Bktp-omsk.ru

Делаем сами
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Особенности металлической кристаллической решетки

4 Особенности металлической кристаллической решетки.

Большинство элементов периодической таблицы Д.И.Менделеева относятся к металлам, которые характеризуются рядом особых свойств: высокими электро- и теплопроводностями, ковкостью и пластичностью, металлическим блеском и высокой отражательной способностью по отношению к свету. Эти специфические свойства металлов можно объяснить особым типом химической связи, получившей название металлической.

У большинства металлов на внешней электронной оболочке имеется значительное число вакантных орбиталей и малое число электронов. Поэтому энергетически более выгодно, чтобы электроны не были локализованы, а принадлежали всему металлу. Согласно теории свободных электронов в узлах решетки металла находятся положительно заряженные ионы, которые погружены в «электронный газ», распределенный по всему металлу. Таким образом, валентные электроны у металлов не локализованы. Между положительно заряженными ионами и нелокализованными электронами существует электростатическое взаимодействие, обеспечивающее устойчивость вещества. Энергия этого взаимодействия является промежуточной между энергиями ковалентных и молекулярных кристаллов. Поэтому элементы с чисто металлической связью (s и р-металлы) характеризуются относительно невысокими температурами плавления и твердостью. Наличие электронов, которые могут свободно перемещаться по объему кристалла, обеспечивает высокие тепло- и электропроводность, а также ковкость и пластичность металлов. Из-за ненаправленности связей, сферической формы и одинакового размера ионов металлы кристаллизуются, как правило, в плотно упакованных гексагональных или кубических гранецентрированных структурах.

В металлическом кристалле атомы связаны друг с другом тем прочнее, чем больше электронов участвует в образовании этих связей. Поэтому среди металлов имеются легкоплавкие и легколетучие, атомы которых имеют 1-2 валентных электрона, такие, как ртуть ( Тпл= — 38,9°С, Ткип= 356,6°С ), цезий ( Tпл = 28,5°С, Ткип = 627°С ) и др. щелочные металлы. В то же время переходные металлы центральной части периодической таблицы 1У — УШ групп, имеющие 4-8 валентных электронов, образуют очень прочные кристаллические решетки и относятся к числу наиболее тугоплавких и труднолетучих веществ. Например, цирконий плавится при 1855°С, а вольфрам — при 3700°С, а кипит около 6000°С.

5 Особенности строение твёрдого тела

Продукция металлургического производства — металлы и сплавы — используются в виде твердых тел. Такие тела в отличие от жидкостей характеризуются особыми свойствами, которые используются как при различных способах обработки, так и при их эксплуатации в виде различных изделий.

В повседневной практике твердое состояние вещества — это такое состояние, в котором вещество имеет собственный объем и собственную форму. Изменение этой формы требует определенных усилий — иногда небольших, иногда значительных. Ничего не стоит загнуть уголок в книге. Можно даже вырвать страницу, хотя делать этого не надо! Немногим труднее согнуть или разорвать алюминиевый листок такой же толщины, но те же операции с листком специально обработанной легированной стали требуют серьезных усилий.

В определенном смысле твердое состояние представляет собой прямую противоположность газообразному. В газах изменение внешнего давления в 2 раза вдвое меняет объем, а силы взаимодействия между молекулами настолько малы, что чаще всего ими можно пренебречь. В твердых телах изменение давления в тысячи раз приводит к изменению объема всего на доли процента, а силы взаимодействия между частицами настолько велики, что чаще всего нашими воздействиями на твердое вещество можно пренебречь.

Различия в свойствах газов и твердых тел определяются прежде всего различной степенью заполнения пространства веществом. Если в газе объем вещества ( молекул ) составляет 0,001 от общего объема, то в твердом теле частицы «упакованы» с максимальной плотностью. Молярный объем газа 22,4 л, а твердого тела 0,01 — 0,05 л, т.е. в 1000 раз меньше. Если в газе молекулы «не чувствуют» друг друга, то в твердом теле каждая частица обязательно взаимодействует с большим числом соседей. Следует подчеркнуть, что термин «твердое тело», отличающий состояние вещества от жидкости и газа, весьма неопределенен, поскольку одно вещество может образовывать несколько, порой весьма различных, твердых тел. Наиболее характерные и известные примеры — графит и алмаз — два твердых тела, образуемых углеродом, красный и белый фосфор. Диоксид кремния образует несколько кристаллических тел (модификаций) и кварцевое стекло — аморфное твердое тело. Практически все вещества существуют в виде нескольких твердых тел. Реакционная способность и другие их свойства, как правило, различны и всегда необходимо указывать, какое именно твердое тело имеется в виду в каждом конкретном случае.

Твердые тела в отличие от жидкостей и газов сохраняют форму. Частицы твердых тел так прочно связаны друг с другом силами сцепления, что поступательное движение их отсутствует, и лишь происходит колебательное движение около определенных точек. Для твердых тел характерно явление деформации, т.е. изменение формы или объема под влиянием внешних воздействий. По способности к деформации все твердые тела делят на упругие (сталь), пластичные (хлебное тесто, мармелад) и хрупкие (чугун, сахар).

Твердые тела могут быть кристаллическими и аморфным, свойства которых различны. Кристаллические тела имеют строго определенную температуру плавления. Для них характерно также явление анизотропии, заключающееся в том, что свойства кристаллических тел в различных направлениях неодинаковы. Это зависит от свойств кристаллов, у которых теплопроводность, механическая прочность, скорость роста кристаллов, скорость растворения и другие свойства в различных направлениях различны. Например, слюда легко разделяется на пластинки только в одном направлении (параллельно ее поверхности), в других направлениях для ее разрушения требуются значительные усилия.

Аморфные тела, наоборот, не имеют постоянной, строго определенной температуры плавления, Они размягчаются в определенном интервале температур и постепенно, уменьшая свою вязкость, переходят в жидкотекучее состояние, не образуя кристаллической структуры. Они находятся в стеклообразном состоянии.

В отличие от кристаллических тел для аморфных, так же как для жидкостей и газов, характерно свойство изотропности, т. е. постоянство свойств по всем направлениям (теплопроводность, электропроводность, механические свойства). Однако резко противопоставлять аморфные тела кристаллическим не следует, т.к. некоторые вещества можно получить в аморфном и кристаллическом состоянии. Например, сахар может быть в кристаллическом (сахарный песок, кусковой сахар) и аморфном состоянии (карамелизованный сахар). Кроме того, некоторые вещества, полученные в аморфном состоянии, со временем могут кристаллизоваться (так, например, кристаллизуется карамель, что нежелательно в кондитерском производстве). Кристаллизуются со временем стекла, что сопровождается потерей их прозрачности. Это явление в технике называется расстекловыванием.

Химия. 11 класс

Конспект урока

Химия, 11 класс

Урок № 4. Строение кристаллов. Кристаллические решётки. Причина многообразия веществ

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: урок посвящён изучению кристаллического состояния вещества, зависимости свойств веществ от типов кристаллических решеток. Объясняются причины многообразия веществ, такие как изотопия элементов, аллотропия, изомерия, гомология. Дается понятие химического синтеза.

Аллотропия – существование нескольких простых веществ, образованных одним и тем же химическим элементом.

Атомная кристаллическая решётка – регулярная структура твёрдого вещества, в узловых точках которой находятся атомы химического элемента.

Гомология – явление наличия в природе органических соединений, имеющих одинаковое строение и химические свойства, но отличающихся на некоторое целое число групп СН2— состав.

Изомерия – явления наличия нескольких веществ, имеющих один и тот же состав, но отличающихся по порядку соединения атомов.

Ионная кристаллическая решетка – регулярная структура твёрдого вещества, в узлах которой расположены положительно и отрицательно заряженные ионы.

Кристаллическая решетка – особая структура твёрдого вещества, в которой частицы вещества расположены в строго определенном порядке.

Кристаллы – твёрдые вещества, имеющие форму правильных многогранников, образованных в результате многократного регулярного повторения расположения составляющих вещество частиц.

Металлическая кристаллическая решетка – регулярная структура твёрдого вещества, в узлах которой расположены ионы металла.

Молекулярная кристаллическая решетка – регулярная структура твёрдого вещества, в узлах которой находятся молекулы вещества.

Полиморфизм – способность твёрдого вещества образовывать различные кристаллические структуры, состоящие из одних и тех же частиц.

Полиморфные модификации – разные кристаллические структуры, которые образованы частицами одного и того же вещества.

Химический синтез – процесс искусственного создания новых веществ физическими и химическими методами.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

Дополнительная литература:

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс : учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М. : Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

  • Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Строение кристаллов и типы кристаллических решеток

Кристаллами называются твёрдые вещества, частицы которых образуют трёхмерную периодическую пространственную структуру, называемую кристаллической решёткой. Грани кристаллов представляют собой правильные многоугольники. Свойства кристаллических тел различны. Например, алмаз обладает максимальной твёрдостью, а графит можно сломать руками, хотя эти вещества состоят атомов углерода. Свойства веществ зависят от типа кристаллической решетки. Различают четыре типа кристаллических решёток: атомную, ионную, молекулярную и металлическую.

Зависимость свойств веществ от типа кристаллической решетки

В узлах атомной кристаллической решётки расположены атомы, соединённые ковалентной связью. Примерами веществ, имеющих атомную кристаллическую решетку, являются алмаз, кремний, германий, бор. Вещества, имеющие атомную кристаллическую решетку, характеризуются высокой температурой плавления, большой твёрдостью.

В узлах ионной кристаллической решётки находятся положительные и отрицательные ионы, связь между ними ионная. Ионную кристаллическую решетку имеют соли, щёлочи и оксиды типичных металлов. Для веществ с ионной кристаллической решеткой характерны высокие температуры плавления, твёрдость, плотность, хорошая электропроводность.

В узлах молекулярной кристаллической решетки находятся молекулы, которые удерживаются за счет межмолекулярных вандервальсовых сил. Примером веществ с молекулярной кристаллической решеткой являются лёд, йод, нафталин, углекислый газ. Межмолекулярные связи значительно слабее ковалентных и ионных, поэтому для веществ с молекулярной кристаллической решёткой характерны низкие температуры плавления, невысокая твёрдость, возможность возгонки (переход из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкое).

Для металлов характерна металлическая кристаллическая решётка, в узлах которой расположены положительно заряженные ионы металлов, а между ними свободно перемещаются валентные электроны (так называемый электронный газ). Для веществ с металлической кристаллической решеткой характерны механическая прочность, плавкость, ковкость, хорошая тепло- и электропроводность, металлический блеск.

Свойства кристаллических тел определяются не только характером связи между частицами, но и их взаимным расположением относительно друг друга. В кристаллах алмаза все атомы углерода связаны ковалентными неполярными связями и находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, образуя тетраэдры. В кристаллах графита каждые шесть атомов углерода связаны ковалентными неполярными связями, а между собой такие плоские шестиугольники связаны слабыми межмолекулярными связями.

Причины многообразия веществ

Не только углерод может образовывать разные вещества в зависимости от типа кристаллической решётки. Известно несколько веществ, образованных фосфором (белый, красный, чёрный и металлический фосфор). Сера может существовать в виде трёх модификаций (ромбическая, моноклинная и пластическая). Явление существования нескольких простых веществ, образованных одним и тем же элементом, называется аллотропией (полиморфизмом), а сами простые вещества – аллотропными (полиморфными) модификациями.

Существование изотопов – атомов одного и того же химического элемента, имеющих разные массовые числа — ещё одна причина огромного многообразия веществ.

Изучая органическую химию, вы узнали о существовании изомеров – молекул, имеющих одинаковый состав, но разную последовательность атомов и их расположение в пространстве. Изомеры встречаются не только среди органических соединений, например, изомером карбамида является цианат аммония.

Читать еще:  Особенности монтажа входных дверей

Причиной разнообразия органических соединений является и гомология – существование ряда соединений, имеющих одинаковое строение и химические свойства, но отличающихся друг от друга на целое число групп СН2-.

118 известных на сегодняшний день химических элементов образуют миллионы различных веществ, но человек искусственным путём создает новые вещества с нужными ему свойствами. Создание человеком новых веществ получило название химического синтеза.

Таким образом, явления аллотропии (полиморфизма), изомерии, изотопии, гомологии, химический синтез новых соединений являются причинами многообразия веществ.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЙ ЗАДАЧ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Расчет количества молекул в кристалле

Условие задачи: Молекула белого фосфора состоит из четырех атомов этого элемента. Сколько молекул белого фосфора содержится в кристалле фосфора массой 2,48 г? Ответ запишите в виде числа, приведенного к стандартному виду.

Шаг первый: найдём молярную массу молекулы белого фосфора Р4. Относительная атомная масса фосфора равна 31 а.е.м., молярная масса Р4 равна 4·31 = 124 (г/моль).

Шаг второй: найдём количество молей белого фосфора в кристалле массой 2,48 г. Для этого разделим массу кристалла на молярную массу Р4:

2,48 : 124 = 0,02 (моль).

Шаг третий: найдём количество молекул, содержащееся в 0,02 моль белого фосфора. Для этого число моль умножим на число Авогадро:

0,02·6,02·10 23 = 1,2·10 22 (молекул).

Ответ: 1,2·10 22 .

2. Расчёт числа атомов в молекуле фуллерена

Условие задачи: Одной из аллотропных модификаций углерода, применяемых в электронике, является фуллерен. 0,5 моль фуллерена имеют массу 360 г. Сколько атомов углерода входит в состав одной молекулы фуллерена?

Шаг первый: найдём молярную массу фуллерена.

Для этого массу имеющегося образца разделим на количество молей:

360 : 0,5 = 720 (г/моль).

Шаг второй: найдём количество атомов углерода в 1 моль фуллерена. Для этого молярную массу фуллерена разделим на массу 1 моль атомов углерода. 1 моль атомов углерода имеет массу 12 г.

Твёрдость

Твёрдость – это способность материала объекта контроля противостоять пластичной или упругой деформации при действии на его внешний слой другим, более твёрдым материалом (индентором). Твёрдые вещества имеют, в основном, кристаллическое строение, которое определяется правильным расположением частиц вещества – молекул, атомов, ионов – в определённых его точках. Такая структура расположения частиц в веществе называется кристаллической решёткой, а точки, в которых расположены эти частицы, называются её узлами.

В зависимости от того, какие частицы размещены в узлах решётки и какие связи между ними, кристаллические решётки делятся на четыре типа:

    • металлические;
    • молекулярные;
    • атомные;
    • ионные.

От типа кристаллической решётки, а также характера и вида связей между частицами вещества зависят физические свойства твёрдого тела.

Металлические решётки – это решётки, в узлах которых находятся атомы и ионы, имеющие между собой металлическую связь разной прочности.

К таким веществам относятся металлы и сплавы, отличающиеся твёрдостью и тугоплавкостью в очень широких пределах. При этом, чем сильнее связь между частицами вещества, тем выше эти показатели. Электроны металла, движущиеся между узлами решётки, образуют «электронный газ», обеспечивающий устойчивость такой решётки.

Атомные решётки в своих узлах содержат атомы, связанные очень прочными ковалентными связями.

Такая решётка характерна для простых веществ: кремний (Si), графит (С), алмаз (С), бор (В), германий (Ge) – с неполярной ковалентной связью; также для сложных веществ: карбид кремния (SiC), оксид кремния (SiO2), оксид алюминия (Al2O3), нитрид бора (BN) – с полярной ковалентной связью. Эти вещества очень твёрдые и очень тугоплавкие.

Молекулярные решётки имеют в своих узлах молекулы веществ со слабыми межмолекулярными связями.

В обычных условиях это твёрдые органические (кроме солей) летучие вещества, имеющие небольшую твёрдость, жидкости или газы.

Ионные решётки образуются веществами с ионным видом связи (рис. 2), такими как гидроксиды и оксиды щелочных и щелочноземельных металлов, галогениды (IA, IIA групп), соли (напр. КОН, СаСО3, NH4NO3, С2Н5ОК, СН3СООК, [CH3NH3]Cl).

Между ионами, которые расположены в узлах решётки, существует электростатическое притяжение — такая связь очень прочная. Ионные кристаллы твёрдые, тугоплавкие, но хрупкие.

Определение твёрдости объекта контроля производится по различным методам, разработанным многими учёными, именами которых эти методы названы. Все эти методы определения твёрдости подразделяются на две основные группы – статические и динамические, в зависимости от применения индентора.

Статические методы

Получили наибольшее распространение в практике. Они основаны на непрерывном и медленном вдавливании индентора в объект контроля с определённым постоянным усилием. Наиболее востребованными из них являются: метод Бринелля, определяемый стандартом ГОСТ 9012-59; метод Роквелла, регламентируемый ГОСТом 9013-59 (ИСО 6508-86); метод Виккерса в соответствии с ГОСТ 2999-75.

Динамические методы

Метод Шора (способ упругого отскока) регламентируется требованиями стандарта ГОСТ 23273-78. Суть метода при определении твёрдости вещества объекта контроля состоит в измерении высоты отскока индентора, падающего с определённой высоты, от поверхности объекта контроля.

Метод Польди состоит в том, что одновременно в образец и эталон с известной твёрдостью посредством ударной нагрузки вдавливается стальной закалённый шарик. Твёрдость объекта контроля определяется путём сопоставления диаметров отпечатков в эталоне и образце. Существенным недостатком метода Польди является его большая погрешность, составляющая 7-15%, иногда до 30%, что значительно ограничивает область его применения.

Урок химии по теме «Металлы». 11-й класс

Разделы: Химия

Класс: 11

Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний и способов деятельности.

Цели урока:

  • Образовательная: учащиеся должны повторить известные сведения о строении атомов металлов, коррекция знаний учащихся характеризовать общие химические свойства, записывать уравнения химических реакций.
  • Развивающая: создать условия для формирования умения анализировать
  • информацию, выделять главное, существенное, продолжить развитие навыков самостоятельного умственного труда, умение сравнивать, наблюдать, делать выводы.
  • Воспитательная: продолжить работу по воспитанию аккуратности, коммуникативности, взаимопомощи.

Средства обучения:

1) ПСХЭ Д.И.Менделеева,
2) раздаточный материал: таблица «Физические свойства металлов (Приложение 1);
3) демонстрационные таблицы: кристаллическая решетка металлов;
4) коллекция «Металлы и сплавы»;
5) модели кристаллических решеток металлов;
6) мультимедийный проектор.

Форма организации работы в классе: индивидуальная, фронтальная, парная.

1. Организационный момент (1 мин.)

(Настроить учащихся на активную, плодотворную работу.)

2. Постановка цели (2 мин.)

Учитель: Мы приступаем к изучению большой темы «Вещества и их свойства». Изучение веществ начинаем с самой многочисленной и разнообразной группы – металлов. Цель урока: обобщить систематизировать знания о Ме, которые вы получили при изучении химии в 8,9,10 классах и повседневной жизни. Записываем тему урока «Металлы». (Беседа с учащимися о значении металлов).

Учитель сообщаетплан урока (учащиеся записывают в тетрадях):

1. Хим. элементы металлы (Ме):
а) положение в ПСХЭ Д.И.Менделеева;
б) особенности электронного строения атомов.
2. Простые вещества Ме:
а) структура простых веществ, физические свойства;
б) общие химические свойства.

2. Актуализация опорных знаний (10 мин.)

Предварительный контроль: (учитель проводит фронтальный опрос)

Вопрос: Охарактеризуйте положение Ме в ПСХЭ Д.И.Менделеева.
Вопрос: Каковы особенности строения атомов химических элементов металлов?
Вопрос: К каким семействам относят элементы Ме?

Учитель: Рассмотрим строение атомов s,p,d-элементов Ме.

Учитель организует самостоятельную работу по группам. Карточка с заданием у каждого ученика на столе.

Задание: Запишите схемы строения атомов: натрия (1 группа), алюминия (2 группа), железа(3группа).

По одному человеку от каждой группы работают у доски, а остальные ученики – в рабочих тетрадях. Учащиеся записывают схемы строения атомов, электронные и электронно-графические формулы.
(Индивидуальный опрос: учитель проверяет работу учащихся у доски).

Самопроверка знаний: ученики оценили свою работу, обратили внимание на особенности строения d-элементов.

Учитель: Какие значения степеней окисления могут проявлять эти элементы?

Задание: Сравните число значений степеней окисления у элементов побочных подгрупп с элементами главных подгрупп. (Ученики отвечают на вопросы, указывая на большее значение степеней окисления у элементов побочных подгрупп, связывая это с большими валентными возможностями атомов).

3. Введение новых знаний (10 мин.)

Учитель: Какими свойствами обладают атомы Ме?

Задание: Дайте определение химическим элементам Ме исходя из особенностей строения их атомов. (Ученики отвечают на вопрос, дают определение химическим элементам Ме).

Учитель: Переходим к рассмотрению простых веществ Ме. На основании особого строения атомов у Ме – простых веществ существует особый вид связи.
Какой тип связи характерен для простых веществ Ме? (ученики отвечают на вопрос).
Металлическая связь – это связь в металлах и сплавах между катионами металлов, нейтральными атомами за счёт свободных электронов. ( Ученики записывают в тетради определение металлической связи).

Учитель: (демонстрирует таблицу «Кристаллическая решетка металлов»).

Учитель: Раз у всех металлов одинаковый вид связи, то и тип кристаллической решётки, тоже одинаковый. Какой? Что находится в узлах кристаллической решётки металлов?
Чем они связаны? (Ученики отвечают на вопросы). Изображение кристаллической решетки условно, так как атом, теряя электрон, превращается в ион, а ион, присоединяя электрон, превращается в атом. То есть система динамическая. Поскольку у металлов тип кристаллической решетки один, то и физические свойства металлов общие.

Учитель: (Демонстрирует образцы металлов).

Пользуясь таблицей «Физические свойства металлов», перечислите общие физические свойства металлов. (Ученики называют общие физические свойства Ме).

Учитель: Общие физические свойства металлов объясняются наличием свободных электронов. Однако у металлов, наряду с общими, есть и специфические физические свойства.

Задание: Используя таблицу «Физические свойства металлов», назовите металлы, которые обладают специфическими физическими свойствами. ( Ученики сравнивают физические свойства металлов, отмечают металлы с особыми свойства).

Учитель: Специфические физические свойства обусловлены, различными типами металлических кристаллических решеток. (Демонстрирует различные типы металлических кристаллических решёток).

5. Первичное обобщение и ведение новых знаний в систему знаний учащихся. (15 мин.)

Учитель: Особое строение атомов, особый вид химических свойств, приводит к особым химическим свойствам металлов. В химических реакциях атомы металлов отдают электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы:

Ме 0 – ne ––> Me +n (процесс окисления)
восстановитель

(Ученики записывают схему в тетради и делают вывод о восстановительных свойствах простых веществ металлов.)

Учитель: Познакомимся с химическими свойствами Ме. Рассмотрим взаимодействие Ме с простыми веществами. Демонстрирует опыты с помощью мультимедийного проектора: «Горение железа кислороде»; «Взаимодействие железа с серой»;
«Взаимодействие сурьмы, меди и железа с хлором».

Задание: рассмотрите реакцию « Горение железа в хлоре» как окислительно-восстановительную. Текущий контроль: ученики записывают уравнение химической реакции, указывают окислитель и восстановитель. Один ученик выполняет это задание на доске.
Обращаем внимание на значение степени окисления железа в этой реакции. Учащиеся прогнозируют состав продуктов реакций, степени окисления Ме в соединениях с серой.

Учитель: Рассмотрим взаимодействие Ме со сложными веществами. По степени активности металлы располагают в ряд напряжений, в котором металлы расположены в порядке убывания их восстановительных свойств и усиления окислительных свойств их ионов. Он характеризует активность металлов в ОВР, протекающих в водных растворах.

Демонстрирует опыты с помощью мультимедийного проектора:
«Взаимодействие натрия и кальция с водой», «Взаимодействие железа с серной кислотой», «Взаимодействие меди с раствором нитрата ртути (II)», «Взаимодействие натрия с этанолом».
Текущий контроль: ученики записывают уравнение одной из химических реакций, а остальные уравнения будут делать при выполнении домашнего задания. Один ученик выполняет это задание на доске, рассматривает реакцию как окислительно-восстановительную, указывает окислитель и восстановитель. Ученики прогнозируют состав продуктов реакций, степени окисления Ме в образовавшихся соединениях.

6. Закрепление и применение полученных знаний (2 мин.)

Учитель: Какие свойства проявляют в химических реакциях простые вещества металлы? (Ученики делают вывод о восстановительных свойствах простых веществ металлов).

7. Подведение итогов урока (2 мин.)

Читать еще:  Забор из металлического штакетника (евроштакетника) своими руками

Учитель: Сегодня мы рассмотрели химические элементы и простые вещества металлы. Выяснили общие и специфические физические свойства простых веществ металлов. Рассмотрели общие химические свойства простых веществ металлов. Ещё раз убедились в том, что свойства веществ зависят от строения. Что нового вы узнали о простых веществах Ме?
Учащиеся перечисляют, что нового узнали о металлах и оценивают свою работу на уроке. Учитель комментирует оценки и выставляет их в журнал.

8. Информация о домашнем задании (3 мин.)

§ №18.Написать уравнение наблюдаемых реакций и рассмотреть их, как ОВР:

  • на оценку «5»: составить уравнение электронного баланса, указать окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления для всех реакций;
  • на оценку «4»: составить уравнение электронного баланса, указать окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления для четырех реакций;
  • на оценку «3»: составить уравнение электронного баланса, указать окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления для двух реакций.

Задание индивидуальное: подготовьте сообщение о применение металлов, основанное на их особых свойствах.

Металлическая связь

Большинство металлов имеют общие свойства, которые отличны от свойств других простых или сложных веществ. Это такие свойства как:

  • повышенные температуры плавления,
  • значительные электро- и теплопроводность,
  • способность отражать свет и
  • способность прокатываться в листы
  • характерный металлический блеск.

Эти свойства связаны с существованием в металлах металлической связи:

Металлическая связь — это связь между положительно заряженными ионами и атомами металлов и свободно движущимися по кристаллу электронами.

Образование металлической связи

Простое вещество — металл существует в виде кристалла, имеющим металлическую кристаллическую решетку, в узлах которой находятся атомы или ионы металлов.

Валентные атомные орбитали каждого атома металла в кристалле перекрываются сразу с орбиталями нескольких близлежащих соседей, и число этих атомных орбиталей чрезвычайно велико. Поэтому число возникающих молекулярных орбиталей тоже велико.

Мы уже знаем, что число валентных электронов атомов металлов небольшое, к тому же они достаточно слабо связаны с собственными ядрами и могут легко отрываться. Поэтому электроны заполняют всю зону взаимодействующих орбиталей образуя металлическую связь. Т.о. в кристаллической решетке металла перемещение электронов происходит свободно.

Такие особенности, как тепло- и электропроводность металлов связано с существованием свободно движущихся электронов в кристаллической решетке.

Особенности металлической связи

Отличие металлической связи от ковалентной

  • Несмотря на то, что металлическая связь как и ковалентная связь образована посредством обобществления электронов, однако в металлической связи электроны принадлежат всему множеству ионов/атомов металлов, а в ковалентной только двум атомам неметаллов.
  • Важное отличие металлической связи от ковалентной – это то, что здесь не существует направленности связи, т.к. электроны по кристаллу распределены почти равномерно.
  • Прочность металлической связи также отличается: ее энергия в 3-4 раза меньше энергии ковалентной связи.

Отличие металлической связи от ионной

В образовании как ионной связи, так и металлической принимают участие ионы — катионы. Однако ионная связь — это связь между катионами и анионами, а в металлической связи анионы отсутствуют, зато имеются электроны, свободно движущиеся между катионами/атомами металлов.

Прочность металлической связи

  • Если рассмотреть щелочные металлы, то наиболее активный среди них – цезий, легче всего будет отдавать свои валентные электроны, а труднее всего – рубидий, наименее активный среди щелочных металлов.

Чем легче атом металла переходит в состояние иона, т.е. отдает электроны, тем менее прочна его решетка, вследствие отталкивания положительно заряженных ионов.

В связи с этим металл будет обладать пониженной температурой плавления и становится более мягким.

  • Чем больше валентных электронов имеет атом металла, тем более прочна его кристаллическая решетка, и тем выше его температуры кипения и плавления

Ниже приведена зависимость температуры плавления металлов от их положения в периодической таблице и числа валентных электронов.

Типы кристаллических решеток, особенности строения реальных металлических материалов

Типы кристаллических решеток, особенности строения реальных металлических материалов.

  • Типы кристаллических решеток, структурные особенности реальных металлических материалов. Чаще всего в этой технике используется кристаллический материал. Субструктура материала-кристаллическая структура и химический состав определяют все его свойства.

В реальных металлах кристаллы осаждаются из расплава при охлаждении, а при нагревании твердых веществ они образуются в результате физико-химического процесса. Атомы в Кристалле естественным образом расположены в узлах кристаллической решетки или на пересечении граней кристалла.

Вы можете разделить все пространство кристалла на единичные ячейки Людмила Фирмаль

Повторяя единичную решетку в пространстве, можно описать весь Кристалл. Простейшая кристаллическая ячейка-это куб, вершиной которого является атом. Основные типы кристаллических решеток из металла: объемно-центрированные кубические (О. Ц. Окей. Гранецентрированной кубической (г. ц. Окей.).Толстая заполнение hexoganals(Г. П.. У. Рис.) Рисунок 1. Особенностями кристаллической решетки являются: период решетки, координационное число, атомный радиус, число атомов на базис или ячейку, энергия решетки, плотность упаковки атомов и др. 1.1 1.2 1.3 Рисунок 1.

Типы кристаллических решеток. (1.1 является объемно-центрированной кубической ОЦК, 1.2-это гранецентрированная ГЦК, 1.3-это hexoganest решетка ГПУ). Период решетки — это расстояние между центрами 2 соседних атомов. Координационное число-число атомов, находящихся на самом близком расстоянии от атомов в решетке. Атомный радиус (половина атомного диаметра) — половина межатомного расстояния между центрами ближайших атомов.

  • Металл плотно упакован атомами, то есть имеет высокое координационное число и большое количество атомов на единицу ячейки. Многие свойства кристаллов анизотропны, поскольку плотность атомов в разных направлениях неоднородна. Металл и другие элементы и вещества Полиморф 6 Преобразование.

Кристаллическая структура зависит от температуры. Например, кристаллическая решетка железа в диапазоне температур 0-910 градусов C-bcc (Fe -±). 910-1400 градусов C-ГЦК( СЭ-3); 1400-1539 ° с (плавление)-КБК (Фе-±или fe -). Настоящие металлы-это поликристаллические вещества. Размер частицы (Кристалла) сильно варьируется от микрона до нескольких millimeters.

In в приведенном выше примере рассматривалась идеальная кристаллическая решетка. Людмила Фирмаль

Структура реального металлического материала характеризуется наличием искажений или дефектов в кристаллической структуре из-за температуры, электромагнитных полей или других полевых эффектов. Механическое напряжение. Наибольшее количество дефектов возникает при начальной кристаллизации расплава или при пластической деформации твердого тела. Дефекты кристаллов подразделяются на точечные, линейные, поверхностные и объемные. Причиной дефекта в основном являются примеси. Например, если алюминий содержит примесь кремния 0,001% (10-5), то она находится в 1 мм. имеются внешние атомы Куба 6 * 10E14.

Примесные атомы искажают кристаллическую решетку. Примеси могут быть расположены в виде отдельных атомов, кластеров на поверхности или определенных объемов. Рисунок 2.1.Другой причиной дефекта являются тепловые колебания атомов. Среднее значение амплитуды тепловых колебаний составляет 5-10% от межатомного расстояния, но энергия тепловых колебаний в решетке распределяется неравномерно.

Колебания атомов также различны. Если атомы на поверхности имеют энергию, необходимую для испарения, они могут выйти из кристаллической решетки. Образуется дефект, называемый вакансией. Рисунок 2. 2..Число вакансий в кристаллической решетке определяется зависимостью. М /(К * Т) 1 = e, (2) Вот общее количество атомов. e = 2.71828; K = R / N; Q-энергия активации. T-это температура. Например, для 300-градусного кадмия. K * T = 600 ккал / моль, N = 10E22 см Е-3, Q = 23000 ккал / моль, число вакансий 1 = 10 е-4 см Е-3, число вакансий более 1% при температуре плавления кадмия.

Образование дислокационных атомов(рис. 2.3.) Требуется более высокая энергия активации, поэтому количество таких дефектов невелико, в основном возникает при облучении кристалла. Рисунок 2.1, рисунок 2.3.Рисунок 2.2.Инжир. 2 точечные дефекты кристаллической решетки. 2.1. — Примесные атомы; 2.2. — Вакансия (дефекты Шоттки); 2.3. — Дислокации атомов (дефекты Френкеля). Работа особенно важна для диффузии, создания условий, повышающих пластичность металлов при низких температурах. 7. Настоящие кристаллы делятся на фрагменты и блоки (мозаичные структуры).

Поверхность Границы кристаллов (границы зерен), фрагментов и блоков являются местами накопления различных дефектов и местом их возникновения Рисунок 3.Основным линейным дефектом является дислокация. Дислокации являются линейными (реберными) и представляют собой край дополнительной плоскости (полуплоскости).Рисунок 4.1., Рисунок 4.2.И к черту картинки. 4.3.. Рисунок 3.Мозаичный рисунок 4.1.Дислокация рисунок 4.2.И рисунок 4.3.Край и Кристалл structure.

At периметр блока. Винтовой сдвиг. Дефекты влияют на структурно-чувствительные характеристики. Например, наличие дислокаций изменяет прочность металла. Теоретический расчет предела упругости дает значение в 1000 раз превышающее действительное значение для чистых металлов (10 Е5 и 100 МПа), а для стали-в 100 раз. Кристаллические металлы и керамические материалы без дефектов в виде волокон и нанокристаллов (усов) используются в качестве фазовых отвердителей для армирования и конструкционных композитов. Рисунок 5..

В настоящее время разработана дислокационная теория, объясняющая механизм пластической деформации и причины разрушения металлов, причины их упрочнения обработкой давлением и другими технологическими методами.



Изучу , оценю , оплатите , через 2-3 дня всё будет на «4» или «5» !

Откройте сайт на смартфоне, нажмите на кнопку «написать в чат» и чат в whatsapp запустится автоматически.

f9219603113@gmail.com


Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.9219603113.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Физические свойства металлов

Положение в таблице Менделеева

Металлы занимают I-II группы и побочные подгруппы III-VIII групп. Металлические свойства, т.е. способность отдавать валентные электроны или окисляться, увеличиваются сверху вниз по мере увеличения количества энергетических уровней. Слева направо металлические свойства ослабевают, поэтому наиболее активные металлы находятся в I-II группах, главных подгруппах. Это щелочные и щелочноземельные металлы.

Определить степень активности металлов можно по электрохимическому ряду напряжений. Металлы, стоящие до водорода, наиболее активны. После водорода стоят слабоактивные металлы, не вступающие в реакцию с большинством веществ.

Рис. 1. Электрохимический ряд напряжений металлов.

Строение

Вне зависимости от активности все металлы имеют общее строение. Атомы в простом металле расположены не хаотично, как в аморфных веществах, а упорядоченно – в виде кристаллической решётки. Удерживает атомы в одном положении металлическая связь.

Такой вид связи осуществляется за счёт положительно заряженных ионов, находящихся в узлах кристаллической ячейки (единицы решётки), и отрицательно заряженных свободных электронов, которые образуют так называемый электронный газ. Электроны отделились от атомов, превратив их в ионы, и стали перемещаться в решётке хаотично, скрепляя ионы вместе. Без электронов решётка бы распалась за счёт отторжения одинаково заряженных ионов.

Различают три типа кристаллической решётки. Кубическая объемно-центрированная состоит из 9 ионов и характерна хрому, железу, вольфраму. Кубическая гранецентрированная включает 14 ионов и свойственная свинцу, алюминию, серебру. Из 17 ионов состоит гексагональная плотноупакованная решётка цинка, титана, магния.

Рис. 2. Виды кристаллических решёток.

Свойства

Строение кристаллической решётки определяет основные физические и химические свойства металлов. Металлы блестят, плавятся, проводят тепло и электричество. Промышленность и металлургия нашли применение физическим свойствам металлов в изготовлении деталей, фольги, корпусов машин, зеркал, бытовой и промышленной химии. Особенности металлов и их использование представлены в таблице физических свойств металлов.

Свойства

Особенности

Примеры

Применение

Способность отражать солнечный свет

Наиболее блестящими металлами являются Hg, Ag, Pd

Лёгкие – имеют плотность меньше 5 г/см 3

Na, K, Ba, Mg, Al. Самый лёгкий металл – литий с плотностью 0,533 г/см 3

Изготовление облицовки, деталей самолётов

Тяжёлые – имеют плотность больше 5 г/см 3

Sn, Fe, Zn, Au, Pb, Hg. Самый тяжёлый – осмий с плотностью 22,5 г/см 3

Использование в сплавах

Способность изменять форму без разрушений (можно раскатать в тонкую фольгу)

Наиболее пластичные – Au, Cu, Ag. Хрупкие – Zn, Sn, Bi, Mn

Формовка, сгибание труб, изготовление проволоки

Мягкие – режутся ножом

Читать еще:  На чем можно, а на чем нельзя экономить при покупке пластиковых окон

Изготовление мыла, стекла, удобрений

Твёрдые – сравнимы по твёрдости с алмазом

Самый твёрдый – хром, режет стекло

Изготовление несущих конструкций

Легкоплавкие – температура плавления ниже 1000°С

Hg (38,9°С), Ga (29,78°С), Cs (28,5°С), Zn (419,5°C)

Производство радиотехники, жести

Тугоплавкие – температура плавления выше 1000°С

Cr (1890°С), Mo (2620°С), V (1900°С). Наиболее тугоплавкий – вольфрам (3420°С)

Изготовление ламп накаливания

Способность передавать тепло другим телам

Лучше всего проводят ток и тепло Ag, Cu, Au, Al

Приготовление пищи в металлической посуде

Способность проводить электрический ток за счёт свободных электронов

Передача электричества по проводам

Рис. 3. Примеры применения металлов.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали о физических свойствах металлов. Кратко рассмотрели положение металлов в периодической таблице и особенности строения кристаллической решётки. Благодаря строению металлы обладают пластичностью, твёрдостью, способностью плавиться, проводить электрический ток и тепло. Свойства металлов неоднородны. Различают лёгкие и тяжёлые металлы, лёгкоплавкие и тугоплавкие, мягкие и твёрдые. Физические свойства используются для изготовления сплавов, электрических проводов, посуды, мыла, стекла, конструкций различной формы.

Глава 2.2. Атомно-кристаллическое строение металлов

Общие сведения. Каждый металл (вещество) может находиться в четырех агрегатных состояниях: газообразном, жидком, твердом и в виде плазмы.

В газообразном состоянии расстояние между атомами (частицами) велико, силы взаимодействия малы и атомы хаотично перемещаются в пространстве, отталкиваясь друг от друга. Атомы га-зообразного вещества обладают большой кинетической энергией.

В жидком металле атомы сохраняют лишь ближний порядок, т.е. в небольшом объеме упорядоченно и закономерно расположено небольшое количество атомов. Ближний порядок неустойчив, он может возникать и исчезать под действием тепловых колебаний.

В металлах, находящихся в твердом состоянии, порядок расположения атомов строго определен и закономерен, силы взаимодействия уравновешены, тело сохраняет свою форму. Металлы имеют кристаллическое строение с правильным закономерным расположением атомов в пространстве.

Закономерное расположение атомов (точнее, положительно заряженных ионов) приведено на рис. 2.1. Воображаемые линии, проведенные через центры атомов, расположенных в одной плоскости, образуют решетку, в узлах которой располагаются атомы. Такая конфигурация называется кристаллографической плоскостью.

Многократное повторение кристаллографических плоскостей в пространстве позволяет получить пространственную кристаллическую решетку (рис. 2.2). Пространственная кристаллическая решетка сложна в изображении, поэтому представление об атомном строении кристаллов дается в виде элементарных кристаллических ячеек. Под элементарной кристаллической ячейкой понимают минимальный объем, дающий представление об атомной структуре металла в целом, его повторение в пространстве образует кристаллическую решетку.

Элементарные кристаллические ячейки характеризуются следующими основными параметрами: периодом решетки, координационным числом, атомным радиусом, базисом (атомной плотностью). Периодом решетки называется расстояние между центрами двух соседних частиц (атомов, ионов) в элементарной ячейке решетки (рис. 2.3). Периоды решетки измеряют в нанометрах (нм) или пикометрах (пм).

Координационное число К показывает количество атомов, находящихся на самом близком расстоянии от любого выбранного атома в решетке.

Под атомным радиусом понимают половину межатомного расстояния между центрами ближайших атомов в кристаллической решетке элемента при равновесных условиях. Базисом решетки называется количество атомов, приходящихся на одну элементарную ячейку решетки.

Простейшим типом кристаллического строения является кубическая решетка, в которой атомы расположены в углах куба (см. рис. 2.3). На ее примере покажем основные параметры решетки:

  • период решетки равен а;
  • координационное число К = 6;
  • базис решетки равен 1 ((1/8)-8=1, каждый из атомов, расположенных в углах куба, принадлежит одной из восьми элементарных ячеек, т.е. на одну ячейку приходится 1/8 атома).

Рис. 2.1. Кристаллографическая атомная плоскость

Рис. 2.2. Пространственная кристаллическая решетка

Рис. 2.3. Простая кубическая кристаллическая решетка

В простой кубической решетке атомы уложены (упакованы) недостаточно плотно. Стремление атомов занять места, наиболее близкие друг к другу, приводит к образованию новых типов решеток. Для большинства металлов характерны следующие типы кристаллических решеток: объемно-центрированная кубическая (ОЦК); гранецентрированная кубическая (ГЦК); гексагональная плотно-упакованная (ГПУ). Основные типы кристаллических решеток представлены на рис. 2.4.

В объемно-центрированной кубической решетке (рис. 2.4, а) атомы расположены в углах и центре куба. Период решетки равен а, координационное число К

8, базис решетки равен 2 ((1/8) — 8 + + 1 = 2; 8 атомов расположены в углах куба, 1 атом в центре куба принадлежит только одной ячейке). Данный тип решетки имеют металлы К, Na, Li, Та, W, Mo, Fea, Сг, Nb и др.

В гранецентрированной кубической решетке (рис. 2.4, б) атомы расположены в углах куба и центрах его граней. Эта решетка характеризуется периодом а, координационном числом К- 12, базисом, равным 4: (1/8)-8 + 1/2-6 = 4; 8 атомов в углах куба и 6 атомов в центрах граней, каждый из которых принадлежит двум элементарным ячейкам. Кубическую гранецентрированную решетку имеют следующие металлы: Са, Pb, Ni, Ag, Au, Pt, Fe и др. В гексагональной плотноупакованной решетке (рис. 2.4, в) атомы расположены в вершинах и центрах шестигранных оснований призмы, кроме того, три атома находятся в средней плоскости призмы. Периоды решетки — а и с, причем с/а > I (например, c/a = 1,633 для Ru, Cd и с/а > 1,633 для Mg, Zn), координационное число К= 12, базис решетки равен 6.

Полиморфные превращения в металлах. Для ряда металлов характерно явление полиморфизма. Этим термином называют способность вещества формировать различные типы кристаллических решеток. Так, при разных температурах железо может иметь ОЦК или ГЦК решетку, кобальт — ГЦК или ГПУ решетку. Полиморфизм характерен и для других металлов.

Различные кристаллические формы одного и того же вещества называются полиморфными или аллотропными модификациями. Низкотемпературную модификацию называют α, а высокотемпературные модификации — β, γ, δ и т.д. Превращение одной модификации в другую с изменением кристаллической решетки называется полиморфным превращением. Полиморфное превращение происходит в результате нагрева или охлаждения; в чистых металлах при постоянной температуре, а в сплавах — в интервале температур.

Анизотропия кристаллов и изотропия кристаллических тел. В кристаллических решетках атомная плотность по различным плоскостям неодинакова — на единицу площади разных атомных плоскостей приходится неодинаковое количество атомов. Сравним, например, для ОЦК решетки количество атомов в плоскости, совпадающей с гранью, и диагональной. Вследствие этого свойства в различных плоскостях и направлениях кристаллической решетки будут неодинаковыми. Различие свойств по разным кристаллографическим направлениям называется анизотропией кристалла.

Рис. 2.4. Типы кристаллических решеток и схемы упаковки в них атомов:

а — объемно-центрированная кубическая; б — гранецентрированная кубическая; в — гексагональная плотноупакованная

Особенности металлической кристаллической решетки

Письмо с инструкцией по восстановлению пароля
будет отправлено на вашу почту

  • Главная
  • 9-Класс
  • Химия
  • Видеоурок «Физические свойства металлов»

  • § 1 Свойства металлов
  • § 2 Общие физические свойства металлов
  • § 3 Отличительные особенности металлов
  • § 4 Краткие итоги по теме урока

Физические свойства металлов объясняются особенностями строения их кристаллических решеток. В узлах решеток располагаются или положительно заряженные ионы металлов, или их атомы, а между ними перемещаются свободные электроны. Связь, между свободными электронами и ионами металла в кристаллической решетке, называется металлической.

Для металлов характерны как общие физические свойства, так и индивидуальные свойства. Металлический блеск, пластичность и ковкость, теплопроводность и электропроводность – это свойства, характерные для всех металлов, по ним отличают их от неметаллов. Температура плавления, плотность, твердость для каждого металла свои, в этом они отличаются друг от друга.

Пластичность– способность металла изменять форму под действием внешних сил без разрушения и сохранять ее после прекращения воздействия. При воздействии на металлическую кристаллическую решетку происходит смещение слоев атом-ионов металла относительно друг друга без разрыва связей, поэтому для них характерна высокая пластичность.

Наиболее пластичные металлы: золото, серебро, медь, олово, свинец. Например из 1 г золота можно получить тончайшую проволоку длиной около 3 км или же лист, способный покрыть потолок трехкомнатной квартиры площадью около 50 м2. Тончайшие листы золота, толщиной от 1 мкм до 3 мкм, называют сусальным золотом. Его применяют для декоративной отделки изделий, изготовленных в основном из дерева. Листочками сусального золота оклеивают резные деревянные рельефы, предназначенные для украшения интерьеров дворцов, храмов, дорогой мебели.

Электропроводность – свойство вещества проводить электрический ток.

В металлической кристаллической решетке присутствуют свободные электроны, которые при обычных условиях двигаются в беспорядке, а при попадании в электрическое поле начинают двигаться направлено, в результате чего возникает электрический ток.

Наибольшей электропроводностью обладают серебро, медь, золото, алюминий, железо;

а наименьшей – свинец, марганец, вольфрам и ртуть. При повышении температуры электропроводность металлов уменьшается, это объясняется усилением колебательного движения атомов-ионов металлов, что затрудняет направленное движение электронов. При понижении температуры электропроводность увеличивается и вблизи абсолютного нуля переходит в сверхпроводимость. Медь и алюминий наиболее доступные металлы, поэтому их используют в виде проводников электрического тока.

Теплопроводность – способность металла передавать теплоту от более нагретых его частей менее нагретым. Это свойство металлов также объясняется подвижностью свободных электронов, они при движении сталкиваются с колеблющимися в узлах решетки ионами и обмениваются с ними энергией.

При повышении температуры колебания одних ионов передаются другим ионам с помощью электронов, и температура всего металлического предмета быстро выравнивается. Теплопроводность металлов изменяется в той же последовательности, что и электропроводность.

Наибольшей теплопроводностью обладают серебро, медь, золото, алюминий, железо; а наименьшей – свинец, марганец, вольфрам и ртуть.

Если одновременно в горячую воду опустить например чайные ложки, изготовленные из серебра, меди, золота, алюминия, железа, то быстрее нагреется ложка из серебра, так как ее теплопроводность выше теплопроводности других металлов, затем медная, золотая, алюминиевая и затем железная ложки.

Твердость – способность твердого тела сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела. Все металлы, за исключением ртути, при обычных условиях являются твердыми веществами.

По твердости металлы сравнивают с алмазом, твердость которого принята за 10.

Самыми мягкими являются щелочные металлы (цезий, рубидий, калий, натрий) их можно резать ножом, а самым твердым является хром, он царапают стекло.

Плотность – величина, определяемая отношением массы тела к его объему.

По плотности металлы делятся на легкие (с плотностью менее 5 г/см3) и тяжелые (с плотностью более 5 г/см3). К легким металлам относятся щелочные (литий, натрий), щелочноземельные (кальций, магний) и алюминий. К тяжелым – цинк, железо, никель, медь, серебро, свинец, ртуть, золото, платина. Самый легкий металл – литий (0,53 г/см3), а самый тяжелый – осмий (22,6 г/см3).

Плавкость металлов – это процесс перехода вещества из твердого в жидкое состояние. По температуре плавления металлы можно разделить на легкоплавкие и тугоплавкие.

К легкоплавким относятся металлы, температура плавления которых ниже 10000 С. Это ртуть, галлий, цезий, калий, олово, свинец, цинк, магний, алюминий.

Если температура плавления выше температуры плавления железа 15390 С, то металл является тугоплавким. К ним относятся: титан, хром, ванадий, цирконий, гафний, ниобий, молибден, вольфрам.

Самая низкая температура плавления у ртути – 390 С, поэтому это единственный металл, который при комнатной температуре находится в расплавленном состоянии. Самая высокая температура плавления у вольфрама 34200 С, из этого металла изготавливают нити накаливания электрических ламп.

К физическим свойствам металлов относятся: металлический блеск, пластичность и ковкость, теплопроводность и электропроводность, твердость, плотность, плавкость. Свойства металлов зависят от особенностей строения их кристаллических решеток. Все металлы обладают металлическим блеском, электропроводностью, теплопроводностью, пластичностью. Твердость, плотность и температура плавления и кипения металлов отличаются, на эти показатели влияют расположение атомов и ионов в узлах кристаллической решетки и их атомные радиусы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector