Среда, 13.12.2017, 04:48Главная | Регистрация | Вход

Вход

  Поиск

Новости биологии

Наш опрос

С какой периодичностью Вы посещаете мой сайт?
Всего ответов: 932

  Статистика


Онлайн всего: 2
Гостей: 2
Пользователей: 0

Теория к ОГЭ и ЕГЭ
Главная » 2017 » Январь » 25 » Блок 3. Элементарные основы неорганической химии. Представления об органических веществах (часть 1)
20:50
Блок 3. Элементарные основы неорганической химии. Представления об органических веществах (часть 1)

Блок 3. Элементарные основы неорганической химии. Представления об органических веществах

Химические свойства простых веществ-металлов

Металлы (от лат. metallum – шахта, рудник): группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами.

СТРОЕНИЕ АТОМА  

Металлы имеют большой атомный радиус и малое  число электронов (от 1 до 3) на внешнем слое. 

Исключение:

Ge,  Sn,  Pb   ─    4 электрона; 

Sb, Bi            ─    5 электронов; 

Po                 ─    6 электронов

Ме – одноатомны:  K, Fe, Zn и т.д. 

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

1. Металлическая кристаллическая решетка – наличие подвижных электронов

2. Металлический блеск (неметаллы йод и углерод в виде графита) Наиболее хорошо: алюминий, серебро, палладий и родий. 

3. Твёрдое состояние  (кроме ртути ).Обладают различной твёрдостью:  щелочные металлы режутся  ножом, а ванадий, вольфрам и хром легко царапают самую твёрдую сталь и стекло. 

4. Пластичность - возможность лёгкой механической обработки. Самыми пластичными являются золото, серебро и медь , германий и висмут непластичны.

5. Высокая теплопроводность  и  электропроводимость обусловлена наличием  подвижных электронов. Серебро, медь и алюминий имеют наибольшую электропроводность.

6. Высокая плотность. Металлы делят на: лёгкие (плотность 0,53 ÷ 5 г/см³). Самый лёгкий  литий (плотность 0.53 г/см³).тяжёлые (5 ÷ 22,5 г/см³).  Самые тяжёлые металлы осмий и иридий (около 22.6 г/см³).

7. Температура плавления лежит в диапазоне от −39 °C (ртуть) до  3410 °C (вольфрам). 

МЕТАЛЛЫ I ГРУППЫ ГЛАВНОЙ ПОДГРУППЫ (А) (ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ): литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций.

Мягкие металлы, легко режутся ножом. На срезе белого цвета с блеском, исчезающим на воздухе.

МЕТАЛЛЫ II ГРУППЫ ГЛАВНОЙ ПОДГРУППЫ (А): бериллий, магний, кальций, стронций, барий, радий

АЛЮМИНИЙ И ЭЛЕМЕНТЫ III-A ГРУППЫ

Цинк — элемент побочной подгруппы второй группы (А), четвёртого периода,  не входит в число переходных элементов. 

Хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка). 

Минералы цинка - сфалерит, или цинковая обманка ZnS (разнообразные примеси придают  всевозможные цвета) . 

Медь — элемент побочной подгруппы первой группы (А), четвёртого периода. Электронное строение: 3d¹⁰4s¹. ПРОВАЛ ЭЛЕКТРОНА!

Железо - металл 4 группы 8 группы побочной подгруппы.

ХИМИЧЕСКИЕ  СВОЙСТВА  МЕТАЛЛОВ

По химическим свойствам металлы подразделяют на:

1)Активные (щелочные  и щелчноземельные металлы, Mg, Al, Zn  и др.)

2) Металлы средней активности (Fe, Cr, Mn и др.) ;

3)Малоактивные  (Cu, Ag)

4) Благородные металлы – Au, Pt, Pd и др.

В реакциях  - только  восстановители.

Атомы металлов легко отдают электроны внешнего (а некоторые – и предвнешнего) электронного слоя, превращаясь в положительные ионы.

Возможные степени окисления Ме

Низшая 0,+1,+2,+3

Высшая +4,+5,+6,+7,+8

1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С НЕМЕТАЛЛАМИ 

С ВОДОРОДОМ

Реагируют при нагревании металлы IA  и  IIA группы, кроме бериллия.

Образуются  твёрдые нестойкие  вещества  гидриды, остальные металлы не реагируют.

2K + H₂ = 2KH (гидрид калия)

Ca + H₂ = CaH₂ 

С КИСЛОРОДОМ 

Реагируют все металлы, кроме золота, платины. Реакция с серебром происходит при высоких температурах, но оксид серебра(II) практически не образуется, так как он термически неустойчив. 

Щелочные металлы при нормальных условиях  образуют  оксиды, пероксиды, надпероксиды  (литий – оксид, натрий – пероксид, калий, цезий, рубидий – надпероксид)

4Li + O2 = 2Li2O (оксид)

2Na + O2 = Na2O2 (пероксид)  

K+O2=KO2 (надпероксид)

Остальные металлы главных подрупп  при нормальных условиях образуют оксиды со степенью окисления, равной номеру группы

2Сa+O2=2СaO

Металлы побочных подрупп образуют оксиды при нормальных условиях и при нагревании оксиды  разной степени окисления, а  железо железную окалину Fe3O4  (Fe⁺²O∙Fe2⁺³O3)

3Fe + 2O2 = Fe3O4

4Cu + O₂ = 2Cu₂⁺¹O (красный)             2Cu + O₂ = 2Cu⁺²O (чѐрный); 

2Zn +  O₂ = ZnO

4Cr + 3О2 = 2Cr2О3 

С ГАЛОГЕНАМИ – галогениды (фториды, хлориды, бромиды, иодиды). 

Щелочные при нормальных условиях с F, Cl , Br  воспламеняются:

2Na + Cl2 = 2NaCl (хлорид)

Щелочноземельные  и алюминий реагируют при нормальных условиях:

Сa+Cl2=СaCl2

2Al+3Cl2 = 2AlCl3

Металлы побочных подгрупп при повышенных температурах

Cu + Cl₂  =  Cu⁺²Cl₂

Zn +  Cl₂ = ZnCl₂

2Fe + 3С12 = 2Fe⁺³Cl3 хлорид железа (+3)

2Cr + 3Br2 = 2Cr⁺³Br3 

2Cu + I₂ = 2Cu⁺¹I (не бывает йодида меди (+2)!) 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С СЕРОЙ  при нагревании даже у щелочных металлов, с ртутью при нормальных условиях. Реагируют все металлы, кроме золота и платины.

с серой – сульфиды:            

 2K + S  = K2S                2Li+S = Li2S (сульфид)

 Сa+S = СaS (сульфид)         2Al+3S = Al2S3

Cu + S = Cu⁺²S (чѐрный)        Zn +  S = ZnS

2Cr + 3S = Cr2⁺³S3            Fe + S = Fe⁺²S 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ФОСФОРОМ И АЗОТОМ протекает при нагревании (исключение: литий с азотом при нормальных условиях):

с фосфором – фосфиды:       3Ca + 2P =Са3P2,

С азотом – нитриды                6Li + N2 = 3Li2N (нитрид лития) (н.у.) 

                                                   3Mg + N2 = Mg3N2 (нитрид магния)

                                                    2Al + N2 = 2A1N  

                                                    2Cr + N2 = 2CrN 

                                                     3Fe + N2 = Fe₃⁺²N₂¯³

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С УГЛЕРОДОМ И КРЕМНИЕМ протекает при нагревании:

С углеродом образуются карбиды 

С углеродом реагируют только наиболее активные металлы.  

Из щелочных металлов карбиды образуют литий и натрий, калий, рубидий, цезий не взаимодействуют с углеродом:

                                                     2Li + 2C =  Li2C2

                                                     Са + 2С = СаС2

Металлы – d-элементы образуют с углеродом  соединения нестехиометрического состава типа твердых растворов: WC, ZnC, TiC – используются для получения сверхтвёрдых сталей.

с кремнием – силициды:        4Cs + Si  = Cs4Si,

2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ  МЕТАЛЛОВ С ВОДОЙ

С водой реагируют металлы, стоящие до водорода в электрохимическом ряду напряжений 

Щелочные и щелочноземельные металлы реагируют с водой без нагревания , образуя  растворимые гидроксиды( щелочи ) и водород,  алюминий (после разрушения оксидной пленки  - амальгирование), 

 магний при нагревании, образуют нерастворимые основания и водород.

              2Na  + 2HOH =  2NaOH  + H2

              Сa  +  2HOH =  Ca(OH)2   + H2

             2Аl + 6Н2O = 2Аl(ОН)3 + 3Н2

Остальные металлы реагируют с водой только в раскаленном состоянии, образуя оксиды (железо – железную окалину) 

 Zn + Н2O =  ZnO + H2 ↑                      3Fe   +  4HOH  =   Fe3O4  +  4H2

2Cr + 3H₂O =  Cr₂O₃ + 3H₂↑

3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ  МЕТАЛЛОВ С КИСЛОРОДОМ  И ВОДОЙ 

На воздухе железо и хром легко окисляется в присутствии влаги (ржавление):

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3

4Cr + 3O2 + 6H2O = 4Cr(OH)3

4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С ОКСИДАМИ 

(оксидами неметаллов и менее активных металлов)

Металлы (Al, Mg,Са ), восстанавливают  при высокой температуре  неметаллы или  менее активные металлы из их оксидов → неметалл или малоактивный металл и оксид (кальцийтермия, магнийтермия, алюминотермия)

2Al + Cr2O3   =  2Cr + Al2O3

ЗСа + Cr₂O₃ = ЗСаО + 2Cr (800 °C)

8Al+3Fe3O4 = 4Al2O3+9Fe (термит)

2Mg + CО2 = 2MgO + С                     Mg + N2O = MgO + N2

Zn + CО2 = ZnO+ CO                         2Cu + 2NO  =  2CuO + N2

3Zn + SО2 = ZnS + 2ZnO  

Металлы  железо и хром реагируют со  оксидами, уменьшая степень окисления

Cr + Cr2⁺³O3  = 3Cr⁺²O

Fe+ Fe2⁺³O3 = 3Fe⁺²O

5. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С КИСЛОТАМИ (КРОМЕ  HNO3 и  Н24 (конц.)

Металлы, стоящие в электрохимическом ряду напряжений металлов левее водорода, вытесняют его из разбавленных кислот → соль и водород.

Мg + 2НС1 = МgСl2 + Н2↑

Al + 2НС1 =  Al⁺³Сl₃ + Н2↑

С концентрированной серной и азотной любой концентрации реакции идет по другому механизму

Металл + HNO  →  соль + HO + …

Запомни! Азотная кислота никогда не выделяет водород при взаимодействии с металлами.

В качестве продуктов могут образовываться оксиды азота в разных степенях окисления, молекулярный азот, аммиак и соли аммония.

Металлы платиновой группы - золото, платина и тантал инертны к азотной кислоте во всём диапазоне концентраций, остальные металлы реагируют с ней, ход реакции при этом определяется  концентрацией кислоты.

Общая закономерность при взаимодействии азотной кислоты с металлами: чем более разбавленная кислота и чем активнее металл, тем глубже восстанавливается азот:

                                                              ←увеличение концентрации кислоты

                                                                         NO2,NO,N2O,N2,NH4NO3

                                                              → увеличение активности металла

 Пассивация: с холодной конц. серной кислотой не реагируют: Al, Cr, Fe, Be, Co

При нагревании пассивирующие  пленки растворяются, и взаимодействие с кислотой протекает интенсивно.

Металл + HSO(конц)   →  соль + HO + …

6. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ С СОЛЯМИ

Активные металлы вытесняют из  солей менее активные.

Восстановление из растворов:

CuSO4 + Zn = Zn SO4 + Cu 

FeSO4 + Cu =

Mg + CuCl2(pp) = MgCl2 + Сu 

Восстановление металлов из расплавов их солей

3Na+ AlCl₃ =  3NaCl + Al

TiCl2 + 2Mg  = MgCl2 +Ti

Металлы  групп В реагируют с солями, понижая степень окисления.

2Fe⁺³Cl3 + Fe = 3Fe⁺²Cl2 

7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛОВ СО ЩЕЛОЧАМИ 

Со щелочами взаимодействуют только те металлы, оксиды и гидроксиды которых обладают амфотерными свойствами ((Zn, Al, Cr(III), Fe(III) и др. 

РАСПЛАВ → соль металла + водород.

2NaOH  + Zn → Na2ZnO2 + H2↑ (цинкат натрия)

2Al + 2(NaOH · H2O) = 2NaAlO2 + 3H2

РАСТВОР  → комплексная  соль металла + водород.

2NaOH + Zn0 + 2H2O = Na2[Zn+2(OH)4] + H2↑ (тетрагидроксоцинкат натрия) 

2Al+2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 

Категория: ОГЭ по химии | Просмотров: 170 | Добавил: konechnoya | Рейтинг: 0.0/0
Лотоцкая Елена © 2017 | Используются технологии uCoz
Некоторые файлы и информация, находящиеся на данном сайте, были найдены в сети ИНТЕРНЕТ, как свободно распространяемые, присланы пользователями сайта или найдены в альтернативных источниках, также использованы собственные материалы. Автор сайта не претендует на авторство ВСЕХ материалов. Если Вы являетесь правообладателем той или иной продукции или информации, и условия, на которых она представлена на данном ресурсе, не соответствуют действительности, просьба немедленно сообщить с целью устранения правонарушения.
Каталог@Mail.ru - каталог ресурсов интернет Наш сайт в каталоге manyweb.ru Союз образовательных сайтов Каталог сайтов Всего.RU GlavBoard.ru Top 100: Учеба, образование и науки Rambler's Top100 "YandeG" - рейтинг сайтов 3500 разработок для учителя Metodichka.org Банк Интернет-портфолио учителей