Образовака🧪 Химия8 классПростые вещества

Строение металлов

4.7

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 110.

Металлы – твёрдые элементы, сплавы которых широко применяются в промышленности, строительстве и повседневной жизни. Пластичность, твёрдость, тепло- и электропроводность, а также способность к плавке и ковке обусловлены строением металлов.

Строение

Электронное строение атома металла включает:

положительно заряженное ядро;
отрицательно заряженные электроны.

Ядро состоит из протонов и нейтронов. Количество протонов, заряд ядра и число электронов соответствуют порядковому номеру металла в периодической таблице.

Электроны в металлических атомах расположены намного дальше от ядра, чем электроны неметаллов. Этим объясняется лёгкость отделения валентных электронов, поэтому металлы всегда являются восстановителями в химических реакциях.

Атомы всех металлов, за исключением ртути, образуют кристаллические решётки. Кристаллическая решётка состоит из повторяющихся комплексов атомов – элементарных кристаллических ячеек, которые бывают трёх видов. Их отличия описаны в таблице строения металлов.

Вид решётки	Характеристика	Примеры
Кубическая объёмно-центрированная (ОЦК)	Восемь ионов находятся по углам условного куба, один – в середине	Fe, Cr, Mo, W, V
Кубическая гранецентрированная	Ионы располагаются в углах куба и в центре каждой грани. Центр куба свободен	Cu, Ag, Ni, Pb, Al
Гексагональная плотноупакованная	Шестигранная призма. В углах и в центре между ними находятся ионы. Посередине призмы лежат ионы, образующие треугольник	Zn, Ti, Mg, Co, Zr

Физические свойства

Металлы отличаются от неметаллов характерными физическими свойствами:

имеют металлический блеск;
проводят электрический ток и тепло;
не имеют запаха;
обладают серебристо-серым цветом (исключение – медь и золото).

Благодаря пластичности и плавке металлы могут образовывать сплавы – смеси химических элементов. Большую часть сплавов составляют металлы, остальное – случайные примеси и специально вводимые вещества. Сплавы отличаются высокой прочностью, упругостью, хрупкостью. Широко применяются сплавы на основе железа (чёрные металлы) и алюминия (цветные металлы).

Высокую электропроводность обуславливают свободные электроны, перемещающиеся по кристаллической решётке под действием электрических полей. При нагревании электропроводность уменьшается.

Виды

Классификация металлов приведена в таблице.

Признак	Вид	Пример
Температура кипения	Легкоплавкие (Т<1000°С)	K, Al, Zn
Температура кипения	Тугоплавкие (Т>1000°С)	Au, Cu, Ni
Плотность	Лёгкие (ρ<5 г/см³)	Li
Плотность	Тяжёлые (ρ>5 г/см³)	Os
Твёрдость	Мягкие – режутся ножом	Na, Rb, Cs
Твёрдость	Твёрдые – используются для резки	Cr

В химии по структуре орбиталей атома металла различают s-, p-, d-, f-металлы.

Химические свойства

Металлы являются восстановителями и вступают в реакцию с неметаллами, образуя оксиды, гидроксиды, соли. Самыми активными являются щелочные и щелочноземельные металлы, расположенные в I и II группах таблицы Менделеева. Благородные металлы (Au, Ag, Pt) малоактивны и не взаимодействуют с кислородом и водой.

Особенности химического взаимодействия металлов с другими элементами описаны в таблице.

Взаимодействие	Продукты	Уравнение
С кислородом	Оксиды	2Mg + O₂ → 2MgO
С серой	Сульфиды	Zn + S → ZnS
С азотом	Нитриды	6Li + N₂ → 2Li₃N
С фосфором	Фосфиды	3Ca + 2P → Ca₃P₂
С галогенами	Галогениды	2Na + Cl₂ → 2NaCl
С водой	Гидроксиды	2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂
С кислотами	Соли	2Al + 3H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3H₂
С солями (замещают менее активные металлы)	Соль	2Fe + Cu₂SO₄ → Fe₂SO₄ + 2Cu

Золото растворяется в царской водке (смеси соляной и азотной кислот), серебро – в концентрированной азотной и горячей серной кислотах.

Что мы узнали?

Рассмотрели особенности строения атомов металлов, физические и химические свойства. Металлы состоят из элементарных кристаллических ячеек, отличающихся конфигурацией. Элементы обладают металлическим блеском, электропроводностью, пластичностью, твёрдостью. Металлы – восстановители. Наиболее активные находятся в I и II группах таблицы Менделеева. Металлы реагируют с кислородом, водой, кислотами, галогенами и неметаллами.