Общая характеристика металлов
методическая разработка по химии на тему

Клок Галина Давидовна
Опубликовано 25.10.2017 - 13:54 - Клок Галина Давидовна

Общая характеристика металлов  

Скачать:

ВложениеРазмер
Microsoft Office document icon himiya_elementov_metally.doc756.5 КБ

Предварительный просмотр:

Общая характеристика металлов  

Положение в ПС

                                                   Строение атома

                            Ме +n….﴿﴿﴿ внешний слой от 1 до 3-х электронов

RaMe >RaHeMe

                                  Окислительно-восстановительные свойства

                                          Me0  - ne → Ме +n                   (реакция окисления)

Изменение восстановительных свойств металлов в ПС

                             

                                                      СО -  0,+1,+2,+3

Строение  

(тип связи, тип кристаллической решетки)

Химические свойства

Классификация металлов

Общая характеристика металлов Ι главной подгруппы -  Щелочные металлы

Характиристика химических элементов

     

Элемент

Li

Na

K

Rb

Cs

Строение внешнего энергоуровня

... ns1

Степени окисления

0, +1

     Me0  - 1e  → Me+1,    сильные восстановители

 Восстановительная способность увеличивается

Основные соединения

Ме2О, Ме ОН, МеnR

При сгорании на воздухе характерно образование пероксидов

(Na2O2) и надпероксидов (КО2, RbО2, CsО2)

Нахождение в природе (только в виде соединений)

LiAl(SiO3)2 (сподумен)

NaCl (галит-каменная соль),

Na3AlF6

(криолит),

Na2SO4*10H2O

(мирабилит - глауберова соль)

KСl (сильвин),

 NaСl*KСl

(сильвинит),

 KСl*MgCl2 *6 H2O

(карналлит)

Встречаются в минералах калия

Fr -искусственно полученный элемент, изотопы нестабильны

             Соединения окрашивают пламя:

Строение и физические свойства простых веществ

                                   C:\Users\Настенька\Desktop\конференци я\6-01.jpg

Твердые, легкоплавкие, высокая тепло -  и электропроводность, пластичны; Na, K - мягкие, серебристые (режутся ножом)                                                   C:\Users\Настенька\Desktop\конференци я\6-01.jpg              C:\Users\Настенька\Desktop\конференци я\6-01.jpg

Щелочной металл

Радиус атома,

нм

Плотность,

г/см

Температура плавления, 0 C

Температура кипения, 0 C

Литий

0,157

0,53

180,5

1340

Натрий

0,192

0,97

97,9

886

Калий

0,236

0,86

63,5

761

Рубидий

0,253

1,52

39,3

690

Цезий

0,274

1,87

28,5

672

 

Химические свойства

1.Взаимодействие с простыми веществами

       2Ме + Г2  → 2МеГ

        2Ме+ H2  → 2МеH  (гидриды)

       2Ме + S  → Ме2S (сульфиды)

       3Ме +P  → Ме3P (фосфиды)

       2Ме + N2  → Ме3N (нитриды)

      С кислородом литий образует оксид:  4Li + O2 → 2 Li2O;

 остальные металлы - пероксиды (Na2O2) и надпероксиды (КО2, RbО2, CsО2) 

      2 Na  + O2 →  Na2O2;        

2.Взаимодействие со сложными веществами

А) С водой      2Ме+ H2O  → 2Ме OH  +  H2  ↑;

Б) С р-рами кислот не реагируют, т.к. реагируют с водой

В) C кислотами - сильными окислителями

                      8 Ме + 10 HNO3( конц) → 8 МеNO3  + N2O↑  + 5 H2O

                  8 Ме + 10 HNO3( разб) → 8 МеNO3  + NН4 NO3 + 3H2O

                      8 Ме + 5 H2SO4( конц) → 4 Ме2SO4  + H2S↑  + 4 H2O

Применение

Соли Na, K( KСl, KNO3, NaNO3) широко используются в качестве удобрений;

Расплавы К и Na  - в качестве теплоносителя в атомных реакторах и в авиационных двигателях.

Пероксиды К и Na  - используются в подводных лодках и космических кораблях для регенерации воздуха 

2Na2O2+2CO2  →2Na2 CO3  + O2↑;Na2O2 +2KO2+ 2CO2  →Na2CO3 +K2CO3 + 2O2↑

Na  служит катализатором в производстве каучука

Получение

Электролиз расплавов солей или щелочей

 2Ме Cl →эл. ток→ 2 Me + Cl2↑;      

  4МеOH →эл. ток→ 4 Me + O2↑  + 2 H2O

Калий получают, вытесняя его избытком натрия из расплавов хлорида или гидроксида        KСl  + Na  →  NaCl + K,      

                                   KOH + Na  →  NaOH + K

Характеристика соединений щелочных металлов

Оксиды Ме2О

ФС:

Твердые вещества

ХС: Проявляют свойства основных оксидов

               

                                                 + Н2О        

                                       Ме ОН

                          Ме2О             + кислота

        соль+ вода

                                                + кисл. оксид    

                                                                   соль

Получение:

 1)  4Li + O2 → 2 Li2O

Ме2О2+2Ме → 2Ме2О tº)

Гидроксиды  Ме ОН

Белые кристаллические вещества, легкорастворимые в воде

NaОН и КОН - едкие щелочи, разъедают бумагу, кожу. ткани. В водных растворах проявляют  типичные свойства оснований  

1

                                                 

            tº                  Меn Me"О2 + Н2О

2. МеОН +амф. оксид (амф.гидроксид)

                                                                  водн.р-р        Меn(Me"(ОН)m 

3.МеОН +Be (Zn, Al ...) + H2O → Меn(Me"(ОН)m +H2↑

4*. МеОН + нем

    2МеОН + Cl2 → МеCl + МеClO +H2O ( холод)

    6МеОН + 3Cl2 → 5МеCl + МеClO3 +3H2O ( tº)

   6МеОН + 3S →  2Мe 2S  + Мe 2SO3 +3H2O  

   3МеОН + 4P +3H2O  →   3Me(H2 PO2)+PH3 ↑

                                              Гипофосфит

    2МеОН +  Si →  Мe 2SiO3 + 2H2↑  

 

В промышленных масштабах получают электролизом водных растворов хлоридов щелочных металлов:

                            электролиз

2МеСl +2H2O  →     Н2 +Сl2 + 2МеОН

Соли щелочных металлов

Большинство -  белые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде.

LiF , Li2CO3, Li3PO4 - малорастворимы

Образуют средние  и кислые соли, проявляют  типичные свойства солей.

Специфические свойства

1) Карбонаты плавятся при нагревании,

 !но  Li2CO3 → Li2O + CO2

2)Гидрокарбонаты:  МеНCO3→ Ме2 CO3  + СO2 ↑+  Н2О  ( tº)

!но  2LiНCO3 → Li2O + 2CO2+  Н2О  ( tº)

3) Нитраты: МеNO3  → МеNO2 +O2↑ ( tº)

4) Гидросульфаты проявляют кислотные свойства:

2NaНSO4 + Na2 CO3 →2 Na2 SO4 + CO2 ↑+  Н2О  

 

Важнейшие соли

NaCl -поваренная соль;

Na2CO3∙10 Н2О - кристаллическая сода;

NaНCO3 - питьевая сода;

Na2SiO3 - жидкое стекло.

Общая характеристика металлов ΙΙ A группы

(  Ca,  Sr, Ba - щё́лочноземе́льные мета́ллы )

Характиристика химических элементов

Элемент

Be

Mg

  Ca 

Sr

Ba

Строение внешнего энергоуровня

... ns2

Степени окисления

0, +2

     Me0  - 2e  → Me+2,    сильные восстановители

Основные соединения

МеО, Ме(ОН)2, МеnR2

Нахождение в природе (только в виде соединений)

3BeO*Al2O3*6SiO2

( берилл)

2MgO*SiO2

(оливин),

MgCO3∙CaCO3

(доломит)

CaCO3

(кальцит),

СаF2 (флюорит),

СаSO4∙2H2O

(гипс)

SrCO3 (стронцианит), 

BaCO3  (витерит),   ВаSO4 (барит)   

Радий - радиоактивный химический элемент,   встречается в урановых рудах

                

Соединения окрашивают пламя:    

Строение и физические свойства простых веществ

                                   

   Твердые, легкоплавкие,  серебристо-белого цвета              

E:\Чекоданова Н.А\учебная литература\Металлы\6-03.jpg 

Химические свойства(Mg, Ca, Sr, Ba)

1) Взаимодействие с простыми веществами

   Ме + Г2  → МеГ2

        Ме + H2  → МеH2  (гидриды)

       Ме + S  → МеS (сульфиды)

       3Ме+2P  → Ме3P2 (фосфиды)

       3Ме+ N2  → Ме3N2 (нитриды)

       2Me + O2 → 2 MeO (оксиды)             

2) Взаимодействие со сложными веществами

А) С водой      Ме+ 2H2O  → 2Ме(OH) 2 +  2H2   ( Ве с водой не реагирует);

Б) Ме + к-та →соль + Н2

В) C кислотами - сильными окислителями

                      4 Ca + 10 HNO3( конц) → 4 Ca(NO3)2+ N2O↑  + 5 H2O

                      4 Ca + 10 HNO3(разб.)→ 4 Ca(NO3)2+ NH4NO3 + 3H2O

                      4Ca + 5 H2SO4( конц) → 4 Na2SO4  + H2S↑  + 4 H2O

! Ве - переходный Ме, реагирует со щелочами

Be + 2NаОН +2 H2O → Na2[Be(OH)4] +H2↑

Получение

Электролиз расплавов солей

 Ме Cl2 →эл. ток→   Me + Cl2↑;

Mg - термическим способом          MgO + C→ Mg + CO  

Ca, Ba - алюмотермией( в вакууме)    4CaO +2Al → 3Ca + Са(Al O2)2

                                                                  4BaO + 2Al→ 3Ba + Ba(AlO2)2

Применение

Характеристика соединений   металлов ΙΙ A группы

Оксиды МеО

ФС:

Белые тугоплавкие вещества

ХС: 

ВеО - амфотерный оксид, остальные оксиды проявляют основные свойства.

               

                          + Н2О                                                                      

                                           Ме(ОН)2             

    Ме О          + кислота                          

                                         соль+ вода

                      + кисл. оксид    

                                             Соль

* СаО +3С → СаС2 + СО

Получение:

 

МеСО3  →  МеО + СО2 (tº)

Гидроксиды  Ме (ОН)2

Белые порошкообразные вещества.

 

 Са(ОН)2 - гашеная известь,

 раствор - известковая вода

Ве(ОН)2 - амфотерный гидроксид, Mg(ОН)2  - нерастворимое основание, остальные типичные  щелочи, разъедают бумагу, кожу. ткани.

                                                 

       

1) Нерастворимые основания (Ве(ОН)2 и Mg(ОН)2):

 

 МеСl2 +2NaOH  →   Ме(ОН)2↓+2NaСl

2) Са(ОН)2, Ва(ОН)2, Sr(ОН)2:

МеО + Н2О →   Ме(ОН)2

                                                                                               Соли щелочных металлов                                                               

Белые кристаллические вещества,   растворимые или практически не растворимые в воде.

E:\Чекоданова Н.А\учебная литература\Металлы\6-03.jpg

Образуют средние, кислые соли и основные соли, проявляют  типичные свойства солей.

Специфические свойства

Разлагаются при нагревани

1) Карбонаты:    МеCO3 → МеO + CO2↑

2) Гидрокарбонаты: Ме(НСО3)2 → МеCO3  + СO2 ↑+  Н2О  ( tº)

3) Нитраты:  Са(NO3)2→ Са(NO2)2 +O2↑ ( tº)

                      2Mg(NO3)2→ 2MgO +4NO2  +O2↑ ( tº)

Жесткость воды  и  способы ее устранения

E:\Чекоданова Н.А\77.jpeg

Общая характеристика металлов ΙΙΙ А группы на примере  алюминия

Строение атома  элемента и распространение в природе

+13Al ...3s23p1

           Me0  - 3e  → Me+3,  восстановитель,

СО:0,+3

Основные природные соединения Al

Только в виде соединений

Алюмосиликаты  K[AlSi3O8], Na[AlSi3O8],  Ca[Al2Si2O8];

криолит  Na3AlF6;  бокситы Al2O3∙n H2O;

каолинит Al2O3∙2SiO2∙2 H2O

Физические свойства 

Алюминий

Химические свойства Al

Взаимодействие с простыми веществами

2Al + 3Г2  → 2AlГ3(галогенид); 2Al + 3S → Al2S3(сульфид)

       2Al+ N2  → 2AlN(нитрид);  4Al+ 3C → Al4C3(карбид)

4Al + 3O2→ 2 Al2O3

Взаимодействие со сложными веществами

1)С водой      2Al +6 H2O→ 2Al(OH)3  + 3 H2↑   (после разрушения оксидной пленки)   

2)C кислотами    2Al + 6H+ → 2AL+3 + 3H2↑

3)C кислотами - окислителями

- при обычных условиях Al пассивируется конц. H2SO4 и и конц.  и разб. HNO3.

- при нагревании ведет как активный металл

                      8 Al+30 HNO3( разб)  → Al(NO3)3 + 3 NH4NO3+9H2O

                     8 Al+15 H2SO4( конц) → 4 Al2(SO4)3  + 3H2S↑  + 12H2O)

4)Взаимодействует со щелочами     - АМФОТЕРЕН

2Al + 3NaOH + 2H2O→ 2Na AlO2 + 3 H2↑  или

2Al + 6NaOH + 6H2O→ 2Na3[Al(OH)6]  + 3 H2↑ 

5) С оксидами металлов (алюмотермия)

 Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe

Общая характеристика d- металлов Cu, Zn,Cr, Fe

Строение атома

+24Cr﴿﴿﴿﴿

1s22s22p63s23p64s13d5

СО - 0,+2,+3, +6

+26Fe  ﴿﴿﴿﴿

1s22s22p63s23p64s23d6

СО - 0,+2,+3, +6

+29Сu ﴿﴿﴿﴿

1s22s22p63s23p64s13d10

СО - 0,+1,+2

+30 Zn ﴿﴿﴿﴿

1s22s22p63s23p64s23d10

СО - 0,+2

RaMe d-элементов меняется незначительно

ОТЛИЧИЕ в строении от элементов главных подгрупп -  ?

Химические  свойства определяются участием в реакциях электронов

 s- и d- оболочек.

d-элементы обладают характерными свойствами:

переменные степени окисления;

способность образовывать комплексные ионы;

образование окрашенных соединений

Соединения металлов

Химические свойства

Zn

Cr

Fe

Сu

Восст. способность

+ О2

Медленно окисляются при обычной t  и при нагревании

+ H2O

При t выделяется Н2   и образуются оксиды

Н2  из Н2О не выделяет

Взаим. с кислотами

Вытесняют Н2  из разб. кислот

(кроме НNO3)

Не вытесняет Н2  из разб. кислот

Реагирует с конц.

НNO3 и H2SO4

Способы

получения

Восстановление углем, оксидом углерода (ΙΙ), алюмотермия, электролиз водных растворов солей

Нахождение в природе

Только в соединениях

В соединениях и в

свободном виде

Физические свойства

Твердые, пластичные, тепло- и электропроводные, имеют металлический блеск.

Химические свойства

Zn + O2 →  ?        

Cu + O2 →  ?  

Fe + O2 →  ?        

Zn + Cl2 →  ?

Cu + Cl2 →  ?

Fe + Cl2 →  ?

Zn + H2O t→  ?

Cu + H2O  t→?

Fe + H2O  t→  ?

Zn + HCL →  ?

Cu + HCl →  ?

Fe + HCL →  ?

Cr + HCL →  ?

Cu + H2SO4 (конц) →  Cu SO4 +  SO2↑ + …

Cu + НNO3 (конц) →  Cu(NO3)2 +  NO2↑ + …

Cu + НNO3 (разб) →  Cu(NO3)2 +  NO↑ + …

Zn + NaOH →  Na2ZnO2 + H2↑

Zn + NaOH + H2O →  Na2[Zn(OH)4] + H2 ↑

Zn + H2SO4→  Zn SO4 +  SO2↑ + …

Zn + H2SO4→  Zn SO4 +  H2S↑ + …

Zn + H2SO4→  Zn SO4 +  S↓ + …


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Общая характеристика металлов (проверочная работа)

Проверочная работа состоит из 2-х частей.  Часть А- химический диктант. Часть В- нужно написать уравнения реакций....

ЛЕКЦИЯ №3 "Общая характеристика металлов 1-3 групп"

ЛЕКЦИЯ №3  по химии  для 11 класса (профиль)Раздел 1    ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИИТема 2    Периодический    закон    и...

ТЕСТ 3.2. (1-16) по теме «Общая характеристика металлов главных подгрупп I-III групп" для 11 кл ЕГЭ

ТЕСТ 3.2.               11 класс    ( профиль)   подготовка к ЕГЭТема: «Общая характеристика металлов гла...

Общая характеристика металлов

Материал может быть использован в 11 классе при изучении общей характеристики металлов к учебнику Г.Е.Рудзитиса и Ф.Г.Фельдмана...

Презентация к уроку "Общая характеристика металлов"

Презентация поможет более наглядно продемонстрировать свойства металлов, объяснить их строение, типы кристаллических решеток, применение металлов и сплавов, а также закрепить материал. Тестирование со...

Общая характеристика металлов IА группы.

Презентация к уроку "Общая характеристика металлов I А группы".Цель  презентации : дать характеристику элементам IA группы по их положению в периодической системе химических элементов,рассмотреть...

Презентация к уроку по теме: "Общая характеристика металлов"

Для учащихся 9-11 классов...