Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Топ:
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2017-11-22 | 319 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
После усвоения материала Главы 10 студент должен:
Знать
• особенности электронного строения металлов, их положение в периодической системе, нахождение в природе, получение;
• сущность металлической связи;
• общие физические свойства металлов, особенности строения их кристаллической решетки;
• химические свойства металлов и их взаимосвязь с положением металла в периодической системе и электрохимическом ряду напряжений;
Уметь
• определять возможность и составлять уравнения реакций взаимодействия металлов с простыми и сложными веществами;
• проводить эксперимент по изучению химических свойств металлов (способности металлов взаимодействовать с водой, растворами кислот, щелочей и солей);
Владеть
• представлениями о металлической связи и особых свойствах металлов;
• навыками составления уравнений взаимодействия металлов с кислотами-окислителями;
• навыками проведения опытов по изучению химических свойств металлов.
Положение металлов в периодической системе
Металлы являются основным конструкционным материалом в машиностроении. Из всех известных в настоящее время элементов периодической системы Д.И. Менделеева около 80% – металлы. Это – s-элементы IA и IIА групп периодической системы элементов; р-элементы: Al, Ga, In, Tl, Sn, Pb, Sb, Bi, Po; все d- и f-элементы.
Физические свойства металлов
Металлы обладают рядом общих физических свойств: непрозрачностью, металлическим блеском, высокими электрической проводимостью и теплопроводностью, пластичностью (поддаются ковке, штамповке, прокатке, волочению).
Индивидуальные физические свойства металлов позволяют подразделять их по плотности на тяжелые(Pb, Hg, Cu, Cd, Co, Os и др.) имеющие плотность свыше 5 г/см3 и легкие (Al, Ga, In, Sn, Tl, Pb, Bi). По температуре плавления − на тугоплавкие (t пл > 1000°С) (Nb, Mo, Ta, W, Re, Os и др.) и легкоплавкие (Hg, K, Cs, Ga, Cd, Sn, Pb, In, Tl). По магнитным свойствам на: а) диамагнетики – выталкиваются из магнитного поля (Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, Zr); б) парамагнетики – втягиваются магнитным полем (Sc, Y, La, Ti, V, Cr, Mo); в) ферромагнетики – обладают высокой магнитной восприимчивостью и сами намагничиваются в магнитном поле (железо и его сплавы).
|
Металлическая связь
На внешнем энергетическом уровне металлы, как правило, содержат 1-2 слабо связанных с ядром электрона. Металлы характеризуются низкой энергией ионизации, т.е. электроны легко отрываются от атома, переходя в межатомное пространство и образуя электронный газ. Электроны могут захватываться ионами металла, которые становятся атомами. Связь в металле осуществляется за счет обмена электронами между ион-атомами.
В отличие от ковалентной связи, локализованной между ядрами, связываемых атомов, и направленной в пространстве относительно других связей под определенным углом, соответственно направлению валентных орбиталей, металлическая связь является делокализованной и ненаправленной, поскольку свободные электроны принадлежат всем атомам металла.
В соответствии с квантово-механическими представлениями, использованными в методе молекулярных орбиталей, при взаимодействии двух одинаковых атомов вместо двух энергетически равноценных атомных орбиталей образуются две молекулярные орбитали (МО) с разным уровнем энергии. МО с низким уровнем энергии – связывающая, МО с более высоким, чем у атомных орбиталей уровнем энергии – разрыхляющая. При взаимодействии трех атомов образуются три МО, принадлежащие в равной степени всем трем атомам (делокализованные), характеризующиеся различными значениями энергии. При последовательном увеличении числа взаимодействующих одинаковых атомов увеличивается число молекулярных орбиталей и число делокализованных электронов на них. Энергии орбиталей при этом будут достаточно близки, что обеспечивает переход электронов с одной орбитали на другую с минимальными затратами энергии. При перекрывании большого числа атомных орбиталей образуется практически непрерывная энергетическая зона. Вследствие делокализованности орбиталей электрон может перемещаться по кристаллу металла при самых малых энергетических воздействиях.
|
Электроны заполняют молекулярные орбитали в соответствии с принципом Паули и принципом наименьшей энергии. Совокупность занятых электронами орбиталей называется валентной зоной. Орбитали, оставшиеся незаполненными, образуют зону проводимости. Под действием электрического поля электроны могут переходить из валентной в зону проводимости. Этим обеспечивается высокая электропроводность металлов.
Резкой границы между валентной зоной и зоной проводимости нет, поэтому электроны с верхних орбиталей валентной зоны могут переходить на нижние орбитали зоны проводимости вследствие теплового движения. Способность электронов свободно передвигаться по кристаллу и переносить энергию от нагретой части металла в более холодную является причиной высокой теплопроводности.
Пластичность металлов так же объясняется особенностями металлической связи. При механическом воздействии слои ион-атомов в кристаллической решетке металла смещаются относительно друг друга. Но связь между атомами не разрушается, происходит только перераспределение электронного газа, связывающего атомы металла, деформация металла идет без разрушения.
|
|
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!