โลหะที่มีความกระฉับกระเฉงที่สุดในบรรดาองค์ประกอบต่างๆ คุณสมบัติทางเคมีของโลหะ

บ้าน

หากจากทั้งชุดของศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน เราเลือกเฉพาะกระบวนการอิเล็กโทรดที่สอดคล้องกับสมการทั่วไป

จากนั้นเราจะได้ความเค้นโลหะชุดหนึ่ง นอกจากโลหะแล้ว ซีรี่ส์นี้ยังรวมไฮโดรเจนไว้ด้วยเสมอ ซึ่งช่วยให้คุณเห็นว่าโลหะชนิดใดที่สามารถแทนที่ไฮโดรเจนจากสารละลายกรดที่เป็นน้ำได้

ตารางที่ 19. ชุดของความเค้นของโลหะ

ตารางแสดงความเค้นจำนวนหนึ่งสำหรับโลหะที่สำคัญที่สุด 19. ตำแหน่งของโลหะชนิดใดชนิดหนึ่งในชุดความเค้นแสดงถึงความสามารถในการรับปฏิกิริยารีดอกซ์ในสารละลายที่เป็นน้ำภายใต้สภาวะมาตรฐาน ไอออนของโลหะเป็นตัวออกซิไดซ์และโลหะในรูปของสารธรรมดาเป็นตัวรีดิวซ์ ยิ่งไปกว่านั้น ยิ่งโลหะอยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้ามากเท่าไร ตัวออกซิไดซ์ในสารละลายที่เป็นน้ำก็จะยิ่งมีไอออนมากขึ้นเท่านั้น และในทางกลับกัน ยิ่งโลหะอยู่ใกล้จุดเริ่มต้นของอนุกรมมากเท่าไร คุณสมบัติรีดิวซ์ของโลหะธรรมดาก็จะยิ่งแข็งแกร่งเท่านั้น สาร - โลหะ

ศักยภาพกระบวนการอิเล็กโทรด ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกลางจะเท่ากับ B (ดูหน้า 273)โลหะที่ใช้งานอยู่ จุดเริ่มต้นของอนุกรม ซึ่งมีศักยภาพด้านลบมากกว่า -0.41 V อย่างมีนัยสำคัญ จะแทนที่ไฮโดรเจนจากน้ำ แมกนีเซียมจะแทนที่ไฮโดรเจนเท่านั้นน้ำร้อน

- โลหะที่อยู่ระหว่างแมกนีเซียมและแคดเมียมโดยทั่วไปจะไม่แทนที่ไฮโดรเจนจากน้ำ ฟิล์มออกไซด์จะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของโลหะเหล่านี้ซึ่งมีผลในการป้องกัน

โลหะสามารถแทนที่กันและกันจากสารละลายเกลือได้ ทิศทางของปฏิกิริยาถูกกำหนดโดยตำแหน่งสัมพัทธ์ในชุดของความเค้น เมื่อพิจารณากรณีเฉพาะของปฏิกิริยาดังกล่าว ควรจำไว้ว่าโลหะที่ออกฤทธิ์จะแทนที่ไฮโดรเจนไม่เพียงแต่จากน้ำเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสารละลายที่เป็นน้ำด้วย ดังนั้นการแทนที่โลหะร่วมกันจากสารละลายเกลือจึงเกิดขึ้นได้จริงเฉพาะในกรณีของโลหะที่อยู่ในซีรีส์หลังแมกนีเซียม

Beketov เป็นคนแรกที่ศึกษารายละเอียดเกี่ยวกับการแทนที่โลหะจากสารประกอบด้วยโลหะอื่น จากผลงานของเขา เขาได้จัดเรียงโลหะตามกิจกรรมทางเคมีของพวกมันให้เป็นอนุกรมการกระจัด ซึ่งเป็นต้นแบบของอนุกรมความเค้นของโลหะ

ตำแหน่งสัมพัทธ์ของโลหะบางชนิดในอนุกรมความเค้นและในตารางธาตุเมื่อมองแวบแรกไม่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น ตามตำแหน่งในตารางธาตุ กิจกรรมทางเคมีของโพแทสเซียมควรมากกว่าโซเดียม และโซเดียม - มากกว่าลิเธียม ในชุดแรงดันไฟฟ้า ลิเธียมมีความกระตือรือร้นมากที่สุด และโพแทสเซียมจะอยู่ในตำแหน่งตรงกลางระหว่างลิเธียมกับโซเดียม สังกะสีและทองแดงตามตำแหน่งในตารางธาตุควรมีฤทธิ์ทางเคมีเท่ากันโดยประมาณ แต่ในชุดแรงดันไฟฟ้า สังกะสีจะอยู่เร็วกว่าทองแดงมาก สาเหตุของความไม่สอดคล้องกันประเภทนี้มีดังนี้

เมื่อเปรียบเทียบโลหะที่อยู่ในตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งในตารางธาตุ พลังงานไอออไนเซชันของอะตอมอิสระจะถูกใช้เป็นการวัดกิจกรรมทางเคมี - ความสามารถลดลง แท้จริงแล้วเมื่อเคลื่อนที่จากบนลงล่างไปตามกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I ตารางธาตุพลังงานไอออไนเซชันของอะตอมลดลง ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเพิ่มรัศมีของพวกมัน (เช่น ด้วยระยะห่างที่มากขึ้นของอิเล็กตรอนชั้นนอกจากนิวเคลียส) และด้วยการคัดกรองประจุบวกของนิวเคลียสที่เพิ่มขึ้นโดยชั้นอิเล็กทรอนิกส์ระดับกลาง (ดู § 31) . ดังนั้นอะตอมโพแทสเซียมจึงมีฤทธิ์ทางเคมีมากกว่า - พวกมันมีคุณสมบัติรีดิวซ์ได้ดีกว่าอะตอมโซเดียม และอะตอมโซเดียมมีฤทธิ์มากกว่าอะตอมลิเธียม

เมื่อเปรียบเทียบโลหะในชุดแรงดันไฟฟ้า การวัดกิจกรรมทางเคมีจะถือเป็นการวัดกิจกรรมทางเคมีในการแปลงโลหะในสถานะของแข็งให้เป็นไอออนไฮเดรตในสารละลายที่เป็นน้ำ งานนี้สามารถแสดงเป็นผลรวมของสามเทอม ได้แก่ พลังงานการทำให้เป็นอะตอม - การเปลี่ยนผลึกโลหะเป็นอะตอมที่แยกได้ พลังงานไอออไนเซชันของอะตอมโลหะอิสระ และพลังงานไฮเดรชันของไอออนที่เกิดขึ้น พลังงานการทำให้เป็นอะตอมแสดงถึงความแข็งแกร่งของโครงตาข่ายคริสตัลของโลหะที่กำหนด พลังงานของการไอออไนเซชันของอะตอม - การกำจัดเวเลนซ์อิเล็กตรอนออกจากพวกมัน - ถูกกำหนดโดยตรงจากตำแหน่งของโลหะในตารางธาตุ พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างการให้ความชุ่มชื้นนั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของไอออน ประจุ และรัศมี

ลิเธียมและโพแทสเซียมไอออนซึ่งมีประจุเท่ากันแต่มีรัศมีต่างกัน จะสร้างสนามไฟฟ้ารอบตัวไม่เท่ากัน สนามที่สร้างขึ้นใกล้กับลิเธียมไอออนขนาดเล็กจะแข็งแกร่งกว่าสนามที่อยู่ใกล้โพแทสเซียมไอออนขนาดใหญ่ จากนี้เห็นได้ชัดว่าลิเธียมไอออนจะให้ความชุ่มชื้นโดยปล่อยพลังงานออกมามากกว่าโพแทสเซียมไอออน

ดังนั้น ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงที่กำลังพิจารณา พลังงานจะถูกใช้ไปกับการทำให้เป็นอะตอมและการเกิดไอออไนเซชัน และพลังงานจะถูกปล่อยออกมาในระหว่างการให้ความชุ่มชื้น ยิ่งการใช้พลังงานทั้งหมดต่ำลง กระบวนการทั้งหมดก็จะง่ายขึ้น และโลหะที่กำหนดก็จะยิ่งเข้าใกล้จุดเริ่มต้นของซีรีส์ความเค้นมากขึ้นเท่านั้น แต่จากสามเงื่อนไขของสมดุลพลังงานทั่วไป มีเพียงตำแหน่งเดียวเท่านั้น - พลังงานไอออไนเซชัน - ที่กำหนดโดยตรงจากตำแหน่งของโลหะในตารางธาตุ ดังนั้นจึงไม่มีเหตุผลที่จะคาดหวังว่าตำแหน่งสัมพัทธ์ของโลหะบางชนิดในชุดความเค้นจะสอดคล้องกับตำแหน่งในตารางธาตุเสมอ ดังนั้นสำหรับลิเธียมการใช้พลังงานทั้งหมดจะน้อยกว่าโพแทสเซียมตามที่ลิเธียมมาก่อนโพแทสเซียมในชุดแรงดันไฟฟ้า

สำหรับทองแดงและสังกะสี ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานสำหรับการแตกตัวเป็นไอออนของอะตอมอิสระและพลังงานที่ได้รับระหว่างการให้น้ำด้วยไอออนจะใกล้เคียงกัน แต่ทองแดงที่เป็นโลหะจะสร้างโครงผลึกที่แข็งแรงกว่าสังกะสี ดังที่เห็นได้จากการเปรียบเทียบอุณหภูมิหลอมเหลวของโลหะเหล่านี้: สังกะสีละลายที่ และทองแดงเท่านั้นที่ ดังนั้น พลังงานที่ใช้ไปกับการทำให้เป็นอะตอมของโลหะเหล่านี้จึงแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนพลังงานทั้งหมดสำหรับกระบวนการทั้งหมดในกรณีของทองแดงมีค่ามากกว่าในกรณีของสังกะสีมาก ซึ่งอธิบายตำแหน่งสัมพัทธ์ของสิ่งเหล่านี้ โลหะในชุดความเค้น

เมื่อผ่านจากน้ำไปยังตัวทำละลายที่ไม่มีน้ำ ตำแหน่งสัมพัทธ์ของโลหะในชุดแรงดันไฟฟ้าอาจเปลี่ยนแปลง เหตุผลก็คือพลังงานการละลายของไอออนโลหะต่างๆ จะเปลี่ยนไปแตกต่างกันเมื่อเคลื่อนที่จากตัวทำละลายหนึ่งไปยังอีกตัวทำละลายหนึ่ง

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไอออนของทองแดงจะถูกละลายได้ค่อนข้างแรงในตัวทำละลายอินทรีย์บางชนิด สิ่งนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าในตัวทำละลายดังกล่าวทองแดงจะอยู่ในซีรีย์แรงดันไฟฟ้าก่อนไฮโดรเจนและแทนที่จากสารละลายกรด

ดังนั้นในทางตรงกันข้ามกับระบบองค์ประกอบเป็นระยะชุดของความเค้นของโลหะไม่ได้สะท้อนถึงรูปแบบทั่วไปบนพื้นฐานที่สามารถให้คุณลักษณะที่ครอบคลุมของคุณสมบัติทางเคมีของโลหะได้ ชุดแรงดันไฟฟ้าแสดงลักษณะเฉพาะความสามารถรีดอกซ์ของระบบไฟฟ้าเคมี "โลหะ - ไอออนโลหะ" ภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด: ค่าที่กำหนดในนั้นอ้างอิงถึง สารละลายที่เป็นน้ำอุณหภูมิและความเข้มข้นของหน่วย (กิจกรรม) ของไอออนของโลหะ

โลหะทั้งหมด ขึ้นอยู่กับกิจกรรมรีดอกซ์ของพวกมัน จะถูกรวมกันเป็นอนุกรมที่เรียกว่าอนุกรมแรงดันโลหะไฟฟ้าเคมี (เนื่องจากโลหะที่อยู่ในนั้นจัดเรียงตามลำดับการเพิ่มศักย์ไฟฟ้าเคมีมาตรฐาน) หรืออนุกรมกิจกรรมของโลหะ:

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

โลหะที่มีการออกฤทธิ์ทางเคมีมากที่สุดจะอยู่ในลำดับกิจกรรมจนถึงไฮโดรเจน และยิ่งโลหะอยู่ทางด้านซ้ายมากเท่าไรก็ยิ่งมีความกระตือรือร้นมากขึ้นเท่านั้น โลหะที่ครอบครองตำแหน่งหลังจากไฮโดรเจนในชุดกิจกรรมจะถือว่าไม่มีการใช้งาน

อลูมิเนียม

อลูมิเนียมเป็นสีเงินสีขาว คุณสมบัติทางกายภาพหลักของอลูมิเนียมคือความเบา การนำความร้อนและไฟฟ้าสูง ในสถานะอิสระเมื่อสัมผัสกับอากาศอลูมิเนียมจะถูกหุ้มด้วยฟิล์ม Al 2 O 3 ออกไซด์ที่ทนทานซึ่งทำให้ทนทานต่อการกระทำของกรดเข้มข้น

อะลูมิเนียมเป็นของโลหะตระกูล p การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของระดับพลังงานภายนอกคือ 3s 2 3p 1 ในสารประกอบอะลูมิเนียมจะมีสถานะออกซิเดชันเป็น "+3"

อลูมิเนียมผลิตโดยอิเล็กโทรไลซิสของออกไซด์หลอมเหลวขององค์ประกอบนี้:

2อัล 2 โอ 3 = 4อัล + 3O 2

อย่างไรก็ตามเนื่องจากผลผลิตต่ำจึงมักใช้วิธีการผลิตอลูมิเนียมด้วยกระแสไฟฟ้าของส่วนผสมของ Na 3 และ Al 2 O 3 บ่อยกว่า ปฏิกิริยาเกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อนถึง 960C และต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา - ฟลูออไรด์ (AlF 3, CaF 2 ฯลฯ ) ในขณะที่อะลูมิเนียมจะปล่อยออกมาที่แคโทดและออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมาที่ขั้วบวก

อลูมิเนียมสามารถทำปฏิกิริยากับน้ำได้หลังจากเอาฟิล์มออกไซด์ออกจากพื้นผิว (1) แล้วทำปฏิกิริยากับน้ำ สารง่ายๆ(ออกซิเจน ฮาโลเจน ไนโตรเจน ซัลเฟอร์ คาร์บอน) (2-6) กรด (7) และเบส (8):

2อัล + 6H 2 O = 2อัล(OH) 3 + 3H 2 (1)

2อัล +3/2O 2 = อัล 2 O 3 (2)

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

2อัล + ยังไม่มีข้อความ 2 = 2อัลเอ็น (4)

2อัล +3S = อัล 2 ส 3 (5)

4Al + 3C = อัล 4 C 3 (6)

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

2อัล +2NaOH +3H 2 O = 2Na + 3H 2 (8)

แคลเซียม

ในรูปแบบอิสระ Ca เป็นโลหะสีเงินสีขาว เมื่อสัมผัสกับอากาศ มันจะกลายเป็นฟิล์มสีเหลืองปกคลุมทันที ซึ่งเป็นผลจากการมีปฏิสัมพันธ์กับมัน ส่วนประกอบอากาศ. แคลเซียม-เพียงพอ โลหะหนักมีโครงตาข่ายคริสตัลลูกบาศก์วางตรงกลางหน้า

การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของระดับพลังงานภายนอกคือ 4 วินาที 2 ในสารประกอบแคลเซียมมีสถานะออกซิเดชันเป็น "+2"

แคลเซียมได้มาจากอิเล็กโทรไลซิสของเกลือหลอมเหลว ซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นคลอไรด์:

CaCl 2 = Ca + Cl 2

แคลเซียมสามารถละลายในน้ำเพื่อสร้างไฮดรอกไซด์โดยแสดงคุณสมบัติพื้นฐานที่แข็งแกร่ง (1) ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน (2) ก่อตัวเป็นออกไซด์ ทำปฏิกิริยากับอโลหะ (3-8) ละลายในกรด (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 = แคลเซียมคาร์บอเนต 2 ค 2 (5)

2Ca + 2P = แคลิฟอร์เนีย 3 P 2 (7)

Ca + H 2 = CaH 2 (8)

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

เหล็กและสารประกอบของมัน

เหล็กเป็นโลหะสีเทา ใน รูปแบบบริสุทธิ์มันค่อนข้างอ่อน อ่อนตัวได้ และมีความหนืด การกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของระดับพลังงานภายนอกคือ 3d 6 4s 2 ในสารประกอบของมัน เหล็กมีสถานะออกซิเดชัน “+2” และ “+3”

เหล็กโลหะทำปฏิกิริยากับไอน้ำทำให้เกิดออกไซด์ผสม (II, III) Fe 3 O 4:

3เฟ + 4H 2 โอ (โวลต์) ↔ เฟ 3 O 4 + 4H 2

ในอากาศเหล็กจะออกซิไดซ์ได้ง่ายโดยเฉพาะเมื่อมีความชื้น (สนิม):

3เฟ + 3O 2 + 6H 2 O = 4เฟ(OH) 3

เช่นเดียวกับโลหะอื่นๆ เหล็กทำปฏิกิริยากับสารง่ายๆ เช่น ฮาโลเจน (1) และละลายในกรด (2):

เฟ + 2HCl = FeCl 2 + H 2 (2)

เหล็กก่อตัวเป็นสารประกอบทั้งหมด เนื่องจากมีสถานะออกซิเดชันหลายสถานะ: เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์, เหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์, เกลือ, ออกไซด์ ฯลฯ ดังนั้นสามารถรับเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์ได้โดยการกระทำของสารละลายอัลคาไลบนเกลือของเหล็ก (II) โดยไม่ต้องเข้าถึงอากาศ:

เฟSO4 + 2NaOH = เฟ(OH) 2 ↓ + นา 2 SO 4

เหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์ละลายได้ในกรดและออกซิไดซ์เป็นเหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์เมื่อมีออกซิเจน

เกลือของธาตุเหล็ก (II) มีคุณสมบัติเป็นสารรีดิวซ์และถูกแปลงเป็นสารประกอบของธาตุเหล็ก (III)

ไม่สามารถรับเหล็ก (III) ออกไซด์ได้จากการเผาไหม้ของเหล็กในออกซิเจนเพื่อให้ได้มาซึ่งจำเป็นต้องเผาเหล็กซัลไฟด์หรือเผาเกลือของเหล็กอื่น ๆ :

4เฟส 2 + 11O 2 = 2เฟ 2 โอ 3 +8SO 2

2FeSO 4 = เฟ 2 O 3 + SO 2 + 3H 2 O

สารประกอบเหล็ก (III) มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่อ่อนแอและสามารถเข้าสู่ปฏิกิริยารีดอกซ์ด้วยตัวรีดิวซ์ที่แรง:

2FeCl 3 + H 2 S = เฟ(OH) 3 ↓ + 3NaCl

การผลิตเหล็กและเหล็กกล้า

เหล็กกล้าและเหล็กหล่อเป็นโลหะผสมของเหล็กและคาร์บอน โดยมีปริมาณคาร์บอนในเหล็กสูงถึง 2% และในเหล็กหล่อ 2-4% เหล็กกล้าและเหล็กหล่อมีสารเติมแต่งอัลลอยด์: เหล็กกล้า – Cr, V, Ni และเหล็กหล่อ – Si

ไฮไลท์ ประเภทต่างๆตัวอย่างเช่นเหล็กแบ่งออกเป็นเหล็กโครงสร้างเหล็กสแตนเลสเครื่องมือเหล็กทนความร้อนและเหล็กไครโอเจนิกตามวัตถุประสงค์ที่ตั้งใจไว้ โดย องค์ประกอบทางเคมีคาร์บอน (คาร์บอนต่ำ ปานกลาง และสูง) และอัลลอยด์ (โลหะผสมต่ำ ปานกลาง และสูง) มีความโดดเด่น ขึ้นอยู่กับโครงสร้างเหล็กออสเทนนิติก, เฟอร์ริติก, มาร์เทนซิติก, เพิร์ลไลติกและไบนิติกมีความโดดเด่น

เหล็กพบการใช้งานในหลายอุตสาหกรรม เศรษฐกิจของประเทศเช่นการก่อสร้าง เคมี ปิโตรเคมี การรักษาความปลอดภัย สิ่งแวดล้อม,การขนส่งพลังงานและอุตสาหกรรมอื่นๆ

ขึ้นอยู่กับรูปแบบของปริมาณคาร์บอนในเหล็กหล่อ - ซีเมนไทต์หรือกราไฟท์รวมถึงปริมาณของเหล็กหล่อหลายประเภท: สีขาว (สีอ่อนของการแตกหักเนื่องจากการมีอยู่ของคาร์บอนในรูปของซีเมนไทต์) สีเทา (สีเทาของการแตกหักเนื่องจากมีคาร์บอนอยู่ในรูปของกราไฟท์ ) ยืดหยุ่นและทนความร้อนได้ เหล็กหล่อเป็นโลหะผสมที่เปราะมาก

ขอบเขตการใช้งานของเหล็กหล่อนั้นกว้างขวาง - การตกแต่งอย่างมีศิลปะ (รั้ว, ประตู), ชิ้นส่วนตู้, อุปกรณ์ประปา, ของใช้ในครัวเรือน (กระทะทอด) ทำจากเหล็กหล่อและใช้ในอุตสาหกรรมยานยนต์

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

โลหะมีความแตกต่างกันอย่างมากในกิจกรรมทางเคมี กิจกรรมทางเคมีของโลหะสามารถประมาณได้จากตำแหน่งของโลหะ

โลหะที่มีความแอคทีฟมากที่สุดจะอยู่ที่จุดเริ่มต้นของแถวนี้ (ทางซ้าย) โลหะที่มีความแอคทีฟน้อยที่สุดอยู่ที่ตอนท้าย (ทางขวา)
ปฏิกิริยากับสารเชิงเดี่ยว โลหะทำปฏิกิริยากับอโลหะเพื่อสร้างสารประกอบไบนารี สภาวะของปฏิกิริยาและบางครั้งผลิตภัณฑ์ของพวกมันจะแตกต่างกันอย่างมากสำหรับโลหะชนิดต่างๆ
ตัวอย่างเช่น โลหะอัลคาไลทำปฏิกิริยากับออกซิเจน (รวมถึงในอากาศ) ที่อุณหภูมิห้องอย่างแข็งขันเพื่อสร้างออกไซด์และเปอร์ออกไซด์

4Li + O 2 = 2Li 2 O;
2นา + โอ 2 = นา 2 โอ 2

โลหะที่มีฤทธิ์ปานกลางจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนเมื่อถูกความร้อน ในกรณีนี้จะเกิดออกไซด์:

2Mg + O 2 = เสื้อ 2MgO

โลหะที่มีความว่องไวต่ำ (เช่น ทองคำ แพลทินัม) จะไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ดังนั้นในทางปฏิบัติแล้วจึงไม่เปลี่ยนความแวววาวในอากาศ
โลหะส่วนใหญ่เมื่อถูกความร้อนด้วยผงซัลเฟอร์จะเกิดซัลไฟด์ที่สอดคล้องกัน:

ปฏิกิริยากับสารเชิงซ้อน สารประกอบทุกประเภททำปฏิกิริยากับโลหะ - ออกไซด์ (รวมถึงน้ำ) กรด เบส และเกลือ
โลหะที่มีฤทธิ์ทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำที่อุณหภูมิห้อง:

2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2;
บริติชแอร์เวย์ + 2H 2 O = บริติชแอร์เวย์(OH) 2 + เอช 2

พื้นผิวของโลหะ เช่น แมกนีเซียมและอะลูมิเนียม ได้รับการปกป้องด้วยฟิล์มหนาแน่นของออกไซด์ที่เกี่ยวข้อง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยากับน้ำ อย่างไรก็ตาม หากฟิล์มนี้ถูกเอาออกหรือความสมบูรณ์ของฟิล์มถูกรบกวน โลหะเหล่านี้ก็จะเกิดปฏิกิริยาทันทีเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ผงแมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำร้อน:

มก. + 2H 2 O = 100 °C มก.(OH) 2 + H 2

ที่อุณหภูมิสูง โลหะที่มีฤทธิ์น้อยจะทำปฏิกิริยากับน้ำด้วย เช่น Zn, Fe, Mil เป็นต้น ในกรณีนี้ จะเกิดออกไซด์ที่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อไอน้ำถูกส่งผ่านตะไบเหล็กร้อน ปฏิกิริยาต่อไปนี้จะเกิดขึ้น:

3เฟ + 4H 2 O = เสื้อ เฟ 3 O 4 + 4H 2

โลหะในชุดกิจกรรมจนถึงไฮโดรเจนจะทำปฏิกิริยากับกรด (ยกเว้น HNO 3) ให้เกิดเกลือและไฮโดรเจน โลหะที่แอคทีฟ (K, Na, Ca, Mg) ทำปฏิกิริยากับสารละลายกรดอย่างรุนแรง (ที่ความเร็วสูง):

Ca + 2HCl = CaCl 2 + H 2;
2Al + 3H 2 SO 4 = อัล 2 (SO 4) 3 + 3H 2

โลหะที่มีฤทธิ์ต่ำมักไม่ละลายในกรด นี่เป็นเพราะการก่อตัวของฟิล์มเกลือที่ไม่ละลายน้ำบนพื้นผิว ตัวอย่างเช่น ตะกั่วซึ่งอยู่ในลำดับกิจกรรมก่อนไฮโดรเจน ในทางปฏิบัติแล้วจะไม่ละลายในกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง เนื่องจากการก่อตัวของฟิล์มเกลือที่ไม่ละลายน้ำ (PbSO 4 และ PbCl 2) บนพื้นผิว

คำแนะนำ

ใช้ตารางธาตุและใช้ไม้บรรทัดลากเส้นที่เริ่มต้นในเซลล์ที่มีธาตุ Be (เบริลเลียม) และสิ้นสุดในเซลล์ด้วยธาตุ At (แอสทาทีน)

องค์ประกอบเหล่านั้นที่อยู่ทางด้านซ้ายของเส้นนี้คือโลหะ ยิ่งไปกว่านั้น องค์ประกอบที่อยู่ "ด้านล่างและด้านซ้าย" ยิ่งมีคุณสมบัติโลหะเด่นชัดมากขึ้นเท่านั้น เห็นได้ง่ายว่าในตารางธาตุโลหะดังกล่าวคือ (Fr) ซึ่งเป็นโลหะอัลคาไลที่มีฤทธิ์มากที่สุด

ดังนั้นองค์ประกอบเหล่านั้นทางด้านขวาของเส้นจึงมีคุณสมบัติ และนี่ก็ใช้กฎที่คล้ายกันเช่นกัน: ยิ่งองค์ประกอบที่อยู่ "สูงและไปทางขวา" ของเส้นก็จะยิ่งมีความเป็นอโลหะมากขึ้น องค์ประกอบดังกล่าวในตารางธาตุคือฟลูออรีน (F) ซึ่งเป็นสารออกซิไดซ์ที่แรงที่สุด เขากระตือรือร้นมากจนนักเคมีเคยตั้งชื่อให้เขาด้วยความเคารพ แม้จะไม่เป็นทางการก็ตาม: “ทุกสิ่งเคี้ยวได้”

อาจมีคำถามเกิดขึ้น เช่น “แล้วองค์ประกอบเหล่านั้นที่อยู่ในบรรทัดหรือใกล้เคียงกันล่ะ?” หรือตัวอย่างเช่น “ทางด้านขวาและเหนือเส้นคือโครเมียม . สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่โลหะจริงหรือ? ท้ายที่สุดแล้วพวกมันถูกใช้ในการผลิตเหล็กเป็นสารเติมแต่งอัลลอยด์ แต่เป็นที่ทราบกันดีว่าแม้แต่สิ่งเจือปนเล็กน้อยของอโลหะก็ทำให้เปราะได้” ความจริงก็คือองค์ประกอบที่อยู่บนเส้นนั้น (เช่นอลูมิเนียม, เจอร์เมเนียม, ไนโอเบียม, พลวง) มีนั่นคือ ตัวละครคู่.

ตัวอย่างเช่นวานาเดียมโครเมียมแมงกานีสคุณสมบัติของสารประกอบขึ้นอยู่กับสถานะออกซิเดชันของอะตอมขององค์ประกอบเหล่านี้ ตัวอย่างเช่น ออกไซด์ที่สูงกว่า เช่น V2O5, CrO3, Mn2O7 ออกเสียงว่า นั่นคือเหตุผลว่าทำไมพวกมันจึงอยู่ในตำแหน่งที่ดูเหมือน "ไร้เหตุผล" ในตารางธาตุ ในรูปแบบ "บริสุทธิ์" องค์ประกอบเหล่านี้แน่นอนว่าเป็นโลหะและมีคุณสมบัติทั้งหมดของโลหะ

แหล่งที่มา:

• โลหะในตารางธาตุ

สำหรับเด็กนักเรียนที่เรียนโต๊ะ เมนเดเลเยฟ - ฝันร้าย- แม้แต่องค์ประกอบสามสิบหกอย่างที่ครูมักจะกำหนดยังส่งผลให้เกิดการยัดเยียดและปวดหัวอันแสนทรหดหลายชั่วโมง หลายคนไม่เชื่อว่าจะเรียนรู้อะไร โต๊ะเมนเดเลเยฟมีจริง แต่การใช้ตัวช่วยในการจำจะทำให้ชีวิตของนักเรียนง่ายขึ้นมาก

คำแนะนำ

ทำความเข้าใจทฤษฎีและเลือกเทคนิคที่ถูกต้อง กฎเกณฑ์ที่ช่วยให้จำเนื้อหาได้ง่ายขึ้น เคล็ดลับหลักของพวกเขาคือการสร้างการเชื่อมต่อที่เชื่อมโยงกัน เมื่อข้อมูลเชิงนามธรรมถูกบรรจุเป็นภาพ เสียง หรือแม้แต่กลิ่นที่สดใส มีเทคนิคช่วยในการจำหลายประการ ตัวอย่างเช่น คุณสามารถเขียนเรื่องราวจากองค์ประกอบของข้อมูลที่จดจำ มองหาคำพยัญชนะ (รูบิเดียม - สวิตช์ ซีเซียม - จูเลียส ซีซาร์) เปิดจินตนาการเชิงพื้นที่ หรือเพียงสัมผัสองค์ประกอบของตารางธาตุ

บทกวีของไนโตรเจน เป็นการดีกว่าที่จะสัมผัสองค์ประกอบของตารางธาตุของ Mendeleev ที่มีความหมายตามลักษณะบางอย่าง: ตามความจุเป็นต้น ดังนั้น อัลคาไลน์จึงสัมผัสได้ง่ายมากและมีเสียงเหมือนเพลง: “ลิเธียม โพแทสเซียม โซเดียม รูบิเดียม ซีเซียม แฟรนเซียม” “ แมกนีเซียม แคลเซียม สังกะสี และแบเรียม - ความจุของพวกมันเท่ากับหนึ่งคู่” เป็นนิทานพื้นบ้านคลาสสิกที่ไม่เสื่อมคลาย ในหัวข้อเดียวกัน: “โซเดียม โพแทสเซียม และเงินเป็นความดีแบบโมโนวาเลนต์” และ “โซเดียม โพแทสเซียม และอาร์เจนตัมเป็นสารเดี่ยว” ความคิดสร้างสรรค์แตกต่างจากการยัดเยียดซึ่งกินเวลาไม่เกินสองสามวัน แต่จะกระตุ้นความจำระยะยาว ซึ่งหมายถึงเกี่ยวกับอะลูมิเนียม บทกวีเกี่ยวกับไนโตรเจน และเพลงเกี่ยวกับความจุ และการท่องจำก็จะดำเนินไปเหมือนกับเครื่องจักร

หนังระทึกขวัญกรด เพื่อให้ง่ายต่อการจดจำจึงมีการคิดค้นแนวคิดที่องค์ประกอบของตารางธาตุจะถูกแปลงเป็นฮีโร่รายละเอียดภูมิทัศน์หรือองค์ประกอบพล็อต ตัวอย่างเช่นนี่เป็นข้อความที่รู้จักกันดี: “ ชาวเอเชีย (ไนโตรเจน) เริ่มเทน้ำ (ลิเธียม) (ไฮโดรเจน) เข้าไปในป่าสน (โบรอน) แต่ไม่ใช่เขา (นีออน) ที่เราต้องการ แต่เป็นแมกโนเลีย (แมกนีเซียม)” เสริมด้วยเรื่องราวของรถเฟอร์รารี่ (เหล็ก-เฟอร์รัม) ซึ่งสายลับ "คลอรีน ซีโร่ เซเว่นทีน" (17 - หมายเลขซีเรียลคลอรีน) เดินทางไปจับคนคลั่งไคล้ อาร์เซนี (สารหนู - สารหนู) ซึ่งมี 33 คัน ฟัน (33 - หมายเลขซีเรียลสารหนู) แต่มีบางอย่างเปรี้ยวเข้าปาก (ออกซิเจน) มันคือกระสุนพิษแปดนัด (8 คือหมายเลขซีเรียลของออกซิเจน)... เราสามารถดำเนินต่อไปได้ไม่สิ้นสุด อย่างไรก็ตาม นวนิยายที่เขียนตามตารางธาตุสามารถมอบหมายให้ครูสอนวรรณกรรมเป็นข้อความทดลองได้ เธอคงจะชอบมันนะ

สร้างวังแห่งความทรงจำ ซึ่งเป็นชื่อหนึ่งเลยทีเดียว เทคโนโลยีที่มีประสิทธิภาพการท่องจำเมื่อเปิดใช้งานการคิดเชิงพื้นที่ ความลับอยู่ที่ว่าเราทุกคนสามารถอธิบายห้องของเราหรือเส้นทางจากบ้านไปร้านค้า โรงเรียน ฯลฯ ได้อย่างง่ายดาย ในการสร้างลำดับขององค์ประกอบ คุณต้องวางองค์ประกอบเหล่านั้นไว้ริมถนน (หรือในห้อง) และนำเสนอแต่ละองค์ประกอบอย่างชัดเจน มองเห็นได้ และจับต้องได้ นี่คือผมบลอนด์ผอมที่มีใบหน้ายาว คนขยันปูกระเบื้องคือซิลิคอน กลุ่มขุนนางในรถราคาแพง - ก๊าซเฉื่อย- และแน่นอน ลูกโป่งฮีเลียม

โปรดทราบ

ไม่จำเป็นต้องบังคับตัวเองให้จำข้อมูลบนการ์ด สิ่งที่ดีที่สุดคือการเชื่อมโยงแต่ละองค์ประกอบเข้ากับบางส่วน ในทางที่สดใส- ซิลิคอน - กับซิลิคอนวัลเลย์ ลิเธียม - พร้อมแบตเตอรี่ลิเธียมเข้า โทรศัพท์มือถือ- สามารถมีได้หลายทางเลือก แต่การผสมผสานระหว่างภาพที่มองเห็น การจดจำกลไก และความรู้สึกสัมผัสของการ์ดที่หยาบหรือในทางกลับกัน มันเรียบมัน จะช่วยให้คุณยกรายละเอียดที่เล็กที่สุดจากส่วนลึกของหน่วยความจำได้อย่างง่ายดาย

คำแนะนำที่เป็นประโยชน์

คุณสามารถจั่วการ์ดใบเดียวกันพร้อมข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบที่ Mendeleev มีในยุคของเขา แต่เสริมด้วยข้อมูลสมัยใหม่เท่านั้น เช่น จำนวนอิเล็กตรอนในระดับภายนอก เป็นต้น สิ่งที่คุณต้องทำคือวางมันก่อนเข้านอน

แหล่งที่มา:

• กฎช่วยในการจำสำหรับเคมี
• วิธีการจำตารางธาตุ

ปัญหาของคำจำกัดความอยู่ไกลจากการไม่ได้ใช้งาน มันคงจะไม่เป็นที่พอใจถ้า ร้านขายเครื่องประดับแทนที่จะขายทองราคาแพง พวกเขาจะขายของปลอมให้คุณทันที ไม่เป็นที่สนใจจากที่ใด โลหะทำจากชิ้นส่วนรถยนต์ที่แตกหักหรือของเก่าที่พบหรือไม่?

คำแนะนำ

ตัวอย่างเช่น นี่คือวิธีการพิจารณาการมีอยู่ของทองแดงในโลหะผสม ทาลงบนพื้นผิวที่ทำความสะอาดแล้ว โลหะหยดกรดไนตริก (1:1) จากปฏิกิริยานี้ ก๊าซจะเริ่มถูกปล่อยออกมา หลังจากนั้นไม่กี่วินาที ให้ซับหยดด้วยกระดาษกรอง จากนั้นวางไว้ตรงบริเวณที่มีสารละลายแอมโมเนียเข้มข้นอยู่ ทองแดงจะทำปฏิกิริยา ทำให้คราบเป็นสีน้ำเงินเข้ม

ต่อไปนี้เป็นวิธีบอกทองสัมฤทธิ์จากทองเหลือง วางเศษโลหะหรือขี้เลื่อยลงในบีกเกอร์ที่มีสารละลายกรดไนตริก 10 มล. (1:1) แล้วปิดด้วยแก้ว รอสักครู่จนกระทั่งละลายหมดจากนั้นให้ความร้อนของเหลวที่เกิดขึ้นจนเกือบเดือดประมาณ 10-12 นาที กากสีขาวจะทำให้คุณนึกถึงทองสัมฤทธิ์ แต่บีกเกอร์ที่มีทองเหลืองจะยังคงอยู่

คุณสามารถระบุนิกเกิลได้ในลักษณะเดียวกับทองแดง หยดสารละลายกรดไนตริก (1:1) ลงบนพื้นผิว โลหะและรอประมาณ 10-15 วินาที ซับหยดด้วยกระดาษกรองแล้ววางไว้เหนือไอแอมโมเนียเข้มข้น สำหรับผลที่ได้นั้น จุดด่างดำหยดสารละลายไดเมทิลไกลออกซิน 1% ในแอลกอฮอล์

นิกเกิลจะ “ส่งสัญญาณ” ให้คุณทราบด้วยสีแดงอันเป็นเอกลักษณ์ สามารถกำหนดตะกั่วได้โดยใช้ผลึกของกรดโครมิกและกรดอะซิติกแช่เย็นหยดหนึ่งลงไป และหยดน้ำหนึ่งหยดหลังจากนั้นหนึ่งนาที หากคุณเห็นตะกอนสีเหลือง แสดงว่าคุณรู้ว่ามันคือลีดโครเมต

การระบุว่ามีธาตุเหล็กก็ทำได้ง่ายเช่นกัน เอาชิ้นหนึ่ง โลหะและให้ความร้อนด้วยกรดไฮโดรคลอริก หากผลลัพธ์เป็นบวก ควรใส่สีลงในขวด สีเหลือง- ถ้าไม่เก่งเคมีก็ใช้แม่เหล็กธรรมดา รู้ว่าโลหะผสมที่มีธาตุเหล็กทั้งหมดจะถูกดึงดูดเข้าไป

ตามมุมมองที่ยอมรับกันโดยทั่วไป กรดเป็นสารที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนตั้งแต่หนึ่งอะตอมขึ้นไปซึ่งสามารถถูกแทนที่ด้วยอะตอมของโลหะและกากที่เป็นกรดได้ แบ่งออกเป็นแบบไม่มีออกซิเจนและประกอบด้วยออกซิเจน, โมโนเบสิกและโพลีเบสิก, แรง, อ่อนแอ ฯลฯ จะทราบได้อย่างไรว่าสารมีคุณสมบัติเป็นกรดหรือไม่?

คุณจะต้อง

• - กระดาษบ่งชี้หรือสารละลายลิตมัส
• - กรดไฮโดรคลอริก (เจือจางโดยเฉพาะอย่างยิ่ง)
• - ผงโซเดียมคาร์บอเนต (โซดาแอช)
• - สารละลายซิลเวอร์ไนเตรตเล็กน้อย
• - ขวดหรือบีกเกอร์ก้นแบน

คำแนะนำ

การทดสอบครั้งแรกและง่ายที่สุดคือการทดสอบโดยใช้กระดาษลิตมัสตัวบ่งชี้หรือสารละลายลิตมัส หากแถบกระดาษหรือสารละลายมีโทนสีชมพู แสดงว่าสารที่กำลังทดสอบมีไฮโดรเจนไอออน และนี่คือสัญญาณที่แน่นอนของกรด คุณสามารถเข้าใจได้ง่ายว่ายิ่งสีมีความเข้มข้นมาก (จนถึงสีแดงเบอร์กันดี) ก็ยิ่งมีความเป็นกรดมากขึ้น

มีวิธีอื่นอีกมากมายในการตรวจสอบ ตัวอย่างเช่น คุณได้รับมอบหมายให้ตรวจสอบว่าของเหลวใสคือกรดไฮโดรคลอริกหรือไม่ วิธีการทำเช่นนี้? คุณรู้ปฏิกิริยาต่อคลอไรด์ไอออน ตรวจพบโดยการเติมสารละลายลาพิสในปริมาณที่น้อยที่สุด - AgNO3

เทของเหลวบางส่วนที่จะทดสอบลงในภาชนะที่แยกจากกัน และหยดสารละลายลาพิสเล็กน้อย ในกรณีนี้จะเกิดการตกตะกอนสีขาว "เหนียว" ของซิลเวอร์คลอไรด์ที่ไม่ละลายน้ำจะเกิดขึ้นทันที นั่นคือมีคลอไรด์ไอออนอยู่ในโมเลกุลของสารอย่างแน่นอน แต่บางทีมันอาจจะไม่ใช่ แต่เป็นสารละลายของเกลือที่มีคลอรีนบางชนิดใช่ไหม เช่น โซเดียมคลอไรด์?

จำคุณสมบัติอีกอย่างหนึ่งของกรด กรดแก่ (และแน่นอนว่ากรดไฮโดรคลอริกก็เป็นหนึ่งในนั้น) สามารถแทนที่กรดอ่อนจากกรดเหล่านั้นได้ ใส่ผงโซดาเล็กน้อย - Na2CO3 - ลงในขวดหรือบีกเกอร์ แล้วค่อยๆ เติมของเหลวที่จะทดสอบ หากมีเสียงฟู่ทันทีและผง "เดือด" อย่างแท้จริงก็ไม่ต้องสงสัยเลย - มันคือกรดไฮโดรคลอริก

แต่ละองค์ประกอบในตารางได้รับการกำหนดหมายเลขซีเรียลเฉพาะ (H - 1, Li - 2, Be - 3 เป็นต้น) จำนวนนี้สอดคล้องกับนิวเคลียส (จำนวนโปรตอนในนิวเคลียส) และจำนวนอิเล็กตรอนที่โคจรรอบนิวเคลียส จำนวนโปรตอนจึงเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอน ซึ่งหมายความว่าภายใต้สภาวะปกติ อะตอมจะมีสภาพเป็นไฟฟ้า

การแบ่งออกเป็นเจ็ดช่วงเกิดขึ้นตามจำนวน ระดับพลังงานอะตอม. อะตอมของคาบแรกมีเปลือกอิเล็กตรอนระดับเดียว อะตอมที่สอง - สองระดับ ที่สาม - สามระดับ ฯลฯ เมื่อระดับพลังงานใหม่ถูกเติมเต็ม ช่วงเวลาใหม่จะเริ่มต้นขึ้น

องค์ประกอบแรกของช่วงเวลาใด ๆ มีลักษณะเป็นอะตอมที่มีอิเล็กตรอนหนึ่งตัวอยู่ที่ระดับด้านนอก - เหล่านี้คืออะตอมของโลหะอัลคาไล คาบจะลงท้ายด้วยอะตอมของก๊าซมีตระกูลซึ่งมีระดับพลังงานภายนอกที่เต็มไปด้วยอิเล็กตรอนโดยสมบูรณ์ ในช่วงแรกก๊าซมีตระกูลมีอิเล็กตรอน 2 ตัวในช่วงต่อๆ ไป - 8 เป็นเพราะโครงสร้างที่คล้ายกันของเปลือกอิเล็กตรอนที่ กลุ่มธาตุมีฟิสิกส์คล้ายกัน

ในตาราง D.I. Mendeleev มีกลุ่มย่อยหลัก 8 กลุ่ม จำนวนนี้ถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนสูงสุดที่เป็นไปได้ในระดับพลังงาน

ที่ด้านล่างของตารางธาตุ lanthanides และ actinides จะถูกแยกออกเป็นอนุกรมอิสระ

การใช้โต๊ะ D.I. Mendeleev เราสามารถสังเกตคาบของคุณสมบัติขององค์ประกอบต่อไปนี้: รัศมีอะตอม, ปริมาตรอะตอม; ศักยภาพไอออไนเซชัน แรงดึงดูดของอิเล็กตรอน อิเลคโตรเนกาติวีตี้ของอะตอม - คุณสมบัติทางกายภาพการเชื่อมต่อที่เป็นไปได้

ระยะการจัดเรียงองค์ประกอบในตาราง D.I. Mendeleev ได้รับการอธิบายอย่างมีเหตุผลโดยธรรมชาติของการเติมระดับพลังงานด้วยอิเล็กตรอนตามลำดับ

แหล่งที่มา:

• ตารางธาตุ

กฎหมายเป็นระยะซึ่งเป็นพื้นฐานของเคมีสมัยใหม่และอธิบายรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบทางเคมีถูกค้นพบโดย D.I. เมนเดเลเยฟในปี พ.ศ. 2412 ความหมายทางกายภาพกฎข้อนี้เปิดเผยเมื่อศึกษา โครงสร้างที่ซับซ้อนอะตอม.

ในศตวรรษที่ 19 เชื่อกันว่ามีมวลอะตอม ลักษณะหลักธาตุจึงถูกนำมาใช้ในการจำแนกสาร ในปัจจุบัน อะตอมถูกกำหนดและระบุด้วยปริมาณประจุบนนิวเคลียสของพวกมัน (ตัวเลขและเลขอะตอมในตารางธาตุ) อย่างไรก็ตาม มวลอะตอมของธาตุมีข้อยกเว้นบางประการ (เช่น มวลอะตอมน้อยกว่า มวลอะตอมอาร์กอน) เพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของประจุนิวเคลียร์

เมื่อมวลอะตอมเพิ่มขึ้นจะมีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติขององค์ประกอบและสารประกอบเป็นระยะ สิ่งเหล่านี้คือความเป็นโลหะและความเป็นโลหะของอะตอม รัศมีอะตอม ศักย์ไอออไนเซชัน สัมพรรคภาพอิเล็กตรอน อิเล็กโตรเนกาติวีตี้ สถานะออกซิเดชัน สารประกอบ (จุดเดือด จุดหลอมเหลว ความหนาแน่น) ความเป็นพื้นฐาน แอมโฟเทอริซิตี้ หรือความเป็นกรด

ตารางธาตุสมัยใหม่มีองค์ประกอบกี่องค์ประกอบ

ตารางธาตุแสดงกฎที่เขาค้นพบเป็นภาพกราฟิก ตารางธาตุสมัยใหม่ประกอบด้วยองค์ประกอบทางเคมี 112 ชนิด (ธาตุสุดท้าย ได้แก่ ไมต์เนเรียม ดาร์มสตัดเทียม เรินต์เกเนียม และโคเปอร์นิเซียม) จากข้อมูลล่าสุด พบว่ามีการค้นพบองค์ประกอบ 8 รายการต่อไปนี้ (รวมมากถึง 120 รายการ) แต่ไม่ใช่ทั้งหมดที่ได้รับชื่อ และองค์ประกอบเหล่านี้ยังมีน้อยในองค์ประกอบใด ๆ สิ่งตีพิมพ์มีอยู่

แต่ละองค์ประกอบครอบครองเซลล์เฉพาะในตารางธาตุและมีหมายเลขซีเรียลของตัวเองซึ่งสอดคล้องกับประจุของนิวเคลียสของอะตอม

ตารางธาตุถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร?

โครงสร้างของตารางธาตุแสดงด้วยคาบ 7 คาบ 10 แถว และ 8 กลุ่ม แต่ละช่วงเริ่มต้นด้วยโลหะอัลคาไลและสิ้นสุดด้วยก๊าซมีตระกูล ข้อยกเว้นคือช่วงแรกซึ่งเริ่มต้นด้วยไฮโดรเจน และช่วงที่เจ็ดที่ไม่สมบูรณ์

ช่วงเวลาแบ่งเป็นช่วงเล็กและช่วงใหญ่ ช่วงเล็ก (ครั้งแรก ที่สอง สาม) ประกอบด้วยแถวแนวนอนหนึ่งแถว ช่วงขนาดใหญ่ (สี่ ห้า หก) - ของสองแถวแนวนอน แถวบนในช่วงกว้างเรียกว่าคู่ แถวล่างเรียกว่าคี่

ในช่วงที่หกของตารางหลังจาก (หมายเลขซีเรียล 57) มีองค์ประกอบ 14 องค์ประกอบที่คล้ายคลึงกับแลนทานัม - แลนทาไนด์ โดยจะแสดงรายการไว้ที่ด้านล่างของตารางเป็นบรรทัดแยกกัน เช่นเดียวกับแอกติไนด์ซึ่งอยู่หลังแอกทิเนียม (หมายเลข 89) และส่วนใหญ่จะทำซ้ำคุณสมบัติของมัน

แถวคู่ของช่วงเวลาขนาดใหญ่ (4, 6, 8, 10) จะเต็มไปด้วยโลหะเท่านั้น

องค์ประกอบในกลุ่มมีเวเลนซ์เท่ากันในออกไซด์และสารประกอบอื่นๆ และวาเลนซ์นี้สอดคล้องกับหมายเลขกลุ่ม ธาตุหลักประกอบด้วยธาตุทั้งช่วงเวลาเล็กและช่วงใหญ่ เฉพาะช่วงใหญ่เท่านั้น จากบนลงล่างพวกมันแข็งแกร่งขึ้นส่วนที่ไม่ใช่โลหะจะอ่อนตัวลง อะตอมของกลุ่มย่อยด้านข้างทั้งหมดเป็นโลหะ

ตารางองค์ประกอบทางเคมีเป็นระยะได้กลายเป็นหนึ่งใน เหตุการณ์สำคัญในประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์และนำมาสู่ผู้สร้างนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย Dmitry Mendeleev ชื่อเสียงระดับโลก- ชายผู้ไม่ธรรมดาคนนี้สามารถรวมองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดไว้ในแนวคิดเดียวได้ แต่เขาจัดการเปิดโต๊ะอันโด่งดังของเขาได้อย่างไร

หากคุณจำหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียนได้เพียงเล็กน้อย คุณจะจำได้ง่ายว่าโลหะที่มีฤทธิ์มากที่สุดคือลิเธียม ข้อเท็จจริงนี้ไม่น่าแปลกใจจนกว่าคุณจะพยายามทำความเข้าใจปัญหานี้โดยละเอียด จริงอยู่ที่เป็นการยากที่จะจินตนาการถึงสถานการณ์ที่คุณต้องการข้อมูลดังกล่าว แต่คุณสามารถลองเพื่อประโยชน์ที่ไม่ได้ใช้งาน

ตัวอย่างเช่น กิจกรรมของโลหะคืออะไร? ความสามารถในการโต้ตอบกับผู้อื่นอย่างรวดเร็วและสมบูรณ์ องค์ประกอบทางเคมี- อาจจะ. ลิเธียมถึงแม้จะเป็นหนึ่งในโลหะที่มีการเคลื่อนไหวมากที่สุด แต่ก็ไม่ใช่แชมป์อย่างแน่นอน แต่จะเพิ่มเติมในภายหลัง

แต่ถ้าคุณชี้แจงให้กระจ่างหน่อย อย่าพูดว่า "โลหะที่มีปฏิกิริยามากที่สุด" แต่เป็น "โลหะที่มีปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้ามากที่สุด" ลิเธียมก็จะเข้ามาแทนที่อย่างถูกต้อง

ลิเธียม

แปลจากภาษากรีก "ลิเธียม" แปลว่า "หิน" แต่นี่ก็ไม่น่าแปลกใจ เพราะนักเคมีชาวสวีเดน Arfvedson ค้นพบมันในหิน ในแร่ Petalite ซึ่งมีโลหะนี้บรรจุอยู่เหนือสิ่งอื่นใด

ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาการศึกษาของเขาจึงเริ่มขึ้น และมีบางอย่างที่ต้องทำ ตัวอย่างเช่นความหนาแน่นของมันน้อยกว่าอลูมิเนียมหลายเท่า แน่นอนว่าเขาจะจมน้ำ แต่ในน้ำมันก๊าดเขาจะว่ายอย่างมั่นใจ

ภายใต้สภาวะปกติ ลิเธียมจะเป็นโลหะเนื้ออ่อนสีเงิน ในซีรีส์ Beketov (ซีรีส์กิจกรรมเคมีไฟฟ้า) ลิเธียมครองอันดับหนึ่งที่มีเกียรติ แม้กระทั่งเหนือกว่าโลหะอัลคาไลอื่นๆ ทั้งหมดด้วยซ้ำ ซึ่งหมายความว่าเมื่อ ปฏิกิริยาเคมีมันจะไปแทนที่โลหะอื่น ๆ และกินพื้นที่ว่างในข้อต่อ นี่คือสิ่งที่กำหนดคุณสมบัติอื่นๆ ทั้งหมดของมัน

ตัวอย่างเช่น จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับการทำงานปกติของร่างกายมนุษย์ แม้ว่าจะในปริมาณเล็กน้อยก็ตาม ความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้เกิดพิษได้ ความเข้มข้นที่ลดลงอาจทำให้จิตใจไม่มั่นคง

สิ่งที่น่าสนใจคือเครื่องดื่มชื่อดัง 7Up เคยมีลิเธียมและใช้เป็นยาแก้อาการเมาค้างได้ บางทีมันอาจจะช่วยได้จริงๆ

ซีเซียม

แต่ถ้าเรากำจัดคำชี้แจงที่ครอบงำจิตใจแบบ "เคมีไฟฟ้า" ออกไป โดยเหลือเพียง "โลหะแอคทีฟ" ซีเซียมก็สามารถเรียกได้ว่าเป็นผู้ชนะ

ดังที่คุณทราบ กิจกรรมของสารในตารางธาตุจะเพิ่มขึ้นจากขวาไปซ้ายและจากบนลงล่าง ความจริงก็คือในสารที่อยู่ในกลุ่มแรก (คอลัมน์แรก) อิเล็กตรอนเดี่ยวตัวเดียวหมุนอยู่บนชั้นนอก เป็นเรื่องง่ายสำหรับอะตอมที่จะกำจัดมัน ซึ่งเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยาเกือบทุกชนิด หากมีสองคน เช่นเดียวกับองค์ประกอบจากกลุ่มที่สอง ก็จะต้องใช้เวลามากขึ้น สาม - มากขึ้นเรื่อยๆ และอื่นๆ

แต่ถึงแม้ในกลุ่มแรกสารต่างๆ ก็ยังออกฤทธิ์ไม่เท่ากัน ยิ่งสสารอยู่ต่ำ เส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมก็จะยิ่งใหญ่ขึ้น และยิ่งอยู่ห่างจากนิวเคลียสที่อิเล็กตรอนอิสระเดี่ยวหมุนอยู่มากเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าแรงดึงดูดของนิวเคลียสมีผลอ่อนกว่าและแตกสลายง่ายกว่า ซีเซียมตรงตามเงื่อนไขเหล่านี้ทั้งหมด

โลหะนี้เป็นสิ่งแรกที่ถูกค้นพบโดยใช้สเปกโตรสโคป นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาองค์ประกอบดังกล่าว น้ำแร่จากน้ำพุบำบัดและเห็นแถบสีฟ้าสดใสบนสเปกโตรสโคปซึ่งสอดคล้องกับองค์ประกอบที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ ด้วยเหตุนี้ซีเซียมจึงได้ชื่อมา สามารถแปลเป็นภาษารัสเซียได้ว่า "ท้องฟ้าสีคราม"

ในบรรดาโลหะบริสุทธิ์ทั้งหมดที่สามารถขุดได้ในปริมาณมาก ซีเซียมมีปฏิกิริยาทางเคมีมากที่สุด เช่นเดียวกับอื่นๆ อีกมากมาย คุณสมบัติที่น่าสนใจ- เช่น มันสามารถละลายในมือมนุษย์ได้ แต่ในการทำเช่นนี้จะต้องวางไว้ในแคปซูลแก้วปิดผนึกซึ่งเต็มไปด้วยอาร์กอนบริสุทธิ์ เพราะไม่เช่นนั้นมันจะติดไฟเมื่อสัมผัสกับอากาศ โลหะชนิดนี้พบการประยุกต์ใช้ในหลากหลายสาขา ตั้งแต่การแพทย์ไปจนถึงทัศนศาสตร์

ฝรั่งเศส

และถ้าเราไม่หยุดที่ซีเซียมและลงไปอีก เราก็จะได้แฟรนเซียม ยังคงคุณสมบัติและคุณสมบัติทั้งหมดของซีเซียมไว้ แต่ยกระดับคุณภาพให้สูงขึ้น ระดับใหม่เนื่องจากมันมีวงโคจรของอิเล็กตรอนมากกว่า ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนโดดเดี่ยวตัวเดียวกันนั้นจะยิ่งอยู่ห่างจากศูนย์กลางมากขึ้นไปอีก

เป็นเวลานานมันถูกทำนายและอธิบายตามทฤษฎี แต่ก็ไม่สามารถค้นหาหรือค้นพบได้ซึ่งก็ไม่น่าแปลกใจเช่นกันเพราะโดยธรรมชาติแล้วจะพบได้ในปริมาณเพียงเล็กน้อย (น้อยกว่า - แอสทาทีนเท่านั้น) และแม้ว่าจะได้รับเนื่องจากมีกัมมันตภาพรังสีสูงและครึ่งชีวิตที่รวดเร็ว แต่ก็ยังไม่เสถียรอย่างยิ่ง

ที่น่าสนใจคือความฝันของนักเล่นแร่แปรธาตุในยุคกลางเป็นจริงในฝรั่งเศสแต่ในทางกลับกัน พวกเขาใฝ่ฝันที่จะได้ทองคำจากสสารอื่น ๆ แต่ที่นี่พวกเขาใช้ทองคำซึ่งหลังจากการระดมยิงด้วยอิเล็กตรอนแล้วจะกลายเป็นแฟรนเซียม แต่ถึงกระนั้นก็สามารถได้รับในปริมาณเล็กน้อยซึ่งไม่เพียงพอแม้จะศึกษาอย่างรอบคอบก็ตาม

ดังนั้น แฟรนเซียมจึงยังคงเป็นโลหะที่มีความกระตือรือร้นมากที่สุด เหนือกว่าโลหะอื่นๆ ทั้งหมด มีเพียงซีเซียมเท่านั้นที่สามารถแข่งขันกับมันได้ และถึงอย่างนั้น เนื่องจากมีปริมาณที่สำคัญมากกว่าเท่านั้น แม้แต่ฟลูออรีนที่ไม่ใช่โลหะที่มีการใช้งานมากที่สุดก็ยังด้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ