2 of 15

Что такое металлы?

Металлы — группа элементов, в виде простых веществ обладающих характерными металлическими свойствами, такими как высокие тепло- и электропроводность, высокая пластичность и металлический блеск
У атомов металлов на внешнем энергетическом уровне обычно 1-3 электрона. Их атомы обладают большим радиусом и легко отдают валентные электроны, т.е. проявляют восстановительные свойства.

3 of 15

Положение металлов в ПСХЭ, изменение металлических свойств в группах и периодах

Металлы располагаются в основном в левой и нижней части ПСХЭ;
В периоде с возрастанием заряда ядра атома (слева направо) металлические свойства ослабевают, т. к. увеличивается число электронов на последнем слое. В подгруппе с возрастанием заряда ядра (сверху вниз) металлические свойства усиливаются, т. к. увеличивается радиус атома и отдавать электроны становится легче.

4 of 15

Нахождение металлов в природе

в самородном состоянии: серебро , золото , платина , медь , иногда ртуть (благородные металлы)
в виде оксидов и сульфидов: магнетит Fe₃O₄, гематит Fe₂О_3, галенит PbS, киноварь НgS и другие (металлы средней активности)
в виде смешанных оксидов: каолин Аl₂O₃· 2SiO₂ • 2Н₂О, алунит (Na,K)₂O • Al₂O₃ • 2SiO₂ и другие
в виде солей: хлоридов: сильвин КСl, галит NaCl, сильвинит КСl· NаСl, карналлит КСl • МgСl₂ • 6Н₂О, сульфатов: барит ВаSO₄, фосфатов: апатит Са₃(РО₄)₂, карбонатов: мел, мрамор СаСО₃, магнезит МgСО₃ (активные металлы)

5 of 15

Нахождение металлов в природе

Многие металлы часто сопутствуют основным природным минералам: скандий входит в состав оловянных, вольфрамовых руд, кадмий — в качестве примеси в цинковые руды, ниобий и тантал — в оловянные.�Железным рудам всегда сопутствуют марганец, никель, кобальт, молибден, титан, германий, ванадий.
содержание некоторых металлов в земной коре�алюминий — 8,2%�железо — 4,1%�кальций — 4,1%�натрий — 2,3%�магний — 2,3%�калий - 2,1 %�титана— 0,56%�

6 of 15

Физические свойства металлов

Физические свойства металлов обусловлены наличием в них металлической связи.
Металлическая связь – это связь, которую осуществляют свободные электроны между катионами и свободными атомами в металлической кристаллической решётке

7 of 15

Свойство	Определение	Значение для некоторых металлов	Примечание
Пластичность	Способность тела изменять форму под действием внешних сил без разрушения	Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe В ряду наблюдается уменьшение пластичности	Из пластичного золота можно изготовить фольгу толщиной 0,003 мм
Температура плавления, Т_пл	Температура, при которой осуществляется процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое	Т_пл > 1000°С – тугоплавкие металлы: Au, Cu, Ni, Fe, Pt, Ta, Nb, Mo, W; Т_пл < 1000 °C – легкоплавкие металлы: Hg, K, Sn, Pb, Zn, Mg, Al	Самая низкая температура плавления у ртути – 39°С, самая высокая – у вольфрама + 3410°С
Теплопроводность	Способность тела передавать теплоту от более нагретых его частей менее нагретым	Ag, Cu, Au, Al, W, Fe В ряду наблюдается уменьшение теплопроводности	-
Электропроводность	Свойство вещества проводить электрический ток (обусловлено наличием в нем свободных электронов)	Ag, Cu, Au, Al, W, Fe В ряду наблюдается уменьшение электропроводности	При нагревании электропроводность уменьшается, так как усиливается колебательное движение атомов и ионов в узлах решетки и затрудняется движение электронов

8 of 15

Свойство	Определение	Значение для некоторых металлов	Примечание
Металлический блеск	Способность поверхности металла отражать световые лучи	-	In и Ag отражают свет лучше других металлов, поэтому применяются для изготовления зеркал
Плотность, ρ	Физическая величина, измеряемая отношением массы тела к его объему	ρ < 5000 кг/м³ – легкие металлы: Li, Ca, Na, Mg, Al; ρ > 5000 кг/м³ – тяжелые металлы: Zn, Fe, Ni, Cr, Pb, Ag, Au, Os	Самый легкий металл – литий: ρ = 530 кг/м³; самый тяжелый – осмий: ρ = 22600 кг/м³
Твердость, Н	Способность (свойство) твердого тела сопротивляться проникновению в него другого тела	Твердость некоторых металлов по шкале Мооса: C (алмаз) - 10 Н(Na) = 0,4; H(Sn) = 1,8; H(Ni) = 5; H(Cr) = 9	Самые мягкие металлы: K, Rb, Cs, Na (режутся ножом); самый твердый металл – Cr (режет стекло)

9 of 15

Способы получения металлов

1. Пирометаллургия – восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью углерода, оксида углерода (II), водорода (водородотермия), алюминия (алюминотермия):

Cu₂O + C = 2Cu + CO
Fе₂О₃ + ЗСО = 2Fе + ЗСО₂
WO₃ + 3H₂ =W + 3H₂O (получают особо чистые металлы)
4Аl + ЗМnО₂ = 2А1₂О₃ + ЗМn (получают менее активные металлы, чем Al)

2. Гидрометаллургия – восстановление металлов из солей в растворе

CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O,

CuSO₄ + Fe = Cu + FeSO₄.

10 of 15

Способы получения металлов

3. Обжиг сульфидов металлов и последующим восстановлением образовавшихся оксидов

2ZnS + ЗО₂ = 2ZnО + 2SО₂�ZnО + С = СО + Zn

4. Электролиз расплавов солей

2NaCl ⟶ 2Na + Cl₂

Kатод – восстановление (-) Na⁺ + еˉ = Na,

Aнод – окисление (+) 2Cl^- -2 еˉ = Cl₂

5. Электролиз растворов солей

2CuSO₄ + 2H₂O ⟶ 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄

11 of 15

Химические свойства металлов

Чем левее стоит металл в ряду напряжений , тем более сильным восстановителем он является, самый сильный восстановитель – металлический литий, золото – самый слабый, и, наоборот, ион золото (III) – самый сильный окислитель, литий (I) – самый слабый.
Каждый металл способен восстанавливать из солей в растворе те металлы, которые стоят в ряду напряжений после него.
Металлы, стоящее в ряду напряжений левее водорода, способны вытеснять его из растворов разбавленных кислот, при этом растворяться в них (исключение азотная кислота)

12 of 15

Химические свойства металлов

Взаимодействие с простыми веществами

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃
Cu + Cl₂ = CuCl₂
2Na + H₂ = 2NaH
Zn + S = ZnS
3Mg + N₂ = Mg₃N₂
4Al + 3C = Al₃C₄
3Ca + 2P = Ca₃P₂

13 of 15

Химические свойства металлов

Взаимодействие со сложными веществами

1)С кислотами

2Al + 6HCl = 2AlCl₃+3H₂

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑

Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

Cu + H₂SO₄ ≠

2) С водой

2Na + 2H₂O = 2NaOH+ H₂

3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂

3) С солями менее активных металлов

Zn + CuCl₂ = ZnCl₂ + Cu

1 of 15

2 of 15

3 of 15

4 of 15

5 of 15

6 of 15

7 of 15

8 of 15

9 of 15

10 of 15

11 of 15

12 of 15

13 of 15

14 of 15

15 of 15