Презентация на тему Огромная презентация про металлы. Химические свойства. Применение.

металлы и неметаллы является условным. Если в периодической таблице

провести диагональ через бор и астат, то в главных подгруппах, расположенных справа от диагонали, будут неметаллы, а в главных подгруппах слева от диагонали, побочных подгруппах и в восьмой группе (кроме инертных газов) — металлы. Причем элементы рядом с разделительной линией являются так называемыми металлоидами, т.е. веществами с промежуточными свойствами (металлов и неметаллов). К ним относятся: бор В, кремний Si, германий Gе, мышьяк Аs, сурьма Sb, теллур Те, полоний Ро

различают переходные (элементы побочных подгрупп) и непереходные металлы (элементы

главных подгрупп). Металлы главных подгрупп характеризуются тем, что в их атомах происходит последовательное заполнение электронных s- и р-подуровней. В атомах металлов побочных подгрупп происходит достраивание d- и f-подуровней.

природе. Так, содержание некоторых металлов в земной коре следующее:
алюминия

— 8,2%
железа — 4,1%
кальция — 4,1%
натрия — 2,3%
магния — 2,3%
калия - 2,1 %
титана — 0,56%

Большое количество натрия и магния содержится в морской воде: — 1,05%, — 0,12%.

различном виде:
— в самородном состоянии: серебро , золото ,

платина , медь , иногда ртуть
— в виде оксидов: магнетит Fe3O4, гематит Fe2О3 и др.
— в виде смешанных оксидов: каолин Аl2O3 • 2SiO2 • 2Н2О, алунит (Na,K)2O • АlО3 • 2SiO2 и др.
— различных солей:
сульфидов: галенит PbS, киноварь НgS,
хлоридов: сильвин КС1, галит NaCl, сильвинит КСl• NаСl, карналлит КСl • МgСl2 • 6Н2О, сульфатов: барит ВаSO4, ангидрид Са8О4 фосфатов: апатит Са3(РО4)2, карбонатов: мел, мрамор СаСО3, магнезит МgСО3.
Многие металлы часто сопутствуют основным природным минералам: скандий входит в состав оловянных, вольфрамовых руд, кадмий — в качестве примеси в цинковые руды, ниобий и тантал — в оловянные.
Железным рудам всегда сопутствуют марганец, никель, кобальт, молибден, титан, германий, ванадий.

оксидом углерода (II)
ZnО + С = Zn + СО

Fе2О3 + ЗСО = 2Fе + ЗСО2
— водородом
WO3 + 3H2 =W + 3H2O
СоО + Н2 = Со + Н2О
— алюминотермия

4Аl + ЗМnО2 = 2А12О3 + ЗМn

образовавшихся оксидов (например, углем)
2ZnS + ЗО2 = 2ZnО +

2SО2
ZnО + С = СО + Zn

— Сu2+ 2Сl
Катод (восстановление): Анод

(окисление):
Сu2+ 2е- = Сu0 2Cl - 2е- = Сl°2

Титан:
Стойкий к большинству агрессивных сред, выдерживающий холод и высокие температуры, прочный и легкий титан лишь XX в. оправдал свое легендарное название. Среди металлов с занимает особое место. Ученые называют его «металлом будущего», «металлом космического века». В конструкциях современных самолетов и вертолетов, ракет, космических кораблей и сверхмощных, двигателей, подводных лодок и быстроходных судов — вот где широко применяют сейчас титан. А кроме того, титан незаменим в химическом машиностроении, в электронике, радиотехнике, медицине, металлургии и других областях. Открытию титана скоро исполнится 200 лет. Со времени открытия титана многие исследователи пытались получить его в чистом виде из его минералов. Но лишь в 1825 г. И. Берцелиусу удается выделить металлический титан при восстановлении натрием фтортитаната калия K2TiF6. Однако этот металл был все же чрезвычайно загрязнен примесями.

плодах, стеблях растений, в тканях животных, даже в молоке

и в куриных яйцах. Только, конечно, там его количество исчисляется миллиграммами. Так в человеческом организме около 20 мг титана; причем врачами установлено, что титан абсолютно безвреден для людей. Вот каким распространенным оказался редкий титан!

И. Менделеева; порядковый номер 12; относительная атомная масса 24,312.

Это легкий (плотность 1,74 г/см3) серебристо-белый металл с температурой плавления 651° С. На воздухе загорается при температуре 550° С и горит ярко-белым пламенем. Если полоску магния внести во влажный хлор, то она воспламенится даже при обычной температуре. Горение магния сопровождается выделением большого количества теплоты (605 кДж/моль).

содержащих в свободном состоянии кислород и хлор, таких, как

бензин и минеральные масла. При хранении в обычных условиях магний сравнительно быстро окисляется, покрываясь тончайшей пленкой. Эта пленка оксида, придавая металлу красивый матовый оттенок, предохраняет его от дальнейшего окисления.

Химические свойства магния определяются наличием двух электронов на наружной электронной оболочке его атома. Поэтому наиболее характерны для магния реакции восстановления, в которых он окисляется, переходя в ион Mg+2.

в состав которых входит магний. Но промышленную ценность представляют

лишь немногие из них, прежде всего доломит, карналлит, магнезит и асбест. Магний почти не реагирует с чистой холодной водой, но из кипящей воды он энергично вытесняет водород. С увеличением количества примесей в воде резко повышается способность магния образовывать растворимые соединения. Поэтому он довольно быстро растворяется как в морской, так и в минеральной воде.

Менделеева, входит в триаду железа.

В соединениях проявляет степень окисления

+2, +3.

Никель, вместе с железом был найден в метеоритах. В метиорите примерно содержится: 90% железа; 8.5% никеля; 0.5% кобальта). В природе встречается в основном в виде никелина NiAs и в медно-никелевых сульфидных рудах.

Никель — серебристый с желтоватым оттенком ковкий, тягучий металл, обладающий ферромагнитными свойствами, температура плавления никеля 1455°С.

Никель — металл средней активности, медленно замещает водород в кислотах. Никель отличается коррозионной стойкостью: устойчив в атмосфере, воде, щелочах и ряде кислот.

Такая химическая стойкость никеля обусловлена образованием оксидной пленки, обладающей сильными защитными свойствами.

металлургии. Он используется для получения сплавов с железом, медью,

цинком и др. металлами. Добавка никеля к стали приводит к повышению ее вязкости и коррозионной устойчивости.

больше 60%. Применяются в турбинах и реактивных двигателях, где

температура достигает 850-900°С. Сплав никеля с хромом — нихром — применяется для изготовления спиралей электронагревательных приборов и выдерживает нагревание свыше 1100 градусов Цельсия.
Магнитные:
Сплав пермаллой содержит 78.5% никеля и 21.5% железа, он намагничивается даже в слабых магнитных полях.

Д.И.Менделеева.

В соединениях проявляет степень окисления +3. Встречается в природе

в самородном состоянии, с примесями меди и серебра, иногда теллура.

Золото — благородный металл желтого цвета, мягкий и очень плотный; температура плавления — 1064°С, Золото является самым ковким и самым пластичный металлом. Обладает высокой электро- и теплопроводностью.

Золото - химически инертный металл, в электрохимическом ряду напряжения занимает последнее место: не окисляется кислородом воздуха, не растворяется в кислотах и щелочах.

Золото растворимо только в царской водке — смеси соляной и азотной кислот:

Аu + НNО3 + 4НСl = Н[AuСl4] + NO + 2Н2O

изготовления химической аппаратуры, в электротехнике, для изготовления стекол (окрашенных

и теплоотражающих). Золото часто сплавляют с медью, серебром, палладием и другими металлами. Количество золота в этих сплавах обычно указывается в каратах, которые выражают число долей золота в 24 долях сплава. Американское монетное золото имеет 21.6 карата, а английское монетное золото — 22 карата. Белое золото, применяемое в ювелирной технике, представляет собой белый сплав золота и никеля. Для стоматологических и ювелирных изделий, как правило, используют сплавы золота с серебром или медью.

системы Д.И.Менделеева.

Встречается в природе в основном в виде минерала

касситерита (Оловянный камень) - SnO2. В соединиениях проявляет степень окисления +2 и +4, которые являются наиболее устойчивыми.

Олово - серебристо-белый металл, обладающей высокой ковкостью. Температура плавления 232 градуса Цельсия. На воздухе тускнеет, в результате образования защитной оксидной пленки.

При нормальных условиях растворяется в кислотах и щелочах, не реагирует с водой.

обладает металлическими свойствами, серое олово представляет собой неметаллическую аллоторопную

модификацию. При температуре ниже 13,2 Ц белое олово переходит в серое, структура которого схожа с алмазом. При охлаждении олова ниже -40 градусов Цельсия олово рассыпается. Это явление названо "оловянной чумой"

Основной сплав, в котором участвует олово - это бронза

- сплав олова с медью. также находят применение сплавы олова с сурьмой и медью при изготовлении подшипников, сплав олова со свинцом идет на изготовление оловянной посуды, применяется для пайки в качестве припоя.

Олово используется для покрытия им изделий из железа, соприкасающихся с продуктами питания. Примером могут в данном случае служить консервные банки.

металлы подгруппы марганца

Подгруппа марганца - металлы побочной седьмой группы

периодической системы элементов Д.И.Менделеева.

Марганец тяжелый металл. Малоактивен, на воздухе покрывается защитной оксидной пленкой и по своим свойствам похож на железо.

Марганец в основном используют в виде сплавов и легирующих добавок к стали.

периодической системы Менделеева.

Кальций — легкий серебристо-белый металл.
По химическим свойствам

кальций близок к соседним с ним элементам главной подгруппы I группы — щелочным металлам.

При нагревании кальция он загорается и горит с образованием белого дыма, окрашивая пламя в кирпично-красный цвет. Дым состоит из мельчайших твердых частичек оксида кальция:
2Са + O2 = 2СаО + Q

Кальций реагирует с водой, превращаясь в гидроксид кальция и вытесняя из воды водород:
Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2 + Q

металл реагирует с водяными парами, содержащимися в воздухе.
2Са +

О2 = 2СаО
С холодной водой с образованием гидроксида кальция (с горячей водой реакция протекает более энергично)
Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2
При нагревании реагирует со многими неметаллами — водородом, азотом, серой, фосфором, углеродом и др.
Са + Н2 = СаН2 (гидрид кальция)
3Са + N2 = Са3N2 (нитрид кальция)
Са + S = СаS (сульфид кальция)
Восстанавливает менее активные металлы из их оксидов и галогенидов
2Са + ТiO2 = 2СаО + Тi

4.1%, в океане — 4.1 • 10~2%, в человеческом

организме: в мышечной ткани — 0.14%, в костной ткани — 17%, в крови — 60.5мг/л. Среднесуточная потребность человека в кальции составляет около 1 г. Около 99% всего количества кальция в организме приходится на костную и зубную ткань.

агрессивных сред. Степень окисления В соединениях, как правило +4

Температура плавления платины 1769 градусов Цельсия.

системы элементов Д.И.Менделеева, благородный металл. В соединениях проявляет степень

окисления +1.

В природе встречается в виде минерала аргентита (серебряный блеск) Аg2S. В качестве примеси встречается в медных и свинцовых рудах.

Серебро — мягкий ковкий металл с серебристым блеском, лучше всех металлов проводит тепло и электричество, температура плавления 961°С. Серебро — малоактивный металл, устойчив к действию воды и кислорода.

образования черного сульфида серебра:

4Аg + 2Н2S + О2 =

2Аg2S + 2Н2О

Серебро нерастворимо в соляной и разбавленной серной кислотах, взаимодействует с азотной и концентрированной серной кислотами.
Аg + 2HNO3 = АgNO3 + NО2 + Н2О

Серебро используется для покрытия других металлов, при этом повышается электропроводность и устойчивость к коррозии таких изделий. Из-за мягкости серебро применяют в основном в виде сплавов: сплавы с медью применяют для изготовления ювелирных изделий, монет, лабораторной посуды; сплав с никелем — для изготовления серебряно-никелевых аккумуляторов.

ляпис (АgNО3) — в производстве фотоматериалов, для изготовления зеркал,

в гальванотехнике, в медицине. Нитрат серебра легко восстанавливается до металлического серебра органическими веществами (кожа, шерсть), и поэтому его используют для изготовления несмываемых чернил.

Все соединения серебра и их растворы хранят в банках из темного стекла.

периодической системы.

Калий - мягкий серебристо-белый металл, отличающиеся своей высокой

активностью

В соединениях проявляет степень окисления +1 (имеет один свободный электрон на внешнем энергетическом уровне).

В природе встречается исключительно в виде соединений.

Плотность - 0,862 г/см3
Температура плавления - 63,55 C

неметаллами:
2K + Сl2 = 2KСl (хлорид калия)
2K + S

= K2S (сульфид калия)
2K + Н2 = 2KH (гидрид калия)

Активно взаимодействует с водой:
2K + 2H2O = 2NaOH + K2

Калий растворяется почти во всех кислотах с образованием большого количества солей:
2K + 2НСl = 2KСl + Н2

ковкий, ее температура плавления 1083° С, является отличным проводником

электрического тока и теплоты электрическая проводимость меди в 1,7 раза выше, чем алюминия, и в 6 раз выше железа.

она стоит правее водорода. Она не взаимодействует с водой,

растворами щелочей, соляной и разбавленной серной кислотой. Однако в кислотах — сильных окислителях (например, азотной и концентрированной серной) — медь растворяется:
Сu + 4НМО3 - Сu(NO3)2 + 2NO+ 2Н2О концентрированная

Медь обладает достаточно высокой стойкостью к коррозии. Однако во влажной атмосфере, содержащей углекислый газ медь покрывается зеленоватым налетом основного карбоната меди:
2Сu + O2 + СO2 + Н2O = СU(ОН)2 • СuСО3

человек в древности за несколько тысячелетий до нашей эры.

Первые медные орудия изготовля-. лись из самородной меди, которая встречается довольно часто. Самый крупный самородок меди был найден на территории США, он имел массу 420 т.
Но в виду того, что медь – мягкий металл, медь в древности не смогла вытеснить каменные орудия труда. Лишь когда человек научился плавить медь и изобрел бронзу (сплав меди с оловом), металл заменил камень. Широкое использование меди началось в IV тысячелетии до н. э.

системы Д.И.Менделеева.

В соединениях проявляет степень окисления +1 и +2.

Ртуть

распространена в природе, в основном встречается в виде минерала - киновари (НgS).

Ртуть испаряется при комнатной температуре, пары ее очень ядовиты! Поэтому следует соблюдать особую осторожность при работе с ртутью и ртутными приборами, особенно термометрами. В случае падения термометры разбиваются, и ртуть разлетается на множество мельчайших капель, которые, попадая в щели, могут длительное время отравлять атмосферу и представлять опасность для здоровья человека. В этом случае следует всю ртуть собрать пипеткой или пылесосом, поверхность обработать 20%-ным раствором хлорида железа (III) FeСl3 или 10%-ным раствором перманганата калия KMgО4, подкисленным соляной кислотой НСl.

жидкостью, температура плавления 39° С. Устойчив к воздействию воздуха

и воды. Ртуть неактивна и в ряду напряжений металлов стоит правее водорода. Она не взаимодействует с соляной, разбавленной серной кислотами и щелочью.

Из-за своих свойств (слабой реакционной способности, текучести, высокой плотности и электропроводности) ртуть используется для изготовления термометров, барометров и специальной научной аппаратуры.

Ртуть хранят в стальных баллонах, так как она не смачивает железо.

серебра, золота и олова находят применение в стоматологии.

Используется как

катализатор в органическом синтезе, для производства ламп дневного света, кварцевых ртутных ламп и т.д. Широкое применение находят соединения ртути: цианат ртути (гремучая ртуть) Нg(ONC)2 — как взрывчатое вещество для детонаторов, иодид ртути НgI2 — в качестве бактерицидного вещества, сульфид ртути НgS — как краска красного цвета, хлорид ртути (сулема) - HgCl2 - как дезинфицирующее вещество в медицине.

системы Менделеева
Хром - твердый, плотный металл, имеет высокую температуру

плавления, химически устойчив на воздухе. Применяется в качестве легирующих добавок в состав многих сталей и сплавов. В соединениях проявляет различную степень окисления, максимальная степень окисления +6. Температура плавления хрома - 1890°C

элементов Д.И.Менделеева.
В соединениях проявляет степень окисления +2.
В

природе встречается только в виде соединений, важнейшим из которых является цинковая обманка 2п5 и цинковый шпат 2пСО3.

Получение:
Большинство цинковых руд содержит небольшое количество цинка, поэтому их предварительно обогащают, получая цинковый концентрат, который затем обжигают: 2ZnS + ЗО2 = 2ZnО + 2SО2
Полученный оксид цинка восстанавливают углем:
ZnО + С = Zn + СО

комнатной температуре, а при 100-150°С поддается прокатке и вытягивается.

На воздухе покрывается защитной оксидной пленкой.
Применение:
Цинк применяется для цинкования железа и стали с целью получения антикоррозионного покрытия и предохранения от ржавчины, для изготовления гальванических элементов. Цинк используется в производстве сплавов, самым важным из которых является латунь (сплав цинка с медью).

Легко взаимодействует со многими неметаллами: кислородом, галогенами, серой, фосфором:

2Zn + О2 = 2ZnО (оксид цинка)
Zn + Сl2 = 2ZnCl2 (хлорид цинка)
Zn + S = ZnS (сульфид цинка)
3Zn + 2Р = Zn3Р2 (фосфид цинка)
2. При нагревании взаимодействует с водой и сероводородом с выделением водорода:
Zn + Н2О = ZnО + Н2
Zn + Н2S = ZnS + Н2
3. Взаимодействует с щелочами:
— при сплавлении с ними образуются соли цинковой кислоты — цинкаты.
Zn + 2NаОН(крист.) = Nа2ZnО2 + Н2
— при взаимодействии с водным раствором щелочи образуется комплексная соль цинковой кислоты (гидроксоцинкат натрия)
Zn + 2NаОН + 2Н2О = Na[Zn(ОН)4] + Н2
4. Взаимодействует с кислотами:
— с серной кислотой с образованием различных веществ в зависимости от концентрации кислоты
Zn + 2Н2SО4 (конц.) = ZnSО4 + SО2 + 2Н2О
3Zn + 4Н2SО4(разб.) = 3ZnSО4 + S + 4Н2О
4Zn + 5Н2SО4(сильно разб.) = 4ZnSО4 + Н2S + 4Н2O — с азотной кислотой с образованием разных веществ в зависимости от концентрации кислоты:
Zn + 4НNО3 (конц.) = Zn(NO3)2 + 2NО2 + 2Н2O
4Zn + 10НNО3(разб.) = 4Zn(NО3)2 + N2О + 5Н2О
4Zn + 10НNО3(сильно разб.) = 4Zn(NО3)2 + NН4NО3 + ЗН2О