металлы и неметаллы в таблице менделеева

В прошлые времена металл отделяли от других веществ по таким свойствам как: пластичность и ковкость, блеск, - "светлое тело, которое ковать можно " (М. В. Ломоносов). Все же металлический блеск отличает и некоторые из неметаллов, например йод. В природе существуют хрупкие металлы, но множество из них получены в пластическом состоянии в процессе тщательной очистки. Сегодня признаком №1 относительно металлов является характерен отрицательный коэффициент электрической проводимости, то есть снижение электрической проводимости при нагревании же металла. 86 металлов отмечено в периодической системе Менделеева, при том, что общее количество элементов равно 109-ти. Пограничная линия между металлами и неметаллами в таблице Менделеева (ее длинном варианте) проведена по диагонали от бора до астата (At). О таких элементах, как например, германий (Ge), сурьма (Sb), единого мнения нет. Аксиомой здесь является то, что германий, например, больше неметалл, так как обладает свойствами полупроводника, a сурьма-метал, хотя и по физическим свойствам сурьма (Sb) -полуметалл.

Олово является в природе как в металлической (b-Sn) модификации, и также как полупроводник (a-Sn). В германия, кремния, фосфора и других неметаллов в условии высокого давления обнаружены проводнику модификации. Здесь легко сделать вывод, что при экстремально высоких давлениях металлические свойства могут приобретать все вещества. В этом отношении оттеснять тот или иной элемент к металлам или неметаллов нужно на основании изучения не только физических свойств простого элемента таблицы Менделеева, но также его химических свойств. Нередко для элементов, расположенных на границе металлы - неметаллы, применяется термин "полуметаллов ", хотя в химии такой термин сегодня задействовать не рекомендуется.

Физические свойства. В металлов они меняются очень сильно. Таким образом, температура плавления может измениться от - 39 ° С (Hg) до 3400 ° С (W), а плотность, в свою очередь, - меняется в пределах величин: 0,5 г / см3 (литий Li) - 22,5 г / см3 (осьмий Os). Удаленное электрическое сопротивление (р) при температуре 25 ° С варьируется от 1,6 (серебро Ag) до 140 (марганец Мп) мкОм.см. Рассеяния электронов (или сопротивление подвижности электронов) происходит по причине деформации кристаллической решетки за теплового атомного движения, а также из-за дефектов (примесных атомов, вакансий и дислокаций,). Мера движения - это длина свобразного пробега электрона. В условиях комнатной температуры она равна ~ 10-6 см, если чистота металлов обычная и ~ 10-2 см в металлов высокой чистоты. Р - (температурный коэффициент) (если брать интервал 0-100 ° С) меняем в пределах от 1,0.10-3 (в ртути Hg) в 9,0.10-3 К-1 (бериллий Be). В условиях гелиевых температур, (4,2 К) р не имеет большой зависимости от температуры (rост). Его измерение находят в целях характеристики совершенства и чистоты металлических кристаллов. Чем чище металл, тем больше отношение r273 / r4,2,. В монокристаллах с высокой чистотой оно достигает 104-105. Также при низких температурах некоторые металлы проявляют себя как сверхпроводники При всем при этом критическая температура чистых металлов располагается в районе от сотых долей до 9 К.

В большинстве своем металлы магнитно слабо восприимчивы согласно абсолютной величине (~ 10-9) и также слабо зависят от температуры. В ряду металлов является диамагнетики, например висмут, а также парамагнетики. Все из переходных металлов парамагнитны, за исключением металлов I и II гр. Некоторые при температурах точки Кюри приобретают магнитно-упорядоченное состояние. Металлы Феррумной триады, а также гадолиний (Gd) и несколько других лантаноидов - ферромагнетики. Марганец, хром и большая часть лантаноидов - антиферромагнетики. Излучение в оптическом диапазоне практически полностью отражаются металлической поверхностью, и вследствие этого они обладают непрозрачностью и тем самым характерным металлическим блеском (множество порошков металлов - матовые). Некоторые из металлов, допустим золото (если он в виде тонкой фольги), могут пропускать свет. Плоскополяризованный свет, отраженный от поверхности металлов, становится эллиптически поляризованным.

Варианты таблиц отличаются друг от друга главным образом различным положением некоторых элементов в а- и Ь-подгруппах. В первую очередь он располагается в первой подгруппе (подгруппе щелочных металлов), в других - в VII-подгруппе (подгруппе галогенов). Провести в таблице границу, отделяющую металлы от неметаллов можно только на длинной таблицы Водород должен быть расположен в VII-Ь подгруппе. Этот вариант представлен на рис. 2. Впервые он был предложен Н.Бором в 1932 году (в пирамидальной форме). В упомянутой выше книге А.Н.Трифонова он фигурирует под №15. Совсем четко этот вариант таблицы в длинной форме впервые фигурирует в Л.Квилла (1938). Кстати говоря, именно этот вариант в длинной форме таблицы фигурирует в настоящее время в большинстве учебников химии. В длинной форме таблицы в левой металлы, а в правой неметаллы, части - неметаллические, поэтому появляется возможность их разделения. Z-образная граница между ними проведена нами на основании атомных структур простых веществ (находящихся в обычных Р, Т-условиях) для соответствующих химических элементов. Простые вещества, которые являются неметаллами, атомные структуры имеют координационные числа 6 и меньше. Большинство из этих структур подчиняются правилу Юма-Розера. В структурах металлов координационные числа 8 и более (обычно 8 и 12). Два слова о принятой терминологии.

Таким образом, классификация минералов проводиться по неметаллам. Неметаллов всего 27. Из них 8 в природных минералах встречаются (это Ро, At и 6 благородных газов) остается 19. Они располагаются в ПСХЭ в пяти b-подгруппах с III по VII. Первый акт разделения царства минералов - на 7 подцарств. Первое подцар-ство - самородные металлы и их интерметаллические соединения, то есть минералы, в составе которых нет неметаллов. Во втором подцарствах присутствуют только неметаллы. Подцарства с третьего по седьмое (назовем их основными) по составу будут соответствовать соединениям металлов с неметаллами III-b, IV-b, Vb, VI-b и VII-b подгрупп соответственно.

Второй акт - длинные подцарств на типы. Для основных подцарств это будет последовательность в каждой подгруппе отдельных неметаллических элементов. Так, в третьем подцарствах будет один тип, поскольку в этом подцарствах находится только один элемент - бор. В остальных подцарств по несколько царств: в подцарствах с элементами IV - b подгруппы типами будут соединения металлов с углеродом , кремнием , германием и оловом. Аналогично будут выделяться типы для остальных основных подцарств. Суммарно их будет 19 , соответственно 19 неметаллов, встречаются в минералов.

Здесь необходимо воспользоваться принципом преимущества. Ряд преимущества представляет собой перечисление всех 19 -ти встречаются в минералов неметаллов , слева - направо , сверху - вниз по ПСХЭ , то есть В- С - Si- Ge - Sn -N- Р As - Sb -Bi -О- S- Se - То- H - F- CI- Br -I. Предпочитается тот элемент, который стоит в этом ряду ближе к началу , независимо от того, образуют оба неметаллических атома комплексный анион или присутствуют в структуре изолированно друг от друга.

Ученики определяют месторасположение металлов в Периодической таблицы Д.И.Менделеева , дают характеристику простым веществам - металлам , вспоминают вид химической связи , тип кристаллической решетки.

Актуализация опорных знаний. Напоминаю ребятам , что в процессе изучения химии они познакомились с простыми и сложными веществами , окислительно - восстановительными реакциями , научились составлять электронный баланс химических реакций. На этом уроке полученные знания нужно привести в систему и изучить свойства простых веществ - металлов и неметаллов , кислот и солей в свете представлений об окислительно - восстановительных процессах.

Затем ученики получают задание: написать уравнения реакций между простыми веществами : натрием и хлором, кальцием и водородом , кальцием и азотом , цинком и хлором, магнием и кислородом ; расставить степени окисления элементов; определить окислитель и восстановитель. При выполнении данной задачи на конкретных примерах ученики убеждаются , что металлы в ОВР проявляют восстановительные свойства. Для самопроверки проектируется Слайд 5.

Ученики начинают рассуждать , что вследствие сравнительно больших размеров радиусов , небольшого количества электронов на внешнем уровне металлам легче отдать свои электроны , чем принять их от других элементов. Итак , металлы в ОВР проявляют восстановительные свойства.

Именно поэтому ржавеет луженая поверхность консервных банок (железо , покрытое оловом ) при хранении в влажной атмосфере и небрежном обращении с ними ( железо быстро разрушается после появления хотя бы небольшой царапины, допускает контакт железа с влагой). Напротив , оцинкованная поверхность железного ведра долго не ржавеет , поскольку даже при наличии царапин корродирует НЕ железо , а цинк ( более активный металл , чем железо).

546.0009ms

Похожие статьи

Вход для пользователей