрическое сопротивление (20 °С) 4,5·10 -8 ом·м (4,5 мком·см ). Магний парамагнитен, удельная магнитная восприимчивость +0,5·10 -6 , Магний - относительно мягкий и пластичный металл; его механические свойства сильно зависят от способа обработки. Например, при 20 °С свойства соответственно литого и деформированного Магния характеризуются следующими величинами: твердость по Бринеллю 29,43·10 7 и 35,32·10 7 н/м 2 (30 и 36 кгс/мм 2 ), предел текучести 2,45·10 7 и 8,83·10 7 н/м2 (2,5 и 9,0 кгс/мм 2 ), предел прочности 11,28·10 7 и 19,62·10 7 н/м 2 (11,5 и 20,0 кгс/мм 2 ), относительное удлинение 8,0 и 11,5%. Распространение Магния в природе. Магний - характерный элемент мантии Земли, в ультраосновных породах его содержится 25,9% по массе. В земной коре Магния меньше, средний кларк его 1,87%; преобладает Магний в основных породах (4,5%), в гранитах и других кислых породах его меньше (0,56%). В магматических процессах Mg 2+ - аналог Fe 2+ , что объясняется близостью их ионных радиусов (соответственно 0,74 и 0,80 Å).

Слайд 14

Алюминий (лат. Aluminium ), Al , химический элемент III группы периодической системы Менделеева; атомный номер 13, атомная масса 26,9815; серебристо-белый легкий металл. Состоит из одного стабильного изотопа 27 Al. Физические свойства Алюминия . Алюминий сочетает весьма ценный комплекс свойств: малую плотность, высокие теплопроводность и электрическую проводимость, высокую пластичность и хорошую коррозионную стойкость. Он легко поддается ковке, штамповке, прокатке, волочению. Алюминий хорошо сваривается газовой, контактной и других видами сварки. Решетка Алюминия кубическая гранецентрированная с параметром а = 4,0413 Å. Свойства Алюминий, как и всех металлов, в значит, степени зависят от его чистоты. Свойства Алюминия особой чистоты (99,996%): плотность (при 20°С) 2698,9 кг/м 3 ; t пл 660,24°С; t кип около 2500°С; коэффициент термического расширения (от 20° до 100°С) 23,86·10 -6 ; теплопроводность (при 190°С) 343 вт / м·К [0,82 кал/( см·сек ·°С)], удельная теплоемкость (при 100°С) 931,98 дж / кг·К ; электропроводность по отношению к меди (при 20 °С) 65,5%. Алюминий обладает невысокой прочностью (предел прочности 50-60 Мн /м 2 ), твердостью (170 Мн /м 2 по Бринеллю) и высокой пластичностью (до 50%). При холодной прокатке предел прочности Алюминия возрастает до 115 Мн /м 2 , твердость - до 270 Мн /м 2 , относительное удлинение снижается до 5% (1 Мн /м 2 ~ и 0,1 кгс/мм 2 ). Алюминий хорошо полируется, анодируется и обладает высокой отражательной способностью, близкой к серебру (он отражает до 90% падающей световой энергии). Обладая большим сродством к кислороду, Алюминий на воздухе покрывается тонкой, но очень прочной пленкой оксида Al 2 О 3 , защищающей металл от дальнейшего окисления и обусловливающей его высокие антикоррозионные свойства. Прочность оксидной пленки и защитное действие ее сильно убывают в присутствии примесей ртути, натрия, магния, меди и др. Алюминий стоек к действию атмосферной коррозии, морской и пресной воды, практически не взаимодействует с концентрированной или сильно разбавленной азотной кислотой, с органических кислотами, пищевыми продуктами.

Слайд 15

Кремний (лат. Silicium ), Si , химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 14, атомная масса 28,086. В природе элемент представлен тремя стабильными изотопами: 28 Si (92,27%), 29 Si (4,68%) и 30 Si (3,05%). Физические свойства Кремния. Кремний образует темно-серые с металлическим блеском кристаллы, имеющие кубическую гранецентрированную решетку типа алмаза с периодом а = 5.431Å, плотностью 2,33 г/см 3 . При очень высоких давлениях получена новая (по-видимому, гексагональная) модификация с плотностью 2,55 г/см 3 . Кремний плавится при 1417 °С, кипит при 2600 °С. Удельная теплоемкость (при 20-100 °С) 800 Дж/( кг·К ), или 0,191 кал/( г·град ); теплопроводность даже для самых чистых образцов не постоянна и находится в пределах (25 °С) 84-126 вт /( м·К ), или 0,20-0,30 кал/( см·сек·град ). Температурный коэффициент линейного расширения 2,33·10 -6 К -1 , ниже 120 К становится отрицательным . Кремний прозрачен для длинноволновых ИК-лучей; Показатель преломления (для λ = 6 мкм) 3,42; диэлектрическая проницаемость 11,7. Кремний диамагнитен, атомная магнитная восприимчивость -0,13-10 -6 . Твердость Кремния по Моосу 7,0, по Бринеллю 2,4 Гн/м 2 (240 кгс/мм 2 ), модуль упругости 109 Гн/м 2 , коэффициент сжимаемости 0,325·10 -6 см 2 /кг. Кремний хрупкий материал; заметная пластическая деформация начинается при температуре выше 800°С. Кремний - полупроводник, находящий большое применение. Электрические свойства Кремния очень сильно зависят от примесей. Собственное удельное объемное электросопротивление Кремния при комнатной температуре принимается равным 2,3·10 3 ом·м (2,3·10 5 ом·см ). Полупроводниковый Кремний с проводимостью р-типа (добавки В, Al , In или Ga ) и n-типа (добавки Р, Bi , As или Sb ) имеет значительно меньшее сопротивление. Ширина запрещенной зоны по электрическим измерениям составляет 1,21 эв при 0 К и снижается до 1,119 эв при 300 К.

Слайд 16

Фосфор (лат. Phosphorus ), P, химический элемент V группы периодической системы Менделеева, атомный номер 15, атомная масса 30,97376, неметалл. Природный Фосфор состоит из одного стабильного изотопа 31 Р; получен ряд искусственных радиоактивных изотопов, в том числе: 28 Р (Т ½ = 6,27 сек); 29 Р (Т ½ = 4,45 сек); 30 Р (Т ½ = 2,55 мин); 32 Р (Т ½ = 14,22 сут ); 33Р (Т ½ = 25 сут ); 34Р (Т ½ =12,5 сек). Наибольшее значение имеет 32 Р, обладающий значительной энергией β-излучения и применяемый в химических и биохимических исследованиях в качестве меченого атома. Физические свойства Фосфора . Элементарный Фосфор существует в виде нескольких аллотропических модификаций, главные из которых - белая, красная и черная . Белый Фосфор - воскообразное, прозрачное вещество с характерным запахом, образуется при конденсации паров Фосфора. Белый Фосфор в присутствии примесей - следов красного Фосфора, мышьяка, железа и т. п. - окрашен в желтый цвет, поэтому товарный белый Фосфор называется желтым. Существуют две формы белого Фосфора : α- и β-форма. α-модификация представляет собой кристаллы кубической системы (а =18,5 Å); плотность 1,828 г/см 3 , tпл 44,1 °С, tкип 280,5 °С, теплота плавления 2,5 кДж/моль Р 4 , теплота испарения 58,6 кДж/моль P 4 , давление пара при 25 °С 0,043 мм рт. ст .. Коэффициент линейного расширения в интервале температур от 0 до 44 °С равен 12,4·10 -4 , теплопроводность 0,56 вт /( м·К ) при 25 °С. По электрическим свойствам α-белый Фосфор близок к диэлектрикам: ширина запрещенной зоны около 2,1 эв , удельное электросопротивление 1,54·10 11 ом·см , диамагнитен, удельная магнитная восприимчивость -0,86·10 -6 . Твердость по Бринеллю 6 Мн /м 2 . α-Форма белого Фосфора хорошо растворяется в сероуглероде, хуже - в жидком аммиаке, бензоле, четыреххлористом углероде и др. При -76,9 °С и давлении 0,1 Мн /м 2 α-форма переходит в низкотемпературную β-форму (плотность 1,88 г/см 3 ). С повышением давления до 1200 Мн /м 2 переход происходит при 64,5 °С. β-Форма - кристаллы с двойным лучепреломлением. Белый Фосфор ядовит: на воздухе при температуре около 40 °С самовоспламеняется, поэтому его следует хранить под водой (растворимость в воде при 25 °С 3,3·10-4 %). Нагреванием белого Фосфора без доступа воздуха при 250-300 °С в течение нескольких часов получают красный Фосфор.

Слайд 17

Сера (лат. Sulfur ) S, химический элемент VI группы периодической системы Менделеева; атомный номер 16, атомная масса 32,06. Природная Сера состоит из четырех стабильных изотопов: 32 S (95,02%), 33 S (0,75%), 34 S (4,21%), 36 S (0,02%). Получены также искусственные радиоактивные изотопы 31 S (T½ = 2,4 сек), 35 S (T½ = 87,1 сут ), 37 S (Т½= 5,04 мин) и другие. Физические свойства Серы. Сера - твердое кристаллическое вещество, устойчивое в виде двух аллотропических модификаций. Ромбическая α-S лимонно-желтого цвета, плотность 2,07 г/см3, t пл =112,8 °С, устойчива ниже 95,6 °С; моноклинная β-S медово-желтого цвета, плотность 1,96 г/см3, t пл = 119,3 °С, устойчива между 95,6 °С и температурой плавления. Обе эти формы образованы восьмичленными циклическими молекулами S 8 с энергией связи S-S 225,7 кдж/моль. При плавлении Сера превращается в подвижную желтую жидкость, которая выше 160 °С буреет, а около 190 °С становится вязкой темно-коричневой массой. Выше 190 °С вязкость уменьшается, а при 300 °С Сера вновь становится жидкотекучей. Это обусловлено изменением строения молекул: при 160 °С кольца S 8 начинают разрываться, переходя в открытые цепи; дальнейшее нагревание выше 190 °С уменьшает среднюю длину таких цепей. Если расплавленную Серу, нагретую до 250-300 °С, влить тонкой струей в холодную воду, то получается коричнево-желтая упругая масса (пластическая Сера). Она лишь частично растворяется в сероуглероде, в осадке остается рыхлый порошок. Растворимая в CS2 модификация называется λ-S, а нерастворимая - μ-S. При комнатной температуре обе эти модификации превращаются в устойчивую хрупкую α-S. tкип Серы 444,6 °С (одна из стандартных точек международной температурной шкалы). В парах при температуре кипения, кроме молекул S 8 , существуют также S 6 , S 4 и S 2 . При дальнейшем нагревании крупные молекулы распадаются, и при 900 °С остаются лишь S 2 , которые приблизительно при 1500 °С заметно диссоциируют на атомы. При замораживании жидким азотом сильно нагретых паров Серы получается устойчивая ниже -80 °С пурпурная модификация, образованная молекулами S 2 . Сера - плохой проводник тепла и электричества. В воде она практически нерастворима, хорошо растворяется в безводном аммиаке, сероуглероде и в ряде органических растворителей.

Слайд 18

Хлор (лат. Chlorum ), Cl , химический элемент VII группы периодической системы Менделеева, атомный номер 17, атомная масса 35,453; относится к семейству галогенов. При нормальных условиях (0°С, 0,1 Мн /м 2 , или 1 кгс/см 2 ) желто-зеленый газ с резким раздражающим запахом. Природный Хлор состоит из двух стабильных изотопов: 35 Сl (75,77%) и 37 Cl (24,23%). Искусственно получены радиоактивные изотопы с массовыми числами 31-47, в частности: 32, 33, 34, 36, 38, 39, 40 с периодами полураспада (T ½ ) соответственно 0,31; 2,5; 1,56 сек; 3,1·10 5 лет; 37,3, 55,5 и 1,4 мин. 36Cl и 38Cl используются как изотопные индикаторы. Физические свойства Хлора. Хлор имеет t кип -34,05°С, t пл -101°С. Плотность газообразного Хлора при нормальных условиях 3,214 г/л; насыщенного пара при 0°С 12,21 г/л; жидкого Хлора при температуре кипения 1,557 г/см 3 ; твердого Хлора при - 102°С 1,9 г/см 3 . Давление насыщенных паров Хлора при 0°С 0,369; при 25°С 0,772; при 100°С 3,814 Мн /м 2 или соответственно 3,69; 7,72; 38,14 кгс/см 2 . Теплота плавления 90,3 кдж/кг; теплота испарения 288 кдж/кг; теплоемкость газа при постоянном давлении 0,48 кдж/( кг·К ). Критические константы Хлора: температура 144°С, давление 7,72 Мн /м 2 , плотность 573 г/л, удельный объем 1,745·10-3 л/г. Растворимость (в г/л) Хлора при парциальном давлении 0,1 Мн /м 2 , в воде 14,8 (0°С), 5,8 (30°С), 2,8 (70°С); в растворе 300 г/л NaCl 1,42 (30°С), 0,64 (70°С). Ниже 9,6°С в водных растворах образуются гидраты Хлора переменного состава Cl2·nН2О (где n = 6-8); это желтые кристаллы кубической сингонии, разлагающиеся при повышении температуры на Хлор и воду. Хлор хорошо растворяется в TiCl 4 , SiCl 4 , SnCl 4 и некоторых органических растворителях (особенно в гексане С 6 H 14 и четыреххлористом углероде CCl 4 ). Молекула Хлора двухатомна (Cl 2 ). Степень термической диссоциации Cl 2 + 243кдж = 2Cl при 1000 К равна 2,07·10-4%, при 2500 К 0,909%. Историческая справка. Хлор получен впервые в 1774 году К. Шееле взаимодействием соляной кислоты с пиролюзитом MnО2. Однако только в 1810 году Г. Дэви установил, что хлор - элемент и назвал его chlorine (от греч. chloros - желто-зеленый). В 1813 году Ж. Л. Гей-Люссак предложил для этого элемента название Хлор.

Слайд 19

Аргон (лат. Argon ), Ar , химический элемент VIII группы периодической системы Менделеева, относится к инертным газам; атомный номер 18, атомная масса 39,948. При обычных условиях Аргон - газ без цвета, запаха и вкуса. К открытию Аргона привело обнаруженное в 1892 году Дж. Рэлеем превышение на 0,0016 г/л (при 0°С и 101325 н/м 2 ) плотности азота из воздуха по сравнению с плотностью азота, полученного из его соединений. В 1894 Рэлей и У. Рамзай выделили из азота воздуха газ, обладающий химические инертностью (греч. argos - бездеятельный). После открытия других инертных газов они были объединены в отдельную нулевую группу периодической системы; теперь общепринято рассматривать их как главную подгруппу VIII группы. В природе Аргон присутствует только в свободном виде. Атмосфера содержит 16·10 12 т Аргон, земная кора 0,165·10 12 т, вода 0,752·10 12 т. Объемная концентрация Аргон в воздухе 0,93%. Атмосферный Аргон состоит из трех стабильных изотопов: 36 Аr (0,337%), 38 Аr (0,063%) и 40 Аr (99,600%). Преобладание тяжелого изотопа связано с его образованием при радиоактивном распаде природного калия 40 К (в результате общее количество Аргона в атмосфере непрерывно возрастает). Вследствие высокого содержания 40 Аr атомная масса Аr больше, чем у следующего за ним в таблице Менделеева Калия. Из искусственно полученных радиоактивных изотопов Аргон для радиоактивной метки наиболее пригоден 37 Аr с периодом полураспада 35,0 дней. Плотность Аргона (при 0°С и 101325н/м 2 ) 1,7839 кг/м 3 , t пл - 189,2°С, t кип -185,8°С. В 1 л воды при нормальных условиях растворяется 51,9 см 3 Аргона. В металлах Аргон практически не растворим. Молекула Аргона одноатомна. Энергия первичной ионизации Аргона (Аr 0 → Аr + ) велика (15,755 эв или 2,5241·10 -18 Дж), сродством к электрону Аргон не обладает. Все попытки получить валентные соединения Аргона оканчивались неудачей. Аргон способен образовывать соединения включения ( клатраты ) с веществами, имеющими в своих кристаллических решетках полости с размерами, приблизительно соответствующими диаметру атома Аргона (Н 2 О, D 2 O, фенол, гидрохинон