Что относится к металлам и неметаллам

Химия

Лучшие условия по продуктам Тинькофф по этой ссылке

Дарим 500 ₽ на баланс сим-карты и 1000 ₽ при сохранении номера

. 500 руб. на счет при заказе сим-карты по этой ссылке

Лучшие условия по продуктам
ТИНЬКОФФ по данной ссылке

План урока:

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:

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.

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:

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.

Способы получения металлов

Большую часть металлов получают из оксидов при нагревании.

Металлы, имеющие на внешнем уровне один-два электрона, получают с помощью электролиза расплавов.

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.

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).

2 Ca + MnO₂ → 2 CaO + Mn(нагревание)

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

Более активные металлы вытесняют из соединений менее активные.

2 Na + 2 H₂O → 2 NaOH + H₂

Способы получения неметаллов

Неметаллы синтезируют из природных соединений с помощью электролиза.

Также неметаллы получают в результате окислительно-восстановительных реакций.

SiO₂ + 2 Mg → 2 MgO + Si

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.

3 F + 2 Al → 2 AlF₃ (нагревание)

S + Fe →FeS (нагревание)

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

2 C + MnO₂ → Mn + 2 CO

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.

Различают несколько видов коррозии – химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия

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

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.

Способы защиты от коррозии

В промышленности популярны различные методы защиты металлов от коррозии.

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

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

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.

Применение металлов и неметаллов

В синтезе химических препаратов и лекарств применяются чистые металлы и неметаллы. В органической химии металлы используются в качестве катализаторов, а также при получении металлорганических соединений. Неметаллы служат исходным сырьем для получения чистых кислот и других химических соединений.

Источник

Металлы и неметаллы

Содержание:

Неметаллы – это все элементы (и простые вещества), не являющиеся металлами. В нашей периодической таблице символы неметаллов красные, а металлов – синие.

На странице -> решение задач по химии собраны решения задач и заданий с решёнными примерами по всем темам химии.

Металлы и неметаллы

Весь естественный мир состоит из химических элементов И даже далекие галактики состоят из тех же химических элементов что и наша Земля.

Химические элементы делятся на металлы и неметлллы

Все металлы (кроме ртути) твердые при нормальных условиях. Однако твердость их различна.

Некоторые неметллы в свободном виде при комнатной температуре являются газами, другие — твердые, и один — жидкий.

Металлы и неметаллы отличаются в первую очередь строением. Изобразим строение атома натрия и хлора

Сравните строение их внешних уровней. Легко заметить, что у металлов небольшое число электронов поэтому они легко отдают наружные электроны и проявляют восстановительные свойства. Склонность металла отдавать электроны зависит от его строения прежде всего, от размера атомов: чем больше атомные радиусы, тем легче металл отдает электроны.

В периодической системе свойства металлов и неметаллов изменяются в периодах и группах (рис. 36).

Наблюдаются раличия и в радиусах атомов этих элементов (рис. 37),

Аналогично существует различие в образовании химической связи у металлов и неметаллов:

Существуют различия и в кристаллических решетках простых веществ. У металлов только металлическая кристаллическая решетка, а неметаллам характерны атомные и молекулярные кристаллические решетки:

Безусловно, различия в строении атомов, видах химических связей и кристаллическом строении приводят к различиям в физических свойствах металлов и неметаллов (табл. 14).

Используя полученные знания in курса химии, на практике сравните физические свойства меди и серы.

Химические элементы делятся на металлы и неметаллы. Металлы — твердые вещества <кроме ртути). Неметаллы находятся в различных агрегатных состояниях.

Строение металлов и неметаллов — главная отличительная характеристика. Металлы имеют металлическую кристаллическую решетку. А неметаллам присущи молекулярные и атомные кристаллические решетки. Металлы проявляют восстановительные. а неметаллы окислительные свойства.

Сравнение химических свойств ii способов получения металлов и неметаллов

Атомы металлов, не обладая склонностью принимать электроны, могут только их отдавать пли обобщать. Все металлы в тон или иной степени проявляют восстановительные свойства.

Казалось бы, что самым активным из металлов должен быть фракций. Однако самый из долгоживущих изотопов фракция имеет период полураспада 22.3 мин. Его равновесное содержание в земной коре только 340 г. Кроме него имеется еще один вид с периодом полураспада 3.0 млн. Его равновесное содержание в земной коре составляет лишь 0.5 г.

Вследствие этого из применяемых металлов все-таки самым активным считается цезий.

Его легкость отдачи своего наружного электрона нашла применение в фотоэлементах.

Сравнительная активность металлов определяется схим рядом активности (приводится в сокращении):

Расположение лития на первом месте в этом ряду объясняется легкостью образования гидратной оболочки в водных растворах кислот и солей.

Из расположения металлов в этом ряду видно, что самыми активными металлами являются металлы с одним внешним электроном, а самыми устойчивыми — плашка и золото. Химические свойства металлов (рис. 37).

1. С неметаллами (не со всеми ):

Наиболее активные металлы легко реагируют с галогенами и кислородом. а с азотом реагируют только литий, кальций и магний.

Реагируя с кислородом, большинство металлов образует оксиды, а наиболее активные —пероксиды и другие более сложные соединения.

2. С оксидами менее активных мешаное :

3. С растворами кислот

В этом случае возможность реакции легко определяется по ряду напряжении (реакция протекает, если металл в ряду напряжений стоит до водорода).

4. С растворами солей :

Для определения возможности протекания реакции здесь также используется ряд напряжений.

5. Краме того, наиболее активные металлы (щелочные и щелочно-земельные ) реагируют с водой :

Большинство металлов в промышленности получают восстанавливая их оксиды:

В лаборатории этого часто используют водород. Наиболее активные металлы как в промышленности, так и в лаборатории получают с помощью электролиза.

В лаборатории менее активные металлы могут быть восстановлены из растворов их солен более активными металлами.

Неметаллы. В отличие от металлов, неметаллы обладают склонностью присоединять электроны, т, е. могут проявлять окислительные свойства. Самый активный неметалл — фтор. Он бурно взаимодействует почти со всеми веществами и с большинством из них — с горением и со взрывом. Контакт фтора с водородом приводит: к воспламенению и взрыву даже при очень низких температурах В атмосфере фтора горят даже вода и платина. Фтор также способен окислять кислород. образуя фторид кислорода

Неметаллы могут окислять:

2. Другие неметаллы :

3. Многие сложные вещества :

Фтор — самый сильный окислитель. Ненамного уступают ему кислород и хлор (обратите внимание на их положение в системе элементов).

В значительно меньшей степени окислительные свойства проявляют бор. графит, алмаз, кремний и другие простые вещества, образованные элементами, примыкающими к границе между металлами и неметаллами. Атомы этих элементов менее склонны присоединять электроны. Именно эти вещества (особенно графит и водород) способны проявлять восстановительные свойства:

Неметаллы получают из природных соединении, например, путем электролиза пли сложных окислительно-восстановительных процессов.

Металлы проявляют в химических реакциях свойства восстановителем. а неметаллы — свойства окислителей.
Сравнительная активность металлов определяется электрохимическим рядом активности. Метаны и неметаллы взаимодействуют с простыми и сложными веществами. Все металлы — восстановители, при взаимодействии с другими веществами отдают свои элекроны и окисляются. Самые сальные восстановители — щелочные металлы, А неметаллы при взаимодействии с другими веществами присоединяют электроны и восстанавливаются. Самый сильный окислитель — фтор.

Соединения металлов и неметаллов

После того как мы сравнили строение п свойства простых веществ металлов и неметаллов, можно приступить к более полном классификации и сравнению свойств важнейших соединений металлов и неметаллов.

Общие формулы водородных соединений по группам периодической системы химических элементов приведены в таблице 15.

С кислородом неметаллы образуют кислотные оксиды, В одних оксидах они проявляют максима льнуло степень окисления, равную номеру группы (например. а в других — более низкую (например,Кислотным оксидам соответствуют кислоты, причем из двух кислородных кислот одного неметалла сильнее та. в которой он проявляет более высокую степень окисления. Например, азотная кислота сильнее азотистой а серная кислота сильнее сернистой

Характеристики кислородных соединений неметаллов

1. Свойства высших оксидов в периодах слева направо постепенно изменяются от основных к кислотным

2. В группах сверху вниз кислотные свойства высших оксидов постепенно ослабевают. Об этом можно судить по свойствам кислот, соответствующих этим оксидам.

Кислородные соединения металлов представлены в таблице 16

Как видите. важнейшие классы химических веществ различаются по разным классификационным признакам. Но по какому бы признаку мы ни выделяли класс веществ. все вещества этого класса обладают общими химическими свойствами. Соединения металлов и неметаллов могут взаимодействовать между собой, так как их свойства противоположны.

Между всеми соединениями металлов и неметаллов существует генетическая связь, с которой вы уже знакомы (рис. 38).

С кислородом неметаллы образуют кислотные оксиды, а металлы — основные оксиды. Соединения металлов и неметаллов могут взаимодействовать между собой, так как их свойства противоположны. Между всеми соединениями металлов и неметаллов существует генетическая связь.

Биологическая роль металлов и неметаллов в жизнедеятельности живых организмов

Хорошо известно, что организмы в своем составе содержат различные химические элементы. В то же время организм человека нуждается в регулярном поступлении элементов извне, т. е. в химически сбалансированной пище. так как недостаток или избыток любого из элементов отрицательно сказывается на здоровье человека.

По современным представлениям из 118 известных элементов незаменимыми являются 22. Углерод, водород, азот и кислород не входят в этот список — они слишком широко природе.

К этой группе относятся водород, углерод, кислород, азот, натрий, магний, фосфор, сера, хлор, калий, кальций, Оиэло 96% от массы тела человека приходится на водород (H), кислород (О), углерод (С), азот (N). Они поступают в организм преимущественно в связанном виде с пищей, водой, воздухом и участвуют в большинстве химических реакции, протекающих в организме. Кроме того, эти элементы входят в состав белков, жиров и углеводов (рис. 39). К. этой же группе химических элементов относятся кальций (Са). фосфор (Р). калий (К), натрий (Na),

хлор (Сl). магний (Mg) и сера (S). На их долю в сумме приходится около 4% от массы организма.

Их роль сводится к:

— участию в пластических процессах и построении тканей (например, Р и Са — основные структурные компоненты костей);

— поддержанию кислотно-щелочного равновесия и водно-солевого обмена;

— поддержанию солевого состава крови и участию в структуре формирующих ее элементов:

— участию в структуре и функции большинства ферментативных систем и процессов, протекающих в организме.

В связи с этим их часто называют «следовыми» химическими элементами.

В организме каждого взрослого человека присутствует небольшое количество микроэлементов. Несмотря на их малое содержание, микроэлементы чрезвычайно важны.

В таблице 18 приведен список важнейших из них. Кроме того, исследования на животных показали, что в следовых количествах незаменимыми являются кобальт (Со) никель (Ni) мышьяк (As) и кадмий

Макроэлементы сконцентрированы. как правило, в соединительных тканях (мышцы, кости, кровь), входя в состав органических соединений. Они определяют пластический материал основных несущих тканей, а также обеспечивают поддержку основных свойств внутренней среды организма в целом (гомеостаз): значение pH. осмотическое давление, кислотно-щелочное равновесие, устойчивость коллоидных систем в организме.

Микроэлементы неравномерно распределены между тканями н часто обладают сродством к определенному типу тканей и органон. Так, цинк аккумулируется в поджелудочной железе, молибден — в почках, барии — в сетчатке плаза, стронций — в костях, йод — в щитовидной железе (рис. 40. табл. 18).

Знаешь ли ты?

Снижение содержания цинка в плазме крови — обязательное следствие инфаркта миокарда.

Уменьшение содержания лития в крови — показатель гипертонического заболевания.
То, что, например, мышьяк, общеизвестный ял. незаменим для жизни, может вас удивить. Но нет ничего необычного в том, что одни и те же вещества могут приносить и пользу, и вред — все зависит от дозы. Даже поваренная соль может стать ядовитой, если попадет в организм в стишком больших количествах. Пороговое содержание различных элементов для организма человека представлен о в таблице 19.

Наша пища должна быть сбалансирована по необходимым химическим элементам. Правильное питание — залог здоровья каждого человека,

Знаешь ли ты?

Суточное потребление йода жителями Японии в несколько раз выше (за счет продуктов моря), чем в Центральной Азми.

В Казахстане снижено потребление йода, но превышено потребление калия, натрия.

Жители Индии потребляют с гнилей в 3 раза больше магния, марганца. железа, в 2 раза больше мели и калия, чем жители Англии.

В то же время англичане потребляют с пищей в 2 раза больше хрома и кальция.

В Англии потребление с пищей алюминия — в 20 раз, лития — в 10 раз, молибдена — в 3 раз,з ниже, чем в США. а хрома — в б раз. калышя — в 3 раза выше, чем в Германии

В состав клеток живых организмов, в т. ч. и человека, входят органические и неорганические вещества.

Реакции, происходящие каждый день

Невидимые чернила:

Китайский император использовал для своих тайных надписей невидимые чернила из рисового отвара, который после высыхания не оставлял никаких видимых следов. Однако если такое письмо слегка смочить слабым спиртовым раствором йода, то появляются синие буквы. Рис содержит крахмал, а крахмал выдает себя полностью при наличии йода.

Услуги по химии:

Лекции по химии:

Лекции по неорганической химии:

Лекции по органической химии:

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник