Строение металлов – особенности атомов в таблице (химия, 8 класс)

Металлы – твёрдые элементы, сплавы которых широко применяются в промышленности, строительстве и повседневной жизни. Пластичность, твёрдость, тепло- и электропроводность, а также способность к плавке и ковке обусловлены строением металлов.

Строение металлов – особенности атомов в таблице (химия, 8 класс)

Строение

Электронное строение атома металла включает:

  • положительно заряженное ядро;
  • отрицательно заряженные электроны.

Ядро состоит из протонов и нейтронов. Количество протонов, заряд ядра и число электронов соответствуют порядковому номеру металла в периодической таблице.

Электроны в металлических атомах расположены намного дальше от ядра, чем электроны неметаллов. Этим объясняется лёгкость отделения валентных электронов, поэтому металлы всегда являются восстановителями в химических реакциях.

Атомы всех металлов, за исключением ртути, образуют кристаллические решётки. Кристаллическая решётка состоит из повторяющихся комплексов атомов – элементарных кристаллических ячеек, которые бывают трёх видов. Их отличия описаны в таблице строения металлов.

Вид решётки

Характеристика

Примеры

Кубическая объёмно-центрированная (ОЦК)

Восемь ионов находятся по углам условного куба, один – в середине

Fe, Cr, Mo, W, V

Кубическая гранецентрированная

Ионы располагаются в углах куба и в центре каждой грани. Центр куба свободен

Cu, Ag, Ni, Pb, Al

Гексагональная плотноупакованная

Шестигранная призма. В углах и в центре между ними находятся ионы. Посередине призмы лежат ионы, образующие треугольник

Zn, Ti, Mg, Co, Zr

Строение металлов – особенности атомов в таблице (химия, 8 класс)

Рис. 1. Виды решёток металлов.

Физические свойства

Металлы отличаются от неметаллов характерными физическими свойствами:

  • имеют металлический блеск;
  • проводят электрический ток и тепло;
  • не имеют запаха;
  • обладают серебристо-серым цветом (исключение – медь и золото).

Благодаря пластичности и плавке металлы могут образовывать сплавы – смеси химических элементов. Большую часть сплавов составляют металлы, остальное – случайные примеси и специально вводимые вещества. Сплавы отличаются высокой прочностью, упругостью, хрупкостью. Широко применяются сплавы на основе железа (чёрные металлы) и алюминия (цветные металлы).

Высокую электропроводность обуславливают свободные электроны, перемещающиеся по кристаллической решётке под действием электрических полей. При нагревании электропроводность уменьшается.

Виды

Классификация металлов приведена в таблице.

Признак

Вид

Пример

Температура кипения

Легкоплавкие (Т<1000°С)

K, Al, Zn

Тугоплавкие (Т>1000°С)

Au, Cu, Ni

Плотность

Лёгкие (ρ<5 г/см3)

Li

Тяжёлые (ρ>5 г/см3)

Os

Твёрдость

Мягкие – режутся ножом

Na, Rb, Cs

Твёрдые – используются для резки

Cr

В химии по структуре орбиталей атома металла различают s-, p-, d-, f-металлы.

Химические свойства

Металлы являются восстановителями и вступают в реакцию с неметаллами, образуя оксиды, гидроксиды, соли. Самыми активными являются щелочные и щелочноземельные металлы, расположенные в I и II группах таблицы Менделеева. Благородные металлы (Au, Ag, Pt) малоактивны и не взаимодействуют с кислородом и водой.

Строение металлов – особенности атомов в таблице (химия, 8 класс)

Рис. 2. Шкала активности металлов.

Особенности химического взаимодействия металлов с другими элементами описаны в таблице.

Взаимодействие

Продукты

Уравнение

С кислородом

Оксиды

2Mg + O2 → 2MgO

С серой

Сульфиды

Zn + S → ZnS

С азотом

Нитриды

6Li + N2 → 2Li3N

С фосфором

Фосфиды

3Ca + 2P → Ca3P2

С галогенами

Галогениды

2Na + Cl2 → 2NaCl

С водой

Гидроксиды

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2

С кислотами

Соли

2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2

С солями (замещают менее активные металлы)

Соль

2Fe + Cu2SO4 → Fe2SO4 + 2Cu

Золото растворяется в царской водке (смеси соляной и азотной кислот), серебро – в концентрированной азотной и горячей серной кислотах.

Строение металлов – особенности атомов в таблице (химия, 8 класс)

Рис. 3. Золото.

Что мы узнали?

Рассмотрели особенности строения атомов металлов, физические и химические свойства. Металлы состоят из элементарных кристаллических ячеек, отличающихся конфигурацией. Элементы обладают металлическим блеском, электропроводностью, пластичностью, твёрдостью. Металлы – восстановители. Наиболее активные находятся в I и II группах таблицы Менделеева. Металлы реагируют с кислородом, водой, кислотами, галогенами и неметаллами.

Беликова Ирина

Учитель физики, информатики и вычислительной техники. Победитель конкурса лучших учителей Российской Федерации в рамках Приоритетного Национального Проекта "Образование".

Оцените автора
Добавить комментарий

Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить
Adblock
detector