Το πιο ενεργό μέταλλο μεταξύ των στοιχείων. Χημικές ιδιότητες μετάλλων

Εάν, από ολόκληρη τη σειρά των τυπικών δυναμικών ηλεκτροδίων, ξεχωρίσουμε μόνο εκείνες τις διεργασίες ηλεκτροδίων που αντιστοιχούν στη γενική εξίσωση

τότε παίρνουμε μια σειρά από τάσεις μετάλλων. Εκτός από τα μέταλλα, το υδρογόνο περιλαμβάνεται πάντα σε αυτή τη σειρά, γεγονός που καθιστά δυνατό να δούμε ποια μέταλλα είναι ικανά να εκτοπίσουν το υδρογόνο από υδατικά διαλύματα οξέων.

Πίνακας 19

Ένας αριθμός τάσεων για τα πιο σημαντικά μέταλλα δίνεται στον Πίνακα. 19. Η θέση ενός μετάλλου σε μια σειρά τάσεων χαρακτηρίζει την ικανότητά του να οξειδοαναγωγικές αλληλεπιδράσεις σε υδατικά διαλύματα υπό τυπικές συνθήκες. Τα μεταλλικά ιόντα είναι οξειδωτικοί παράγοντες και τα μέταλλα με τη μορφή απλών ουσιών είναι αναγωγικοί παράγοντες. Ταυτόχρονα, όσο πιο μακριά βρίσκεται το μέταλλο στη σειρά των τάσεων, τόσο ισχυρότερο είναι ο οξειδωτικός παράγοντας σε ένα υδατικό διάλυμα τα ιόντα του και αντίστροφα, όσο πιο κοντά είναι το μέταλλο στην αρχή της σειράς, τόσο ισχυρότερο είναι το αναγωγικό ιδιότητες παρουσιάζονται από μια απλή ουσία - το μέταλλο.

Δυνατότητα διεργασίας ηλεκτροδίων

σε ουδέτερο μέσο είναι Β (βλ. σελίδα 273). ενεργά μέταλλαοι αρχές της σειράς, έχοντας δυναμικό πολύ πιο αρνητικό από -0,41 V, εκτοπίζουν το υδρογόνο από το νερό. Το μαγνήσιο εκτοπίζει το υδρογόνο μόνο από ζεστό νερό. Τα μέταλλα που βρίσκονται μεταξύ μαγνησίου και καδμίου συνήθως δεν εκτοπίζουν το υδρογόνο από το νερό. Στην επιφάνεια αυτών των μετάλλων σχηματίζονται μεμβράνες οξειδίου που έχουν προστατευτική δράση.

Τα μέταλλα που βρίσκονται μεταξύ μαγνησίου και υδρογόνου εκτοπίζουν το υδρογόνο από τα όξινα διαλύματα. Ταυτόχρονα, στην επιφάνεια ορισμένων μετάλλων σχηματίζονται επίσης προστατευτικές μεμβράνες, οι οποίες αναστέλλουν την αντίδραση. Έτσι, το φιλμ οξειδίου στο αλουμίνιο κάνει αυτό το μέταλλο ανθεκτικό όχι μόνο στο νερό, αλλά και σε διαλύματα ορισμένων οξέων. Ο μόλυβδος δεν διαλύεται στο θειικό οξύ στη συγκέντρωσή του κάτω από το , καθώς το άλας που σχηματίζεται κατά την αλληλεπίδραση του μολύβδου με το θειικό οξύ είναι αδιάλυτο και δημιουργεί ένα προστατευτικό φιλμ στην μεταλλική επιφάνεια. Το φαινόμενο της βαθιάς αναστολής της οξείδωσης του μετάλλου, λόγω της παρουσίας προστατευτικών μεμβρανών οξειδίου ή αλατιού στην επιφάνειά του, ονομάζεται παθητικότητα και η κατάσταση του μετάλλου σε αυτή την περίπτωση ονομάζεται παθητική κατάσταση.

Τα μέταλλα μπορούν να μετατοπίσουν το ένα το άλλο από τα διαλύματα αλάτων. Η κατεύθυνση της αντίδρασης καθορίζεται στην περίπτωση αυτή από την αμοιβαία θέση τους στη σειρά των τάσεων. Λαμβάνοντας υπόψη συγκεκριμένες περιπτώσεις τέτοιων αντιδράσεων, θα πρέπει να θυμόμαστε ότι τα ενεργά μέταλλα εκτοπίζουν το υδρογόνο όχι μόνο από το νερό, αλλά και από οποιοδήποτε υδατικό διάλυμα. Επομένως, η αμοιβαία μετατόπιση των μετάλλων από τα διαλύματα των αλάτων τους συμβαίνει πρακτικά μόνο στην περίπτωση μετάλλων που βρίσκονται στη σειρά μετά το μαγνήσιο.

Η μετατόπιση των μετάλλων από τις ενώσεις τους από άλλα μέταλλα μελετήθηκε για πρώτη φορά λεπτομερώς από τον Beketov. Ως αποτέλεσμα της δουλειάς του, τακτοποίησε τα μέταλλα σύμφωνα με τη χημική τους δραστηριότητα σε μια σειρά μετατόπισης, η οποία είναι το πρωτότυπο μιας σειράς μεταλλικών τάσεων.

Η αμοιβαία θέση ορισμένων μετάλλων στη σειρά των τάσεων και στο περιοδικό σύστημα με την πρώτη ματιά δεν ανταποκρίνεται μεταξύ τους. Για παράδειγμα, σύμφωνα με τη θέση στο περιοδικό σύστημα, η αντιδραστικότητα του καλίου πρέπει να είναι μεγαλύτερη από το νάτριο και το νάτριο πρέπει να είναι μεγαλύτερη από το λίθιο. Στη σειρά των τάσεων, το λίθιο είναι το πιο ενεργό και το κάλιο καταλαμβάνει μια μεσαία θέση μεταξύ λιθίου και νατρίου. Ο ψευδάργυρος και ο χαλκός, ανάλογα με τη θέση τους στο περιοδικό σύστημα, θα πρέπει να έχουν περίπου ίση χημική δραστηριότητα, αλλά στη σειρά των τάσεων, ο ψευδάργυρος βρίσκεται πολύ νωρίτερα από τον χαλκό. Ο λόγος για αυτό το είδος ασυνέπειας είναι ο εξής.

Κατά τη σύγκριση των μετάλλων που καταλαμβάνουν μια συγκεκριμένη θέση στο περιοδικό σύστημα, το μέτρο της χημικής τους δραστηριότητας - αναγωγική ικανότητα - λαμβάνεται ως η τιμή της ενέργειας ιοντισμού των ελεύθερων ατόμων. Πράγματι, όταν περνάτε, για παράδειγμα, από πάνω προς τα κάτω κατά μήκος της κύριας υποομάδας της ομάδας I περιοδικό σύστημαη ενέργεια ιοντισμού των ατόμων μειώνεται, η οποία σχετίζεται με την αύξηση των ακτίνων τους (δηλαδή, με μια μεγάλη απόσταση των εξωτερικών ηλεκτρονίων από τον πυρήνα) και με μια αυξανόμενη διαλογή του θετικού φορτίου του πυρήνα από ενδιάμεσες στιβάδες ηλεκτρονίων (βλ. § 31). Επομένως, τα άτομα καλίου παρουσιάζουν μεγαλύτερη χημική δραστηριότητα - έχουν ισχυρότερες αναγωγικές ιδιότητες - από τα άτομα νατρίου και τα άτομα νατρίου είναι πιο ενεργά από τα άτομα λιθίου.

Όταν συγκρίνουμε μέταλλα σε μια σειρά τάσεων, το μέτρο της χημικής δραστηριότητας λαμβάνεται ως το έργο της μετατροπής ενός μετάλλου σε στερεή κατάσταση σε ενυδατωμένα ιόντα σε ένα υδατικό διάλυμα. Αυτό το έργο μπορεί να αναπαρασταθεί ως το άθροισμα τριών όρων: η ενέργεια της ψεκασμού - ο μετασχηματισμός ενός κρυστάλλου μετάλλου σε μεμονωμένα άτομα, η ενέργεια ιονισμού των ελεύθερων ατόμων μετάλλου και η ενέργεια ενυδάτωσης των σχηματισμένων ιόντων. Η ενέργεια ψεκασμού χαρακτηρίζει την αντοχή του κρυσταλλικού πλέγματος ενός δεδομένου μετάλλου. Η ενέργεια ιοντισμού των ατόμων - η αποκόλληση των ηλεκτρονίων σθένους από αυτά - καθορίζεται άμεσα από τη θέση του μετάλλου στο περιοδικό σύστημα. Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την ενυδάτωση εξαρτάται από την ηλεκτρονική δομή του ιόντος, το φορτίο και την ακτίνα του.

Τα ιόντα λιθίου και καλίου, που έχουν το ίδιο φορτίο αλλά διαφορετικές ακτίνες, θα δημιουργήσουν άνισα ηλεκτρικά πεδία γύρω τους. Το πεδίο που δημιουργείται κοντά σε μικρά ιόντα λιθίου θα είναι ισχυρότερο από το πεδίο κοντά σε μεγάλα ιόντα καλίου. Από αυτό είναι σαφές ότι τα ιόντα λιθίου θα ενυδατωθούν με την απελευθέρωση περισσότερης ενέργειας από τα ιόντα του καλίου.

Έτσι, κατά τη διάρκεια του εξεταζόμενου μετασχηματισμού, η ενέργεια δαπανάται για ψεκασμό και ιονισμό και απελευθερώνεται ενέργεια κατά την ενυδάτωση. Όσο μικρότερη είναι η συνολική κατανάλωση ενέργειας, τόσο πιο εύκολη θα είναι η όλη διαδικασία και όσο πιο κοντά στην αρχή της σειράς των τάσεων θα βρίσκεται το δεδομένο μέταλλο. Αλλά από τους τρεις όρους του συνολικού ενεργειακού ισοζυγίου, μόνο ένας - η ενέργεια ιονισμού - καθορίζεται άμεσα από τη θέση του μετάλλου στο περιοδικό σύστημα. Κατά συνέπεια, δεν υπάρχει λόγος να αναμένουμε ότι η αμοιβαία θέση ορισμένων μετάλλων σε μια σειρά τάσεων θα αντιστοιχεί πάντα στη θέση τους στο περιοδικό σύστημα. Έτσι, για το λίθιο, η συνολική κατανάλωση ενέργειας είναι μικρότερη από ό,τι για το κάλιο, σύμφωνα με το οποίο το λίθιο βρίσκεται στη σειρά των τάσεων πριν από το κάλιο.

Για τον χαλκό και τον ψευδάργυρο, η δαπάνη ενέργειας για τον ιονισμό ελεύθερων ατόμων και το κέρδος της κατά την ενυδάτωση των ιόντων είναι κοντά. Αλλά ο μεταλλικός χαλκός σχηματίζει ένα ισχυρότερο κρυσταλλικό πλέγμα από τον ψευδάργυρο, κάτι που μπορεί να φανεί από μια σύγκριση των σημείων τήξης αυτών των μετάλλων: ο ψευδάργυρος λιώνει στο , και ο χαλκός μόνο στο . Επομένως, η ενέργεια που δαπανάται για τον ψεκασμό αυτών των μετάλλων είναι σημαντικά διαφορετική, με αποτέλεσμα το συνολικό ενεργειακό κόστος για ολόκληρη τη διαδικασία στην περίπτωση του χαλκού να είναι πολύ μεγαλύτερο από ό,τι στην περίπτωση του ψευδαργύρου, γεγονός που εξηγεί τη σχετική θέση αυτών των μετάλλων. μέταλλα στη σειρά τάσης.

Κατά τη μετάβαση από το νερό σε μη υδατικούς διαλύτες, η αμοιβαία θέση των μετάλλων σε μια σειρά τάσεων μπορεί να αλλάξει. Ο λόγος για αυτό έγκειται στο γεγονός ότι η ενέργεια της διάλυσης ιόντων διαφόρων μετάλλων ποικίλλει με διαφορετικούς τρόπους όταν περνά από τον ένα διαλύτη στον άλλο.

Ειδικότερα, το ιόν χαλκού διαλύεται πολύ έντονα σε ορισμένους οργανικούς διαλύτες. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι σε τέτοιους διαλύτες ο χαλκός βρίσκεται σε μια σειρά τάσεων μέχρι το υδρογόνο και τον εκτοπίζει από όξινα διαλύματα.

Έτσι, σε αντίθεση με το περιοδικό σύστημα στοιχείων, μια σειρά από τάσεις στα μέταλλα δεν είναι αντανάκλαση της γενικής Κανονικότητας, βάσει της οποίας είναι δυνατόν να δοθεί ένα ευέλικτο Χαρακτηριστικό των χημικών ιδιοτήτων των μετάλλων. Μια σειρά από τάσεις Χαρακτηρίζει μόνο την ικανότητα οξειδοαναγωγής του Ηλεκτροχημικού συστήματος "ιόν μετάλλου - μετάλλου" υπό αυστηρά καθορισμένες συνθήκες: οι τιμές που δίνονται σε αυτό αναφέρονται σε υδατικό διάλυμα, θερμοκρασία και μονάδα συγκέντρωσης (δραστικότητας) μεταλλικών ιόντων.

Όλα τα μέταλλα, ανάλογα με την οξειδοαναγωγική τους δράση, συνδυάζονται σε μια σειρά που ονομάζεται ηλεκτροχημική σειρά τάσης μετάλλων (καθώς τα μέταλλα σε αυτήν είναι διατεταγμένα κατά σειρά αύξησης των τυπικών ηλεκτροχημικών δυναμικών) ή σειρά δραστηριότητας μετάλλων:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H 2, Cu, Hg, Ag, Рt, Au

Τα πιο δραστικά μέταλλα είναι με τη σειρά δραστηριότητας μέχρι το υδρογόνο και όσο πιο αριστερά βρίσκεται το μέταλλο, τόσο πιο ενεργό είναι. Μέταλλα που βρίσκονται δίπλα στο υδρογόνο στη σειρά δραστηριότητας θεωρούνται ανενεργά.

Αλουμίνιο

Το αλουμίνιο είναι ένα ασημί λευκό χρώμα. Οι κύριες φυσικές ιδιότητες του αλουμινίου είναι η ελαφρότητα, η υψηλή θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα. Στην ελεύθερη κατάσταση, όταν εκτίθεται στον αέρα, το αλουμίνιο καλύπτεται με ένα ισχυρό φιλμ οξειδίου Al 2 O 3 , που το καθιστά ανθεκτικό στα συμπυκνωμένα οξέα.

Το αλουμίνιο ανήκει στα μέταλλα της οικογένειας p. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση της εξωτερικής στάθμης ενέργειας είναι 3s 2 3p 1 . Στις ενώσεις του, το αλουμίνιο εμφανίζει κατάσταση οξείδωσης ίση με «+3».

Το αλουμίνιο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση του τηγμένου οξειδίου αυτού του στοιχείου:

2Al 2 O 3 \u003d 4Al + 3O 2

Ωστόσο, λόγω της χαμηλής απόδοσης του προϊόντος, χρησιμοποιείται συχνότερα η μέθοδος λήψης αλουμινίου με ηλεκτρόλυση μείγματος Na 3 και Al 2 O 3. Η αντίδραση προχωρά όταν θερμανθεί στους 960C και παρουσία καταλυτών - φθοριδίων (AlF 3 , CaF 2 κ.λπ.), ενώ στην κάθοδο απελευθερώνεται αλουμίνιο και στην άνοδο απελευθερώνεται οξυγόνο.

Το αλουμίνιο μπορεί να αλληλεπιδρά με το νερό μετά την αφαίρεση του φιλμ οξειδίου από την επιφάνειά του (1), να αλληλεπιδρά με απλές ουσίες(οξυγόνο, αλογόνα, άζωτο, θείο, άνθρακας) (2-6), οξέα (7) και βάσεις (8):

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 (1)

2Al + 3 / 2O 2 \u003d Al 2 O 3 (2)

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 (3)

2Al + N 2 = 2AlN (4)

2Al + 3S \u003d Al 2 S 3 (5)

4Al + 3C \u003d Al 4 C 3 (6)

2Al + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 (7)

2Al + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na + 3H 2 (8)

Ασβέστιο

Στην ελεύθερη μορφή του, το Ca είναι ένα ασημί-λευκό μέταλλο. Όταν εκτίθεται στον αέρα, καλύπτεται αμέσως με ένα κιτρινωπό φιλμ, το οποίο είναι το προϊόν της αλληλεπίδρασής του με συστατικά μέρηαέρας. το ασβέστιο είναι αρκετό συμπαγές μέταλλο, έχει κυβικό κρυσταλλικό πλέγμα με επίκεντρο την όψη.

Η ηλεκτρονική διαμόρφωση της εξωτερικής στάθμης ενέργειας είναι 4s 2 . Στις ενώσεις του, το ασβέστιο εμφανίζει κατάσταση οξείδωσης ίση με «+2».

Το ασβέστιο λαμβάνεται με ηλεκτρόλυση τετηγμένων αλάτων, πιο συχνά χλωριούχων:

CaCl 2 \u003d Ca + Cl 2

Το ασβέστιο είναι ικανό να διαλύεται στο νερό με το σχηματισμό υδροξειδίων που παρουσιάζουν ισχυρές βασικές ιδιότητες (1), να αντιδρά με το οξυγόνο (2), να σχηματίζει οξείδια, να αλληλεπιδρά με τα αμέταλλα (3-8), να διαλύεται σε οξέα (9):

Ca + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2 (1)

2Ca + O 2 \u003d 2CaO (2)

Ca + Br 2 \u003d CaBr 2 (3)

3Ca + N 2 \u003d Ca 3 N 2 (4)

2Ca + 2C = Ca 2 C 2 (5)

2Ca + 2P = Ca 3 P 2 (7)

Ca + H 2 \u003d CaH 2 (8)

Ca + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 (9)

Ο σίδηρος και οι ενώσεις του

Ο σίδηρος είναι ένα γκρι μέταλλο. ΣΕ καθαρή μορφήείναι αρκετά μαλακό, εύπλαστο και όλκιμο. Η ηλεκτρονική διαμόρφωση της εξωτερικής στάθμης ενέργειας είναι 3d 6 4s 2 . Στις ενώσεις του, ο σίδηρος εμφανίζει τις καταστάσεις οξείδωσης «+2» και «+3».

Ο μεταλλικός σίδηρος αντιδρά με τους υδρατμούς, σχηματίζοντας ένα μικτό οξείδιο (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2

Στον αέρα, ο σίδηρος οξειδώνεται εύκολα, ειδικά με την παρουσία υγρασίας (σκουριάζει):

3Fe + 3O 2 + 6H 2 O \u003d 4Fe (OH) 3

Όπως και άλλα μέταλλα, ο σίδηρος αντιδρά με απλές ουσίες, για παράδειγμα, αλογόνα (1), διαλύεται σε οξέα (2):

Fe + 2HCl \u003d FeCl 2 + H 2 (2)

Ο σίδηρος σχηματίζει μια ολόκληρη σειρά ενώσεων, αφού εμφανίζει διάφορες καταστάσεις οξείδωσης: υδροξείδιο του σιδήρου (II), υδροξείδιο του σιδήρου (III), άλατα, οξείδια κ.λπ. Έτσι, το υδροξείδιο του σιδήρου (II) μπορεί να ληφθεί με τη δράση αλκαλικών διαλυμάτων σε άλατα σιδήρου (II) χωρίς πρόσβαση στον αέρα:

FeSO 4 + 2NaOH \u003d Fe (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

Το υδροξείδιο του σιδήρου (II) είναι διαλυτό σε οξέα και οξειδώνεται σε υδροξείδιο του σιδήρου (III) παρουσία οξυγόνου.

Τα άλατα του σιδήρου (II) παρουσιάζουν τις ιδιότητες των αναγωγικών παραγόντων και μετατρέπονται σε ενώσεις σιδήρου (III).

Το οξείδιο του σιδήρου (III) δεν μπορεί να ληφθεί με την καύση του σιδήρου σε οξυγόνο· για να ληφθεί, είναι απαραίτητο να καούν θειούχα άλατα σιδήρου ή να διαπυρωθούν άλλα άλατα σιδήρου:

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 2 + 3H 2 O

Οι ενώσεις σιδήρου (III) παρουσιάζουν ασθενείς οξειδωτικές ιδιότητες και είναι σε θέση να εισέλθουν στο OVR με ισχυρούς αναγωγικούς παράγοντες:

2FeCl 3 + H 2 S \u003d Fe (OH) 3 ↓ + 3NaCl

Παραγωγή σιδήρου και χάλυβα

Οι χάλυβες και οι χυτοσίδηροι είναι κράματα σιδήρου με άνθρακα και η περιεκτικότητα σε άνθρακα στον χάλυβα είναι έως 2%, και στο χυτοσίδηρο 2-4%. Οι χάλυβες και οι χυτοσίδηροι περιέχουν πρόσθετα κραμάτων: χάλυβες - Cr, V, Ni και χυτοσίδηρο - Si.

Διανέμω Διάφοροι τύποιχάλυβες, επομένως, ανάλογα με τον σκοπό τους, διακρίνονται οι δομικοί, οι ανοξείδωτοι, οι εργαλειακοί, οι ανθεκτικοί στη θερμότητα και οι κρυογονικοί χάλυβες. Με χημική σύνθεσηκατανέμουν άνθρακα (χαμηλό, μεσαίο και υψηλό άνθρακα) και κράμα (χαμηλό, μεσαίο και υψηλό κράμα). Ανάλογα με τη δομή διακρίνονται οι ωστενιτικοί, φερριτικοί, μαρτενσιτικοί, περλιτικοί και μπαϊνιτικοί χάλυβες.

Οι χάλυβες χρησιμοποιούνται σε πολλές βιομηχανίες Εθνική οικονομίαόπως κατασκευές, χημικά, πετροχημικά, ασφάλεια περιβάλλον, ενέργεια μεταφορών και άλλες βιομηχανίες.

Ανάλογα με τη μορφή περιεκτικότητας σε άνθρακα σε χυτοσίδηρο - τσιμεντίτη ή γραφίτη, καθώς και την ποσότητα τους, διακρίνονται διάφοροι τύποι χυτοσιδήρου: λευκό (ανοιχτό χρώμα του κατάγματος λόγω παρουσίας άνθρακα σε μορφή τσιμενίτη), γκρι (γκρι χρώμα του κατάγματος λόγω παρουσίας άνθρακα σε μορφή γραφίτη). ), ελατό και ανθεκτικό στη θερμότητα. Οι χυτοσίδηροι είναι πολύ εύθραυστα κράματα.

Οι τομείς εφαρμογής του χυτοσιδήρου είναι εκτενείς - καλλιτεχνικές διακοσμήσεις (φράχτες, πύλες), μέρη σώματος, υδραυλικός εξοπλισμός, είδη οικιακής χρήσης (τηγάνια) είναι κατασκευασμένα από χυτοσίδηρο, χρησιμοποιείται στην αυτοκινητοβιομηχανία.

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

Τα μέταλλα διαφέρουν πολύ στη χημική τους δράση. Η χημική δραστηριότητα ενός μετάλλου μπορεί να κριθεί χονδρικά από τη θέση του μέσα.

Τα πιο ενεργά μέταλλα βρίσκονται στην αρχή αυτής της σειράς (στα αριστερά), τα πιο ανενεργά - στο τέλος (στα δεξιά).
Αντιδράσεις με απλές ουσίες. Τα μέταλλα αντιδρούν με τα αμέταλλα για να σχηματίσουν δυαδικές ενώσεις. Οι συνθήκες αντίδρασης, και μερικές φορές τα προϊόντα τους, ποικίλλουν πολύ για διαφορετικά μέταλλα.
Για παράδειγμα, τα αλκαλικά μέταλλα αντιδρούν ενεργά με το οξυγόνο (συμπεριλαμβανομένου του αέρα) σε θερμοκρασία δωματίου για να σχηματίσουν οξείδια και υπεροξείδια.

4Li + O 2 = 2Li 2 O;
2Na + O 2 \u003d Na 2 O 2

Τα μέταλλα ενδιάμεσης δραστηριότητας αντιδρούν με το οξυγόνο όταν θερμαίνονται. Στην περίπτωση αυτή, σχηματίζονται οξείδια:

2Mg + O 2 \u003d t 2MgO.

Τα ανενεργά μέταλλα (για παράδειγμα, χρυσός, πλατίνα) δεν αντιδρούν με το οξυγόνο και, επομένως, πρακτικά δεν αλλάζουν τη λάμψη τους στον αέρα.
Τα περισσότερα μέταλλα, όταν θερμαίνονται με σκόνη θείου, σχηματίζουν τα αντίστοιχα σουλφίδια:

Αντιδράσεις με σύνθετες ουσίες. Οι ενώσεις όλων των κατηγοριών αντιδρούν με μέταλλα - οξείδια (συμπεριλαμβανομένου του νερού), οξέα, βάσεις και άλατα.
Τα ενεργά μέταλλα αντιδρούν βίαια με το νερό σε θερμοκρασία δωματίου:

2Li + 2H 2 O \u003d 2LiOH + H2;
Ba + 2H 2 O \u003d Ba (OH) 2 + H 2.

Η επιφάνεια των μετάλλων όπως το μαγνήσιο και το αλουμίνιο, για παράδειγμα, προστατεύεται από ένα πυκνό φιλμ του αντίστοιχου οξειδίου. Αυτό αποτρέπει την αντίδραση με νερό. Ωστόσο, εάν αυτό το φιλμ αφαιρεθεί ή παραβιαστεί η ακεραιότητά του, τότε και αυτά τα μέταλλα αντιδρούν ενεργά. Για παράδειγμα, το μαγνήσιο σε σκόνη αντιδρά με ζεστό νερό:

Mg + 2H 2 O \u003d 100 ° C Mg (OH) 2 + H 2.

Σε υψηλές θερμοκρασίες αντιδρούν και λιγότερο ενεργά μέταλλα με το νερό: Zn, Fe, Mil κ.λπ. Σε αυτή την περίπτωση σχηματίζονται τα αντίστοιχα οξείδια. Για παράδειγμα, όταν οι υδρατμοί περνούν πάνω από ζεστά ρινίσματα σιδήρου, εμφανίζεται η ακόλουθη αντίδραση:

3Fe + 4H 2 O \u003d t Fe 3 O 4 + 4H 2.

Τα μέταλλα της σειράς δραστικότητας έως το υδρογόνο αντιδρούν με οξέα (εκτός από HNO 3) για να σχηματίσουν άλατα και υδρογόνο. Τα ενεργά μέταλλα (K, Na, Ca, Mg) αντιδρούν με όξινα διαλύματα πολύ βίαια (με υψηλή ταχύτητα):

Ca + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2;
2Al + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Τα ανενεργά μέταλλα είναι συχνά πρακτικά αδιάλυτα στα οξέα. Αυτό οφείλεται στο σχηματισμό ενός φιλμ αδιάλυτου αλατιού στην επιφάνειά τους. Για παράδειγμα, ο μόλυβδος, ο οποίος βρίσκεται στη σειρά δραστηριότητας έως το υδρογόνο, πρακτικά δεν διαλύεται σε αραιό θειικό και υδροχλωρικό οξύ λόγω του σχηματισμού στην επιφάνειά του ενός φιλμ αδιάλυτων αλάτων (PbSO 4 και PbCl 2).

Εντολή

Πάρτε τον περιοδικό πίνακα και χρησιμοποιήστε έναν χάρακα για να σχεδιάσετε μια γραμμή που ξεκινά σε ένα κελί με το στοιχείο Be (βηρύλλιο) και τελειώνει σε ένα κελί με το στοιχείο At (αστατίνη).

Αυτά τα στοιχεία που θα βρίσκονται στα αριστερά αυτής της γραμμής είναι μέταλλα. Επιπλέον, όσο πιο «κάτω και αριστερά» είναι το στοιχείο, τόσο πιο έντονες μεταλλικές ιδιότητες έχει. Είναι εύκολο να δούμε ότι στον περιοδικό πίνακα ένα τέτοιο μέταλλο είναι το (Fr) - το πιο ενεργό αλκαλιμέταλλο.

Αντίστοιχα, εκείνα τα στοιχεία που βρίσκονται στα δεξιά της γραμμής έχουν ιδιότητες. Και εδώ, επίσης, ισχύει ένας παρόμοιος κανόνας: όσο «ψηλότερα και δεξιά» της γραμμής είναι το στοιχείο, τόσο ισχυρότερο είναι το μη μέταλλο. Ένα τέτοιο στοιχείο στον περιοδικό πίνακα είναι το φθόριο (F), ο ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας. Είναι τόσο δραστήριος που οι χημικοί συνήθιζαν να του δίνουν ένα σεβαστό, αν και άτυπο, «μασά τα πάντα».

Μπορεί να προκύψουν ερωτήσεις όπως «Τι γίνεται όμως με εκείνα τα στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια τη γραμμή ή πολύ κοντά σε αυτήν;». Ή, για παράδειγμα, "Δεξιά και πάνω" της γραμμής είναι chrome,. Είναι μη μέταλλα; Εξάλλου, χρησιμοποιούνται στην παραγωγή χάλυβα ως πρόσθετα κραμάτων. Αλλά είναι γνωστό ότι ακόμη και μικρές ακαθαρσίες από μη μέταλλα κάνουν εύθραυστα. Το γεγονός είναι ότι τα στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια τη γραμμή (για παράδειγμα, αλουμίνιο, γερμάνιο, νιόβιο, αντιμόνιο) έχουν, δηλαδή, διπλός χαρακτήρας.

Όσον αφορά, για παράδειγμα, το βανάδιο, το χρώμιο, το μαγγάνιο, οι ιδιότητες των ενώσεων τους εξαρτώνται από τον βαθμό οξείδωσης των ατόμων αυτών των στοιχείων. Για παράδειγμα, τα ανώτερα οξείδια τους, όπως τα V2O5, CrO3, Mn2O7, έχουν προφέρει . Γι' αυτό βρίσκονται σε φαινομενικά «παράλογα» σημεία του περιοδικού πίνακα. Στην «καθαρή» τους μορφή, τα στοιχεία αυτά είναι φυσικά μέταλλα και έχουν όλες τις ιδιότητες των μετάλλων.

Πηγές:

• μέταλλα στον περιοδικό πίνακα

Πίνακας μελέτης για μαθητές Μεντελέεφ - φρικτό όνειρο. Ακόμη και τριάντα έξι στοιχεία που συνήθως ζητούν οι δάσκαλοι μετατρέπονται σε ώρες εξουθενωτικού στριμώγματος και πονοκέφαλου. Πολλοί δεν πιστεύουν καν τι να μάθουν τραπέζιΟ Μεντελέεφ είναι αληθινός. Αλλά η χρήση μνημονικών μπορεί να διευκολύνει πολύ τη ζωή των μαθητών.

Εντολή

Κατανοήστε τη θεωρία και επιλέξτε τη σωστή τεχνική Κανόνες που διευκολύνουν την απομνημόνευση του υλικού, μνημονική. Το κύριο κόλπο τους είναι η δημιουργία συνειρμικών συνδέσμων, όταν οι αφηρημένες πληροφορίες συσκευάζονται σε μια φωτεινή εικόνα, ήχο ή ακόμα και μια μυρωδιά. Υπάρχουν διάφορες μνημονικές τεχνικές. Για παράδειγμα, μπορείτε να γράψετε μια ιστορία από τα στοιχεία των απομνημονευμένων πληροφοριών, να αναζητήσετε σύμφωνες λέξεις (ρουβίδιο - διακόπτης μαχαιριού, καίσιο - Ιούλιος Καίσαρας), να ενεργοποιήσετε τη χωρική φαντασία ή απλά να ομοιοκαταληχτείτε τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα του Mendeleev.

Μπαλάντα για το άζωτο Είναι καλύτερο να ομοιοκαταληκτούμε τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα του Μεντελέεφ με νόημα, σύμφωνα με ορισμένα σημάδια: σύμφωνα με το σθένος, για παράδειγμα. Έτσι, τα αλκαλικά μοιάζουν πολύ εύκολα και ακούγονται σαν τραγούδι: «Λίθιο, κάλιο, νάτριο, ρουβίδιο, φράγκιο καίσιο». "Μαγνήσιο, ασβέστιο, ψευδάργυρος και βάριο - το σθένος τους είναι ίσο με ένα ζευγάρι" - ένα αδιάκοπο κλασικό της σχολικής λαογραφίας. Για το ίδιο θέμα: «Το νάτριο, το κάλιο, το ασήμι είναι μονοσθενές καλό» και «Το νάτριο, το κάλιο και το άργυρο είναι μονοσθενή». Η δημιουργικότητα, σε αντίθεση με το στρίμωγμα, που διαρκεί το πολύ μερικές ημέρες, διεγείρει τη μακροπρόθεσμη μνήμη. Έτσι, περισσότερα για το αλουμίνιο, ποιήματα για το άζωτο και τραγούδια για το σθένος - και η αποστήθιση θα πάει σαν ρολόι.

Ένα οξύ θρίλερ Για τη διευκόλυνση της απομνημόνευσης, εφευρέθηκε στο οποίο τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα μετατρέπονται σε ήρωες, λεπτομέρειες τοπίου ή στοιχεία πλοκής. Εδώ, για παράδειγμα, είναι ένα πολύ γνωστό κείμενο: «Ο Ασιάτης (Άζωτο) άρχισε να ρίχνει νερό (Λίθιο) (Υδρογόνο) στο πευκοδάσος (Bor). Αλλά δεν τον χρειαζόμασταν (Neon), αλλά Magnolia (Μαγνήσιο).» Μπορεί να συμπληρωθεί με μια ιστορία για μια Ferrari (σίδερο - ferrum), στην οποία ο μυστικός πράκτορας "Chlorine zero seventeen" (17 είναι ο αύξων αριθμός του χλωρίου) οδήγησε για να πιάσει τον μανιακό Arseny (αρσενικό - αρσενικό), ο οποίος είχε 33 δόντια (33 είναι ο αύξων αριθμός αρσενικό), αλλά κάτι ξινό μπήκε στο στόμα του (οξυγόνο), ήταν οκτώ δηλητηριασμένες σφαίρες (8 είναι ο αύξων αριθμός του οξυγόνου) ... Μπορείτε να συνεχίσετε επ 'αόριστον. Παρεμπιπτόντως, ένα μυθιστόρημα γραμμένο με βάση τον περιοδικό πίνακα μπορεί να επισυναφθεί σε έναν καθηγητή λογοτεχνίας ως πειραματικό κείμενο. Σίγουρα θα της αρέσει.

Φτιάξτε ένα παλάτι μνήμης Αυτό είναι ένα από τα όμορφα ονόματα αποτελεσματική τεχνικήαπομνημόνευση όταν είναι ενεργοποιημένη η χωρική σκέψη. Το μυστικό του είναι ότι όλοι μπορούμε εύκολα να περιγράψουμε το δωμάτιό μας ή τον δρόμο από το σπίτι στο κατάστημα, το σχολείο,. Για να δημιουργήσετε μια ακολουθία στοιχείων, πρέπει να τα τοποθετήσετε κατά μήκος του δρόμου (ή στο δωμάτιο) και να παρουσιάσετε κάθε στοιχείο πολύ καθαρά, ορατά, απτά. Εδώ είναι μια αδύνατη ξανθιά με μακρύ πρόσωπο. Ο σκληρός εργάτης που στρώνει τα πλακάκια είναι πυρίτιο. Μια ομάδα αριστοκρατών σε ένα ακριβό αυτοκίνητο - αδρανή αέρια. Και, φυσικά, μπαλόνια - ήλιο.

Σημείωση

Δεν χρειάζεται να πιέζετε τον εαυτό σας να θυμάται τις πληροφορίες στις κάρτες. Είναι καλύτερο να συσχετίσετε κάθε στοιχείο με κάποιο ζωηρά. Silicon - με Silicon Valley. Λιθίου - με μπαταρίες λιθίου μέσα κινητό τηλέφωνο. Μπορεί να υπάρχουν πολλές επιλογές. Αλλά ο συνδυασμός μιας οπτικής εικόνας, της μηχανικής μνήμης, της απτικής αίσθησης από μια τραχιά ή, αντίθετα, μια λεία γυαλιστερή κάρτα, θα σας βοηθήσει να συλλέξετε εύκολα τις πιο μικρές λεπτομέρειες από τα βάθη της μνήμης.

Χρήσιμες συμβουλές

Μπορείτε να σχεδιάσετε τις ίδιες κάρτες με πληροφορίες για τα στοιχεία, όπως είχε κάποτε ο Mendeleev, αλλά μόνο να τις συμπληρώσετε με σύγχρονες πληροφορίες: τον αριθμό των ηλεκτρονίων στο εξωτερικό επίπεδο, για παράδειγμα. Το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να τα απλώσετε πριν τον ύπνο.

Πηγές:

• Μνημονικοί κανόνες για τη χημεία
• πώς να απομνημονεύσετε τον περιοδικό πίνακα

Το πρόβλημα του ορισμού απέχει πολύ από το να είναι αδρανές. Δύσκολα θα είναι ευχάριστο αν κοσμηματοπωλείοΑντί για ένα ακριβό χρυσό πράγμα, θα θέλουν να σας βγάλουν ένα καθαρό ψεύτικο. Δεν είναι ενδιαφέρον από τι μέταλλοκατασκευασμένο από ένα αποτυχημένο ανταλλακτικό αυτοκινήτου ή μια αντίκα που βρέθηκε;

Εντολή

Εδώ, για παράδειγμα, προσδιορίζεται η παρουσία χαλκού σε ένα κράμα. Εφαρμόστε σε καθαρισμένη επιφάνεια μέταλλομια σταγόνα (1:1) νιτρικού οξέος. Ως αποτέλεσμα της αντίδρασης, θα απελευθερωθεί αέριο. Μετά από μερικά δευτερόλεπτα, σκουπίστε τη σταγόνα με διηθητικό χαρτί και, στη συνέχεια, κρατήστε την πάνω από το σημείο που βρίσκεται το συμπυκνωμένο διάλυμα αμμωνίας. Ο χαλκός θα αντιδράσει, κάνοντας τον λεκέ σκούρο μπλε.

Δείτε πώς να ξεχωρίσετε το μπρούτζο από τον ορείχαλκο. Τοποθετήστε ένα κομμάτι μεταλλικό ρινίσματα ή πριονίδι σε ένα ποτήρι ζέσεως με 10 ml διαλύματος (1:1) νιτρικού οξέος και καλύψτε το με γυαλί. Περιμένετε για λίγο να διαλυθεί τελείως και, στη συνέχεια, θερμαίνετε το υγρό που προκύπτει σχεδόν σε σημείο βρασμού για 10-12 λεπτά. Ένα λευκό ίζημα θα σας θυμίζει μπρούτζο και ένα ποτήρι ζέσεως με ορείχαλκο θα παραμείνει.

Μπορείτε να ορίσετε το νικέλιο με τον ίδιο τρόπο όπως ο χαλκός. Εφαρμόστε μια σταγόνα διαλύματος νιτρικού οξέος (1:1) στην επιφάνεια μέταλλοκαι περιμένετε 10-15 δευτερόλεπτα. Καθαρίστε τη σταγόνα με διηθητικό χαρτί και στη συνέχεια κρατήστε την πάνω από συμπυκνωμένο ατμό αμμωνίας. Επί του προκύπτοντος σκοτεινό σημείοστάξτε ένα διάλυμα 1% διμεθυλγλυοξίνης σε αλκοόλη.

Το νικέλιο θα σας «σημαδέψει» με ένα χαρακτηριστικό κόκκινο χρώμα. Ο μόλυβδος μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας κρυστάλλους χρωμικού οξέος και μια σταγόνα παγωμένου οξικού οξέος που εφαρμόζεται σε αυτό και μετά από ένα λεπτό - μια σταγόνα νερού. Αν δείτε ένα κίτρινο ίζημα, να ξέρετε ότι είναι χρωμικό μόλυβδο.

Ο προσδιορισμός της παρουσίας σιδήρου είναι επίσης εύκολος. Πάρε μια μπουκιά μέταλλοκαι το θερμαίνουμε σε υδροχλωρικό οξύ. Εάν το αποτέλεσμα είναι θετικό, το περιεχόμενο της φιάλης πρέπει να περιστρέφεται κίτρινος. Εάν δεν είστε καλοί με τη χημεία, πάρτε έναν συνηθισμένο μαγνήτη. Να ξέρετε ότι όλα τα κράματα που περιέχουν σίδηρο έλκονται από αυτό.

Σύμφωνα με γενικά αποδεκτές απόψεις, τα οξέα είναι πολύπλοκες ουσίες που αποτελούνται από ένα ή περισσότερα άτομα υδρογόνου που μπορούν να αντικατασταθούν από άτομα μετάλλου και υπολείμματα οξέος. Διακρίνονται σε ανοξικά και οξυγονούχα, μονοβασικά και πολυβασικά, ισχυρά, αδύναμα κ.λπ. Πώς να προσδιορίσετε εάν μια ουσία έχει όξινες ιδιότητες;

Θα χρειαστείτε

• - χαρτί δείκτη ή διάλυμα λυχνίας.
• - υδροχλωρικό οξύ (κατά προτίμηση αραιωμένο).
• - σκόνη ανθρακικού νατρίου (σόδα).
• - λίγο νιτρικό άργυρο σε διάλυμα.
• - φιάλες ή ποτήρια ζέσεως με επίπεδο πυθμένα.

Εντολή

Η πρώτη και πιο εύκολη δοκιμή είναι μια δοκιμή που χρησιμοποιεί χαρτί λακκούβας δείκτη ή διάλυμα λακκούβας. Εάν η λωρίδα χαρτιού ή το διάλυμα έχει ροζ απόχρωση, τότε υπάρχουν ιόντα υδρογόνου στην υπό δοκιμή ουσία και αυτό είναι ένα σίγουρο σημάδι οξέος. Εύκολα καταλαβαίνεις ότι όσο πιο έντονο είναι το χρώμα (μέχρι κόκκινο-μπορντώ), τόσο το οξύ.

Υπάρχουν πολλοί άλλοι τρόποι ελέγχου. Για παράδειγμα, έχετε την αποστολή να προσδιορίσετε εάν ένα διαυγές υγρό είναι υδροχλωρικό οξύ. Πως να το κάνεις? Γνωρίζετε την αντίδραση στο ιόν χλωρίου. Ανιχνεύεται με την προσθήκη ακόμη και των μικρότερων ποσοτήτων διαλύματος lapis - AgNO3.

Ρίξτε λίγο από το υπό εξέταση υγρό σε ξεχωριστό δοχείο και στάξτε λίγο από το διάλυμα λάπις. Σε αυτή την περίπτωση, ένα "πηγμένο" λευκό ίζημα αδιάλυτου χλωριούχου αργύρου θα πέσει αμέσως. Δηλαδή, υπάρχει σίγουρα ιόν χλωρίου στη σύνθεση ενός μορίου ουσίας. Αλλά ίσως δεν είναι ακόμα, αλλά ένα διάλυμα κάποιου είδους αλατιού που περιέχει χλώριο; Όπως το χλωριούχο νάτριο;

Θυμηθείτε μια άλλη ιδιότητα των οξέων. Τα ισχυρά οξέα (και το υδροχλωρικό οξύ, φυσικά, είναι ένα από αυτά) μπορούν να εκτοπίσουν τα αδύναμα οξέα από αυτά. Τοποθετήστε λίγη σκόνη σόδας - Na2CO3 σε μια φιάλη ή ποτήρι ζέσεως και προσθέστε αργά το υγρό δοκιμής. Εάν ακουστεί αμέσως ένα σφύριγμα και η σκόνη κυριολεκτικά "βράζει" - δεν θα μείνει καμία αμφιβολία - αυτό είναι υδροχλωρικό οξύ.

Σε κάθε στοιχείο του πίνακα εκχωρείται ένας συγκεκριμένος σειριακός αριθμός (H - 1, Li - 2, Be - 3, κ.λπ.). Αυτός ο αριθμός αντιστοιχεί στον πυρήνα (τον αριθμό των πρωτονίων στον πυρήνα) και στον αριθμό των ηλεκτρονίων που περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα. Ο αριθμός των πρωτονίων είναι επομένως ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων, και αυτό δείχνει ότι υπό κανονικές συνθήκες το άτομο είναι ηλεκτρικό.

Η διαίρεση σε επτά περιόδους βασίζεται στον αριθμό επίπεδα ενέργειαςάτομο. Τα άτομα της πρώτης περιόδου έχουν ένα κέλυφος ηλεκτρονίων μονού επιπέδου, το δεύτερο - ένα δύο επιπέδων, το τρίτο - ένα τριών επιπέδων κ.λπ. Όταν γεμίσει ένα νέο επίπεδο ενέργειας, ξεκινά μια νέα περίοδος.

Τα πρώτα στοιχεία οποιασδήποτε περιόδου χαρακτηρίζονται από άτομα που έχουν ένα ηλεκτρόνιο στο εξωτερικό επίπεδο - αυτά είναι άτομα αλκαλιμετάλλου. Οι περίοδοι τελειώνουν με άτομα ευγενών αερίων, τα οποία έχουν ένα εξωτερικό επίπεδο ενέργειας πλήρως γεμάτο με ηλεκτρόνια: στην πρώτη περίοδο, τα αδρανή αέρια έχουν 2 ηλεκτρόνια, στις επόμενες, 8. Ακριβώς λόγω της παρόμοιας δομής των φλοιών ηλεκτρονίων ότι ομάδες στοιχείων έχουν παρόμοια φυσικο-.

Στον πίνακα Δ.Ι. Μεντελέεφ υπάρχουν 8 κύριες υποομάδες. Ο αριθμός τους οφείλεται στον μέγιστο δυνατό αριθμό ηλεκτρονίων σε ενεργειακό επίπεδο.

Στο κάτω μέρος του περιοδικού πίνακα, οι λανθανίδες και οι ακτινίδες ξεχωρίζουν ως ανεξάρτητες σειρές.

Χρησιμοποιώντας τον πίνακα D.I. Mendeleev, μπορεί κανείς να παρατηρήσει την περιοδικότητα των ακόλουθων ιδιοτήτων των στοιχείων: την ακτίνα ενός ατόμου, τον όγκο ενός ατόμου. δυναμικό ιονισμού; δυνάμεις συγγένειας ηλεκτρονίων. την ηλεκτραρνητικότητα του ατόμου· ; φυσικές ιδιότητεςπιθανές ενώσεις.

Μια σαφώς ανιχνευμένη περιοδικότητα στη διάταξη των στοιχείων στον πίνακα D.I. Ο Mendeleev εξηγείται ορθολογικά από τη συνεπή φύση της πλήρωσης των ενεργειακών επιπέδων από ηλεκτρόνια.

Πηγές:

• πίνακας Mendeleev

Περιοδικός Νόμος, που αποτελεί τη βάση της σύγχρονης χημείας και εξηγεί τα μοτίβα των αλλαγών στις ιδιότητες των χημικών στοιχείων, ανακαλύφθηκε από τον D.I. Μεντελέεφ το 1869. φυσική έννοιααυτός ο νόμος αποκαλύπτεται στη μελέτη πολύπλοκη δομήάτομο.

Τον 19ο αιώνα, η ατομική μάζα πιστεύεται ότι είναι κύριο χαρακτηριστικόστοιχείο, επομένως χρησιμοποιήθηκε για την ταξινόμηση ουσιών. Τώρα τα άτομα ορίζονται και προσδιορίζονται από το μέγεθος του φορτίου του πυρήνα τους (αριθμός και σειριακός αριθμός στον περιοδικό πίνακα). Ωστόσο, η ατομική μάζα των στοιχείων, με ορισμένες εξαιρέσεις (για παράδειγμα, η ατομική μάζα είναι μικρότερη από ατομική μάζααργό) αυξάνεται ανάλογα με το πυρηνικό τους φορτίο.

Με την αύξηση της ατομικής μάζας, παρατηρείται περιοδική αλλαγή στις ιδιότητες των στοιχείων και των ενώσεων τους. Αυτά είναι η μεταλλικότητα και η μη μεταλλικότητα των ατόμων, η ατομική ακτίνα, το δυναμικό ιοντισμού, η συγγένεια ηλεκτρονίων, η ηλεκτραρνητικότητα, οι καταστάσεις οξείδωσης, οι ενώσεις (βρασμός, σημεία τήξης, η πυκνότητα), η βασικότητα, η αμφοτερικότητα ή η οξύτητά τους.

Πόσα στοιχεία υπάρχουν στον σύγχρονο περιοδικό πίνακα

Ο περιοδικός πίνακας εκφράζει γραφικά τον νόμο που ανακάλυψε. Το σύγχρονο περιοδικό σύστημα περιέχει 112 χημικά στοιχεία (τα τελευταία είναι ο Meitnerius, ο Darmstadtius, ο Roentgenium και ο Copernicius). Σύμφωνα με τα τελευταία δεδομένα, τα ακόλουθα 8 στοιχεία (μέχρι 120 συμπεριλαμβανομένων) έχουν επίσης ανακαλυφθεί, αλλά δεν έχουν λάβει όλα τα ονόματά τους και αυτά τα στοιχεία εξακολουθούν να είναι λίγα σε κανένα έντυπες εκδόσειςείναι παρώντες.

Κάθε στοιχείο καταλαμβάνει ένα συγκεκριμένο κελί στο περιοδικό σύστημα και έχει τον δικό του σειριακό αριθμό που αντιστοιχεί στο φορτίο του πυρήνα του ατόμου του.

Πώς χτίζεται το περιοδικό σύστημα

Η δομή του περιοδικού συστήματος αντιπροσωπεύεται από επτά περιόδους, δέκα σειρές και οκτώ ομάδες. Κάθε περίοδος ξεκινά με ένα αλκαλικό μέταλλο και τελειώνει με ένα ευγενές αέριο. Εξαιρούνται η πρώτη περίοδος, που ξεκινά με το υδρογόνο, και η έβδομη ημιτελής περίοδος.

Οι περίοδοι χωρίζονται σε μικρές και μεγάλες. Οι μικρές περίοδοι (πρώτη, δεύτερη, τρίτη) αποτελούνται από μία οριζόντια σειρά, οι μεγάλες (τέταρτη, πέμπτη, έκτη) αποτελούνται από δύο οριζόντιες σειρές. Οι πάνω σειρές σε μεγάλες περιόδους ονομάζονται ζυγές, οι κάτω σειρές ονομάζονται περιττές.

Στην έκτη περίοδο του πίνακα μετά (αριθμός σειράς 57) υπάρχουν 14 στοιχεία παρόμοια σε ιδιότητες με το λανθάνιο - λανθανίδες. Τοποθετούνται στο κάτω μέρος του πίνακα σε ξεχωριστή γραμμή. Το ίδιο ισχύει για τις ακτινίδες που βρίσκονται μετά το ακτίνιο (με αριθμό 89) και από πολλές απόψεις επαναλαμβάνουν τις ιδιότητές του.

Ακόμη και σειρές μεγάλων περιόδων (4, 6, 8, 10) γεμίζουν μόνο με μέταλλα.

Τα στοιχεία σε ομάδες εμφανίζουν το ίδιο υψηλότερο σε οξείδια και άλλες ενώσεις και αυτό το σθένος αντιστοιχεί στον αριθμό της ομάδας. Τα κυριότερα περιέχουν στοιχεία μικρών και μεγάλων περιόδων, μόνο μεγάλων. Από πάνω προς τα κάτω, αυξάνονται, τα μη μεταλλικά εξασθενούν. Όλα τα άτομα των πλευρικών υποομάδων είναι μέταλλα.

Ο πίνακας των περιοδικών χημικών στοιχείων έχει γίνει ένας από τους σημαντικά γεγονόταστην ιστορία της επιστήμης και έφερε στον δημιουργό της, τον Ρώσο επιστήμονα Dmitri Mendeleev, παγκόσμια φήμη. Αυτός ο εξαιρετικός άνθρωπος κατάφερε να συνδυάσει όλα τα χημικά στοιχεία σε ένα ενιαίο concept, αλλά πώς κατάφερε να ανοίξει το διάσημο τραπέζι του;

Αν θυμάστε τουλάχιστον λίγο το μάθημα της σχολικής φυσικής, τότε μπορείτε εύκολα να θυμηθείτε ότι το πιο ενεργό μέταλλο είναι το λίθιο. Το γεγονός αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, αρκεί να μην προσπαθήσετε να κατανοήσετε αυτό το θέμα με περισσότερες λεπτομέρειες. Είναι αλήθεια ότι είναι δύσκολο να φανταστείτε μια κατάσταση στην οποία θα χρειαστείτε τέτοιες πληροφορίες, αλλά για χάρη του αδρανούς ενδιαφέροντος, μπορείτε να προσπαθήσετε.

Για παράδειγμα, ποια είναι η δραστηριότητα ενός μετάλλου; Ικανότητα να αντιδρά γρήγορα και πλήρως με τους άλλους χημικά στοιχεία? Μπορεί. Τότε το λίθιο, αν και θα είναι ένα από τα πιο ενεργά μέταλλα, σαφώς δεν είναι πρωταθλητής. Αλλά περισσότερα για αυτό αργότερα.

Αλλά αν κάνετε μια μικρή διευκρίνιση, πείτε όχι "το πιο ενεργό μέταλλο", αλλά "το πιο ηλεκτροχημικά ενεργό μέταλλο", τότε το λίθιο θα πάρει την πρώτη θέση που δικαιούται.

Λίθιο

Μετάφραση από τα ελληνικά, "λίθιο" σημαίνει "πέτρα". Αλλά αυτό δεν προκαλεί έκπληξη, γιατί ο Σουηδός χημικός Arfvedson το ανακάλυψε ακριβώς σε πέτρα, στον ορυκτό πεταλίτη, ο οποίος, μεταξύ άλλων, περιείχε αυτό το μέταλλο.

Από εκείνη τη στιγμή άρχισε η μελέτη του. Και υπάρχει δουλειά να γίνει. Για παράδειγμα, η πυκνότητά του είναι αρκετές φορές μικρότερη από αυτή του αλουμινίου. Στο νερό, φυσικά, θα βυθιστεί, αλλά στην κηροζίνη θα κολυμπήσει με σιγουριά.

Υπό κανονικές συνθήκες, το λίθιο είναι ένα μαλακό, ασημί μέταλλο. Στη σειρά Beketov (μια σειρά ηλεκτροχημικής δραστηριότητας), το λίθιο κατέχει την τιμητική πρώτη θέση, μπροστά ακόμη και από όλα τα άλλα αλκαλικά μέταλλα. Αυτό σημαίνει ότι στο χημική αντίδρασηθα εκτοπίσει άλλα μέταλλα, παίρνοντας μια κενή θέση στις ενώσεις. Αυτό είναι που καθορίζει όλες τις υπόλοιπες ιδιότητες του.

Για παράδειγμα, είναι απολύτως απαραίτητο για τη φυσιολογική λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού, αν και σε πενιχρές δόσεις. Μια αυξημένη συγκέντρωση μπορεί να προκαλέσει δηλητηρίαση, μια χαμηλότερη μπορεί να προκαλέσει ψυχική αστάθεια.

Είναι ενδιαφέρον ότι το διάσημο ποτό 7Up περιείχε λίθιο και τοποθετήθηκε ως θεραπεία για το hangover. Ίσως βοήθησε πραγματικά.

καίσιο

Αλλά αν απαλλαγούμε από την εμμονική προδιαγραφή «ηλεκτροχημικά», αφήνοντας απλώς «ενεργό μέταλλο», τότε το καίσιο μπορεί να ονομαστεί νικητής.

Όπως γνωρίζετε, η δραστηριότητα των ουσιών στον περιοδικό πίνακα αυξάνεται από δεξιά προς τα αριστερά και από πάνω προς τα κάτω. Το γεγονός είναι ότι σε ουσίες που βρίσκονται στην πρώτη ομάδα (πρώτη στήλη), ένα μόνο ηλεκτρόνιο περιστρέφεται στο εξωτερικό στρώμα. Είναι εύκολο για ένα άτομο να το ξεφορτωθεί, κάτι που συμβαίνει σχεδόν σε κάθε αντίδραση. Εάν υπήρχαν δύο από αυτά, όπως τα στοιχεία από τη δεύτερη ομάδα, τότε θα χρειαζόταν περισσότερος χρόνος, τρεις - ακόμη περισσότερο, κ.ο.κ.

Αλλά ακόμη και στην πρώτη ομάδα, οι ουσίες δεν είναι εξίσου δραστικές. Όσο χαμηλότερη είναι η ουσία, τόσο μεγαλύτερη είναι η διάμετρος του ατόμου της και όσο πιο μακριά από τον πυρήνα περιστρέφεται αυτό το ελεύθερο ηλεκτρόνιο. Και αυτό σημαίνει ότι η έλξη του πυρήνα τον επηρεάζει πιο αδύναμο και είναι πιο εύκολο να αποσπαστεί. Όλες αυτές οι προϋποθέσεις πληρούνται από το καίσιο.

Αυτό το μέταλλο ήταν το πρώτο που ανακαλύφθηκε με χρήση φασματοσκοπίου. Οι επιστήμονες έχουν μελετήσει τη σύνθεση μεταλλικό νερόαπό μια θεραπευτική πηγή και είδε στο φασματοσκόπιο μια φωτεινή μπλε λωρίδα που αντιστοιχεί σε ένα προηγουμένως άγνωστο στοιχείο. Εξαιτίας αυτού, το καίσιο πήρε το όνομά του. Μπορείτε να το μεταφράσετε στα ρωσικά ως "γαλάζιο του ουρανού".

Από όλα τα καθαρά μέταλλα που μπορούν να εξορυχθούν σε σημαντικές ποσότητες, το καίσιο είναι το πιο αντιδραστικό, όπως και πολλά άλλα. ενδιαφέρουσες ιδιότητες. Για παράδειγμα, μπορεί να λιώσει στα χέρια ενός ατόμου. Αλλά για αυτό, πρέπει να τοποθετηθεί σε μια σφραγισμένη γυάλινη κάψουλα γεμάτη με καθαρό αργό, γιατί διαφορετικά θα πάρει φωτιά από την επαφή με τον αέρα. Αυτό το μέταλλο έχει βρει την εφαρμογή του σε διάφορους τομείς: από την ιατρική μέχρι την οπτική.

Γαλλία

Και αν δεν σταματήσουμε στο καίσιο και κατεβούμε ακόμα πιο χαμηλά, τότε θα καταλήξουμε στο φράγκιο. Διατηρεί όλες τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του καισίου, αλλά τα φέρνει σε ένα ποιοτικό νέο επίπεδο, γιατί έχει ακόμα περισσότερες τροχιές ηλεκτρονίων, πράγμα που σημαίνει ότι το ίδιο μοναχικό ηλεκτρόνιο βρίσκεται ακόμη πιο μακριά από το κέντρο.

Για πολύ καιρόθεωρητικά είχε προβλεφθεί και ακόμη και περιγραφεί, αλλά δεν ήταν δυνατό να το βρούμε ή να το ξεφορτωθούμε, κάτι που επίσης δεν προκαλεί έκπληξη, επειδή στη φύση βρίσκεται σε ελάχιστες ποσότητες (λιγότερο - μόνο αστατίνη). Και ακόμα κι αν ληφθεί, λόγω της υψηλής ραδιενέργειας και του γρήγορου χρόνου ημιζωής του, παραμένει εξαιρετικά ασταθής.

Είναι ενδιαφέρον ότι το όνειρο των μεσαιωνικών αλχημιστών έγινε πραγματικότητα στη Γαλλία, ακριβώς το αντίθετο. Ονειρευόντουσαν να αποκτήσουν χρυσό από άλλες ουσίες, αλλά εδώ χρησιμοποιούν χρυσό, ο οποίος, αφού βομβαρδιστεί με ηλεκτρόνια, μετατρέπεται σε φράγκιο. Αλλά ακόμα κι έτσι, μπορεί να ληφθεί σε αμελητέα μικρές ποσότητες, ανεπαρκείς ακόμη και για προσεκτική μελέτη.

Έτσι, είναι το φράγκιο που παραμένει το πιο ενεργό από τα μέταλλα, πολύ πιο μπροστά από όλα τα άλλα. Μόνο το καίσιο μπορεί να το ανταγωνιστεί, και ακόμη και τότε, μόνο λόγω μιας πιο σημαντικής ποσότητας. Ακόμη και το πιο ενεργό μη μέταλλο, το φθόριο, είναι σημαντικά κατώτερο από αυτό.