Основи хімії (стр. 19 из 21)
Усі елементи періодичної системи Д.І.Менделєєва умовно розділяються на дві групи: метали і неметали. Де 75% із усіх елементів займають метали.
Метали знаходяться у головних групах, а у побічних знаходяться метали і неметали.
До металів у більшості випадків відносяться елементи, в атомах яких на зовнішньому енергетичному рівні знаходиться один, два або три валентних електрони. Це: усі s елементи (за виключенням водню і гелія). р елементи ІІІ А групи (за виключенням бора).
деякі р елементи IV A, V A, VI A, VII A груп. d і f елементи.
Фізичні властивості металів
Усі метали, за винятком ртуті, при нормальних умовах, являються твердими речовинами, які мають характерний блиск, а в подрібненому стані, за винятком магнію і алюмінію мають чорний або темно–сірий колір.
У техніці метали ділять на легкі – густина яких < 5г/см3 і важкі – густина яких >
3 .
5г/см
До легких металів відносяться:
До важких металів відносяться:
Самий легкий – , густиною < 0,53 г/см
Самий важкий – > 22,5 г/см
Метали володіють ковкістю, електро – і теплопровідністю. Самим пластичним металом являється золото. Із нього можна виготовляти листи, товщиною 0,003 мм, витягувати проволоку тонше волосся. 1г – 3 км.
Найбільшою електропровідністю володіє , потім ; меншою – і так же розподіляється і теплопровідність.
Під час нагрівання металів їх електропровідність зменшується, а при охолодженні – зростає; біля абсолютного нуля вона прямує до нескінченності – явище надпровідності.
У вузлах кристалічних граток металів знаходяться позитивно заряджені іони і нейтральні атоми, а між ними – вільно рухаються електрони. З цим рухом і зв‟язана висока електро – і теплопровідність.
Метали відрізняються один від одного по твердості:
Самі м‟які– і – їх можна різати ножем.
Самий твердий –
Твердість являється цінною якістю для металів, особливо при побудові різних конструкцій. Метали діляться на тугоплавкі і легкоплавкі.
Легкоплавкі – –
Тугоплавкі:
Самий легкоплавкий – плавиться у руках.
Самий тугоплавкий – –
У промисловості метали ділять на чорні і кольорові – усі останні.
А ще метали бувають:
Рідкі і др..
Рідкоземельні , ітрій, лантаноїди. Благородні:
Радіоактивні , актиноїди.
Метали по хімічним властивостям відносяться до 3–х груп:
Лужні і лужноземельні. (1 і 2 групи, главні підгрупи).
Амфотерні.
Типічні метали.
По сімействам:
Одержання металів
Тільки благородні метали зустрічаються у звичайному стані. За весь період життя людства було знайдено:
– кг, – ,5 т, – т – ∞
В основному метали знаходяться в природі у вигляді сполук: солей, оксидів і основ.
Найбільш розповсюджені оксиди металів : – гематит, – магнітний залізняк, – куприт, – корунд, – каситерит.
Багато в природі зустрічається і сульфідів металів: заліза, нікелю, міді, цинку, свинцю і ін.
Розповсюджені також солі металів у вигляді карбонатів, силікатів, фосфатів, сульфатів.
Розчинні солі металів знаходяться у воді океанів, морів, озер, річок.
Метали входять до складу гірських порід і мінералів, які ще називаються рудами.
Руди є головним джерелом одержання металів.
1. Коли метали знаходяться у рудах у вигляді окислів, то їх одержують шляхом відновлення вуглецем або СО:
→
2. Можна одержати метал відновленням більш активним металом:
→
алюмотермія
3. Випалюванням сірчаних руд з послідуючим відновленням окислів металів вуглецем або воднем.
→
→
Найчистіші метали одержують шляхом електролізу із розплаву солей.
→
→
→
5. За допомогою зонної плавки отримують дуже чисті метали і напівпровідники.
Сублімація. Цим методом одержують ще більш чисті метали. Їх спочатку
перетворюють у газоподібний стан, а потім шляхом охолодження кристалізують.
Хімічні властивості металів
У хімічному відношенні метали характеризуються здатністю віддавати електрони і перетворюватися у позитивно заряджені іони. Тому вони завжди виступають як відновники.
Ме – – → Ме + (відновник)
Окислювачами можуть бути тільки іони металів.
Са + 2е → Са (окисник)
Відновні властивості металів у періодичній системі збільшуються по групах зверху вниз, а по періодам справа – наліво.
Здатність віддавати електрони у металів неоднакова. Чим легше метал віддає електрони, тим активніше і більш енергійно він взаємодіє з неметалами та іонами інших металів.
За ознакою активності всі метали розташовуються у ряді, що називається рядом активност або рядом напруг
У ряді напруги стоїть також водень, який віддає електрони і утворює позитивно заряджений іон, тобто поводить себе як метал.
З ряду напруги можна зробити три основних висновки, щодо хімічної активності металів:
1. Чим нижча алгебраїчна величина електродного потенціалу, тим кращим відновником він являється. Тим більша його хімічна активність і навпаки.
2. Більш активний метал витісняє із солей менш активний.
. Метали, які знаходяться в ряду активності до водню, витісняють його із кислот.
Метали, які знаходяться після водню можуть реагувати з кислотами, але не витіснятимуть його .
Концентрована сірчана кислота взаємодіє майже із усіма металами незалежно від їх розташування у ряді напруги, але водень при цьому не виділяється. Продукт, до якого відновлюється кислота, залежить від відновної активності металу. Наприклад, при взаємодії з міддю – відновлюється до диоксиду сірки (ІV) SO , з цинком – до вільної сірки, з кальцієм – до сірководню.
Специфічно взаємодіє з металами азотна кислота HNO . Навіть її розведені водні розчини окислюють метали без виділення водню. Продукт відновлення нітрат іона залежить і від концентрації азотної кислоти і від активності металу, що з нею взаємодіє.
→
→
→
→
А тепер давайте більш докладніше зупинимося на хімічних властивостях:
Метали можуть реагувати з металами, при високій температурі, з утворенням однорідних сплавів:
Метали при > з‟єднуються з воднем утворюючи гідриди:
…(де –
З бором, утворюючи бориди
З вуглецем, утворюючи карбіди:
С; ….
З азотом, утворюючи нітриди:
→
6. З фосфором – фосфіди:
З киснем багато металів окислюються, утворюючи оксиди:
→ СаО; …
8. З сіркою – утворюючи сульфіди:
. З галогенами утворюючи солі:
Са + СІ → СаСІ АІСІ
. Активні метали реагують з водою:
→ ↑
→ ↑
Метали, які знаходяться у ряду активності до водню реагують з кислотами,
утворюючи водень.
→ ↑
Які знаходяться після водню реагують з кислотою, але водень не отримується.
→
Метали реагують з солями де більш активний метал витискає із солі менш активний:
→
. Амфотерні метали реагують з лугами:
→ ↑
. Вищі оксиди малоактивних металів мають як основні так і кислотні властивості.
Основні амфотерні Кислотні 
Те, що метали приміняються майже в кожній сфері діяльності людини – це ми дуже добре знаємо
Лекція 15. Високомолекулярні сполуки
План.
1. Коротка характеристика і отримання полімерів.
2. Фізичні властивості.
3. Класифікація полімерів.
4. Природні високомолекулярні сполуки.
5. Штучні полімери.
6. Синтетичні полімери.
7. Елементополімери.
Характеристика і отримання полімерів
Органічні речовини – це сполуки вуглецю, атоми якого зв‟язані з атомами других елементів ковалентними мало полярними зв‟язками.
Молекулярна вага органічних сполук коливається в широких межах. Наприклад, молекулярна вага низькомолекулярних сполук не перевищує декілька сотень вуглецевих одиниць (в.о.). Високомолекулярні сполуки мають молекулярну вагу більше 10000 в.о. До них відносяться: білки, каучук, вуглеводи, клітковина, різні хімічні волокна і т. д.
Високомолекулярні сполуки відрізняються характерними особливостями: вони не мають визначеної температури плавлення, малорозчинні, мають високу міцність і еластичність, витягуються у нитку.
Молекули високомолекулярних речовин відрізняються від низькомолекулярних трьома особливостями:
Великою молекулярною вагою.
Ланцюговою будовою.
Гнучкістю.
Високомолекулярні сполуки ще називаються органічними полімерами.
Полімери можна отримати двома способами:
Спосіб полімеризації.
Спосіб поліконденсації.
Спосіб полімеризації заключається у тому, що розриваються подвійні або потрійні зв‟язки у органічних сполуках.
Н С = СН → Н С – СН
А = А → А – А
Тут ми маємо однаковий склад полімерних ланцюгів.
Спосіб поліконденсації заключається у тому, що при утворенні полімеру йде звільнення низькомолекулярного продукту (Н О, СО,
(Н А) + (Б ОН) → А – Б + Н О
При поліконденсації структурні ланцюги можуть бути різні.
Кількість ланцюгів ( ) залежить від різних факторів: тиску, температури, каталізатора. Від величини ланцюгів або від їх кількості залежить властивості полімерів.