Урок химии в 11 классе. «_____»_________________20____ г.
Цель. Обобщить, систематизировать и углубить знания учащихся о металлах.
Образовательные: систематизировать и обобщить знания учащихся о химических свойствах металлов, применяя при этом знания строения атомов металлов, их восстановительной способности согласно ряду напряжений металлов; научить правильно составлять уравнения химических реакций, подтверждающих свойства металлов.
Развивающие: уметь объяснять изменения физических и химических свойств металлов в периоде и в группе, подчеркнуть причинно-следственную зависимость состава, строения и свойств металлов; уметь составлять схемы, конспекты, проводить сравнения, делать обобщения, выводы.
Воспитательные: воспитывать познавательный интерес к предмету.
Изучение новой темы.
Где расположены металлы в ПСХЭ? Каково строение их атомов? К каким семействам относятся эти металлы?
Какими общими физическими свойствами обладают металлы?
В атомах металлов на внешнем энергетическом уровне малое количество электронов и очень большой радиус атома, что способствует быстрой отдаче электронов атомами металлов в результате их взаимодействия с другими соединениями.
Производство Калифорния. Калифорний. Самый дорогой металл в мире!
Металлы окисляются, сами выступают восстановителями. Химическую активность металлов можно оценить на основании их положения в ПСХЭ:
— в периодах – с увеличением заряда ядра атома она ослабевает;
— в главных подгруппах с возрастанием заряда ядра атома она усиливается, т. к. чем больше атомный радиус и меньше электронов на внешнем энергетическом уровне, тем меньше требуется на ее отрыв.
1. Атом железа имеет электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня:
1) …3d 6 4s 2 2) …4s 2 3) …4s 2 4p 6 4) …3d 5 4s 2
2. В каком ряду химические элементы расположены в порядке увеличения металлических свойств?
1) Sr, Ca, Mg 2) Na, Mg, Al 3) Na, K, Rb 4) Sr, Ba, Ra
3. Самый тугоплавкий металл: 1) Li 2) Cr 3) V 4) W
4. К щелочным металлам относится: 1) Са 2) Cs 3) Cu 4) Al
5. Самый легкий металл: 1) Li 2) Mg 3) Al 4) Cs
6. Самый пластичный: 1) Hg 2) Li 3) Au 4) Al
1. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня … 3d 10 4s 2 соответствует атому: 1) Ca 2) Ti 3) Zn 4) Cu
2. Способность отдавать электроны уменьшается в ряду:
1) Na, Mg, Al 2) Li, Na, Cs 3) Sc, Ca, K 4) Sr, Ba, Ra
3. Самый легкоплавкий металл: 1) Li 2) Hg 3) Cs 4) Na
4. К щелочно-земельным металлам относится: 1) Mg 2) K 3) Ba 4) Be
5. Самый тяжелый металл: 1) Mo 2) Pb 3) W 4) Os
6. Самый электропроводный: 1) Cu 2) Ag 3) Au 4) Al
Самый тяжелый металл – Осмий и Иридий (в науке до сих пор спор)
Самый ковкий металл – Золото: из 1 гр можно вытянуть проволоку длиной 2.4 км
Самый дорогой металл – Родий (примерно за 1 гр 225 долларов), на земле всего несколько тонн, в основном используется как автомобильный катализатор. Добывают в ЮАР, встречается в Заполярье, Норильске, на Урале.
Иридий — Самый РЕДКИЙ металл на Земле!
Платина (примерно за 1 гр 70 долларов), «белое золото»
Золото (за 1 гр 30 долларов)
Иридий (за 1 гр 17 долларов), открыт 1803 г, похож внешне на олово, твердый, тяжелый, идет на изготовление эталонов длины и веса, хим. весов, хирургических инструментов. Самый дорогой металл – Калифорний-252 , 1 гр стоит 6 млн.500 тыс. долларов. В мире его всего несколько граммов, не больше 5. Его вырабатывают 2 реактора (США, Россия). Каждый производит около 20-40 микрограммов в год.
У калифорния-252 период полураспада – 2,6 года. 2 грамма металла в секунду выделяет 2,4 биллиарда нейтронов. Что соответствует нейтронному потоку обычного ядерного реактора. Классическим путем такой эффект можно получить с использованием 200 килограммов радия. Столько металла на Земле нет.
Сейчас калифорний-252 используется в медицине для обработки злокачественных опухолей.
Калифорний может заменить средний атомный реактор Осмий (за 1 гр 10 тыс долларов) Osme (запах) – греческое слово. Оно то и дало название платиновому металлу осмию название 200 лет назад. У него неприятный раздражающий запах, он похож на смесь хлорки и чеснока. В природе чистого осмия не найдено. Осмий очень хрупкий.
Его просто растолочь даже в обычной ступе. Его используют в фармакологической отрасли в качестве катализатора во многих химических процессах. Применяют для изготовления деталей измерительных приборов.
Химические свойства металлов.
Характерной особенностью металлов является способность их атомов легко отдавать свои валентные электроны; при этом проявляется активная восстановительная способность.
Восстановительную активность металла в химических реакциях, которые протекают в водных растворах, отражает его положение в электрохимическом ряду напряжений металлов.
Li K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ca Co Ni Sn Pb (H 2 ) Cu Hg Ag Pt Au
———————————————————————————————————
Уменьшение восстановительных свойств
Вопрос: На основании данного ряда напряжений какие можно сделать важные заключения о химической активности металлов в реакциях, протекающих в водных растворах при стандартных условиях:
Чем левее стоит металл в этом ряду, тем более сильным восстановителем он является.
Каждый металл способен вытеснять (восстанавливать) из солей в растворе те металлы, которые в ряду напряжений стоят после него (правее).
Металлы, находящиеся в ряду напряжений левее водорода, способны вытеснять его из кислот в растворе (кроме азотной (разб. и конц.) и серной конц.).
Металлы, являющиеся самыми сильными восстановителями (щелочные и щелочноземельные), в любых водных растворах взаимодействуют прежде всего с водой.
На основании восстановительной способности металлов в ряду напряжений металлы условно можно разделить на три группы по активности:
от Li до Al – очень активные металлы;
от Mn до H 2 – металлы средней активности;
от Cu до Au – малоактивные металлы
стр. 164- 169 сделать опорный конспект.
Взаимодействие металлов с неметаллами.
Металлы восстанавливают неметаллы, образуя бинарные соединения:
С серой – ________________________________________________________
С галогенами –___________________________________________________
С азотом –_______________________________________________________
С водородом (только активные маталлы) –____________________________
А) образуют оксиды, например при взаимодействии кислорода с __________
Б) образуют пероксиды, например при взаимодействии кислорода с __________
В) образуют оксиды, например при взаимодействии кислорода с _____________
Взаимодействие металлов с водой.
от Li до Al – Ме + Н 2 О →
от Mn до Р b – Ме + Н 2 О →
от Cu до Au – Ме + Н 2 О →
Взаимодействие металлов с кислотами
Взаимодействие металлов с солями.
Коррозия металлов, способы защиты от нее.
Коррозия – ( от лат coorrodere – «разъедать») – самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под влиянием окружающей среды.
Химическая – прямое взаимодействие металла с окислителем.
Электрохимическая — если 2 металла, контактирующих между собой опустить в водный раствор электролита (п-р: грунтовые воды, атмосферная влага..), то металл более активный (левее в ряду активности металлов) будет разрушаться (окисляться, отдавая электроны), предохраняя тем самым менее активный металл.
Способы защиты от коррозии: (см. учебник с.172-173)
— нанесение защитных покрытий (п-р: масляные краски, лаки, эмали)
— нанесение сверху другого металла ( Au , Ag , Cr , Ni , Sn , Zn …) Частный пример – лужение – нанесение на железа слой олова, такое железо – белая жесть
— использование нержавеющих сталей (содержат специальные добавки)
— введение в среду ингибиторов коррозии (уменьшают агрессивность среды и уменьшают скорость коррозии)
— создание контакта с более активным металлом – протектором – он и будет разрушаться (Стальные Корпуса морских судов обшивают листами цинка, который разрушается, предохраняя сталь от коррозии).
Составьте уравнения практически осуществимых реакций.
Источник: xn--j1ahfl.xn--p1ai
Ковкость — определение. Какие металлы самые ковкие?
Металлы находят применение во многих сферах нашей жизни. Они используются в промышленности, дизайне, в быту, в ювелирном деле, строительстве, медицине. При этом ковкость – это одна из важнейших характеристик, определяющая способность металлов выдерживать обработку. От чего она зависит? Как проявляется?
Давайте это выясним.
Ковкость – свойство металлов
Чаще всего ковкость рассматривается именно в контексте металлов, так как именно у них она проявляется лучше, чем у других материалов и веществ. Прежде всего, это происходит из-за их внутреннего строения. Связано с тем, что их атомы могут менять положение в своих кристаллических решетках, преодолевая лишь небольшое сопротивление.
Так что такое ковкость? Это способность материалов подвергаться механическому воздействию и менять свою форму, не разрушаясь и не ломаясь. Она близка к пластичности и является прямой противоположностью хрупкости веществ.
Именно физические свойства металлов по большей части определяют области их применения людьми в.
Как текучесть, истираемость и вязкость, ковкость – это технологическая характеристика. С помощью нее можно определить, насколько металл или сплав подходят к тому или иному виду воздействия, и в какой области их можно применять. В первую очередь, ковкость необходима при обработке материалов давлением или использовании большой силы, например, во время ковки, штамповки, прессования, прокатки.
От чего она зависит?
Ковкость очень зависит от степени, скорости, равномерности деформации, а также температуры, при которой она происходит. Главные факторы, влияющие на ковкость – это характер самих металлов и сплавов, их состав, чистота, внутреннее строение и способность к теплопроводности.
Самыми ковкими металлами являются медь, золото и серебро. Также это свойство характерно для титана, олова, латуни, магния, бронзы и алюминиевых сплавов. Сталь хорошо поддается обработке, но примеси углерода делают ее тверже. Поэтому, чем их больше, тем менее она пластична. Это же можно сказать и про хром.
В чистом виде он обладает хорошей ковкостью, но становится хрупким от примесей водорода, азота, углерода или кислорода.
Источник: autogear.ru
Химические рекорды
# Самый распространенный элемент в литосфере — кислород (46,60% по массе)
# Самый распространенный элемент в атмосфере — азот (78,09%)
# Самый распространенный элемент вне Земли — водород (90%)
# Самый редкий элемент — астат (0,16 г в земной коре)
# Самое тяжелое из газообразных веществ — радон (10,05 г/л при 0 оС), а самое легкое — водород (0,08929 г/л)
# Самый дорогой — калифорний (10$ за 0,001 мг)
# Самый долгоживущий из изотопов — 128Te (период полураспада 1,5 . 1024 лет)
# Самый долгоживущий изотоп среди альфа-активных — 148Sm (8 . 1015 лет )
# Самый долгоживущий изотоп среди бета-активных — 113Cd (9 . 1015 лет)
# Самый нестабильный изотоп — 5Li (4,4 . 10—22 сек)
# Самое большое число изотопов у Xe и Cs (по 36)
# Самый ковкий металл — золото (из 1 г можно вытянуть проволоку длиной 2,4 км)
# Самый тугоплавкий — вольфрам (т. пл. 3420 оС)
# Самые необычные теплофизические свойства у — плутония (в интервале температур от 320 до 540 оС этот металл, в отличие от всех других, сжимается, причем наиболее сильно в интервале температур 500-540 оС)
# Самый большой положительный коэффициент температурного расширения у цезия (97 . 10—6 К—1)
# Самые зловонные соединения — этилмеркаптан С2Н5SH и бутилселеномеркаптан С4Н9SeH. Их запах напоминает комбинацию запахов гниющей капусты, чеснока, лука и нечистот одновременно
# Самый сильный нервный яд — газ VX (о-этиловый эфир S-2-(диизопропиламиноэтил)метилфосфонотиоловой кислоты В 300 раз токсичнее фосгена, смертельная доза — 0,3 мг
# Самое ядовитое из всех синтезированных соединений — TCDD (2,3,7,8-тетрахлордибензо-n-диоксин), оно в 150000 раз токсичнее цианида калия
# Самое сильное биологически активное соединение — диэтиламид d-лизергиновой кислоты (LSD) и тартрат диэтиламида d-лизергиновой кислоты (LSD—25)
# Самый сильный анальгетик — вещество R33799 , по своему действию напоминает морфин, но в 12000 раз превосходит его
# Самое дорогое вещество — интерферон (10-6 мкг стоит 10 $)
# Самая низкая температура, прикоторой идет химическая реакция, равна -269 оС — это реакция полимеризации формальдегида под действием ионизирующего излучения
# Самая высокая температура пламени получается при сгорании динитрида тетрауглерода C4N2; она равна 5261 K
# Самые длинные химические формулы (помимо полимеров с повторяющимися звеньями): в начале XX века — глицерид мелиссиновой кислоты, состава C96H188O6 (290 атомов); в 1913 г. — глицерид фосфорной и стеариновой кислот, состава C195H375O25P (596 атомов); в 60-х годах XX в. — полибордиметилсилоксановый олигомер состава C1320H3963BO663Si660 (6607 атомов). В конце XX века — ДНК одного из бактериофагов состава C5750H7227N2215O4131S590 (19913 атомов)
# Самый долгоживущий гальванический элемент — серно-цинковая батарея, изготовленная в Лондоне в 1840 г. Подключенный к ней звонок работает и по сей день в Кларендонской лаборатории в Оксфорде (Англия)
Источник: pirotehnika.ruhelp.com