Aktiivisin metalli alkuaineista. Metallien kemialliset ominaisuudet

Jos koko standardielektrodipotentiaalien sarjasta valitaan vain ne elektrodiprosessit, jotka vastaavat yleistä yhtälöä

sitten saamme sarjan metallijännitystä. Metallien lisäksi tämä sarja sisältää aina vetyä, jonka avulla voit nähdä, mitkä metallit pystyvät syrjäyttämään vetyä happojen vesiliuoksista.

Taulukko 19. Metallijännityssarjat

Taulukossa on esitetty joukko tärkeimpien metallien jännityksiä. 19. Tietyn metallin sijainti jännityssarjassa kuvaa sen kykyä suorittaa redox-vuorovaikutuksia vesiliuoksissa standardiolosuhteissa. Metalli-ionit ovat hapettavia aineita, ja yksinkertaisten aineiden muodossa olevat metallit ovat pelkistäviä aineita. Lisäksi mitä kauempana metalli sijaitsee jännitesarjassa, sitä vahvempia vesiliuoksessa olevan hapettimen ionit ovat, ja päinvastoin, mitä lähempänä metalli on sarjan alkua, sitä vahvemmat ovat yksinkertaisen metallin pelkistysominaisuudet. aine - metalli.

Elektrodin prosessipotentiaali

neutraalissa ympäristössä se on yhtä suuri kuin B (katso sivu 273). Aktiiviset metallit sarjan alkupäät, joiden potentiaali on huomattavasti negatiivisempi kuin -0,41 V, syrjäyttää vedyn vedestä. Magnesium syrjäyttää vedyn vain kuuma vesi. Magnesiumin ja kadmiumin välissä sijaitsevat metallit eivät yleensä syrjäyttä vetyä vedestä. Näiden metallien pinnalle muodostuu oksidikalvoja, joilla on suojaava vaikutus.

Magnesiumin ja vedyn välissä sijaitsevat metallit syrjäyttävät vedyn happoliuoksista. Samanaikaisesti joidenkin metallien pinnalle muodostuu myös suojakalvoja, jotka estävät reaktion. Siten alumiinin oksidikalvo tekee tästä metallista stabiilin paitsi vedessä, myös tiettyjen happojen liuoksissa. Lyijy ei liukene rikkihappoon sen alapuolella olevalla pitoisuudella, koska lyijyn reagoidessa rikkihapon kanssa muodostuva suola on liukenematonta ja muodostaa metallipinnalle suojakalvon. Metallin hapettumisen syvän eston ilmiötä, joka johtuu suojaavien oksidi- tai suolakalvojen läsnäolosta sen pinnalla, kutsutaan passiivisuudeksi, ja metallin tilaa tässä tapauksessa kutsutaan passiiviseksi.

Metallit voivat syrjäyttää toisiaan suolaliuoksista. Reaktion suunnan määrää niiden suhteellinen sijainti jännityssarjassa. Kun tarkastellaan tällaisten reaktioiden erityistapauksia, on muistettava, että aktiiviset metallit syrjäyttävät vedyn paitsi vedestä, myös mistä tahansa vesiliuoksesta. Siksi metallien keskinäinen syrjäytyminen suolojensa liuoksista tapahtuu käytännössä vain sellaisten metallien tapauksessa, jotka sijaitsevat sarjassa magnesiumin jälkeen.

Beketov oli ensimmäinen, joka tutki yksityiskohtaisesti metallien syrjäytymistä niiden yhdisteistä muiden metallien toimesta. Työnsä tuloksena hän järjesti metallit niiden kemiallisen aktiivisuuden mukaan siirtymäsarjaan, joka on metallijännityssarjan prototyyppi.

Joidenkin metallien suhteellinen sijainti jännityssarjoissa ja jaksollisessa taulukossa ensi silmäyksellä ei vastaa toisiaan. Esimerkiksi jaksollisen taulukon sijainnin mukaan kaliumin kemiallisen aktiivisuuden tulisi olla suurempi kuin natriumin ja natriumin - suurempi kuin litiumin. Jännitesarjassa litium on aktiivisin, ja kalium on keskiasemassa litiumin ja natriumin välillä. Sinkillä ja kuparilla jaksollisessa taulukossa olevan asemansa mukaan pitäisi olla suunnilleen sama kemiallinen aktiivisuus, mutta jännitesarjassa sinkki sijaitsee paljon aikaisemmin kuin kupari. Syy tällaiseen epäjohdonmukaisuuteen on seuraava.

Kun verrataan metalleja, jotka ovat jaksollisessa taulukossa yhdessä tai toisessa paikassa, vapaiden atomien ionisaatioenergia otetaan niiden kemiallisen aktiivisuuden - pelkistyskyvyn - mittana. Todellakin, kun liikutaan esimerkiksi ylhäältä alas ryhmän I pääalaryhmää pitkin jaksollinen järjestelmä atomien ionisaatioenergia laskee, mikä liittyy niiden säteiden kasvuun (eli ulkoisten elektronien etäisyyden kasvamiseen ytimestä) ja ytimen positiivisen varauksen lisääntyvään seulomiseen välielektroniikkakerroksilla (katso § 31) . Siksi kaliumatomeilla on suurempi kemiallinen aktiivisuus - niillä on vahvempia pelkistäviä ominaisuuksia - kuin natriumatomeilla, ja natriumatomeilla on suurempi aktiivisuus kuin litiumatomeilla.

Kun verrataan metalleja jännitesarjassa, kiinteässä tilassa olevan metallin muuntaminen hydratoituneiksi ioneiksi vesiliuoksessa otetaan kemiallisen aktiivisuuden mittana. Tämä työ voidaan esittää kolmen termin summana: sumutusenergia - metallikiteen muuttuminen eristetyiksi atomeiksi, vapaiden metalliatomien ionisaatioenergia ja tuloksena olevien ionien hydraatioenergia. Atomisointienergia luonnehtii tietyn metallin kidehilan vahvuutta. Atomien ionisaatioenergian - valenssielektronien poistumisen niistä - määrää suoraan metallin sijainti jaksollisessa taulukossa. Hydraation aikana vapautuva energia riippuu ionin elektronirakenteesta, sen varauksesta ja säteestä.

Litium- ja kalium-ionit, joilla on sama varaus, mutta eri säteet, luovat epätasaisia ​​sähkökenttiä ympärilleen. Pienten litiumionien lähellä syntyvä kenttä on vahvempi kuin kenttä suurten kalium-ionien lähellä. Tästä on selvää, että litiumionit hydratoituvat vapauttaen enemmän energiaa kuin kalium-ionit.

Siten tarkasteltavana olevan transformaation aikana energiaa kuluu sumutukseen ja ionisaatioon ja energiaa vapautuu hydratoituessa. Mitä pienempi kokonaisenergiankulutus, sitä helpompi koko prosessi on ja mitä lähempänä jännityssarjan alkua tietty metalli sijaitsee. Mutta yleisen energiatasapainon kolmesta termistä vain yksi - ionisaatioenergia - määräytyy suoraan metallin sijainnin perusteella jaksollisessa taulukossa. Näin ollen ei ole syytä olettaa, että tiettyjen metallien suhteellinen asema jännityssarjoissa vastaisi aina niiden asemaa jaksollisessa taulukossa. Näin ollen litiumin kokonaisenergiankulutus osoittautuu pienemmäksi kuin kaliumilla, jonka mukaan litium tulee ennen kaliumia jännitesarjassa.

Kuparin ja sinkin energiankulutus vapaiden atomien ionisaatioon ja energian lisäys ionihydraation aikana ovat lähellä. Mutta metallinen kupari muodostaa vahvemman kidehilan kuin sinkki, kuten voidaan nähdä näiden metallien sulamislämpötilojen vertailusta: sinkki sulaa , ja kupari vain . Siksi näiden metallien sumutukseen kuluva energia on merkittävästi erilaista, minkä seurauksena koko prosessin energiakustannukset ovat kuparin tapauksessa paljon suuremmat kuin sinkin tapauksessa, mikä selittää näiden suhteellisen aseman. metallit jännityssarjassa.

Siirtyessään vedestä ei-vesipitoisiin liuottimiin metallien suhteellinen asema jännitesarjassa voi muuttua. Syynä tähän on se, että eri metalli-ionien solvataatioenergia muuttuu eri tavalla liikkuessaan liuottimesta toiseen.

Erityisesti kupari-ioni solvatoituu melko voimakkaasti joissakin orgaanisissa liuottimissa; Tämä johtaa siihen, että tällaisissa liuottimissa kupari sijaitsee jännitesarjassa ennen vetyä ja syrjäyttää sen happoliuoksista.

Näin ollen, toisin kuin jaksollinen elementtijärjestelmä, metallijännityssarja ei ole heijastus yleisestä kuviosta, jonka perusteella voidaan antaa kattava ominaisuus metallien kemiallisista ominaisuuksista. Jännitteiden sarja luonnehtii vain sähkökemiallisen järjestelmän "metalli-metalli-ioni" redox-kykyä tiukasti määritellyissä olosuhteissa: siinä annetut arvot viittaavat vesiliuos, lämpötila ja metalli-ionien yksikköpitoisuus (aktiivisuus).

Kaikki metallit, riippuen niiden redox-aktiivisuudesta, yhdistetään sarjaan, jota kutsutaan sähkökemialliseksi metallijännitesarjaksi (koska siinä olevat metallit on järjestetty kasvavien standardisähkökemiallisten potentiaalien järjestykseen) tai metallin aktiivisuussarjaksi:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

Kemiallisesti aktiivisimmat metallit ovat aktiivisuussarjassa vetyyn asti, ja mitä enemmän vasemmalla metalli sijaitsee, sitä aktiivisempi se on. Aktiviteettisarjassa vedyn jälkeen sijaitsevia metalleja pidetään inaktiivisina.

Alumiini

Alumiini on väriltään hopeanvalkoinen. Alumiinin tärkeimmät fysikaaliset ominaisuudet ovat keveys, korkea lämmön- ja sähkönjohtavuus. Vapaassa tilassa, ilmalle altistettuna, alumiini peitetään kestävällä Al 2 O 3 -oksidikalvolla, mikä tekee siitä kestävän väkevien happojen vaikutukselle.

Alumiini kuuluu p-perheen metalleihin. Ulkoisen energiatason elektroninen konfiguraatio on 3s 2 3p 1. Alumiinilla on yhdisteissään hapetusaste "+3".

Alumiinia valmistetaan tämän alkuaineen sulan oksidin elektrolyysillä:

2Al 2O 3 = 4Al + 3O 2

Tuotteen alhaisesta saannosta johtuen menetelmää alumiinin valmistamiseksi Na3:n ja Al 2O 3:n seoksen elektrolyysillä käytetään kuitenkin useammin. Reaktio tapahtuu kuumennettaessa 960 °C:seen ja katalyyttien - fluoridien (AlF 3, CaF 2 jne.) - läsnä ollessa, kun taas alumiinin vapautuminen tapahtuu katodilla ja happea vapautuu anodilla.

Alumiini pystyy olemaan vuorovaikutuksessa veden kanssa sen jälkeen, kun se on poistanut oksidikalvon pinnaltaan (1) ja vuorovaikutuksessa yksinkertaiset aineet(happi, halogeenit, typpi, rikki, hiili) (2-6), hapot (7) ja emäkset (8):

2Al + 6H 2O = 2Al(OH)3 + 3H2 (1)

2Al +3/2O 2 = Al 2O 3 (2)

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

2Al + N 2 = 2AlN (4)

2Al +3S = Al 2 S 3 (5)

4Al + 3C = Al 4 C 3 (6)

2Al + 3H 2SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3 H 2 (7)

2Al +2NaOH +3H20 = 2Na + 3H2 (8)

Kalsium

Vapaassa muodossaan Ca on hopeanvalkoinen metalli. Kun se altistuu ilmalle, se peittyy välittömästi kellertävällä kalvolla, joka on seurausta sen vuorovaikutuksesta komponentit ilmaa. Kalsiumia - tarpeeksi kova metalli, on kasvokeskeinen kuutiokidehila.

Ulkoisen energiatason elektroninen konfiguraatio on 4s 2. Kalsiumin hapetusaste on yhdisteissään "+2".

Kalsiumia saadaan elektrolyysillä sulaista suoloista, useimmiten klorideista:

CaCl 2 = Ca + Cl 2

Kalsium pystyy liukenemaan veteen muodostaen hydroksideja, jolla on vahvoja emäksisiä ominaisuuksia (1), reagoi hapen kanssa (2), muodostaa oksideja, on vuorovaikutuksessa epämetallien kanssa (3-8), liukenee happoihin (9):

Ca + H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 (1)

2Ca + O 2 = 2CaO (2)

Ca + Br 2 = CaBr 2 (3)

3Ca + N2 = Ca3N2 (4)

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

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

Ca + H 2 = CaH 2 (8)

Ca + 2HCl = CaCl 2 + H2 (9)

Rauta ja sen yhdisteet

Rauta on harmaa metalli. SISÄÄN puhdas muoto se on melko pehmeä, muokattava ja viskoosi. Ulkoisen energiatason elektroninen konfiguraatio on 3d 6 4s 2. Yhdisteissään raudalla on hapetusasteet "+2" ja "+3".

Metallirauta reagoi vesihöyryn kanssa muodostaen sekaoksidia (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2O (v) ↔ Fe 3O 4 + 4H 2

Ilmassa rauta hapettuu helposti, erityisesti kosteuden (ruosteen) läsnä ollessa:

3Fe + 3O 2 + 6H 2O = 4Fe(OH) 3

Kuten muutkin metallit, rauta reagoi yksinkertaisten aineiden, esimerkiksi halogeenien (1) kanssa ja liukenee happoihin (2):

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 (2)

Rauta muodostaa kokonaisen kirjon yhdisteitä, koska sillä on useita hapetustiloja: rauta(II)hydroksidi, rauta(III)hydroksidi, suolat, oksidit jne. Siten rauta(II)hydroksidia voidaan saada vaikuttamalla alkaliliuoksilla rauta(II)suoloihin ilman pääsyä ilmaan:

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

Rauta(II)hydroksidi liukenee happoihin ja hapettuu rauta(III)hydroksidiksi hapen läsnä ollessa.

Rauta(II)-suoloilla on pelkistysominaisuuksia, ja ne muuttuvat rauta(III)-yhdisteiksi.

Rauta(III)oksidia ei voida saada polttamalla rautaa hapessa, sen saamiseksi on tarpeen polttaa rautasulfideja tai kalsinoida muita rautasuoloja:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 2 + 3 H 2 O

Rauta(III)-yhdisteillä on heikot hapettavat ominaisuudet ja ne voivat osallistua redox-reaktioihin vahvojen pelkistysaineiden kanssa:

2FeCl 3 + H 2 S = Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl

Raudan ja teräksen tuotanto

Teräkset ja valuraudat ovat raudan ja hiilen seoksia, joiden hiilipitoisuus teräksessä on enintään 2 % ja valuraudassa 2-4 %. Teräkset ja valuraudat sisältävät seosaineita: teräkset – Cr, V, Ni ja valurauta – Si.

Kohokohta Erilaisia ​​tyyppejä Teräkset esimerkiksi jaetaan käyttötarkoituksensa mukaan rakenneteräksiin, ruostumattomiin teräksiin, työkaluteräksiin, kuumuutta kestäviin ja kryogeenisiin teräksiin. Tekijä: kemiallinen koostumus hiili (vähä-, keski- ja korkea-hiilinen) ja seostettu (vähä-, keski- ja runsasseosteinen) erotetaan toisistaan. Rakenteesta riippuen erotetaan austeniittiset, ferriittiset, martensiittiset, perliittiset ja bainiittiset teräkset.

Teräkset ovat löytäneet sovelluksen monilla teollisuudenaloilla kansallinen talous, kuten rakentaminen, kemianteollisuus, petrokemianteollisuus, turvallisuus ympäristöön, liikenneenergia ja muut teollisuudenalat.

Valuraudan - sementiitin tai grafiitin hiilipitoisuuden muodosta sekä niiden määrästä riippuen erotetaan useita valurautatyyppejä: valkoinen (murtuman vaalea väri sementiitin muodossa olevan hiilen vuoksi), harmaa (murtuman harmaa väri grafiitin muodossa olevan hiilen vuoksi), muokattava ja lämmönkestävä. Valuraudat ovat erittäin hauraita metalliseoksia.

Valuraudan käyttöalueet ovat laajat - valuraudasta valmistetaan taiteellisia koristeita (aidat, portit), kaappiosat, putkistot, taloustavarat (paistinpannut) ja sitä käytetään autoteollisuudessa.

Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

ESIMERKKI 1

Metallien kemiallinen aktiivisuus vaihtelee suuresti. Metallin kemiallinen aktiivisuus voidaan arvioida likimäärin sen sijainnin perusteella.

Aktiivisimmat metallit sijaitsevat tämän rivin alussa (vasemmalla), vähiten aktiiviset ovat lopussa (oikealla).
Reaktiot yksinkertaisten aineiden kanssa. Metallit reagoivat epämetallien kanssa muodostaen binäärisiä yhdisteitä. Reaktio-olosuhteet ja joskus niiden tuotteet vaihtelevat suuresti eri metalleille.
Esimerkiksi alkalimetallit reagoivat aktiivisesti hapen kanssa (myös ilmassa) huoneenlämpötilassa muodostaen oksideja ja peroksideja

4Li + 02 = 2Li20;
2Na + O 2 = Na 2 O 2

Keskiaktiiviset metallit reagoivat hapen kanssa kuumennettaessa. Tässä tapauksessa muodostuu oksideja:

2Mg + O 2 = t 2MgO.

Matala-aktiiviset metallit (esim. kulta, platina) eivät reagoi hapen kanssa eivätkä siksi käytännössä muuta kiiltoaan ilmassa.
Useimmat metallit muodostavat rikkijauheella kuumennettaessa vastaavia sulfideja:

Reaktiot monimutkaisten aineiden kanssa. Kaikkien luokkien yhdisteet reagoivat metallien - oksidien (mukaan lukien vesi), happojen, emästen ja suolojen - kanssa.
Aktiiviset metallit reagoivat kiivaasti veden kanssa huoneenlämpötilassa:

2Li + 2H20 = 2LiOH + H2;
Ba + 2H 2O = Ba(OH)2 + H2.

Metallien, kuten magnesiumin ja alumiinin, pinta on suojattu vastaavan oksidin tiheällä kalvolla. Tämä estää reaktion tapahtumisen veden kanssa. Jos tämä kalvo kuitenkin poistetaan tai sen eheys häiriintyy, myös nämä metallit reagoivat aktiivisesti. Esimerkiksi jauhettu magnesium reagoi kuuman veden kanssa:

Mg + 2H 2O = 100 °C Mg(OH)2 + H2.

Korotetuissa lämpötiloissa myös vähemmän aktiiviset metallit reagoivat veden kanssa: Zn, Fe, Mil jne. Tällöin muodostuu vastaavia oksideja. Esimerkiksi, kun vesihöyryä johdetaan kuumien rautalastujen yli, tapahtuu seuraava reaktio:

3Fe + 4H2O = tFe3O4 + 4H2.

Metallit aktiivisuussarjassa vetyyn asti reagoivat happojen kanssa (paitsi HNO 3) muodostaen suoloja ja vetyä. Aktiiviset metallit (K, Na, Ca, Mg) reagoivat happoliuosten kanssa erittäin kiivaasti (suurella nopeudella):

Ca + 2HCl = CaCl2 + H2;
2AI + 3H 2SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3 H 2.

Matala-aktiiviset metallit ovat usein käytännössä liukenemattomia happoihin. Tämä johtuu liukenemattoman suolan kalvon muodostumisesta niiden pinnalle. Esimerkiksi lyijy, joka on aktiivisuussarjassa ennen vetyä, on käytännössä liukenematon laimeaan rikki- ja suolahappoon, koska sen pinnalle muodostuu liukenemattomista suoloista (PbSO 4 ja PbCl 2) muodostuva kalvo.

Ohjeet

Ota jaksollinen taulukko ja piirrä viivaimella viiva, joka alkaa solusta elementillä Be (Beryllium) ja päättyy soluun, jossa on elementti At (Astatiini).

Ne elementit, jotka ovat tämän rivin vasemmalla puolella, ovat metalleja. Lisäksi mitä "ala- ja vasemmalle" elementti sijaitsee, sitä selvempiä metallisia ominaisuuksia sillä on. On helppo nähdä, että jaksollisessa taulukossa tällainen metalli on (Fr) - aktiivisin alkalimetalli.

Vastaavasti niillä rivin oikealla puolella olevilla elementeillä on ominaisuuksia. Ja tässäkin pätee samanlainen sääntö: mitä "korkeammalla ja oikealla" viivalla elementti on, sitä vahvempi se on ei-metallinen. Tällainen alkuaine jaksollisessa taulukossa on fluori (F), vahvin hapetin. Hän on niin aktiivinen, että kemistit antoivat hänelle kunnioittavan, vaikkakin epävirallisen nimen: "Kaikki puree."

Voi syntyä kysymyksiä, kuten "entä ne elementit, jotka ovat itse linjalla tai hyvin lähellä sitä?" Tai esimerkiksi "Oikealla ja viivan yläpuolella on kromi, . Ovatko nämä todella ei-metallisia? Loppujen lopuksi niitä käytetään terästuotannossa seostuslisäaineina. Mutta tiedetään, että pienetkin epämetallien epäpuhtaudet tekevät niistä hauraita. Tosiasia on, että itse linjalla sijaitsevissa elementeissä (esimerkiksi alumiini, germanium, niobium, antimoni) on, eli kaksoishahmo.

Mitä tulee esimerkiksi vanadiiniin, kromiin, mangaaniin, niiden yhdisteiden ominaisuudet riippuvat näiden alkuaineiden atomien hapetusasteesta. Esimerkiksi niiden korkeammat oksidit, kuten V2O5, CrO3, Mn2O7, ovat voimakkaita. Siksi ne sijaitsevat näennäisesti "epäloogisissa" paikoissa jaksollisessa taulukossa. "Puhdassa" muodossaan nämä alkuaineet ovat tietysti metalleja ja niillä on kaikki metallien ominaisuudet.

Lähteet:

• metallit jaksollisessa taulukossa

Pöytää opiskeleville koululaisille Mendelejev - kauhea uni. Jopa kolmekymmentäkuusi elementtiä, jotka opettajat yleensä määrittävät, johtavat tuntikausiin uuvuttavaan ahmimiseen ja päänsäryihin. Monet ihmiset eivät edes usko, mitä pitäisi oppia pöytä Mendelejev on todellinen. Mutta muistotekniikan käyttö voi tehdä opiskelijoiden elämästä paljon helpompaa.

Ohjeet

Ymmärrä teoria ja valitse oikea tekniikka Säännöt, jotka helpottavat materiaalin muistamista, muistomerkki. Niiden päätemppu on assosiatiivisten yhteyksien luominen, kun abstraktia tietoa pakataan kirkkaaksi kuvaksi, ääneksi tai jopa tuoksuksi. On olemassa useita muistotekniikoita. Voit esimerkiksi kirjoittaa tarinan ulkoa opittujen tietojen elementeistä, etsiä konsonanttisanoja (rubidium - kytkin, cesium - Julius Caesar), ottaa käyttöön tilamielikuvituksen tai yksinkertaisesti riimoida jaksollisen taulukon elementit.

Balladi typestä Mendelejevin jaksollisen taulukon elementit on parempi riimittää merkityksellä tiettyjen ominaisuuksien mukaan: esimerkiksi valenssin mukaan. Emäksiset siis riimivät hyvin helposti ja kuulostavat laululta: "Litium, kalium, natrium, rubidium, cesium francium." ”Magnesium, kalsium, sinkki ja barium – niiden valenssi on yhtä suuri kuin pari” on koulujen kansanperinteen kuihtumaton klassikko. Samasta aiheesta: "Natrium, kalium, hopea ovat yksiarvoisia hyviä" ja "Natrium, kalium ja argentum ovat yksiarvoisia." Luovuus, toisin kuin ahmiminen, joka kestää enintään pari päivää, stimuloi pitkäkestoista muistia. Tämä tarkoittaa enemmän alumiinista, runoja typestä ja lauluja valenssista - ja ulkoa muistaminen sujuu kuin kellonkello.

Happotrilleri Ulkoa muistamisen helpottamiseksi keksitään idea, jossa jaksollisen taulukon elementit muunnetaan sankareiksi, maisemayksityiskohtiksi tai juonielementeiksi. Tässä on esimerkiksi hyvin tunnettu teksti: "Aasialainen (typpi) alkoi kaataa (litium) vettä (vetyä) mäntymetsään (boori). Mutta emme tarvinneet häntä (Neonia), vaan Magnoliaa (Magnesiumia). Sitä voidaan täydentää tarinalla Ferrarista (rauta - ferrum), jossa salainen agentti "Chlorine zero seventeen" (17 - kloorin sarjanumero) matkusti kiinni hullun Arsenyn (arsenic - arsenicum), jolla oli 33 hampaat (33 - sarjanumero arseeni), mutta hänen suuhunsa joutui jotain hapanta (happi), se oli kahdeksan myrkytettyä luotia (8 on hapen sarjanumero)... Voidaan jatkaa loputtomiin. Muuten, jaksollisen taulukon perusteella kirjoitettu romaani voidaan antaa kirjallisuuden opettajalle kokeellisena tekstinä. Hän todennäköisesti pitää siitä.

Rakenna muistipalatsi Tämä on yksi nimistä melko tehokasta tekniikkaa ulkoa, kun spatiaalinen ajattelu on aktivoitu. Sen salaisuus on, että me kaikki voimme helposti kuvailla huoneemme tai polun kotoa kauppaan, kouluun jne. Elementtien sarjan luomiseksi sinun on sijoitettava ne tien varrelle (tai huoneeseen) ja esitettävä jokainen elementti erittäin selkeästi, näkyvästi, konkreettisesti. Tässä on laiha blondi, jolla on pitkät kasvot. Ahkera työntekijä, joka laskee laattoja, on pii. Ryhmä aristokraatteja kalliissa autossa - inertit kaasut. Ja tietysti heliumpallot.

Huomautus

Sinun ei tarvitse pakottaa itseäsi muistamaan korttien tietoja. Parasta on yhdistää jokainen elementti johonkin kirkkaalla tavalla. Pii - Piilaakson kanssa. Litium - litiumparistoilla kännykkä. Vaihtoehtoja voi olla monia. Mutta visuaalisen kuvan, mekaanisen muistin ja karkean tai päinvastoin sileän kiiltävän kortin tuntoaistin yhdistelmä auttaa sinua helposti nostamaan pienimmätkin yksityiskohdat muistin syvyyksistä.

Hyödyllinen neuvo

Voit piirtää samat kortit tiedoilla elementeistä, joita Mendeleevillä oli aikanaan, mutta vain täydentää niitä nykyaikaisella tiedolla: esimerkiksi elektronien lukumäärällä ulkoisella tasolla. Sinun tarvitsee vain asettaa ne ennen nukkumaanmenoa.

Lähteet:

• Mnemoniset säännöt kemialle
• kuinka muistaa jaksollinen taulukko

Määritelmäongelma on kaukana tyhjästä. Se tuskin on miellyttävää, jos kultakauppa Kalliin kultaesineen sijaan he haluavat myydä sinulle suoran väärennöksen. Eikö se kiinnosta mistä metalli Valmistettu rikkoutuneesta auton osasta vai löydetystä antiikkista?

Ohjeet

Tässä on esimerkiksi kuinka kuparin läsnäolo lejeeringissä määritetään. Levitä puhdistetulle pinnalle metalli tippa (1:1) typpihappoa. Reaktion seurauksena kaasua alkaa vapautua. Pyyhi pisara muutaman sekunnin kuluttua suodatinpaperilla ja pidä sitä väkevän ammoniakkiliuoksen kohdalla. Kupari reagoi ja muuttaa tahran tummansiniseksi.

Näin erotat pronssin messingistä. Laita pala metallilastua tai sahanpurua dekantterilasiin, jossa on 10 ml typpihappoliuosta (1:1) ja peitä se lasilla. Odota vähän, kunnes se liukenee kokonaan, ja lämmitä sitten saatu neste melkein kiehuvaksi 10-12 minuuttia. Valkoinen jäännös muistuttaa sinua pronssista, mutta messinginen dekantterilasi jää.

Voit määrittää nikkelin samalla tavalla kuin kuparin. Levitä pinnalle tippa typpihappoliuosta (1:1). metalli ja odota 10-15 sekuntia. Pyyhi pisara suodatinpaperilla ja pidä sitä sitten väkevän ammoniakkihöyryn päällä. Tuloksena olevalle tumma piste pudota 1-prosenttista dimetyyliglyoksiinin alkoholiliuosta.

Nikkeli "signaali" sinulle ominaisella punaisella värillään. Lyijy voidaan määrittää kromihapon kiteiden ja siihen levitetyn pisaran jäähdytettyä etikkahappoa ja minuutin kuluttua vesipisaran avulla. Jos näet keltaisen sakan, tiedät sen olevan lyijykromaattia.

Raudan läsnäolon määrittäminen on myös helppoa. Ota pala metalli ja lämmitä se suolahapossa. Jos tulos on positiivinen, pullon sisältö tulee värjätä keltainen. Jos et ole hyvä kemian kanssa, ota tavallinen magneetti. Tiedä, että kaikki rautaa sisältävät metalliseokset houkuttelevat sitä.

Yleisesti hyväksyttyjen käsitysten mukaan hapot ovat monimutkaisia ​​aineita, jotka koostuvat yhdestä tai useammasta vetyatomista, jotka voidaan korvata metalliatomeilla ja happamilla tähteillä. Ne jaetaan hapettomiin ja happea sisältäviin, yksi- ja moniemäksisiin, vahvoihin, heikkoihin jne. Kuinka määrittää, onko aineella happamia ominaisuuksia?

Tarvitset

• - indikaattoripaperi tai lakmusliuos;
• - kloorivetyhappo (edullisesti laimennettu);
• - natriumkarbonaattijauhe (soodatuhka);
• - vähän hopeanitraattia liuoksessa;
• - tasapohjaiset pullot tai dekantterilasit.

Ohjeet

Ensimmäinen ja yksinkertaisin testi on testi indikaattorilakmuspaperilla tai lakmusliuoksella. Jos paperinauhassa tai liuoksessa on vaaleanpunainen sävy, se tarkoittaa, että testattava aine sisältää vetyioneja, ja tämä on varma merkki haposta. Voit helposti ymmärtää, että mitä voimakkaampi väri (puna-burgundiin asti), sitä happamampi se on.

On monia muita tapoja tarkistaa. Sinulle on esimerkiksi annettu tehtävä määrittää, onko kirkas neste kloorivetyhappoa. Kuinka tehdä se? Tiedät reaktion kloridi-ioneihin. Se havaitaan lisäämällä pienimmätkin määrät lapis-liuosta - AgNO3.

Kaada osa testinesteestä erilliseen astiaan ja tiputa siihen vähän lapis-liuosta. Tässä tapauksessa muodostuu välittömästi "juustomainen" valkoinen liukenemattoman hopeakloridin sakka. Toisin sanoen aineen molekyylissä on ehdottomasti kloridi-ioni. Mutta ehkä se ei loppujen lopuksi ole, vaan jonkinlaisen klooripitoisen suolan liuos? Esimerkiksi natriumkloridi?

Muista happojen toinen ominaisuus. Vahvat hapot (ja kloorivetyhappo on tietysti yksi niistä) voivat syrjäyttää heikot hapot niistä. Laita vähän soodajauhetta - Na2CO3 - pulloon tai dekantterilasiin ja lisää hitaasti testattava neste. Jos sihisevä ääni kuuluu välittömästi ja jauhe kirjaimellisesti "kiehuu", siitä ei jää epäilystäkään - se on suolahappoa.

Jokaiselle taulukon elementille on määritetty tietty sarjanumero (H - 1, Li - 2, Be - 3 jne.). Tämä luku vastaa ydintä (protonien lukumäärää ytimessä) ja ytimen ympäri kiertävien elektronien määrää. Protonien lukumäärä on siis yhtä suuri kuin elektronien lukumäärä, mikä tarkoittaa, että normaaleissa olosuhteissa atomi on sähköisesti .

Jako seitsemään jaksoon tapahtuu numeron mukaan energiatasot atomi. Ensimmäisen jakson atomeilla on yksitasoinen elektronikuori, toisella - kaksitasoinen, kolmannella - kolmitasoinen jne. Kun uusi energiataso täyttyy, alkaa uusi ajanjakso.

Minkä tahansa ajanjakson ensimmäisille elementeille on ominaista atomit, joilla on yksi elektroni ulkotasolla - nämä ovat alkalimetalliatomeja. Jaksot päättyvät jalokaasujen atomeihin, joiden ulkoinen energiataso on täysin täynnä elektroneja: ensimmäisessä jaksossa jalokaasuissa on 2 elektronia, seuraavina jaksoina - 8. Juuri elektronikuorten samanlaisen rakenteen vuoksi elementtiryhmillä on samanlainen fysiikka.

Taulukossa D.I. Mendelejevillä on 8 pääalaryhmää. Tämä määrä määräytyy energiatason suurimman mahdollisen elektronien lukumäärän mukaan.

Jaksollisen taulukon alaosassa lantanidit ja aktinidit erotetaan toisistaan ​​riippumattomina sarjoina.

Käyttämällä taulukkoa D.I. Mendeleev, voidaan havaita seuraavien elementtien ominaisuuksien jaksollisuus: atomin säde, atomitilavuus; ionisaatiopotentiaali; elektronien affiniteettivoimat; atomin elektronegatiivisuus; ; fyysiset ominaisuudet mahdollisia yhteyksiä.

Selvästi jäljitettävä elementtien järjestelyn jaksollisuus taulukossa D.I. Mendelejev selittyy rationaalisesti energiatasojen täyttämisen elektroneilla peräkkäisellä luonteella.

Lähteet:

• Mendelejevin taulukko

Jaksollinen laki, joka on modernin kemian perusta ja selittää kemiallisten alkuaineiden ominaisuuksien muutosmallit, löysi D.I. Mendelejev vuonna 1869. Fyysinen merkitys tämä laki paljastuu opiskelussa monimutkainen rakenne atomi.

1800-luvulla uskottiin, että atomimassa on pääominaisuus elementtiä, joten sitä käytettiin aineiden luokittelemiseen. Nykyään atomit määritellään ja tunnistetaan niiden ytimessä olevan varauksen määrällä (jaksollisessa taulukossa oleva luku ja atominumero). Alkuaineiden atomimassa on kuitenkin joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta (esimerkiksi atomimassa on pienempi atomimassa argon) kasvaa suhteessa niiden ydinvaraukseen.

Atomimassan kasvaessa havaitaan säännöllinen muutos alkuaineiden ja niiden yhdisteiden ominaisuuksissa. Näitä ovat atomien metallisuus ja epämetallisuus, atomisäde, ionisaatiopotentiaali, elektroniaffiniteetti, elektronegatiivisuus, hapetustilat, yhdisteet (kiehumispisteet, sulamispisteet, tiheys), niiden emäksisyys, amfoteerisuus tai happamuus.

Kuinka monta elementtiä on nykyaikaisessa jaksollisessa taulukossa

Jaksotaulukko ilmaisee graafisesti lain, jonka hän löysi. Nykyaikainen jaksollinen taulukko sisältää 112 kemiallista alkuainetta (viimeiset ovat Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium ja Copernicium). Viimeisimpien tietojen mukaan myös seuraavat 8 elementtiä on löydetty (jopa 120), mutta kaikki eivät ole saaneet nimeään, ja näitä elementtejä on edelleen vähän painetut julkaisut ovat läsnä.

Jokainen elementti sijaitsee tietyssä solussa jaksollisessa taulukossa ja sillä on oma sarjanumeronsa, joka vastaa sen atomin ytimen varausta.

Miten jaksollinen taulukko rakennetaan?

Jaksollisen taulukon rakennetta edustaa seitsemän jaksoa, kymmenen riviä ja kahdeksan ryhmää. Jokainen jakso alkaa alkalimetallilla ja päättyy jalokaasuun. Poikkeuksia ovat ensimmäinen jakso, joka alkaa vedyllä, ja seitsemäs epätäydellinen jakso.

Kaudet jaetaan pieniin ja suuriin. Pienet jaksot (ensimmäinen, toinen, kolmas) koostuvat yhdestä vaakasuorasta rivistä, suuret jaksot (neljäs, viides, kuudes) - kahdesta vaakasuorasta rivistä. Ylempiä rivejä kutsutaan suurilla jaksoilla parillisiksi, alempia rivejä kutsutaan parittomiksi.

Taulukon kuudennessa jaksossa (sarjanumero 57) jälkeen on 14 alkuainetta, jotka ovat ominaisuuksiltaan samanlaisia ​​kuin lantaani - lantanidit. Ne on lueteltu taulukon alareunassa erillisenä rivinä. Sama koskee aktinideja, jotka sijaitsevat aktiniumin (numero 89) jälkeen ja toistavat suurelta osin sen ominaisuuksia.

Suurten jaksojen (4, 6, 8, 10) parilliset rivit on täytetty vain metalleilla.

Ryhmien elementeillä on sama valenssi oksideissa ja muissa yhdisteissä, ja tämä valenssi vastaa ryhmän numeroa. Tärkeimmät sisältävät elementtejä pienistä ja suurista ajanjaksoista, vain suuria. Ylhäältä alas ne vahvistuvat, ei-metalliset heikkenevät. Kaikki sivualaryhmien atomit ovat metalleja.

Jaksottaisten kemiallisten alkuaineiden taulukosta on tullut yksi päätapahtumat tieteen historiassa ja toi sen luojalle, venäläiselle tiedemiehelle Dmitri Mendelejeville, maailmankuulu. Tämä poikkeuksellinen mies onnistui yhdistämään kaikki kemialliset alkuaineet yhdeksi konseptiksi, mutta kuinka hän onnistui avaamaan kuuluisan pöytänsä?

Jos muistat edes vähän koulun fysiikan kurssistasi, muistat helposti, että aktiivisin metalli on litium. Tämä tosiasia ei ole yllättävää, ennen kuin yrität ymmärtää tätä asiaa yksityiskohtaisemmin. On totta, että on vaikea kuvitella tilannetta, jossa tarvitsisit tällaisia ​​​​tietoja, mutta voit kokeilla tyhjäkäynnin vuoksi.

Mikä on esimerkiksi metallin aktiivisuus? Kyky reagoida nopeasti ja täydellisesti muiden kanssa kemiallisia alkuaineita? Voi olla. Sitten litium, vaikka se tulee olemaan yksi aktiivisimmista metalleista, ei selvästikään ole mestari. Mutta siitä lisää myöhemmin.

Mutta jos teet pienen selvennyksen, älä sano "aktiivisin metalli", vaan "sähkökemiallisesti aktiivisin metalli", litium ottaa oikeutetun ensimmäisen sijansa.

Litium

Kreikasta käännettynä "litium" tarkoittaa "kiveä". Mutta tämä ei ole yllättävää, koska ruotsalainen kemisti Arfvedson löysi sen kivestä, petaliitista, joka sisälsi muun muassa tätä metallia.

Siitä hetkestä lähtien hänen opiskelunsa alkoi. Ja siinä on työstettävää. Esimerkiksi sen tiheys on useita kertoja pienempi kuin alumiinin. Hän tietysti hukkuu veteen, mutta kerosiinissa hän ui itsevarmasti.

Normaaleissa olosuhteissa litium on pehmeä, hopeanhohtoinen metalli. Beketov-sarjassa (sarja sähkökemiallista toimintaa) litiumilla on kunniallinen ensimmäinen paikka, jopa ennen kaikkia muita alkalimetalleja. Tämä tarkoittaa, että milloin kemiallinen reaktio se syrjäyttää muut metallit ja vie vapaan tilan liitoksissa. Tämä määrää sen kaikki muut ominaisuudet.

Se on esimerkiksi ehdottoman välttämätöntä ihmiskehon normaalille toiminnalle, vaikkakin pieninä annoksina. Lisääntynyt keskittymiskyky voi aiheuttaa myrkytyksen, heikentynyt keskittyminen voi aiheuttaa henkistä epävakautta.

Mielenkiintoista on, että kuuluisa juoma 7Up sisälsi aiemmin litiumia ja se asetettiin krapulalääkkeeksi. Ehkä se todella auttoi.

Cesium

Mutta jos pääsemme eroon pakkomielteisestä selkeytyksestä "sähkökemiallisesti", jättäen yksinkertaisesti "aktiivisen metallin", cesiumia voidaan kutsua voittajaksi.

Kuten tiedät, aineiden aktiivisuus jaksollisessa taulukossa kasvaa oikealta vasemmalle ja ylhäältä alas. Tosiasia on, että aineissa, jotka kuuluvat ensimmäiseen ryhmään (ensimmäinen sarake), yksi yksinäinen elektroni pyörii ulkokerroksessa. Atomin on helppo päästä eroon siitä, mikä tapahtuu melkein kaikissa reaktioissa. Jos niitä olisi kaksi, kuten toisen ryhmän elementit, niin se vie enemmän aikaa, kolme - jopa enemmän ja niin edelleen.

Mutta edes ensimmäisessä ryhmässä aineet eivät ole yhtä aktiivisia. Mitä alempi aine on, sitä suurempi sen atomin halkaisija on ja mitä kauempana ytimestä yksi vapaa elektroni pyörii. Tämä tarkoittaa, että ytimen vetovoima vaikuttaa siihen heikommin ja sen on helpompi irtautua. Cesium täyttää kaikki nämä ehdot.

Tämä metalli löydettiin ensimmäisenä spektroskoopilla. Tiedemiehet tutkivat koostumusta kivennäisvettä parantavasta lähteestä ja näki spektroskoopissa kirkkaan sinisen nauhan, joka vastaa aiemmin tuntematonta alkuainetta. Tästä syystä cesium sai nimensä. Se voidaan kääntää venäjäksi "taivaansiniseksi".

Kaikista puhtaista metalleista, joita voidaan louhia merkittäviä määriä, cesiumilla on suurin kemiallinen reaktiivisuus, samoin kuin monet muut mielenkiintoisia ominaisuuksia. Se voi esimerkiksi sulaa ihmisen käsissä. Mutta tätä varten se on asetettava suljettuun lasikapseliin, joka on täytetty puhtaalla argonilla, koska muuten se yksinkertaisesti syttyy kosketuksissa ilman kanssa. Tämä metalli on löytänyt sovelluksensa useilla aloilla: lääketieteestä optiikkaan.

Ranska

Ja jos emme pysähdy cesiumiin ja mene vielä alemmas, päädymme franciumiin. Se säilyttää kaikki cesiumin ominaisuudet ja ominaisuudet, mutta nostaa ne laadullisesti korkeammalle tasolle. uusi taso, koska sillä on vielä enemmän elektroniradat, mikä tarkoittaa, että sama yksinäinen elektroni on vielä kauempana keskustasta.

Pitkään aikaan se oli teoreettisesti ennustettu ja jopa kuvattu, mutta sitä ei ollut mahdollista löytää tai löytää, mikä ei myöskään ole yllättävää, koska luonnossa sitä löytyy pieniä määriä (vähemmän kuin - vain astatiini). Ja vaikka se saadaankin, korkean radioaktiivisuuden ja nopean puoliintumisajan vuoksi se pysyy erittäin epävakaana.

Mielenkiintoista on, että keskiaikaisten alkemistien unelma toteutui Ranskassa, vain päinvastoin. He haaveilivat kullan saamisesta muista aineista, mutta täällä he käyttävät kultaa, joka elektronien pommituksen jälkeen muuttuu franciumiksi. Mutta silti sitä voidaan saada merkityksettömän pieninä määrinä, jotka eivät riitä edes huolelliseen tutkimukseen.

Näin ollen francium on edelleen aktiivisin metalleista, paljon muita edellä. Ainoastaan ​​cesium voi kilpailla sen kanssa, ja silloinkin, pelkästään suuremman määrän ansiosta. Jopa aktiivisin ei-metalli, fluori, on huomattavasti huonompi kuin se.