Металите се комбинират с неметалите, за да образуват връзки. Метали и неметали

НЕМЕТАЛИ, химически елементи, които не притежават свойствата, характерни за металите. Неметалите обикновено са лоши проводници на топлина и електричество (те обикновено са изолатори на топлина и електричество). Неметалите включват въглерод, ... ... Научно-технически енциклопедичен речник

Химични елементи, които образуват прости тела, които нямат свойствата, характерни за металите. Неметалите обикновено включват 22 елемента: газове водород, азот, кислород, флуор, хлор и благородни газове; течен бром; твърди тела бор, ... ... Голям енциклопедичен речник

НЕМЕТАЛИ- хим. елементи, които образуват в свободно състояние прости вещества, които нямат физ. и хим. свойства (виж); остаряло име за металоид. Обичайно е да се отнасят до N. 22 елемента от Периодичната таблица на елементите на Д. И. Менделеев (виж): водород ... Голяма политехническа енциклопедия

неметали- химични елементи, които образуват прости тела, които нямат свойствата, характерни за металите. Неметалите включват 22 елемента. От тях при стайна температура са в газообразно състояние H, N, O, F, Cl ... Енциклопедичен речник по металургия

Химически елементи, които образуват прости тела, които нямат свойствата, характерни за металите (виж Метали). Името Metalloids, което понякога се използва за N., изчезва от употреба. Н. включва 22 елемента. От тях с ... ... Велика съветска енциклопедия

Прост във ва, не притежаващ вашите метали. Въпреки че е невъзможно да се направи рязка граница между металите и азота, благородните газове, водородът, халогените, кислородът, халкогените, азотът, фосфорът, арсенът, въглеродът, силицийът и борът обикновено се наричат азот. Голям енциклопедичен политехнически речник

Chem. елементи, които образуват прости тела, които нямат свойствата, характерни за металите. Към N. обикновено се отнасят 22 елемента: газове водород, азот, кислород, флуор, хлор и благородни газове; течен бром; телевизия. тела бор, въглерод, силиций, фосфор, ... ... Естествени науки. енциклопедичен речник

НЕМЕТАЛИ- прости вещества, които нямат свойствата на металите: те нямат метален блясък, не се коват, лошо провеждат топлина и електричество. Няма рязка граница между неметалите и металите. Неметалите включват 22 елемента. От тях при нормални ... ... Металургичен речник

Неорганичната химия е дял от химията, свързан с изучаването на структурата, реактивността и свойствата на всички химични елементи и техните неорганични съединения. Тази област обхваща всичко химични съединения, с изключение на органични ... ... Wikipedia

Книги

Комплект маси. Химия. Неметали (18 таблици), . Образователен албум от 18 листа. Изкуство. 5-8688-018 Халогени. Химия на халогените. Сяра. Алотропия. Химия на сярата. Сярна киселина. Химия на азота. азотни оксиди. Азотната киселина е окислител. Фосфор.…
Химия. Метали. Неметали. 9 клас Работна тетрадка, Корощенко Антонина Степановна. Работна тетрадкасъдържа голям бройзадачи, които могат да се използват за постигане на предметни, метапредметни и личностни резултати от обучението по химия в 9 клас. Полза...
Тестове по химия: 9 клетки. : Неметали. Обобщаване на знанията по химия за курса на основното училище. Подготовка за основен държавен изпит. Федерален държавен образователен стандарт, Рябов, Михаил Алексеевич. Това ръководство е напълно в съответствие с федералната държава образователен стандарт(второ поколение). Помагалото включва тестове, обхващащи две теми от учебника на О. С. Габриелян ...

МНОУ "Лицей"

Есе по химия по темата:

"неметали"

Завършено:

Ученици от 11 "А" клас

Кучеренко Мария,

Шадрина Ксения.

Проверено:

учител по химия

Щербакова Марина

Александровна.

Кемерово - 2002г

Въведение………………………………………………………………………..3

§едно. Мястото на неметалните елементи в периодичната система на химичните елементи. Намиране в природата. Общи химични и физични свойства………………………………………4

§2. Общи химични свойства на неметалите………………………..6

§3. Структурата и свойствата на простите вещества - неметали………7

§ четири. Кислородни и водородни съединения на неметалите. кратко описание натехните свойства…………………………………………………9

Тест

Списък на използваната литература

Въведение .

Цялото многообразие на природата около нас се състои от комбинации от относително малък брой химични елементи.

В различните исторически епохи в понятието „елемент“ са влагани различни значения. Древногръцките философи са считали за „елементи“ четири „елемента“ – топлина, студ, сухота и влажност. Комбинирайки се по двойки, те образуваха четирите "начала" на всички неща - огън, въздух, вода и земя. През Средновековието към тези принципи са добавени сол, сяра и живак. През 17 век Р. Бойл посочва, че всички елементи са от материална природа и техният брой може да бъде доста голям.

През 1787 г. френският химик А. Лавоазие създава "Таблица на простите тела". Той включваше всички елементи, известни по това време. Последните се разбирали като прости тела, които не могат да бъдат разложени химични методидо още по-простите. Впоследствие се оказа, че в таблицата са включени някои сложни вещества.

Понастоящем понятието "химичен елемент" е установено точно.

Химическият елемент е набор от атоми с еднакъв положителен заряд на ядрото. (Последният е равен на поредния номер на елемента в периодичната таблица.)

В момента са известни 107 елемента. Около 90 от тях съществуват в природата. Останалите се получават по изкуствен път с помощта на ядрени реакции. Елементи 104-107 са синтезирани от физици от Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна. В момента продължава работата по изкуственото производство на химични елементи с по-високи редни елементи.

Всички елементи са разделени на метали и неметали. От 107 елемента 85 са метали. Неметалите включват следните елементи: хелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон, флуор, хлор, бром, йод, астат, кислород, сяра, селен, телур, азот, фосфор, арсен, въглерод, силиций, бор, водород. Това разделение обаче е условно. При определени условия някои метали могат да проявяват неметални свойства, а някои неметали могат да проявяват метални свойства.

§едно. Мястото на неметалните елементи в периодичната система на химичните елементи. Намиране в природата. Общи химични и физични свойства.

Има сравнително малко неметални елементи в сравнение с металните елементи. Поставянето им в периодичната система на химичните елементи D.I. Менделеев е отразено в таблица №1.

Таблица номер 1.

Както се вижда от таблица № 1, неметалните елементи са разположени предимно в горната дясна част на периодичната таблица. Тъй като в периодите отляво надясно зарядите на ядрата на атомите на елементите се увеличават и атомните радиуси намаляват, а в групите отгоре надолу атомните радиуси също нарастват, става ясно защо външните електрони привличат не- метален атом по-силно от металните атоми. В това отношение преобладават неметалите окислителни свойства. Особено силни окислителни свойства, т.е. способността да присъединяват електрони се показва от неметалите, които са във 2-ри и 3-ти периоди на групи VI-VII. Флуорът е най-силният окислител. В съответствие с числените стойности на относителната електроотрицателност, окислителните способности на неметалите се увеличават в следния ред: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F. Следователно, флуорът взаимодейства най-силно с водород и метали:

Кислородът реагира по-малко енергично:

Флуорът е най-типичният неметал, който няма редуциращи свойства, т.е. способността да отдава електрони в химични реакции.

Кислородът, съдейки по неговите съединения с флуор, също може да проявява положително състояние на окисление, т.е. бъди реставратор.

Всички други неметали проявяват редуциращи свойства. Освен това тези свойства постепенно нарастват от кислород към силиций: O, Cl, N, I, S, C, P, H, B, Si. Така например хлорът не се свързва директно с кислорода, но неговите оксиди могат да бъдат получени индиректно (Cl2 O, ClO2, Cl2O2), в които хлорът показва положително състояние на окисление. Азотът при високи температури се свързва директно с кислорода и следователно проявява редуциращи свойства. Сярата реагира още по-лесно с кислорода: тя също така проявява окислителни свойства.

Нека се обърнем към разглеждането на структурата на неметалните молекули. Неметалите образуват както едноатомни, така и двуатомни молекули.

Едноатомните неметали включват инертни газове, които практически не реагират дори с най-много активни вещества. Инертните газове се намират в група VIII на периодичната таблица, а химичните формули на съответните прости вещества са както следва: He, Ne, Ar, Kr, Xe и Rn.

Някои неметали образуват двуатомни молекули. Това са H2, F2, Cl2, Br2, I2 (елементи от VII група на Периодичната система), както и кислород O2 и азот N2. Газът озон (O3) се състои от триатомни молекули.

За неметалните вещества, които са в твърдо състояние, е доста трудно да се направи химична формула. Въглеродните атоми в графита са свързани един с друг по различни начини. Трудно е да се изолира отделна молекула в дадените структури. При писане на химичните формули на такива вещества, както в случая с металите, се въвежда предположението, че такива вещества се състоят само от атоми. Химични формули, в същото време, се изписват без индекси - C, Si, S и т.н.

Такива прости вещества като озон и кислород, които имат еднакъв качествен състав (и двата се състоят от един и същ елемент - кислород), но се различават по броя на атомите в молекулата, имат различни свойства. И така, кислородът няма миризма, докато озонът има остра миризма, която усещаме по време на гръмотевична буря. Свойствата на твърдите неметали, графит и диамант, които също имат еднакъв качествен състав, но различна структура, рязко се различават (графитът е крехък, диамантът е твърд). По този начин свойствата на дадено вещество се определят не само от неговия качествен състав, но и от това колко атома се съдържат в молекулата на веществото и как са свързани помежду си.

Неметалите под формата на прости тела са в твърдо или газообразно състояние (с изключение на брома - течност). Те нямат физичните свойства на металите. Твърдите неметали нямат характерния блясък на металите, обикновено са крехки и не провеждат добре. електричествои топлина (с изключение на графит).

§2. Общи химични свойства на неметалите.

Неметалните оксиди се класифицират като киселинни оксиди, които съответстват на киселини. Неметалите образуват газообразни съединения с водорода (например HCl, H2S, NH3). Водни разтвори на някои от тях (например халогеноводороди) - силни киселини. С металите типичните неметали образуват съединения с йонни връзки (напр. NaCl). Неметалите могат при определени условия да реагират помежду си, образувайки съединения с ковалентни полярни (H2O, HCl) и неполярни връзки (CO2).

Неметалите образуват летливи съединения с водорода, като флуороводород HF, сероводород H2S, амоняк NH3, метан CH4. Когато се разтворят във вода, водородните съединения на халогени, сяра, селен и телур образуват киселини със същата формула като самите водородни съединения: HF, HCl, HCl, HBr, HI, H2S, H2Se, H2Te.

Когато амонякът се разтвори във вода, се образува амонячна вода, обикновено означавана с формулата NH4OH и наречена амониев хидроксид. Означава се също с формулата NH3 H2O и се нарича амонячен хидрат.

С кислорода неметалите образуват киселинни оксиди. В някои оксиди те проявяват максимално ниво на окисление, равно на номера на групата (например SO2, N2O5), докато в други по-ниско (например SO2, N2O3). Киселинните оксиди съответстват на киселини, а от двете кислородни киселини на един неметал по-силна е тази, в която той проявява по-висока степен на окисление. Например азотната киселина HNO3 е по-силна от азотистата HNO2 и сярна киселина H2SO4 е по-силен от сярния H2SO3.

§3. Структурата и свойствата на простите вещества - неметали.

Най-типичните неметали имат молекулярна структура, докато по-малко типичните имат немолекулна структура. Това обяснява разликата в свойствата им. Това е ясно показано на фигура 2.

Таблица номер 2

Кристалният бор B (като кристален силиций) има много висока точка на топене (2075°C) и висока твърдост. Електрическата проводимост на бора се увеличава значително с повишаване на температурата, което прави възможно широкото му използване в полупроводниковата технология. Добавянето на бор към стоманата и сплавите от алуминий, мед, никел и др. подобрява техните механични свойства.

Боридите (съединения на бор с определени метали, като титан: TiB, TiB2) са необходими при производството на части на реактивни двигатели, лопатки на газови турбини.

Както може да се види от схема № 2, въглерод С, силиций Si, бор B имат подобна структура и имат някои общи имоти. Като прости вещества те се срещат в две модификации - кристална и аморфна. Кристалните модификации на тези елементи са много твърди, с високи точки на топене. Кристалният силиций има полупроводникови свойства.

Ако сравним разположението на електроните в орбиталите на атомите на флуор, хлор и други халогени, тогава можем да преценим и техните отличителни свойства. Флуорният атом няма свободни орбитали. Следователно атомите на флуора могат да показват само валентност I и степен на окисление - 1. В атомите на други халогени, например в атома на хлора, има свободни d-орбитали на същото енергийно ниво. Поради това разпаряването на електрони може да се случи по три различни начина.

В първия случай хлорът може да покаже степен на окисление +3 и да образува солна киселина HClO2, която съответства на соли - хлорити, например калиев хлорит KClO2.

Във втория случай хлорът може да образува съединения, в които степента на окисление на хлора е +5. Тези съединения включват хлоронова киселина HClO3 и нейните соли - хлорати, например калиев хлорат KClO3 (Бертолетова сол).

В третия случай хлорът проявява степен на окисление +7, например в перхлорна киселина HClO4 и в нейните соли - перхлорати, например в калиев перхлорат KClO4.

§ четири. Кислородни и водородни съединения на неметалите. Кратко описание на свойствата им.

С кислорода неметалите образуват киселинни оксиди. В някои оксиди те проявяват максимално ниво на окисление, равно на номера на групата (например SO2, N2O5), докато в други по-ниско (например SO2, N2O3). Киселинните оксиди съответстват на киселини, а от двете кислородни киселини на един неметал по-силна е тази, в която той проявява по-висока степен на окисление. Например, азотната киселина HNO3 е по-силна от азотистата HNO2, а сярната киселина H2SO4 е по-силна от сярната H2SO3.

Характеристики кислородни съединениянеметали:

1. Свойствата на висшите оксиди (т.е. оксидите, които включват елемент от тази група с най-висока степен на окисление) в периоди отляво надясно постепенно се променят от основни към киселинни.

2. В групите отгоре надолу киселинните свойства на висшите оксиди постепенно отслабват. Това може да се съди по свойствата на киселините, съответстващи на тези оксиди.

3. Увеличаването на киселинните свойства на висшите оксиди на съответните елементи в периоди отляво надясно се обяснява с постепенното увеличаване на положителния заряд на йоните на тези елементи.

4. В основните подгрупи на периодичната система на химичните елементи в посока отгоре надолу киселинните свойства на висшите оксиди на неметалите намаляват.

Общите формули на водородните съединения според групите на периодичната система на химичните елементи са дадени в таблица № 3.

Таблица номер 3.

С металите водородът образува (с малки изключения) нелетливи съединения, които са твърди веществанемолекулна структура. Следователно техните точки на топене са относително високи.

С неметалите водородът образува летливи съединения с молекулярна структура. При нормални условия това са газове или летливи течности.

В периоди отляво надясно се засилват киселинните свойства на летливите водородни съединения на неметали във водни разтвори. Това се дължи на факта, че кислородните йони имат свободни електронни двойки, а водородните йони имат свободна орбитала, тогава протича процес, който изглежда така:

H2O + HF - H3O + F

Флуороводород в воден разтворотцепва положителните водородни йони, т.е. проявява киселинни свойства. Друго обстоятелство също допринася за този процес: кислородният йон има неподелена електронна двойка, а водородният йон има свободна орбитала, поради което се образува донорно-акцепторна връзка.

Когато амонякът се разтвори във вода, протича обратният процес. И тъй като азотните йони имат несподелена електронна двойка, а водородните йони имат свободна орбитала, възниква допълнителна връзка и се образуват амониеви йони NH4 + и хидроксидни йони OH-. В резултат на това разтворът придобива основни свойства. Този процес може да се изрази с формулата:

H2O + NH3-NH4 + OH

Амонячните молекули във воден разтвор добавят положителни водородни йони, т.е. амонякът проявява основни свойства.

Сега помислете защо водородното съединение на флуора - флуороводород HF - във воден разтвор е киселина, но по-слаба от солната киселина. Това се дължи на факта, че радиусите на флуорните йони са много по-малки от тези на хлорните йони. Следователно флуорните йони привличат водородните йони много по-силно от хлоридните йони. В това отношение степента на дисоциация на флуороводородна киселина е много по-малка от тази на солната киселина, т.е. флуороводородната киселина е по-слаба от солната киселина.

От дадените примери може да се направи следното общи изводи:

1. В периоди отляво надясно положителният заряд на йоните на елементите нараства. В тази връзка се засилват киселинните свойства на летливите водородни съединения на елементи във водни разтвори.

2. В групи, отгоре надолу, отрицателно заредените аниони привличат все повече и повече слабо положително заредени водородни йони Н+. В това отношение се улеснява процесът на отделяне на водородни йони Н + и се увеличават киселинните свойства на водородните съединения.

3. Водородните съединения на неметалите, които имат киселинни свойства във водни разтвори, реагират с алкали. Водородните съединения на неметалите, които имат основни свойства във водни разтвори, реагират с киселини.

4. Окислителната активност на водородните съединения на неметалите в групи отгоре надолу се увеличава значително. Например, невъзможно е да се окисли флуорът от водородното съединение HF химически, но хлорът може да се окисли от водородното съединение HCl чрез различни окислители. Това се обяснява с факта, че атомните радиуси рязко нарастват отгоре надолу в групи, във връзка с което се улеснява връщането на електрони.

Списък на използваната литература.

1. Рудзитис Г.Е., Фелдман Ф.Г. Химия-11 - М .: Образование, 1992.

2. Кременчугская М., Василиев С. Наръчник за ученици - М.: АСТ, 1999.

3. Хомченко Г.П. Химия за кандидати за университети - М .: висше училище, 1993.

Неметалинаречени химични елементи, които образуват прости вещества в свободна форма, те нямат физичните свойства на металите. От 109 химични елемента 87 могат да бъдат приписани на метали, 22 са неметалните.

При нормални условия неметалите могат да бъдат намерени в газообразен, течен, както и в твърдо състояние.

газовеса хелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe, радон Rn. Всичко е инертни газове. Всяка молекула на инертен газ се състои от един атом. На външно електронно ниво атомите на инертните газове (с изключение на хелия) имат осем електрона. Хелият има само две. Поради своята химическа стабилност инертните газове могат да бъдат сравнени с благородни благородни метали - злато и платина, те също имат друго име - благородни газове. Подобно име е по-подходящо за инертни газове, тъй като те могат да влязат химична реакцияи образуват химически съединения. През 1962 г. става известно, че ксенонът и флуорът могат да образуват съединения. Оттогава са известни повече от 150 химични съединения на ксенон, криптон, радон с флуор, кислород, хлор и азот.

Идеята за химическата изключителност на благородни или инертни газове се оказа не съвсем правилна, поради което вместо очакваната нулева група инертните газове бяха причислени към осмата група на периодичната система.

Газове като водород, кислород, азот, хлор и флуор образуват двуатомни молекули, вече познати ни H 2, O 2, N 2, CL 2, F 2.

Съставът на веществото може да се изрази с помощта на химични и математически знаци - химична формула. Както вече знаем, относителното молекулно тегло на дадено вещество (Mr) може да се изчисли от химичната формула. Относително молекулна масапростата материя е равна на произведението на относителната атомна масавърху броя на атомите в една молекула, например кислород: O 2

Mr (O 2) \u003d Ar (O) 2 \u003d 16 2 = 32

Въпреки това, кислородът може да образува друго газообразно елементарно вещество - озон, съставът на озоновата молекула вече включва три кислородни атома. Химична формула O 3 .

Способността на атомите на един химичен елемент да създават няколко прости вещества се нарича алотропияи тези прости вещества - алотропни промени, те също се наричат модификации.

Свойствата на алотропните модификации на химичния елемент кислород: прости вещества O 2 и озон O 3 се различават значително.

Кислородът няма характерна миризма, за разлика от озона (откъдето идва името озон - преведено от Гръцкиозон означава "миришещ"). Подобен аромат може да се усети по време на гръмотевична буря, газът се образува във въздуха поради електрически разряди.

Кислородът няма цвят, за разлика от озона, който може да се различи по бледолилавия си оттенък. Озонът има бактерицидни свойства. Използва се и за дезинфекция пия вода. Озонът може да попречи на преминаването на ултравиолетовите лъчи от слънчевия спектър, те са вредни за всички живи организми на Земята. Озоновият екран (слой), който се намира на надморска височина 20-35 км, предпазва всички живи същества от вредните слънчеви лъчи.

От 22 прости неметални веществапри нормални условия в течностсъстояние, съществува само бром, неговите молекули са двуатомни. Формула на брома: Br 2 .

Бромът е тежка кафява течност с неприятна миризма (bromos се превежда от древногръцки като "зловонен").

Неметалните твърди вещества като сяра и въглерод са известни от древни времена (дървени въглища).

Твърдинеметалните вещества също са склонни към явлението алотропия. Въглеродът може да образува такива прости вещества като диамант, графит и др. Разликата в структурата на диаманта и графита е в структурата на кристалните решетки.

Имате ли някакви въпроси? Не знаете как да си направите домашното?
За да получите помощта на преподавател - регистрирайте се.
Първият урок е безплатен!

www.site, при пълно или частично копиране на материала е необходима връзка към източника.

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Хоствано на http://www.allbest.ru/

Министерство на образованието и науката на Украйна

Метали и неметали

Изпълнено:

Одеса, 2014 г

Металите са елементи, които показват само положителни степени на окисление в техните съединения и в прости вещества, които имат метални връзки. Метална кристална решетка - решетка, образувана от неутрални атоми и метални йони, свързани заедно със свободни електрони. Металите имат атоми и положителни йони във възлите на кристалната решетка.

Електроните, дарени от атомите, са в общо притежание на атоми и положителни йони. Такава връзка се нарича метална връзка. За металите са най-характерни следните физични свойства: метален блясък, твърдост, пластичност, пластичност и добра проводимост на топлина и електричество. Топлопроводимостта и електропроводимостта намаляват в редицата метали: Ag Cu Au Al Mg Zn Fe Pb Hg.

Много метали са широко разпространени в природата. Така съдържанието на определени метали в земната кораследното:

Алуминий - 8,2%;

Желязо - 4,1%;

Калций - 4,1%;

Натрий - 2,3%;

Магнезий - 2,3%;

Калий - 2,1%;

Титан - 0,56%.

Отвън металите, както знаете, се характеризират предимно със специален „метален“ блясък, който се дължи на способността им да отразяват силно лъчите на светлината.

Този блясък обаче обикновено се наблюдава само когато металът образува непрекъсната компактна маса.

Вярно е, че магнезият и алуминият запазват своя блясък дори когато са пулверизирани, но повечето метали, когато са фино разделени, са черни или тъмно сиви на цвят. Тогава типичните метали имат висока топло- и електрическа проводимост и по отношение на способността им да провеждат топлина и ток са в същия ред: най-добрите проводници са среброто и медта, най-лошите са оловото и живакът. С повишаване на температурата електропроводимостта намалява, а с понижаване на температурата, напротив, се увеличава.

Снимка 1:

Силно важна собственостметалите е тяхната относително лесна механична деформируемост. Металите са пластични, те са добре изковани, изтеглени на тел, навити на листове и т.н.

Характерните физични свойства на металите са свързани с особеностите на тяхната вътрешна структура. Според съвременните възгледи металните кристали се състоят от положително заредени йони и свободни електрони, отделени от съответните атоми. Целият кристал може да си представим като пространствена решетка, чиито възли са заети от йони, а в пролуките между йоните има лесно подвижни електрони. Тези електрони постоянно се движат от един атом към друг и се въртят около ядрото на един или друг атом. Тъй като електроните не са свързани с определени йони, вече под въздействието на малка потенциална разлика, те започват да се движат в определена посока, т.е. възниква електрически ток.

Наличието на свободни електрони също е отговорно за високата топлопроводимост на металите. Тъй като са в непрекъснато движение, електроните постоянно се сблъскват с йони и обменят енергия с тях. Поради това вибрациите на йоните, които са се засилили в дадена част от метала поради нагряване, веднага се прехвърлят към съседни йони, от тях към следващите и т.н., и топлинното състояние на метала бързо се изравнява, целият масата на метала приема същата температура. По плътност металите условно се разделят на две големи групи: леки метали, чиято плътност не надвишава 5 g/cm. кубични, а тежките метали - всички останали. Частиците от метали, които са в твърдо и течно състояние, са свързани чрез специален вид химична връзка - така наречената метална връзка. Определя се от едновременното наличие на обикновени ковалентни връзки между неутралните атоми и кулоновото привличане между йони и свободни електрони. По този начин, метална връзкае свойство не на отделните частици, а на техните агрегати.

Най-активните метали от основните подгрупи са силни редуциращи агенти, следователно те редуцират водорода до степен на окисление -1 и образуват хидриди.

Концепцията за сплави.

Характерна особеност на металите е способността им да образуват сплави помежду си или с неметали.

За да се получи сплав, смес от метали обикновено се подлага на топене и след това се охлажда с различни скорости, което се определя от естеството на компонентите и промяната в естеството на тяхното взаимодействие в зависимост от температурата.

Фигура 2:

Понякога сплавите се получават чрез синтероване на тънки метални прахове, без да се прибягва до топене (прахова металургия). Така че сплавите са продукти на химичното взаимодействие на металите.

Кристалната структура на сплавите в много отношения е подобна на чистите метали, които, взаимодействайки помежду си по време на топене и последваща кристализация, образуват:

а) химични съединения, наречени интерметални съединения;

б) твърди разтвори;

в) механична смес от съставни кристали.

Този или онзи тип взаимодействие се определя от съотношението на енергията на взаимодействие на разнородни и хомогенни частици на системата, т.е. съотношението на енергиите на взаимодействие на атомите в чисти метали и сплави.

Съвременната технология използва огромен брой сплави и в по-голямата част от случаите те се състоят не от два, а от три, четири или повече метала. Интересното е, че свойствата на сплавите често се различават рязко от свойствата на отделните метали, с които са образувани. И така, сплав, съдържаща 50% бисмут, 25% олово, 12,5% калай и 12,5% кадмий, се топи само при 60,5 градуса по Целзий, докато компонентите на сплавта имат точки на топене съответно 271, 327, 232. 321 градуса по Целзий . Твърдостта на калаения бронз (90% мед и 10% калай) е три пъти по-голяма от тази на чистата мед, а коефициентът на линейно разширение на желязо и никелови сплави е 10 пъти по-малък от този на чистите компоненти. Някои примеси обаче влошават качеството на металите и сплавите. Известно е например, че чугунът (сплав от желязо и въглерод) няма здравината и твърдостта, които са характерни за стоманата. В допълнение към въглерода, свойствата на стоманата се влияят от добавянето на сяра и фосфор, които увеличават нейната крехкост.

Сред свойствата на сплавите най-важното за практическо приложениеса устойчивост на топлина, устойчивост на корозия, механична якост и др.

За авиацията голямо значениеимат леки сплави на базата на магнезий, титан или алуминий, за металообработващата промишленост - специални сплави, съдържащи волфрам, кобалт, никел. В електронната техника се използват сплави, чийто основен компонент е медта. Тежкотоварни магнити са получени с помощта на продуктите от взаимодействието на кобалт, самарий и други редкоземни елементи и сплави, свръхпроводящи при ниски температури - на базата на интерметални съединения, образувани от ниобий с калай и др.

През 1787 г. френският химик А. Лавоазие създава "Таблица на простите тела". Той включваше всички елементи, известни по това време. Последните се разбирали като прости тела, които не могат да бъдат разложени с химически методи на още по-прости. Впоследствие се оказа, че в таблицата са включени някои сложни вещества.

Понастоящем понятието "химичен елемент" е установено точно.

Химичен елемент - вила от атоми с еднакъв положителен заряд на ядрото. Последният е равен на поредния номер на елемента в периодичната таблица. В момента са известни 107 елемента. Около 90 от тях съществуват в природата. Останалите са получени изкуствено чрез ядрени реакции. Елементи 104-107 са синтезирани от физици от Обединения институт за ядрени изследвания в Дубна. В момента продължава работата по изкуственото производство на химични елементи с по-високи редни елементи. Всички елементи са разделени на метали и неметали. От 107 елемента 85 са метали. Неметалите включват следните елементи: хелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон, флуор, хлор, бром, йод, астат, кислород, сяра, селен, телур, азот, фосфор, арсен, въглерод, силиций, бор, водород. Това разделение обаче е условно. При определени условия някои метали могат да проявяват неметални свойства, а някои неметали могат да проявяват метални свойства.

Има сравнително малко неметални елементи в сравнение с металните елементи.

Всички други неметали проявяват редуциращи свойства. Освен това тези свойства постепенно нарастват от кислород към силиций: O, Cl, N, I, S, C, P, H, B, Si. Така например хлорът не се свързва директно с кислорода, но неговите оксиди (Cl2 O, ClO2, Cl2O2) могат да бъдат получени косвено, при което хлорът проявява положително състояние на окисление. Азотът при високи температури се свързва директно с кислорода и следователно проявява редуциращи свойства. Сярата реагира още по-лесно с кислорода: тя също така проявява окислителни свойства.

Неметалите образуват както едноатомни, така и двуатомни молекули.

Едноатомните неметали включват инертни газове, които практически не реагират дори с най-активните вещества. Инертните газове се намират в група VIII на периодичната таблица, а химичните формули на съответните прости вещества са както следва: He, Ne, Ar, Kr, Xe и Rn.

За неметалните вещества, които са в твърдо състояние, е доста трудно да се направи химична формула. Въглеродните атоми в графита са свързани един с друг по различни начини. Трудно е да се изолира отделна молекула в дадените структури. При писане на химичните формули на такива вещества, както в случая с металите, се въвежда предположението, че такива вещества се състоят само от атоми. Химичните формули в този случай се изписват без индекси - C, Si, S и др.

Неметалите под формата на прости тела са в твърдо или газообразно състояние (с изключение на брома - течност). Те нямат физичните свойства на металите. Твърдите неметали нямат характерния блясък на металите, обикновено са крехки, слабо провеждат електричество и топлина (с изключение на графита).

Неметалните оксиди се класифицират като киселинни оксиди, които съответстват на киселини. Неметалите образуват газообразни съединения с водорода (например HCl, H2S, NH3). Водните разтвори на някои от тях (например халогеноводороди) са силни киселини. С металите типичните неметали образуват съединения с йонни връзки (напр. NaCl). Неметалите могат при определени условия да реагират помежду си, образувайки съединения с ковалентни полярни (H2O, HCl) и неполярни връзки (CO2).

Когато амонякът се разтвори във вода, се образува амонячна вода, обикновено означавана с формулата NH4OH и наречена амониев хидроксид. Той също така се нарича NH3H2O и се нарича амонячен хидрат.

С кислорода неметалите образуват киселинни оксиди. В някои оксиди те проявяват максимално ниво на окисление, равно на номера на групата (например SO2, N2O5), докато в други по-ниско (например SO2, N2O3). Киселинните оксиди съответстват на киселини, а от двете кислородни киселини на един неметал по-силна е тази, в която той проявява по-висока степен на окисление. Например, азотната киселина HNO3 е по-силна от азотистата HNO2, а сярната киселина H2SO4 е по-силна от сярната H2SO3.

Най-типичните неметали имат молекулярна структура, докато по-малко типичните имат немолекулна структура. Това обяснява разликата в свойствата им.

Както може да се види от схема № 2, въглерод С, силиций Si, бор B имат подобна структура и имат някои общи свойства. Като прости вещества те се срещат в две модификации - кристална и аморфна. Кристалните модификации на тези елементи са много твърди, с високи точки на топене. Кристалният силиций има полупроводникови свойства.

Всички тези елементи образуват съединения с металите - карбиди, силициди и бориди (CaC2, Al4C3, Fe3C, Mg2Si, TiB, TiB2). Някои от тях имат по-висока твърдост, като Fe3C, TiB. Калциевият карбид се използва за производството на ацетилен. Ако сравним разположението на електроните в орбиталите на атомите на флуор, хлор и други халогени, тогава можем да преценим и техните отличителни свойства. Флуорният атом няма свободни орбитали. Следователно атомите на флуора могат да показват само валентност I и степен на окисление - 1. В атомите на други халогени, например в атома на хлора, има свободни d-орбитали на същото енергийно ниво. Поради това разпаряването на електрони може да се случи по три различни начина.

Във втория случай хлорът може да образува съединения, в които степента на окисление на хлора е +5. Такива съединения включват хлоронова киселина HClO3 и нейните соли - хлорати, например калиев хлорат KClO3 (Бертолетова сол).

Кислородни и водородни съединения на неметалите. Кратко описание на свойствата им.

С кислорода неметалите образуват киселинни оксиди. В някои оксиди те проявяват максимално ниво на окисление, равно на номера на групата (например SO2, N2O5), докато в други по-ниско (например SO2, N2O3). Киселинните оксиди съответстват на киселини, а от двете кислородни киселини на един неметал по-силна е тази, в която той проявява по-висока степен на окисление. Например, азотната киселина HNO3 е по-силна от азотистата HNO2, а сярната киселина H2SO4 е по-силна от сярната H2SO3.

Характеристики на кислородни съединения на неметали:

1. Свойствата на висшите оксиди (т.е. оксидите, които включват елемент от тази група с най-високо състояние на окисление) в периоди отляво надясно постепенно се променят от основни към киселинни;

2. В групите отгоре надолу киселинните свойства на висшите оксиди постепенно отслабват. Това може да се съди по свойствата на киселините, съответстващи на тези оксиди;

3. Увеличаването на киселинните свойства на висшите оксиди на съответните елементи в периоди отляво надясно се обяснява с постепенно увеличаване на положителния заряд на йоните на тези елементи;

С металите водородът образува (с няколко изключения) нелетливи съединения, които са немолекулни твърди вещества. Следователно техните точки на топене са относително високи.

H2O + HF > H3O + F

Флуороводородът във воден разтвор отцепва положителни водородни йони, т.е. проявява киселинни свойства. Друго обстоятелство също допринася за този процес: кислородният йон има неподелена електронна двойка, а водородният йон има свободна орбитала, поради което се образува донорно-акцепторна връзка.

оксидация на метална молекула

H2O + NH3 > NH4 + OH

Молекулите на амоняка във воден разтвор свързват положителни водородни йони, т.е. амонякът проявява основни свойства.

Следователно флуорните йони привличат водородните йони много по-силно от хлоридните йони. В това отношение степента на дисоциация на флуороводородна киселина е много по-малка от солната киселина, т.е. флуороводородна киселина е по-слаба от солната киселина.

Хоствано на Allbest.ru

...

Подобни документи

Физически свойстваметали и сплави. Химични свойстваметали и сплави. Сплави. Изисквания към сплавите и видовете сплави. Методи за изпитване на полиграфически сплави. Метали и сплави, използвани в печата.

резюме, добавено на 09/06/2006

Основни характеристики на атомите. Връзка на киселинно-алкалните свойства на оксида с електроотрицателността. Разделяне на елементите на метали и неметали. Видове химична връзка. Схеми за образуване на молекули на прости вещества, въглероден двуокис. Обща концепцияотносно валентността.

лекция, добавена на 22.04.2013 г

Кристална структура на ниобий, злато и техните сплави; брой и позиция на междувъзлията. Диаграма на състоянието на системата Nb-V; графика на зависимостта на периода на кристалната решетка от състава на сплавта; стереографски проекции; кристалографски изчисления.

курсова работа, добавена на 05/09/2013

Концепцията за степента на окисление на елементите в неорганична химия. Получаване на SiO2 филми чрез термично окисляване. Анализ на влиянието на технологичните параметри върху процеса на оксидиране на силиций. Фактори, влияещи върху скоростта на производство и качеството на SiO2 филми.

резюме, добавено на 12/03/2014

Главна информацияза свойствата на d-елементите. Степени на окисление. Образуване на комплекси, металопорфирини. Обща информация за биологична роля d-елементи: желязо, мед, кобалт, манган, молибден. осцилаторни реакции. Реакционна техника на Бригс-Раушер.

курсова работа, добавена на 23.11.2015 г

Съставяне на уравнения на редокс реакции по метода на електронния баланс. Степента на окисление като условен заряд на атом на елемент. общи реставратори. Свободни неметали, които се превръщат в отрицателни йони. Влияние на концентрацията.

презентация, добавена на 17.05.2014 г

Основните характеристики на атомите, изчисляването на техния радиус и енергийни показатели. Йонизационна енергия или йонизационен потенциал. Афинитетът на атома към електрона. Електроотрицателност и скала на Полинг. Принципи на разделяне на елементите на метали и неметали.

презентация, добавена на 22.04.2013 г

Концепцията за амоняк, тяхното използване в химичния анализ. Характеристики и свойства на азота, молекулярна структура. Степени на окисление на азота в съединенията. Формата на молекулата на амоняка. Провеждане на експеримент за изследване на свойствата на амоняк, мед, никел.

курсова работа, добавена на 02.10.2013 г

Металите са прости вещества, които имат характерни свойства при нормални условия. Металите са химически елементи, характеризиращи се със способността да отдават външни електрони. Видове класификация на металите. Разделяне на металите на непреходни и преходни.

резюме, добавено на 15.03.2009 г

Основни приближения на потенциалния метод. Свойства и структура на ковалентните кристали. Кристална структура на металите. Съвременни концепции за металофизиката. Основните недостатъци на модела на свободния електрон. Оценка на енергията на свързване в металите.