Cel mai activ metal dintre elemente. Proprietățile chimice ale metalelor

Acasă

Dacă din întreaga serie de potențiale standard ale electrodului selectăm doar acele procese de electrozi care corespund ecuației generale

apoi obținem o serie de tensiuni metalice. Pe lângă metale, această serie va include întotdeauna hidrogenul, ceea ce vă permite să vedeți ce metale sunt capabile să înlocuiască hidrogenul din soluțiile apoase de acizi.

Tabelul 19. Serii tensiunilor metalice

O serie de tensiuni pentru cele mai importante metale sunt date în tabel. 19. Poziția unui anumit metal în seria de tensiuni caracterizează capacitatea sa de a suferi interacțiuni redox în soluții apoase în condiții standard. Ionii metalici sunt agenți oxidanți, iar metalele sub formă de substanțe simple sunt agenți reducători. Mai mult decât atât, cu cât un metal se află mai departe în seria de tensiuni, cu atât agentul de oxidare într-o soluție apoasă este mai puternic ionii săi și invers, cu cât metalul este mai aproape de începutul seriei, cu atât mai puternice sunt proprietățile reducătoare ale unui simplu. substanta - metalul.

Potențialul de proces al electrodului într-un mediu neutru este egal cu B (vezi pagina 273). Metale active începuturile seriei, având un potențial semnificativ mai negativ decât -0,41 V, înlocuiesc hidrogenul din apă. Magneziul înlocuiește hidrogenul numai din apa calda

. Metalele situate între magneziu și cadmiu, în general, nu înlocuiesc hidrogenul din apă. Pe suprafața acestor metale se formează pelicule de oxid, care au un efect protector.

Metalele sunt capabile să se înlocuiască între ele din soluțiile sărate. Direcția reacției este determinată de poziția lor relativă în seria tensiunilor. Când luăm în considerare cazuri specifice de astfel de reacții, trebuie amintit că metalele active înlocuiesc hidrogenul nu numai din apă, ci și din orice soluție apoasă. Prin urmare, deplasarea reciprocă a metalelor din soluțiile sărurilor acestora are loc practic numai în cazul metalelor situate în seria după magneziu.

Beketov a fost primul care a studiat în detaliu deplasarea metalelor din compușii lor de către alte metale. Ca rezultat al muncii sale, el a aranjat metalele în funcție de activitatea lor chimică într-o serie de deplasări, care este prototipul unei serii de tensiuni metalice.

Poziția relativă a unor metale în seria tensiunilor și în tabelul periodic la prima vedere nu corespunde între ele. De exemplu, în funcție de poziția în tabelul periodic, activitatea chimică a potasiului ar trebui să fie mai mare decât sodiul, iar sodiul - mai mare decât litiul. În seria tensiunilor, litiul este cel mai activ, iar potasiul ocupă o poziție de mijloc între litiu și sodiu. Zincul și cuprul, în funcție de poziția lor în tabelul periodic, ar trebui să aibă o activitate chimică aproximativ egală, dar în seria de tensiuni, zincul este situat mult mai devreme decât cuprul. Motivul pentru acest tip de inconsecvență este următorul.

Când se compară metalele care ocupă una sau alta poziție în tabelul periodic, energia de ionizare a atomilor liberi este luată ca măsură a activității lor chimice - capacitatea de reducere. Într-adevăr, atunci când se deplasează, de exemplu, de sus în jos de-a lungul subgrupului principal al grupului I tabel periodic energia de ionizare a atomilor scade, ceea ce este asociat cu o creștere a razelor lor (adică, cu o distanță mai mare a electronilor exteriori față de nucleu) și cu creșterea ecranării sarcinii pozitive a nucleului de către straturi electronice intermediare (vezi § 31) . Prin urmare, atomii de potasiu prezintă o activitate chimică mai mare - au proprietăți reducătoare mai puternice - decât atomii de sodiu, iar atomii de sodiu prezintă o activitate mai mare decât atomii de litiu.

Când se compară metale într-o serie de tensiuni, munca de conversie a unui metal în stare solidă în ioni hidratați într-o soluție apoasă este luată ca măsură a activității chimice. Această lucrare poate fi reprezentată ca suma a trei termeni: energia de atomizare - transformarea unui cristal metalic în atomi izolați, energia de ionizare a atomilor de metal liber și energia de hidratare a ionilor rezultați. Energia de atomizare caracterizează rezistența rețelei cristaline a unui metal dat. Energia de ionizare a atomilor - îndepărtarea electronilor de valență din ei - este direct determinată de poziția metalului în tabelul periodic. Energia eliberată în timpul hidratării depinde de structura electronică a ionului, de sarcina și de raza acestuia.

Ionii de litiu și potasiu, având aceeași sarcină, dar cu raze diferite, vor crea câmpuri electrice inegale în jurul lor. Câmpul generat lângă ionii mici de litiu va fi mai puternic decât câmpul din apropierea ionilor mari de potasiu. Din aceasta este clar că ionii de litiu se vor hidrata cu eliberarea de mai multă energie decât ionii de potasiu.

Astfel, în timpul transformării luate în considerare, energia este cheltuită pentru atomizare și ionizare și energie este eliberată în timpul hidratării. Cu cât consumul total de energie este mai mic, cu atât întregul proces va fi mai ușor și cu atât metalul dat va fi localizat mai aproape de începutul seriei de tensiuni. Dar dintre cei trei termeni ai bilanţului energetic general, doar unul - energia de ionizare - este determinat direct de poziţia metalului în tabelul periodic. În consecință, nu există niciun motiv să ne așteptăm ca poziția relativă a anumitor metale în seria de tensiuni să corespundă întotdeauna cu poziția lor în tabelul periodic. Astfel, pentru litiu, consumul total de energie se dovedește a fi mai mic decât pentru potasiu, conform căruia litiul vine înaintea potasiului în seria de tensiune.

Pentru cupru și zinc, consumul de energie pentru ionizarea atomilor liberi și câștigul de energie în timpul hidratării ionice sunt apropiate. Dar cuprul metalic formează o rețea cristalină mai puternică decât zincul, așa cum se poate observa dintr-o comparație a temperaturilor de topire ale acestor metale: zincul se topește la , iar cuprul doar la . Prin urmare, energia cheltuită pentru atomizarea acestor metale este semnificativ diferită, drept urmare costurile totale de energie pentru întregul proces în cazul cuprului sunt mult mai mari decât în ​​cazul zincului, ceea ce explică poziția relativă a acestora. metale din seria de tensiuni.

La trecerea de la apă la solvenți neapoși, pozițiile relative ale metalelor din seria de tensiune se pot schimba. Motivul pentru aceasta este că energia de solvatare a diferiților ioni de metal se schimbă diferit atunci când se trece de la un solvent la altul.

În special, ionul de cupru este solvatat destul de viguros în unii solvenți organici; Acest lucru duce la faptul că în astfel de solvenți cuprul este situat în seria de tensiune înainte de hidrogen și îl înlocuiește din soluțiile acide.

Astfel, spre deosebire de sistemul periodic de elemente, o serie de tensiuni metalice nu este o reflectare a unui model general, pe baza căruia este posibil să se ofere o caracteristică cuprinzătoare a proprietăților chimice ale metalelor. O serie de tensiuni caracterizează doar capacitatea redox a sistemului electrochimic „metal - ion metal” în condiții strict definite: valorile date în acesta se referă la soluție apoasă, temperatura și concentrația unitară (activitatea) ionilor metalici.

Toate metalele, în funcție de activitatea lor redox, sunt combinate într-o serie numită seria de tensiune electrochimică a metalelor (deoarece metalele din ele sunt aranjate în ordinea creșterii potențialelor electrochimice standard) sau seria activității metalului:

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

Cele mai active metale din punct de vedere chimic sunt în seria de activitate până la hidrogen, iar cu cât metalul este situat mai în stânga, cu atât este mai activ. Metalele care ocupă locul după hidrogen în seria de activități sunt considerate inactive.

Aluminiu

Aluminiul este o culoare alb-argintiu. Principalele proprietăți fizice ale aluminiului sunt ușurința, conductivitatea termică și electrică ridicată. În stare liberă, atunci când este expus la aer, aluminiul este acoperit cu o peliculă durabilă de oxid de Al 2 O 3, ceea ce îl face rezistent la acțiunea acizilor concentrați.

Aluminiul aparține metalelor din familia p. Configurația electronică a nivelului de energie exterior este 3s 2 3p 1. În compușii săi, aluminiul prezintă o stare de oxidare de „+3”.

Aluminiul este produs prin electroliza oxidului topit al acestui element:

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

Cu toate acestea, datorită randamentului scăzut al produsului, metoda de producere a aluminiului prin electroliza unui amestec de Na 3 și Al 2 O 3 este mai des utilizată. Reacția are loc atunci când este încălzită la 960C și în prezența catalizatorilor - fluoruri (AlF 3, CaF 2 etc.), în timp ce eliberarea de aluminiu are loc la catod, iar oxigenul este eliberat la anod.

Aluminiul este capabil să interacționeze cu apa după îndepărtarea peliculei de oxid de pe suprafața sa (1), interacționând cu substanțe simple(oxigen, halogeni, azot, sulf, carbon) (2-6), acizi (7) și baze (8):

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2 (1)

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

2Al +2NaOH +3H2O = 2Na + 3H2 (8)

Calciu

În forma sa liberă, Ca este un metal alb-argintiu. Când este expus la aer, acesta devine instantaneu acoperit cu o peliculă gălbuie, care este produsul interacțiunii sale cu componente aer. Calciu - suficient metal dur, are o rețea cristalină cubică centrată pe față.

Configurația electronică a nivelului de energie exterior este 4s 2. În compușii săi, calciul prezintă o stare de oxidare de „+2”.

Calciul se obține prin electroliza sărurilor topite, cel mai adesea cloruri:

CaCl2 = Ca + CI2

Calciul este capabil să se dizolve în apă pentru a forma hidroxizi, prezentând proprietăți de bază puternice (1), reacționând cu oxigenul (2), formând oxizi, interacționând cu nemetale (3-8), dizolvându-se în acizi (9):

Ca + H2O = Ca(OH)2 + H2 (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 3 P 2 (7)

Ca + H2 = CaH2 (8)

Ca + 2HCI = CaCl2 + H2 (9)

Fierul și compușii săi

Fierul este un metal gri. ÎN formă pură este destul de moale, maleabil și vâscos. Configurația electronică a nivelului de energie exterior este 3d 6 4s 2. În compușii săi, fierul prezintă stări de oxidare „+2” și „+3”.

Fierul metalic reacţionează cu vaporii de apă, formând oxid mixt (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2

În aer, fierul se oxidează ușor, mai ales în prezența umidității (ruginile):

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

Ca și alte metale, fierul reacționează cu substanțe simple, de exemplu, halogenii (1) și se dizolvă în acizi (2):

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 (2)

Fierul formează un întreg spectru de compuși, deoarece prezintă mai multe stări de oxidare: hidroxid de fier (II), hidroxid de fier (III), săruri, oxizi etc. Astfel, hidroxidul de fier (II) poate fi obținut prin acțiunea soluțiilor alcaline asupra sărurilor de fier (II) fără acces la aer:

FeSO4 + 2NaOH = Fe(OH)2 ↓ + Na2SO4

Hidroxidul de fier (II) este solubil în acizi și se oxidează în hidroxid de fier (III) în prezența oxigenului.

Sărurile de fier (II) prezintă proprietăți de agent reducător și sunt transformate în compuși de fier (III).

Oxidul de fier (III) nu poate fi obținut prin arderea fierului în oxigen pentru a-l obține, este necesară arderea sulfurilor de fier sau calcinarea altor săruri de fier:

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

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

Compușii de fier (III) prezintă proprietăți oxidante slabe și sunt capabili să intre în reacții redox cu agenți reducători puternici:

2FeCl 3 + H 2 S = Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl

Productie de fier si otel

Otelurile si fontele sunt aliaje de fier si carbon, cu continutul de carbon in otel de pana la 2%, iar in fonta 2-4%. Oțelurile și fontele conțin aditivi de aliere: oțeluri – Cr, V, Ni și fontă – Si.

Evidențiați diverse tipuri Oțelurile, de exemplu, sunt împărțite în oțeluri structurale, inoxidabile, pentru scule, rezistente la căldură și criogenice în funcție de scopul lor. De compozitia chimica se disting carbonul (cu conținut scăzut, mediu și ridicat de carbon) și aliajele (aliaj scăzut, mediu și ridicat). In functie de structura se disting otelurile austenitice, feritice, martensitice, perlitice si bainitice.

Oțelurile și-au găsit aplicații în multe industrii economie nationala, precum construcții, chimie, petrochimie, securitate mediu, energie de transport și alte industrii.

În funcție de forma conținutului de carbon din fontă - cementit sau grafit, precum și de cantitatea acestora, se disting mai multe tipuri de fontă: alb (culoarea deschisă a fracturii datorită prezenței carbonului sub formă de cementit), gri (culoarea gri a fracturii datorită prezenței carbonului sub formă de grafit), maleabilă și rezistentă la căldură. Fontele sunt aliaje foarte fragile.

Domeniile de aplicare a fontei sunt extinse - decorațiunile artistice (garduri, porți), piesele dulapurilor, echipamentele sanitare, articolele de uz casnic (tigăile) sunt realizate din fontă și este folosită în industria auto.

Exemple de rezolvare a problemelor

EXEMPLUL 1

Metalele variază foarte mult în activitatea lor chimică. Activitatea chimică a unui metal poate fi evaluată aproximativ după poziția sa în.

Cele mai active metale sunt situate la începutul acestui rând (în stânga), cele mai inactive metale sunt la sfârșit (în dreapta).
Reacții cu substanțe simple. Metalele reacţionează cu nemetale pentru a forma compuşi binari. Condițiile de reacție și uneori produsele lor variază foarte mult pentru diferite metale.
De exemplu, metalele alcaline reacţionează activ cu oxigenul (inclusiv în aer) la temperatura camerei pentru a forma oxizi şi peroxizi.

4Li + O2 = 2Li2O;
2Na + O 2 = Na 2 O 2

Metalele cu activitate medie reacţionează cu oxigenul când sunt încălzite. În acest caz, se formează oxizi:

2Mg + O2 = t2MgO.

Metalele slab active (de exemplu, aurul, platina) nu reacționează cu oxigenul și, prin urmare, practic nu își schimbă strălucirea în aer.
Majoritatea metalelor, atunci când sunt încălzite cu pulbere de sulf, formează sulfurile corespunzătoare:

Reacții cu substanțe complexe. Compușii din toate clasele reacționează cu metale - oxizi (inclusiv apa), acizi, baze și săruri.
Metalele active reacţionează violent cu apa la temperatura camerei:

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

Suprafața metalelor precum magneziul și aluminiul este protejată de o peliculă densă de oxid corespunzător. Acest lucru previne apariția reacției cu apă. Cu toate acestea, dacă această peliculă este îndepărtată sau integritatea sa este perturbată, atunci și aceste metale reacţionează activ. De exemplu, magneziul sub formă de pulbere reacționează cu apa fierbinte:

Mg + 2H20 = 100 °C Mg(OH)2 + H2.

La temperaturi ridicate, metalele mai puțin active reacționează și cu apa: Zn, Fe, Mil etc. În acest caz, se formează oxizii corespunzători. De exemplu, atunci când vaporii de apă sunt trecuți peste pilitura fierbinte de fier, are loc următoarea reacție:

3Fe + 4H2O = t Fe3O4 + 4H2.

Metalele din seria de activitate până la hidrogen reacționează cu acizii (cu excepția HNO3) pentru a forma săruri și hidrogen. Metalele active (K, Na, Ca, Mg) reacţionează foarte violent cu soluţiile acide (la viteză mare):

Ca + 2HCI = CaCI2 + H2;
2Al + 3H2S04 = Al2(SO4)3 + 3H2.

Metalele slab active sunt adesea practic insolubile în acizi. Acest lucru se datorează formării unei pelicule de sare insolubilă pe suprafața lor. De exemplu, plumbul, care se află în seria de activitate înaintea hidrogenului, este practic insolubil în acizi sulfuric și clorhidric diluați datorită formării unei pelicule de săruri insolubile (PbSO4 și PbCl2) pe suprafața sa.

Instrucţiuni

Luați tabelul periodic și, folosind o riglă, trageți o linie care începe în celulă cu elementul Be (Beriliu) și se termină în celula cu elementul At (Astatine).

Acele elemente care vor fi în stânga acestei linii sunt metale. Mai mult, cu cât elementul este situat „jos și în stânga”, cu atât are proprietăți metalice mai pronunțate. Este ușor de observat că în tabelul periodic un astfel de metal este (Fr) - cel mai activ metal alcalin.

În consecință, acele elemente din dreapta liniei au proprietăți. Și aici se aplică o regulă similară: cu cât elementul este „mai sus și în dreapta” liniei, cu atât este mai puternic nemetal. Un astfel de element din tabelul periodic este fluorul (F), cel mai puternic agent oxidant. Este atât de activ încât chimiștii obișnuiau să-i dea un nume respectuos, deși neoficial: „Totul mestecă”.

Pot apărea întrebări precum „Dar acele elemente care se află pe linie în sine sau foarte aproape de ea?” Sau, de exemplu, „În dreapta și deasupra liniei sunt crom, . Sunt acestea cu adevărat nemetale? La urma urmei, ele sunt utilizate în producția de oțel ca aditivi de aliere. Dar se știe că chiar și impuritățile mici ale nemetalelor le fac casante.” Faptul este că elementele situate pe linie în sine (de exemplu, aluminiu, germaniu, niobiu, antimoniu) au, adică caracter dual.

În ceea ce privește, de exemplu, vanadiu, crom, mangan, proprietățile compușilor lor depind de starea de oxidare a atomilor acestor elemente. De exemplu, oxizii lor mai mari, cum ar fi V2O5, CrO3, Mn2O7, au pronunțat . De aceea, ele sunt situate în locuri aparent „ilogice” din tabelul periodic. În forma lor „pură”, aceste elemente sunt, desigur, metale și au toate proprietățile metalelor.

Surse:

• metale din tabelul periodic

Pentru școlari care studiază masa Mendeleev - vis urât. Chiar și cele treizeci și șase de elemente pe care profesorii le atribuie de obicei duc la ore de înghesuială obositoare și dureri de cap. Mulți oameni nici măcar nu cred ce să învețe masă Mendeleev este real. Dar utilizarea mnemotecilor poate face viața mult mai ușoară studenților.

Instrucţiuni

Înțelegeți teoria și alegeți tehnica potrivită Reguli care ușurează memorarea materialului, mnemonic. Trucul lor principal este crearea de conexiuni asociative, atunci când informațiile abstracte sunt împachetate într-o imagine strălucitoare, sunet sau chiar miros. Există mai multe tehnici mnemonice. De exemplu, puteți scrie o poveste din elemente de informații memorate, puteți căuta cuvinte consoane (rubidiu - comutator, cesiu - Iulius Cezar), puteți activa imaginația spațială sau pur și simplu să rimeze elementele tabelului periodic.

Balada azotului Este mai bine să rimezi elementele tabelului periodic al lui Mendeleev cu semnificație, în funcție de anumite caracteristici: prin valență, de exemplu. Deci, cele alcaline rimează foarte ușor și sună ca un cântec: „Litiu, potasiu, sodiu, rubidiu, cesiu franciu”. „Magneziu, calciu, zinc și bariu - valența lor este egală cu o pereche” este un clasic nestins al folclorului școlar. Pe același subiect: „Sodiul, potasiul, argintul sunt bunuri monovalente” și „Sodiul, potasiul și argentul sunt monovalente”. Creativitatea, spre deosebire de înghesuirea, care durează cel mult câteva zile, stimulează memoria pe termen lung. Aceasta înseamnă mai multe despre aluminiu, poezii despre azot și cântece despre valență - iar memorarea va merge ca un ceas.

Thriller acid Pentru a fi mai ușor de memorat, se inventează o idee în care elementele tabelului periodic sunt transformate în eroi, detalii de peisaj sau elemente de intrigă. Iată, de exemplu, un text binecunoscut: „Asiaticii (Azotul) au început să toarne apă (Litiu) (Hidrogen) în pădurea de pini (Bor). Dar nu el (Neon) aveam nevoie, ci Magnolia (Magneziu)”. Poate fi completat cu povestea unui Ferrari (fier - ferrum), în care agentul secret „Clor zero șaptesprezece” (17 - număr de serie al clorului) călătorea pentru a-l prinde pe maniacul Arsenie (arsenic - arsenic), care avea 33 dinți (33 - număr de serie arsen), dar ceva acru i-a intrat în gură (oxigen), erau opt gloanțe otrăvite (8 este numărul de serie al oxigenului)... Putem continua la infinit. Apropo, un roman scris pe baza tabelului periodic poate fi atribuit unui profesor de literatură ca text experimental. Probabil că îi va plăcea.

Construiește un palat al memoriei Acesta este unul dintre nume tehnologie eficientă memorarea atunci când gândirea spațială este activată. Secretul lui este că cu toții ne putem descrie cu ușurință camera sau drumul de acasă la magazin, școală etc. Pentru a crea o secvență de elemente, trebuie să le plasați de-a lungul drumului (sau în cameră) și să prezentați fiecare element foarte clar, vizibil, tangibil. Iată un blond slab, cu o față lungă. Muncitorul care pune gresie este siliciu. Un grup de aristocrați într-o mașină scumpă - gaze inerte. Și, bineînțeles, baloane cu heliu.

Vă rugăm să rețineți

Nu este nevoie să vă forțați să vă amintiți informațiile de pe carduri. Cel mai bun lucru este să asociezi fiecare element cu unele într-un mod luminos. Silicon - cu Silicon Valley. Litiu - cu baterii cu litiu în interior telefon mobil. Pot exista multe opțiuni. Însă combinația dintre o imagine vizuală, memorarea mecanică și senzația tactilă a unui card dur sau, dimpotrivă, neted lucios, te va ajuta să ridici cu ușurință cele mai mici detalii din adâncul memoriei.

Sfaturi utile

Puteți desena aceleași cărți cu informații despre elementele pe care le avea Mendeleev la vremea lui, dar le completați doar cu informații moderne: numărul de electroni la nivel extern, de exemplu. Tot ce trebuie să faceți este să le întindeți înainte de a merge la culcare.

Surse:

• Reguli mnemonice pentru chimie
• cum să ne amintim tabelul periodic

Problema definiției este departe de a fi inactivă. Cu greu va fi plăcut dacă magazin de bijuteriiÎn loc de un articol scump din aur, vor dori să vă vândă un fals de-a dreptul. Nu este de interes din care metal Fabricat dintr-o piesă de mașină spartă sau dintr-o epocă găsită?

Instrucţiuni

Iată, de exemplu, cum se determină prezența cuprului într-un aliaj. Aplicați pe suprafața curățată metal picătură (1:1) acid azotic. Ca rezultat al reacției, gazul va începe să fie eliberat. După câteva secunde, ștergeți picătura cu hârtie de filtru, apoi țineți-o peste locul în care se află soluția concentrată de amoniac. Cuprul va reacționa, transformând pata într-o culoare albastru închis.

Iată cum să deosebești bronzul de alamă. Puneți o bucată de așchii de metal sau rumeguș într-un pahar cu 10 ml de soluție (1:1) de acid azotic și acoperiți-l cu sticlă. Așteptați puțin până se dizolvă complet, apoi încălziți lichidul rezultat aproape la fierbere timp de 10-12 minute. Un reziduu alb vă va aminti de bronz, dar va rămâne paharul cu alamă.

Puteți determina nichelul în același mod ca și cuprul. Aplicați o picătură de soluție de acid azotic (1:1) pe suprafață metalși așteptați 10-15 secunde. Ștergeți picătura cu hârtie de filtru și apoi țineți-o peste vapori concentrați de amoniac. Pentru rezultat pată întunecată picurați o soluție 1% de dimetilglioxină în alcool.

Nichelul vă va „semnaliza” cu culoarea roșie caracteristică. Plumbul poate fi determinat folosind cristale de acid cromic și o picătură de acid acetic răcit aplicată pe acesta și, după un minut, o picătură de apă. Dacă vezi un precipitat galben, știi că este cromat de plumb.

Determinarea prezenței fierului este, de asemenea, ușoară. Luați o bucată metalși se încălzește în acid clorhidric. Dacă rezultatul este pozitiv, conținutul balonului trebuie colorat galben. Dacă nu ești bun cu chimia, ia un magnet obișnuit. Să știți că toate aliajele care conțin fier sunt atrase de el.

Conform opiniilor general acceptate, acizii sunt substanțe complexe constând din unul sau mai mulți atomi de hidrogen care pot fi înlocuiți cu atomi de metal și reziduuri acide. Ele sunt împărțite în fără oxigen și care conțin oxigen, monobazice și polibazice, puternice, slabe etc. Cum se determină dacă o substanță are proprietăți acide?

vei avea nevoie

• - hartie indicatoare sau solutie de turnesol;
• - acid clorhidric (preferabil diluat);
• - pulbere de carbonat de sodiu (carbonat de sodiu);
• - putin azotat de argint in solutie;
• - baloane sau pahare cu fund plat.

Instrucţiuni

Primul și cel mai simplu test este un test folosind hârtie de turnesol indicator sau soluție de turnesol. Dacă banda de hârtie sau soluția are o nuanță roz, înseamnă că substanța testată conține ioni de hidrogen, iar acesta este un semn sigur de acid. Puteți înțelege cu ușurință că, cu cât culoarea este mai intensă (până la roșu-visiniu), cu atât este mai acidă.

Există multe alte moduri de a verifica. De exemplu, vi se dă sarcina de a determina dacă un lichid limpede este acid clorhidric. Cum să faci asta? Știi reacția la ionul de clorură. Este detectat prin adăugarea chiar și a celor mai mici cantități de soluție de lapis - AgNO3.

Turnați o parte din lichidul de testare într-un recipient separat și introduceți puțină soluție de lapis. În acest caz, se va forma instantaneu un precipitat alb „curdy” de clorură de argint insolubilă. Adică există cu siguranță un ion de clorură în molecula substanței. Dar poate că nu este, până la urmă, ci o soluție dintr-un fel de sare care conține clor? De exemplu, clorura de sodiu?

Amintiți-vă o altă proprietate a acizilor. Acizii puternici (și acidul clorhidric, desigur, este unul dintre ei) pot înlocui acizii slabi din ei. Puneți puțină pudră de sifon - Na2CO3 - într-un balon sau pahar și adăugați încet lichidul de testat. Dacă se aude imediat un șuierat și pulberea literalmente „fierbe”, nu va mai rămâne nicio îndoială - este acid clorhidric.

Fiecărui element din tabel i se atribuie un număr de serie specific (H - 1, Li - 2, Be - 3 etc.). Acest număr corespunde nucleului (numărul de protoni din nucleu) și numărului de electroni care orbitează nucleul. Numărul de protoni este astfel egal cu numărul de electroni, ceea ce înseamnă că în condiții normale atomul este electric.

Împărțirea în șapte perioade are loc în funcție de număr niveluri de energie atom. Atomii primei perioade au o înveliș de electroni cu un singur nivel, al doilea - unul cu două niveluri, al treilea - un trei niveluri etc. Când un nou nivel de energie este umplut, începe o nouă perioadă.

Primele elemente ale oricărei perioade sunt caracterizate de atomi care au un electron la nivelul exterior - aceștia sunt atomi de metale alcaline. Perioadele se termină cu atomi de gaze nobile, care au un nivel de energie extern complet umplut cu electroni: în prima perioadă, gazele nobile au 2 electroni, în perioadele ulterioare - 8. Tocmai datorită structurii similare a învelișurilor electronice. grupurile de elemente au o fizică similară.

În tabelul D.I. Mendeleev are 8 subgrupe principale. Acest număr este determinat de numărul maxim posibil de electroni la nivelul energiei.

În partea de jos a tabelului periodic, lantanidele și actinidele se disting ca serii independente.

Folosind tabelul D.I. Mendeleev, se poate observa periodicitatea următoarelor proprietăți ale elementelor: raza atomică, volumul atomic; potenţial de ionizare; forțe de afinitate electronică; electronegativitatea atomului; ; proprietăți fizice conexiuni potențiale.

Periodicitatea clar trasabilă a dispunerii elementelor din tabelul D.I. Mendeleev este explicat rațional prin natura secvențială a umplerii nivelurilor de energie cu electroni.

Surse:

• Tabel periodic

Legea periodică, care stă la baza chimiei moderne și explică modelele de modificări ale proprietăților elementelor chimice, a fost descoperit de D.I. Mendeleev în 1869. Sensul fizic această lege se dezvăluie la studii structura complexa atom.

În secolul al XIX-lea se credea că masa atomică este caracteristica principala element, deci a fost folosit pentru a clasifica substanțele. În zilele noastre, atomii sunt definiți și identificați prin cantitatea de sarcină de pe nucleul lor (numărul și numărul atomic din tabelul periodic). Cu toate acestea, masa atomică a elementelor, cu unele excepții (de exemplu, masa atomică este mai mică masa atomica argon) crește proporțional cu sarcina lor nucleară.

Odată cu creșterea masei atomice, se observă o schimbare periodică a proprietăților elementelor și compușilor acestora. Acestea sunt metalicitatea și nemetalicitatea atomilor, raza atomică, potențialul de ionizare, afinitatea electronică, electronegativitatea, stările de oxidare, compușii (puncte de fierbere, puncte de topire, densitate), bazicitatea, amfoteritatea sau aciditatea acestora.

Câte elemente sunt în tabelul periodic modern

Tabelul periodic exprimă grafic legea pe care a descoperit-o. Tabelul periodic modern conține 112 elemente chimice (ultimele sunt Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium și Copernicium). Conform ultimelor date, au fost descoperite și următoarele 8 elemente (până la 120 inclusiv), dar nu toate și-au primit numele, iar aceste elemente sunt încă puține în niciun caz. publicații tipărite sunt prezente.

Fiecare element ocupă o celulă specifică în tabelul periodic și are propriul său număr de serie, corespunzător sarcinii nucleului atomului său.

Cum este construit tabelul periodic?

Structura tabelului periodic este reprezentată de șapte perioade, zece rânduri și opt grupuri. Fiecare perioadă începe cu un metal alcalin și se termină cu un gaz nobil. Excepțiile sunt prima perioadă, care începe cu hidrogen, și a șaptea perioadă incompletă.

Perioadele sunt împărțite în mici și mari. Perioadele mici (primul, al doilea, al treilea) constau dintr-un rând orizontal, perioade mari (al patrulea, al cincilea, al șaselea) - din două rânduri orizontale. Rândurile superioare în perioade mari se numesc pare, rândurile inferioare sunt numite impare.

În a șasea perioadă a tabelului de după (numărul de serie 57) există 14 elemente similare ca proprietăți cu lantanul - lantanide. Ele sunt listate în partea de jos a tabelului ca o linie separată. Același lucru este valabil și pentru actinide, situate după actiniu (cu numărul 89) și care își repetă în mare măsură proprietățile.

Rândurile pare ale perioadelor mari (4, 6, 8, 10) sunt umplute numai cu metale.

Elementele din grupuri prezintă aceeași valență în oxizi și alți compuși, iar această valență corespunde numărului de grup. Cele principale conțin elemente de perioade mici și mari, doar mari. De sus în jos se întăresc, cele nemetalice slăbesc. Toți atomii subgrupurilor laterale sunt metale.

Tabelul elementelor chimice periodice a devenit unul dintre evenimente majoreîn istoria științei și adus la creatorul ei, omul de știință rus Dmitri Mendeleev, faima mondiala. Acest om extraordinar a reușit să combine toate elementele chimice într-un singur concept, dar cum a reușit să-și deschidă celebra sa masă?

Dacă vă amintiți chiar și puțin din cursul de fizică de la școală, vă veți aminti cu ușurință că cel mai activ metal este litiul. Acest fapt nu este surprinzător până când nu încercați să înțelegeți această problemă mai detaliat. Adevărat, este dificil să-ți imaginezi o situație în care ai avea nevoie de astfel de informații, dar de dragul interesului inactiv poți încerca.

De exemplu, care este activitatea unui metal? Abilitatea de a reacționa rapid și complet cu ceilalți elemente chimice? Pot fi. Apoi, litiul, deși va fi unul dintre cele mai active metale, clar nu este un campion. Dar mai multe despre asta mai târziu.

Dar dacă faceți o clarificare minoră, nu spuneți „cel mai activ metal”, ci „cel mai activ metal electrochimic”, atunci litiul va ocupa primul loc.

Litiu

Tradus din greacă, „litiu” înseamnă „piatră”. Dar acest lucru nu este surprinzător, deoarece chimistul suedez Arfvedson a descoperit-o în piatră, în petalitul mineral, care, printre altele, conținea acest metal.

Din acel moment a început studiul lui. Și mai este ceva de lucrat. De exemplu, densitatea sa este de câteva ori mai mică decât cea a aluminiului. Se va îneca, desigur, în apă, dar în kerosen va înota cu încredere.

În condiții normale, litiul este un metal moale, argintiu. În seria Beketov (o serie de activitate electrochimică), litiul ocupă un loc onorabil, chiar înaintea tuturor celorlalte metale alcaline. Aceasta înseamnă că atunci când reacție chimică va deplasa alte metale, ocupând spațiu liber în îmbinări. Aceasta este ceea ce determină toate celelalte proprietăți ale sale.

De exemplu, este absolut necesar pentru funcționarea normală a corpului uman, deși în doze mici. O concentrație crescută poate provoca intoxicații, o concentrație scăzută poate provoca instabilitate psihică.

Interesant este că faimoasa băutură 7Up conținea litiu și era poziționată ca un remediu pentru mahmureala. Poate că a ajutat cu adevărat.

cesiu

Dar dacă scăpăm de clarificarea obsesivă „electrochimic”, lăsând pur și simplu „metal activ”, atunci cesiul poate fi numit câștigător.

După cum știți, activitatea substanțelor din tabelul periodic crește de la dreapta la stânga și de sus în jos. Faptul este că în substanțele care se află în primul grup (prima coloană), un singur electron singuratic se rotește pe stratul exterior. Este ușor pentru un atom să scape de el, ceea ce se întâmplă în aproape orice reacție. Dacă ar fi două dintre ele, ca elementele din a doua grupă, atunci ar dura mai mult timp, trei - chiar mai mult și așa mai departe.

Dar nici în primul grup, substanțele nu sunt la fel de active. Cu cât o substanță este mai mică, cu atât este mai mare diametrul atomului său și cu atât mai departe de nucleu se rotește un singur electron liber. Aceasta înseamnă că atracția nucleului are un efect mai slab asupra acestuia și este mai ușor să se desprindă. Cesiu îndeplinește toate aceste condiții.

Acest metal a fost primul care a fost descoperit cu ajutorul unui spectroscop. Oamenii de știință au studiat compoziția apă minerală dintr-un izvor de vindecare și a văzut pe spectroscop o bandă albastră strălucitoare corespunzătoare unui element necunoscut anterior. Din această cauză, cesiul și-a primit numele. Poate fi tradus în rusă ca „albastru cer”.

Dintre toate metalele pure care pot fi extrase în cantități semnificative, cesiul are cea mai mare reactivitate chimică, precum și multe alte proprietăți interesante. De exemplu, se poate topi în mâinile omului. Dar pentru a face acest lucru, trebuie plasat într-o capsulă de sticlă sigilată umplută cu argon pur, deoarece altfel se va aprinde pur și simplu la contactul cu aerul. Acest metal și-a găsit aplicația într-o varietate de domenii: de la medicină la optică.

Franţa

Și dacă nu ne oprim la cesiu și mergem și mai jos, vom ajunge cu franciu. Acesta păstrează toate proprietățile și caracteristicile cesiului, dar le aduce la un nivel calitativ superior. nou nivel, deoarece are și mai multe orbite de electroni, ceea ce înseamnă că același electron singuratic este și mai departe de centru.

Pentru o lungă perioadă de timp teoretic a fost prezis și chiar descris, dar nu a fost posibil să-l găsești sau să-l găsești, ceea ce nici nu este surprinzător, deoarece în natură se găsește în cantități mici (doar astatinul este mai puțin). Și chiar dacă obținut, datorită radioactivității sale ridicate și a timpului de înjumătățire rapid, rămâne extrem de instabil.

Interesant este că visul alchimiștilor medievali s-a împlinit în Franța, doar invers. Ei visau să obțină aur din alte substanțe, dar aici folosesc aur care, după bombardarea cu electroni, se transformă în franciu. Dar chiar și așa, poate fi obținut în cantități neglijabil de mici, insuficiente chiar și pentru un studiu atent.

Astfel, franciul rămâne cel mai activ dintre metale, cu mult înaintea tuturor celorlalte. Doar cesiul poate concura cu el și chiar și atunci, numai datorită unei cantități mai semnificative. Chiar și cel mai activ nemetal, fluorul, este semnificativ inferior acestuia.