Металлы. Нахождение в природе. Физические свойства металлов. Ученые, занимающиеся получением металлов

Металлы

Металлы

С давних пор простые вещества разделяли на металлы и неметаллы. В средние века было известно всего 7 металлов: Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Fe, Hg.

К металлам относили вещества с характерным «металлическим» блеском, ковкие. По мере развития химии было обнаружено много других отличительных свойств, присущих металлам.

Металлы.

Если в ПСЭ провести диагональ от B к At, то в правой верхней части ПС будут находиться неметаллы (исключая элементы побочных подгрупп), а в левой нижней – металлы.

Металлы.

Элементы, расположенные вблизи диагонали (Al, Ti, Ga, Nb, Sb и другие), обладают двойственным характером (промежуточными свойствами).

То есть к металлам относятся: все s - элементы (I и II гр.), все d- и f- элементы, а также p-элементы главных подгрупп: III (кроме B), IV (Sn, Pb), V (Sb, Bi) и VI (Po). Т.о. из 118 элементов 96 являются металлами.

Металлы. Нахождение в природе

Самыми распространёнными металлами в земной коре являются:

7% - Al 5% - Fe 4% - Ca Ag-1∙10-5% по 2% - Na, K, Mg Au- 5∙10-7% Pt- 5∙10-8% Содержание остальных металлов незначительно: 0,3 % - Cr 0, 2 % - Ni 0, 01 % - Cu

Металлы. Нахождение в природе

Металлы встречаются в природе как в свободном виде, так и в соединениях: Щелочные, щелочно-земельные (до Ni) – в виде солей, металлы средней активности – в виде оксидов. Ag, Pt, Au - в свободном виде

Металлы. Физические свойства

• 1) Все металлы ( за исключением Hg, Cs и Ga ) в обычных условиях являются твёрдыми веществами.
• Они непрозрачны, обладают металлическим блеском, обусловленным способностью металлов отражать падающие на их поверхность световые лучи.
• В наибольшей степени эта способность проявляется у Ag и In , поэтому они нашли применение при изготовлении различных зеркал и рефлекторов.

Натрий – мягкий металл, его можно резать ножом

Металлы. Физические свойства

2) Высокая электро- и теплопроводность Это обусловлено наличием в металлических решётках свободно перемещающихся электронов, которые в электрическом поле легко приобретают направленное движение. Лучшими проводниками являются: Ag, Cu и Al. При повышении tº электропроводность и теплопроводность металлов понижается, т.к. усиливаются колебания атомов, что затрудняет направленное движение электронов. Hо при понижении tº электропроводность растёт и вблизи абсолютного 0 переходит в сверхпроводимость.

Металлы. Физические свойства

3) Ковкость и пластичность. Многие металлы пластичны и обладают хорошей ковкостью, что объясняется особенностью металлической связи; т.к. атомы в металлической решётке непосредственно не связаны друг с другом, отдельные слои могут перемещаться один относительно другого. Это свойство металлов используется при их механической обработке. Ковкие: щелочные металлы, Au, Ag, Cu. Хрупкие: Cr, Mn, Sb…- т.к. у атомов этих элементов по 5-7 свободных электронов, которые препятствуют свободному перемещению слоёв атомов.

Металлы. Физические свойства

4) Плотность различна. Она тем меньше, чем меньше атомная масса элемента – металла и чем больше радиус атома. Самый лёгкий: Li  = 0, 53 г/см3 Самый тяжёлый: Os  = 22, 6 г/см3  < 5 г/см3- лёгкие металлы  > 5 г/см3- тяжёлые металлы.

Металлический рубидий в ампуле

Металлы. Физические свойства

5) tº плавления. Самые легкоплавкие: Hg t плавления = -38, 9 º C Cs t плавления = 29 º С Ga t плавления = 29, 8 º C Самый тугоплавкий: W t плавления = 3390 º C он применяется для изготовления нитей накаливания электроламп t плавления ‹ 1000 º C - легкоплавкие металлы. t плавления › 1000 º C - тугоплавкие.

Металлический цезий в ампуле

Металлы. Физические свойства

6) Отношение к магнитным полям а) Ферромагнитные – способные намагничиваться при действии слабых магнитных полей (Fe, Co, Ni…) б) Парамагнитные – проявляют слабую способность к намагничиванию (Al, Cr, Ti…) в) Диамагнитные – не притягивающиеся к магниту (Bi, Sn, Cu) и даже слегка отталкивающиеся от него.

Способы получения металлов

Au, Pt – встречаются в виде самородных металлов. Ag, Cu, Hg, Sn – металлы, находящиеся в природе как в самородном состоянии, так и виде соединений. Остальные металлы, стоящие в ряду напряжений до Sn – только в виде соединений. Металлы получают из минералов или горных пород, содержащих металлы