МЕТАЛЛЫ Химические и физические свойства металлов. — презентация

Физические свойства металлов

Металлы – химические элементы, атомы которых в процессе реакции стремятся отдавать электроны. Они обладают металлической кристаллической решеткой и общими физическими свойствами. На данный момент известно более 87 металлов.

Для металлов характерен ряд свойств:

• твердость (кроме ртути, которая представляет собой жидкость);
• металлический блеск;
• проводимость электрического тока и тепла;
• пластичность.

Металлы при ударах не разрушаются, а меняют форму. С этой особенностью связано то, что из них производят проволоку, металлические листы и др. Развитие бронзового и железного века связано с производством товаров из металлов.

Чем дерево похоже на металл и в чем их отличия

Дерево — это растительное сырье. Металл же это результат природного химического соединения. Чем отличается дерево от металла:

• Древесина не проводит электричество и возгорается при довольно низкой температуре по сравнению с металлами.
• Древесина не плавится при воздействии высоких температур.
• Также дерево плохо проводит тепло, в отличие от металлов.
• Древесина упругая, но не гибкая. Металлы же имеют более низкий коэффициент упругости, но они более пластичны. Так сложить пополам проволоку и не сломать ее можно легко, древесина при таком воздействии сломается пополам.
• Также отличительной чертой древесины от металла является то, что она не покрывается коррозией. Есть породы дерева, которые могут долгое время находиться в воде и не гнить. Металлы же при таких условиях покрываются ржавчиной.
• Плотность древесины достаточно низкая по сравнению с металлами. Хотя некоторые металлы имеют плотность ниже дерева, они относятся к легким металлам.

  

Физические свойства неметаллов

Неметаллы – химические элементы, атомы которых стремятся принять чужие электроны. Для них характерны атомные и молекулярные кристаллические решетки. Для атомов неметаллов не характерны общие физические свойства. На данный момент существует 22 неметалла.

Для неметаллов характерен ряд свойств:

• хрупкость (неметаллы нельзя ковать);
• отсутствие блеска;
• непроводимость электрического тока и тепла.

Расположение металлов и неметаллов в периодической таблице Д.И. Менделеева

Определить, является простое вещество металлом или неметаллом, можно с помощью периодической таблицы Менделеева. Металлы располагаются ниже диагонали «водород-бор- кремний-мышьяк-теллур-астат», а неметаллы выше.

Красные ячейки – неметаллы, синие – металлы

Элементы, расположенные вблизи диагонали, обладают смешанными свойствами: проявляют как металлические, так и неметаллические свойства. Они называются полуметаллами.

Красные ячейки – полуметаллы

Полуметаллы имеют ковалентную кристаллическую решетку при наличии металлической проводимости (электропроводности). Валентных электронов у них либо недостаточно для образования полноценной ковалентной связи, либо они не удерживаются достаточно прочно из-за больших размеров атома. Поэтому связь в ковалентных кристаллах этих элементов имеет частично металлический характер.

Закономерности в таблице Д.И. Менделеева

Каждый атом состоит из протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны находятся в ядре, который несет положительный заряд. Вокруг ядра движутся отрицательно заряженные электроны. Атомный номер указывает на количество протонов.

Чем больше заряд ядра, тем сильнее к нему притягиваются электроны. Т.о., атому сложнее отдавать электроны. Поэтому в периоде слева направо, с увеличением порядкового номера металлические свойства ослабевают, а неметаллические – усиливаются.

Неметаллы стремятся принять электроны от других атомов. Период в таблице указывает на количество электронных уровней. По мере увеличения числа орбиталей электроны отдаляются от ядра и атому сложнее удерживать электроны на последних уровнях. Т.о., в группе сверху вниз количество орбиталей возрастает, поэтому металлические свойства усиливаются, а неметаллические – уменьшаются.

Тест по теме

1. /10
   Вопрос 1 из 10

   Как изменяются металлические свойства в таблице Менделеева?

   Начать тест

Доска почёта

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

• Александр Котков

  10/10

• Александр Жабко

  9/10

• Евгения Медникова

  10/10

• Александр Котков

  10/10

• Лидия Маслова

  10/10

Химические свойства металлов

Все металлы проявляют восстановительные свойства. Легкость в отдачи внешнего электрона применяется в фотоэлементах. Степень активности определяется рядом активности. У самых активных на внешнем уровне располагается по одному электрону.

Общие химические свойства металлов выражаются в реакциях со следующими соединениями.

• С неметаллами

4 Li + O2→ 2 LiO2

3 Mg + N2 → Mg3N2

Активные металлы реагируют с галогенами и кислородом. С азотом взаимодействуют только литий, кальций и магний. Большинство металлов при взаимодействии с кислородом образуют оксиды, а наиболее активные металлы – пероксиды (N2O2).

• С оксидами металлов

2 Ca + MnO2 → 2 CaO + Mn(нагревание)

• С кислотами

Mg + H2SO4(разб)→MgSO4 + H2

Водород в кислотах вытесняют только те металлы, которые в ряду напряжений стоят до водорода.

• С растворами солей

Fe + CuSO4→ Cu + FeSO4

Cu + 2 AgNO3→ 2 Ag + Cu(NO3)2

Более активные металлы вытесняют из соединений менее активные.

• Химические свойства щелочных и щелочно-земельных металлов (реакции с водой)

2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2

Ca + 2 H2O →Ca(OH)2 + H2

Химические свойства неметаллов

Неметаллы проявляют окислительные свойства. Самый активный неметалл – фтор. Он бурно реагирует со всеми веществами, а некоторые реакции сопровождаются горением и взрывом. В атмосфере фтора горят даже вода и платина. Фтор окисляет кислород и образует фторид кислорода OF2.

Неметаллы вступают в реакции со следующими веществами.

• С металлами

3 F + 2 Al → 2 AlF3 (нагревание)

S + Fe →FeS (нагревание)

• С другими неметаллами

2 F2 + C → CF2 (нагревание)

S + O2→ SO2(нагревание)

• Со сложными веществами

4 F2 + CH4→CH3F + HF

3 O2 + 4 NH3→ 2 N2 + 6 H2O

Меньшей активностью обладают такие неметаллы как бор, графит, алмаз. Они могут проявлять восстановительные свойства.

2 C + MnO2 → Mn + 2 CO

4 H2 + Fe3O2 → 3 Fe + 4 H2O

2.3. Строение и свойства простых веществ — неметаллов.

Самые типичные неметаллы имеют молекулярное строение, а менее типичные — немолекулярное. Этим и объясняется отличие их свойств.

Наглядно это отражено в схеме №2.

очень высокой температурой плавления (2075°С) и большой твердостью. Электрическая проводимость бора с повышением температуры сильно увеличивается, что дает возможность широко применять его в полупроводниковой технике. Добавка бора к стали и к сплавам алюминия, меди, никеля и др. улучшает их механические свойства.

Как видно из схемы №2, углерод С, кремний Si, бор В имеют сходное строение и обладают некоторыми общими свойствами.

Коррозия металла

Коррозия – это процесс разрушения металлов или металлических конструкций под действием кислорода, воды и вредных примесей. Не все металлы подвергаются коррозии. Их стойкость зависит от ряда факторов.

• На благородных металлах не образуется коррозия.
• На поверхности алюминия, титана, цинке, хрома и никеля есть оксидная пленка, которая предотвращает процессы коррозии.

Различают несколько видов коррозии – химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия

Химическая коррозия сопровождается химическими реакциями. Она образуется под действием газов.

3 Fe + 2 O2 → Fe3O4

2 Fe + 3 Cl2 → 2 FeCl3

Электрохимическая коррозия

Электрохимическая коррозия – процесс разрушения металлов или металлических конструкций, который сопровождается электрохимическими реакциями. В большинстве металлов находятся примеси. В процессе коррозии электродами могут служить не только металлы, но и его примеси.

Например, в железе могут находиться примеси олова. В этом случае на аноде электроны переносятся от олова к железу и металлы растворяются, т.е. железо подвергаются коррозии. На катоде восстанавливается водород из воды или растворенного кислорода. Электрохимическая коррозия может сопровождаться следующими процессами.

Анод: Fe2+ — 2e → Fe0

Катод: 2H+ + 2e → H2

Способы защиты от коррозии

В промышленности популярны различные методы защиты металлов от коррозии.

• Защитные покрытия

Покрытия защищают поверхности от действия окислителей. Ими служат различные вещества:

• покрытие менее активным металлом (железо покрывают оловом);
• краски, лаки, смазки.
• Создание специальных сплавов

Физические свойства сплавов и чистых металлов отличаются. Поэтому для повышения стойкости в сплав необходимо добавить дополнительные металлы.

Конспект урока — Металлы — 9 класс

Коммуникативные УУД: уметь оформлять свои мысли в письменной и устной форме, вести дискуссию, уметь доказывать свою точку зрения.

Регулятивные:

уметь самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, определять цель, составлять план решения проблем.

Урок учитывал направленность класса. В классе 12 человек: 3 мальчиков и 8 девочек. Класс имеет средний творческий потенциал. Основной вид деятельности – учеба, но не все учащиеся заинтересованы в получении новых знаний. Успеваемость в классе – средняя. Ученики активные, любят доказывать свои позиции, обладают достаточными знаниями и навыками, мотивированы к самообразованию, готовы проявлять творческий подход к делу, искать нестандартные способы решения проблем.

Общий уровень дисциплины в классе – допустимый. Поэтому мотивационный этап прошел в соответствии с моими планами. Дети заинтересовались.

Каждый из учащихся комфортно чувствует себя в классе. Конфликтных ситуаций между учащимися группы не наблюдалось. Так как не все учащиеся класса заинтересованы в получении новых знаний, я поставила перед собой следующие задачи:

— заинтересовать учащихся, используя демонстрацию дополнительных источников (образцы металлов и сплавов и изделий из них) и электронной презентации;

— вызвать заинтересованность применением металлов и сплавов в быту;

— применением исследовательского метода (изучение свойств металлов).

Для решения поставленных задач я использовала следующие дидактические материалы:

— образцы металлов и сплавов и изделий из них;

— мультимедийный комплекс (компьютер, проектор);

— мультимедийная презентация;

— учебник О. С. Габриелян «Химия. 9 класс»;

— дополнительная литература.

Изучение нового материала осуществлялось в соответствии с требованиями ФГОС: начиналось с наводящих вопросов, показывающих связь его с ранее пройденным, подведение учащихся к самостоятельному формулированию новой темы, определению цели урока, составлению плана урока. При определении темы упор делался на имеющиеся у учащихся знания и умения, особое внимание акцентировалось на практическую значимость получаемых знаний, поэтому учащиеся смогли назвать тему урока.

На данном уроке применялся системно-деятельностный метод обучения, который был реализован в учебной, практической деятельности учащихся.

Исследовательский метод обучения наиболее эффективный способ получения и освоения материала для подростков, поэтому нацелил их на практико-ориентированную деятельность. Использование задачи практической направленности помогло понять учащимся, как применить знания, полученные на уроке, в повседневной жизни, а также соблюдение техники безопасности.

Биологическая роль металлов и неметаллов

В организмах содержится множество различных металлов и неметаллов. Различных химических элементов в организме может не хватать, поэтому приходится потреблять их извне.Химические элементы можно разделить на две большие группы – макроэлементы и микроэлементы.

К макроэлементам относятся вещества, содержание которых в организме превышает 0,005 %. Эта группа включает водород, углерод, кислород, азот, натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий, кальций.Микроэлементы – элементы, содержание которых не превышает 0,005%. К ним относятся железо, медь, селен, йод, хром, цинк, фтор, марганец, кобальт, молибден, кремний, бром, ванадий, бор. Каждый макро- и микроэлемент в организме выполняет определенную функцию.