Nájdenie kovov a nekovov v prírode. Nekovy

V každodennom živote človek interaguje s mnohými látkami. Všetky prvky je možné klasifikovať podľa ich fyzikálnych a chemických vlastností. V článku zvážime, v čom sa kovy líšia od nekovov, ich vlastnosti a koncepcia.

Definícia kovu a jeho vlastností

Každý deň sa zaoberáme kovmi a je to z nejakého dôvodu. Väčšina prvkov periodickej tabuľky sú nimi. Všetky majú svoje vlastné vlastnosti a vlastnosti.

Kovy sú spravidla prvky, ktoré dobre vedú teplo a elektrinu. Kovy sú tiež veľmi tvárne, čo im umožňuje meniť tvar kovaním, majú tiež vysoký koeficient tvrdosti. Výraznou črtou tohto prvku je jeho lesk, ktorý sa nazýva kovový. Vlastnosti kovu sú rozdelené do dvoch hlavných frakcií, ako napríklad:

Fyzikálne vlastnosti.
Chemické vlastnosti.

Ako sa kovy líšia od kovov vo fyzikálnych vlastnostiach? Fyzikálne vlastnosti zahŕňajú:

Farba. Kovy majú spravidla hustú štruktúru, ktorá neumožňuje priechod svetla. A ich farba je určená odrazom svetla od jeho povrchu. Takže vo väčšine prípadov majú kovy farbu od šedej po striebornú. Existujú však výnimky, napríklad meď, ktorá je červená, a zlato, ktoré je žlté.
Stav tvaru, tvrdosti a hustoty. Kovy samy o sebe majú pevné skupenstvo, ale pri vysokých teplotách sú schopné kvapaliny. Kovy sa teda topia pri teplotách od 40 do 3 400 stupňov Celzia. Existujú ale kovy, ktorých základný stav agregácie je kvapalný. Medzi tieto prvky patrí ortuť.
Elektrická vodivosť. Znakom je jeho pokles so zvyšujúcou sa teplotou látky.
Tepelná vodivosť a teplota varu / topenia.

Ako sa kovy líšia od kovov v chemických vlastnostiach? V tejto skupine sú:

V čom sa kovy navzájom líšia

Mnoho ľudí nevie, ako sa kovy líšia od kovov. Ich rozdiely možno klasifikovať:

Kovy sa navzájom líšia farbou, napríklad zlatom a meďou.
Kovy sa tiež topia pri rôznych teplotách. Niektoré kovy, napríklad cín a olovo, je možné taviť doma, zatiaľ čo iné vyžadujú vyššiu teplotu.
Kovy sú rozdelené do dvoch skupín: ťažké a ľahké. Medzi ťažké kovy patria tie, ktorých hustota je od 5 g / cm3, ľahké kovy majú hustotu menšiu ako 5 g / cm3. Medzi ľahké kovy patrí lítium, ktoré má hustotu 0,2 g / cm 3, miesto najťažšieho kovu je rozdelené medzi osmium a irídium. Ich hustota je 22,6 g / cm3.
Kovy sa navzájom líšia ťažnosťou a elektrickou vodivosťou. Niektoré z nich sú veľmi flexibilné. Napríklad z iba 1 gramu zlata môžete vyrobiť tenký drôt dlhý 3,5 kilometra. Bude pružný a nezlomí sa. Toto nemôžete opakovať s menej tvárnym kovom.
Niektoré kovy tiež vedú prúd lepšie ako iné. Elektricky najvodivejšími kovmi sú meď, striebro a hliník. Najčastejšie sa používajú ako vodivé prvky.

Ako sa nekovy líšia od kovov

Je zvykom nazývať nekovové prvky, ktoré majú nekovové vlastnosti. Čím sa líšia kovy od nekovov? Pozrime sa bližšie:

Drevo je rastlinná surovina. Kov je výsledkom prírodnej chemickej zlúčeniny. Aký je rozdiel medzi drevom a kovom:

Polovodiče sú nekovy, ktoré majú určité kovové vlastnosti. Kovy a polovodiče sú podobné v tom, že oba sú schopné viesť prúd.

Polovodiče majú ale charakteristickú vlastnosť, ktorou je, že ich elektrická vodivosť sa môže v závislosti od vonkajších faktorov niekoľkonásobne zvýšiť. Polovodič teda lepšie vedie prúd, keď teplota stúpa. V kovoch klesá elektrická vodivosť so zvyšujúcou sa teplotou. Prítomnosť nečistôt môže tiež ovplyvniť elektrickú vodivosť. Takže v kovoch nečistoty znižujú elektrickú vodivosť a v polovodičoch sa zvyšujú.

Polovodiče môžu mať na rozdiel od kovov kladnú a zápornú elektrickú vodivosť. Polovodiče samy o sebe svojou schopnosťou prechádzať prúdom stoja medzi kovom a prvkami, ktoré vôbec nevedú prúd.

Rozdiel medzi kovom a oceľou

Faktom je, že kovy sa nazývajú celá skupina prvkov, ktoré majú kovové vlastnosti. Do tejto skupiny patrí aj železo. Oceľ nie je nič iné ako zliatina železa s prvkami patriacimi do skupiny kovov.

Najčastejšie okrem železa oceľ obsahuje také prvky periodickej tabuľky, ako je molybdén, chróm a vanád. Súčasťou ocele je aj uhlík. Pomocou nej sa zvyšuje pevnosť železa.

Zmenou množstva uhlíka v zliatine možno teda získať veľmi silný materiál. Ale čím je oceľ pevnejšia, tým je krehkejšia. Oceľ sa tak pri dlhodobom dynamickom zaťažení ľahko zlomí. Pridanie ďalších nečistôt pomáha dosiahnuť odolnosť voči akýmkoľvek vplyvom.

Článok teda skúmal, ako sa kovy líšia od kovov a nekovov. Vlastnosti všetkých prvkov možno porovnať z hľadiska chemických a fyzikálnych vlastností. Každý deň človek používa tieto prvky a vytvára nové látky na zlepšenie kvality života.

Nekovy sú v prírode bežnejšie ako kovy. Vzduch obsahuje: dusík, kyslík, inertné plyny. Ložiská pôvodnej síry v karpatskej oblasti sú jedným z najväčších na svete. Priemyselným ložiskom grafitu na Ukrajine je ložisko Zavalievskoe, ktorého suroviny používa grafitový závod Mariupol. V oblasti Zhytomyr vo Volyni boli objavené horniny, ktoré môžu obsahovať diamanty, ale priemyselné náleziská zatiaľ neboli objavené. Atómy nekovových prvkov tvoria rôzne zložité látky, medzi ktorými dominujú oxidy a soli.

Aplikácia nekovov

Kyslík:

Dýchacie procesy

Spaľovanie,

Metabolizmus a energia,

Kovovýroba.

Vodík:

Výroba amoniaku,

Kyselina chlórová,

Metanol,

Premena tekutých tukov na tuhé,

Zváranie a rezanie žiaruvzdorných kovov,

Obnova kovov z rúd.

Síra:

Získanie kyseliny sulfátovej,

Výroba gumy z gumy,

Výroba zápaliek,

Čierny prášok

Výroba liekov.

Zložka materiálov absorbujúcich neutróny jadrových reaktorov,

Ochrana povrchov oceľových výrobkov pred koróziou,

V polovodičovej technológii

Výroba prevádzačov tepelnej energie na elektrickú.

Dusík:

plynné:

Na výrobu amoniaku

Na vytvorenie inertnej atmosféry pri zváraní kovov

Vo vákuových zariadeniach

Elektrické žiarovky,

tekutý :

Ako chladivo v mrazničkách

Medicína.

Fosfor:

biely

Na výrobu červeného fosforu

Červená

Na výrobu zápaliek.

Kremík:

V elektronike a elektrotechnike pre výrobu:

Tranzistory,

Fotobunky,

Na výrobu zliatin.

Chlór:

Výroba kyseliny chlórovej,

Organické rozpúšťadlá,

Lieky,

Monoméry pre plastikársky priemysel,

Bielidlá,

Ako dezinfekčný prostriedok.

Uhlík:

diamant:

Výroba nástrojov na vŕtanie a rezanie,

Abrazívny materiál,

Šperky,

grafit:

Zlievárenská, hutnícka, rádiotechnická výroba,

Výroba batérií,

V ropnom a plynárenskom priemysle na vrtné operácie

Výroba antikoróznych náterov,

Tmel znižujúci trenie,

Adsorpcia.

Adsorpcia je schopnosť niektorých látok (najmä uhlíka) zadržiavať na svojom povrchu častice iných látok (plyn alebo rozpustené látky).

Na adsorpčnej schopnosti uhlíka jeho použitie v medicíne na liečivé účely je založené - sú to tablety alebo kapsuly s aktívnym uhlím. Vnútorne sa používajú na otravu. Zahrievanie je dostatočné na obnovenie schopnosti adsorbenta adsorbovať a odstrániť adsorbovanú látku. Použitá kapacita na absorpciu uhlíka Nikolay Dmitrievich Zelinsky v ním vynašiel v roku 1915 uhoľná plynová maska - prostriedky osobnej ochrany dýchacieho systému, tváre a očí osoby pred vystavením škodlivým látkam. V roku 1916 bola zahájená priemyselná výroba plynových masiek, ktorá počas prvej svetovej vojny zachránila život státisícom vojakov. Vylepšená plynová maska \u200b\u200bsa stále používa.

Odošlite svoju dobrú prácu do znalostnej bázy je jednoduché. Použite nasledujúci formulár

Študenti, doktorandi, mladí vedci, ktorí využívajú vedomostnú základňu pri štúdiu a práci, vám budú veľmi vďační.

Zverejnené na http://www.allbest.ru/

Ministerstvo školstva a vedy Ukrajiny

Kovy a nekovy

Vykonané:

Odesa, 2014

Kovy sú prvky, ktoré vykazujú vo svojich zlúčeninách a v jednoduchých látkach, ktoré majú kovové väzby, iba pozitívne oxidačné stavy. Kryštálová mriežka z kovu - mriežka tvorená neutrálnymi atómami a kovovými iónmi, spojená voľnými elektrónmi. Kovy majú atómy a kladné ióny v uzloch kryštálovej mriežky.

Elektróny darované atómami sú v spoločnom vlastníctve atómov a pozitívnych iónov. Takáto väzba sa nazýva kovová. Pre kovy sú najcharakteristickejšie tieto fyzikálne vlastnosti: kovový lesk, tvrdosť, ťažnosť, tvárnosť a dobrá vodivosť tepla a elektriny. Pokles tepelnej vodivosti a elektrickej vodivosti mnohých kovov: Ag Cu Au Al Mg Zn Fe Pb Hg.

Mnoho kovov je v prírode rozšírených. Obsah niektorých kovov v zemskej kôre je teda nasledovný:

Hliník - 8,2%;

Železo - 4,1%;

Vápnik - 4,1%;

Sodík - 2,3%;

Horčík - 2,3%;

Draslík - 2,1%;

Titán - 0,56%.

Z vonkajšej strany sa kovy, ako viete, vyznačujú predovšetkým zvláštnym „kovovým“ leskom, ktorý je spôsobený ich schopnosťou silne odrážať svetelné lúče.

Tento lesk sa však zvyčajne pozoruje iba vtedy, keď kov vytvára súvislú kompaktnú hmotu.

Je pravda, že horčík a hliník si zachovávajú svoj lesk, aj keď sa z nich stane prášok, ale väčšina kovov v jemne rozdelenej forme je čierna alebo tmavošedá. Potom majú typické kovy vysokú tepelnú a elektrickú vodivosť a podľa svojej schopnosti viesť teplo a prúd sú usporiadané v rovnakom poradí: najlepšie vodiče sú striebro a meď, najhoršie olovo a ortuť. S nárastom teploty klesá elektrická vodivosť, s poklesom teploty naopak stúpa.

Obrázok 1:

Veľmi dôležitou vlastnosťou kovov je ich relatívne ľahká mechanická deformovateľnosť. Kovy sú plastové, sú dobre kované, ťahané do drôtu, valcované do plechov atď.

Charakteristické fyzikálne vlastnosti kovov súvisia so zvláštnosťami ich vnútornej štruktúry. Podľa moderných názorov sú kovové kryštály zložené z kladne nabitých iónov a voľných elektrónov odštiepených od zodpovedajúcich atómov. Celý kryštál si možno predstaviť vo forme priestorovej mriežky, ktorej miesta zaberajú ióny a v intervaloch medzi iónmi sú ľahko pohyblivé elektróny. Tieto elektróny sa neustále pohybujú od jedného atómu k druhému a otáčajú sa okolo jadra jedného alebo druhého atómu. Pretože elektróny nie sú spojené s určitými iónmi, potom už pod vplyvom malého potenciálneho rozdielu sa začnú pohybovať určitým smerom, to znamená, že vzniká elektrický prúd.

Prítomnosť voľných elektrónov tiež určuje vysokú tepelnú vodivosť kovov. V nepretržitom pohybe elektrónov neustále narážajú na ióny a vymieňajú si s nimi energiu. Preto sa oscilácie iónov, zosilnené v danej časti kovu v dôsledku zahriatia, okamžite prenášajú na susedné ióny, z nich na ďalšie atď., A tepelný stav kovu sa rýchlo vyrovná, celá hmota kovu má rovnakú teplotu. Hustotou sa kovy zvyčajne delia na dve veľké skupiny: ľahké kovy, ktorých hustota nie je väčšia ako 5 g / cm. kubických metrov a ťažké kovy - všetko ostatné. Častice kovov v pevnom a kvapalnom stave sú viazané špeciálnym typom chemickej väzby - takzvanou kovovou väzbou. Je určená súčasnou prítomnosťou bežných kovalentných väzieb medzi neutrálnymi atómami a Coulombovou príťažlivosťou medzi iónmi a voľnými elektrónmi. Kovová väzba teda nie je vlastnosťou jednotlivých častíc, ale ich agregátov.

Najaktívnejšie kovy v hlavných podskupinách sú silné redukčné činidlá, preto redukujú vodík na oxidačný stav -1 a vytvárajú hydridy.

Pojem zliatiny.

Charakteristickou vlastnosťou kovov je ich schopnosť formovať zliatiny navzájom alebo s nekovmi.

Na získanie zliatiny sa zmes kovov zvyčajne roztaví a potom ochladí inou rýchlosťou, ktorá je určená povahou zložiek a zmenou povahy ich interakcie s teplotou.

Obrázok 2:

Niekedy sa zliatiny získavajú spekaním jemných kovových práškov bez použitia tavenia (prášková metalurgia). Zliatiny sú teda produktmi chemickej interakcie kovov.

Kryštalická štruktúra zliatin je v mnohých ohľadoch podobná čistým kovom, ktoré pri vzájomnom pôsobení počas tavenia a následnej kryštalizácie tvoria:

a) chemické zlúčeniny nazývané intermetaliká;

b) tuhé roztoky;

c) mechanická zmes kryštálov zložiek.

Jeden alebo iný typ interakcie je určený pomerom interakčnej energie nepodobných a homogénnych častíc systému, to znamená pomerom interakčných energií atómov v čistých kovoch a zliatinách.

Moderná technológia využíva obrovské množstvo zliatin a v drvivej väčšine prípadov sa skladajú nie z dvoch, ale z troch, štyroch alebo viacerých kovov. Je zaujímavé, že vlastnosti zliatin sa často výrazne líšia od vlastností jednotlivých kovov, pomocou ktorých sa tvoria. Teda zliatina obsahujúca 50% bizmutu, 25% olova, 12,5% cínu a 12,5% kadmia sa topí iba pri 60,5 stupňov Celzia, zatiaľ čo komponenty zliatiny majú teploty topenia 271, 327, 232 a 321 stupňov Celzia. Tvrdosť cínového bronzu (90% medi a 10% cínu) je trikrát vyššia ako u čistej medi a koeficient lineárnej rozťažnosti železa a niklových zliatin je 10-krát menší ako pri čistých komponentoch. Niektoré nečistoty však zhoršujú kvalitu kovov a zliatin. Je napríklad známe, že liatina (zliatina železa a uhlíka) nemá pevnosť a tvrdosť, ktoré sú charakteristické pre oceľ. Okrem uhlíka ovplyvňuje vlastnosti ocele aj prídavok síry a fosforu, ktoré zvyšujú jej krehkosť.

Z vlastností zliatin sú pre praktické použitie najdôležitejšie tepelná odolnosť, odolnosť proti korózii, mechanická pevnosť atď.

Pre letectvo majú ľahké zliatiny na báze horčíka, titánu alebo hliníka veľký význam pre kovospracujúci priemysel - špeciálne zliatiny obsahujúce volfrám, kobalt, nikel. V elektronickom inžinierstve sa používajú zliatiny, ktorých hlavnou zložkou je meď. Magnety superveľmoci boli získané pomocou produktov interakcie kobaltu, samária a iných prvkov vzácnych zemín a zliatin supravodivých pri nízkych teplotách - na základe intermetalických zlúčenín tvorených nióbom s cínom atď.

Celá rozmanitosť prírody okolo nás sa skladá z kombinácií relatívne malého počtu chemických prvkov.

V rôznych historických epochách boli do pojmu „živel“ vložené rôzne významy. Starogrécki filozofi považovali štyri „živly“ za „živly“ - teplo, chlad, sucho a vlhkosť. Spojením vo dvojiciach vytvorili štyri „princípy“ všetkých vecí - oheň, vzduch, voda a zem. V stredoveku sa k týmto začiatkom pridávala soľ, síra a ortuť. V 17. storočí R. Boyle poukázal na to, že všetky prvky majú hmotnú povahu a ich počet môže byť dosť veľký.

V roku 1787 vytvoril francúzsky chemik A. Lavoisier „Tabuľku jednoduchých tiel“. Zahŕňal všetky dovtedy známe prvky. To druhé znamenalo jednoduché telesá, ktoré sa chemickými metódami nedali rozložiť na ešte jednoduchšie. Následne sa ukázalo, že do tabuľky boli zahrnuté aj niektoré komplexné látky.

V súčasnosti je pojem „chemický prvok“ dobre zavedený.

Chemický prvok je vidlica atómov s rovnakým pozitívnym jadrovým nábojom. Druhá z nich sa rovná poradovému číslu prvku v periodickej tabuľke. V súčasnosti je známych 107 prvkov. Asi 90 z nich existuje v prírode. Zvyšok sa získava umelo pomocou jadrových reakcií. Prvky 104 - 107 syntetizovali fyzici v Spoločnom ústave pre jadrový výskum v Dubni. V súčasnosti pokračujú práce na umelej výrobe chemických prvkov s vyššími radovými prvkami. Všetky prvky sú rozdelené na kovy a nekovy. Zo 107 prvkov je 85 kovov. Medzi nekovy patria nasledujúce prvky: hélium, neón, argón, kryptón, xenón, radón, fluór, chlór, bróm, jód, astatín, kyslík, síra, selén, telúr, dusík, fosfor, arzén, uhlík, kremík, bór, vodík. Toto rozdelenie je však podmienené. Za určitých podmienok môžu niektoré kovy vykazovať nekovové vlastnosti a niektoré nekovy môžu vykazovať kovové vlastnosti.

V porovnaní s kovovými prvkami je pomerne málo nekovových prvkov.

Všetky ostatné nekovy majú redukčné vlastnosti. Okrem toho sa tieto vlastnosti postupne zvyšujú z kyslíka na kremík: O, Cl, N, I, S, C, P, H, B, Si. Napríklad chlór sa napríklad priamo nekombinuje s kyslíkom, ale jeho oxidy (Cl20, ClO2, Cl202), v ktorých chlór vykazuje pozitívny oxidačný stav, možno získať nepriamo. Pri vysokých teplotách sa dusík kombinuje priamo s kyslíkom, a preto vykazuje redukčné vlastnosti. Síra reaguje s kyslíkom ešte ľahšie: vykazuje tiež oxidačné vlastnosti.

Nekovy tvoria jednoatómové aj dvojatómové molekuly.

Medzi jednoatómové nekovy patria inertné plyny, ktoré prakticky nereagujú ani s najaktívnejšími látkami. Inertné plyny sa nachádzajú v skupine VIII periodického systému a chemické vzorce zodpovedajúcich jednoduchých látok sú nasledujúce: He, Ne, Ar, Kr, Xe a Rn.

Niektoré nekovy tvoria dvojatómové molekuly. Ide o H2, F2, Cl2, Br2, I2 (prvky skupiny VII periodickej tabuľky), ako aj kyslík O2 a dusík N2. Ozónový plyn (O3) pozostáva z triatomických molekúl.

Pre látky nekovov v tuhom stave je pomerne ťažké zostaviť chemický vzorec. Atómy uhlíka v grafite sú navzájom spojené rôznymi spôsobmi. Je ťažké izolovať jednu molekulu v daných štruktúrach. Pri písaní chemických vzorcov týchto látok, ako je to v prípade kovov, sa vychádza z toho, že také látky pozostávajú iba z atómov. V tomto prípade sa chemické vzorce píšu bez indexov - C, Si, S atď.

Také jednoduché látky ako ozón a kyslík, ktoré majú rovnaké kvalitatívne zloženie (obe pozostávajú z rovnakého prvku - kyslíka), ale líšia sa počtom atómov v molekule, majú odlišné vlastnosti. Kyslík teda nemá žiadny zápach, zatiaľ čo ozón má štipľavý zápach, ktorý pociťujeme počas búrky. Vlastnosti tvrdých nekovov, grafitu a diamantu, ktoré majú tiež rovnaké kvalitatívne zloženie, ale rozdielne štruktúry, sa výrazne líšia (grafit je krehký, diamant je tvrdý). Vlastnosti látky teda nie sú určené len jej kvalitatívnym zložením, ale aj tým, koľko atómov je obsiahnutých v molekule látky a aký je ich vzájomný vzťah.

Nekovy vo forme jednoduchých telies sú v tuhom alebo plynnom skupenstve (s výnimkou brómu - kvapaliny). Nemajú fyzikálne vlastnosti kovov. Pevné nekovy nemajú charakteristiku lesku kovov, sú zvyčajne krehké a zle vedú elektrický prúd a teplo (s výnimkou grafitu).

Oxidy nekovov sa označujú ako kyslé oxidy, ktoré zodpovedajú kyselinám. S vodíkom tvoria nekovy plynné zlúčeniny (napríklad HCl, H2S, NH3). Vodné roztoky niektorých z nich (napríklad halogenovodíky) sú silné kyseliny. S kovmi poskytujú typické nekovy iónové viazané zlúčeniny (napr. NaCl). Za určitých podmienok môžu nekovy navzájom reagovať a vytvárať zlúčeniny s kovalentnými polárnymi (H2O, HCl) a nepolárnymi väzbami (CO2).

S vodíkom vytvárajú nekovy prchavé zlúčeniny, ako je fluorovodík HF, sírovodík H2S, amoniak NH3, metán CH4. Po rozpustení vo vode tvoria vodíkové zlúčeniny halogénov, síry, selénu a telúru kyseliny rovnakého vzorca ako samotné vodíkové zlúčeniny: HF, HCl, HCl, HBr, HI, H2S, H2Se, H2Te.

Keď sa amoniak rozpustí vo vode, vytvorí sa amoniakálna voda, ktorá sa zvyčajne označuje vzorcom NH4OH a nazýva sa hydroxid amónny. Tiež sa označuje ako NH3H20 a nazýva sa hydrát amoniaku.

S kyslíkom tvoria nekovy kyslé oxidy. V niektorých oxidoch vykazujú maximálny oxidačný stav rovný číslu skupiny (napríklad SO2, N205) a v iných nižších (napríklad SO2, N203). Kyslé oxidy zodpovedajú kyselinám a z dvoch kyslíkových kyselín jedného nekovu je silnejšia tá, v ktorej vykazuje vyšší oxidačný stav. Napríklad kyselina dusičná HNO3 je silnejšia ako dusný HNO2 a kyselina sírová H2SO4 je silnejšia ako sírna H2SO3.

Najtypickejšie nekovy majú molekulárnu štruktúru, zatiaľ čo tie menej typické sú nekovové. To vysvetľuje rozdiel v ich vlastnostiach.

Kryštalický bór B (ako kryštalický kremík) má veľmi vysokú teplotu topenia (2075 ° C) a vysokú tvrdosť. Elektrická vodivosť bóru veľmi rastie so zvyšujúcou sa teplotou, čo umožňuje jeho široké použitie v polovodičovej technológii. Prídavok bóru k oceli a k \u200b\u200bzliatinám hliníka, medi, niklu atď. Zlepšuje ich mechanické vlastnosti.

Boridy (zlúčeniny bóru s niektorými kovmi, napríklad titán: TiB, TiB2) sú potrebné pri výrobe dielov pre prúdové motory, lopatky plynových turbín.

Ako je zrejmé zo schémy č. 2, uhlík C, kremík Si, bór B majú podobnú štruktúru a majú niektoré spoločné vlastnosti. Ako jednoduché látky sa nachádzajú v dvoch modifikáciách - kryštalickej a amorfnej. Kryštalické modifikácie týchto prvkov sú veľmi tvrdé a majú vysoké teploty topenia. Kryštalický kremík má polovodičové vlastnosti.

Všetky tieto prvky tvoria zlúčeniny s kovmi - karbidy, silicídy a boridy (CaC2, Al4C3, Fe3C, Mg2Si, TiB, TiB2). Niektoré z nich majú vyššiu tvrdosť, napríklad Fe3C, TiB. Karbid vápnika sa používa na výrobu acetylénu. Ak porovnáme usporiadanie elektrónov pozdĺž orbitalov f atómov fluóru, chlóru a iných halogénov, potom môžeme posúdiť ich charakteristické vlastnosti. Atóm fluóru nemá voľné orbitaly. Atómy fluóru preto môžu vykazovať iba valenciu I a oxidačný stav - 1. V atómoch iných halogénov, napríklad v atóme chlóru, sú na rovnakej energetickej úrovni voľné d-orbitaly. Vďaka tomu môže dôjsť k pareniu elektrónov tromi rôznymi spôsobmi.

V prvom prípade môže chlór vykazovať oxidačný stav +3 a vytvárať kyselinu chlorovodíkovú HClO2, čo zodpovedá soliam - chloritanom, napríklad chloritanu draselnému KClO2.

V druhom prípade môže chlór vytvárať zlúčeniny, v ktorých je oxidačný stav chlóru +5. Medzi tieto zlúčeniny patrí kyselina chloronová HClO3 a jej soli - chlorečnany, napríklad chlorečnan draselný KClO3 (Bertholletova soľ).

V treťom prípade chlór vykazuje oxidačný stav +7, napríklad v kyseline chloristej HClO4 a v jej soliach - chloristane, napríklad v chloristane draselnom KClO4.

Kyslík a vodíkové zlúčeniny nekovov. Stručný popis ich vlastností.

S kyslíkom tvoria nekovy kyslé oxidy. V niektorých oxidoch vykazujú maximálny oxidačný stav rovný číslu skupiny (napríklad SO2, N205), zatiaľ čo v iných nižších (napríklad SO2, N203). Kyslé oxidy zodpovedajú kyselinám a z dvoch kyslíkových kyselín jedného nekovu je silnejšia tá, v ktorej vykazuje vyšší oxidačný stav. Napríklad kyselina dusičná HNO3 je silnejšia ako dusný HNO2 a kyselina sírová H2SO4 je silnejšia ako sírový H2SO3.

Vlastnosti kyslíkových zlúčenín nekovov:

1. Vlastnosti vyšších oxidov (tj. Oxidov, ktoré zahŕňajú prvok tejto skupiny s najvyšším oxidačným stavom) v obdobiach zľava doprava sa postupne menia od zásaditých po kyslé;

2. V skupinách zhora nadol kyslé vlastnosti vyšších oxidov postupne slabnú. To možno posúdiť podľa vlastností kyselín zodpovedajúcich týmto oxidom;

3. Zvýšenie kyslých vlastností vyšších oxidov zodpovedajúcich prvkov v periódach zľava doprava sa vysvetľuje postupným zvyšovaním kladného náboja iónov týchto prvkov;

4. V hlavných podskupinách periodickej tabuľky chemických prvkov klesajú kyslé vlastnosti vyšších oxidov nekovov v smere zhora nadol.

S kovmi vytvára vodík (až na niektoré výnimky) neprchavé zlúčeniny, ktoré sú nemolekulárnymi pevnými látkami. Preto sú ich teploty topenia pomerne vysoké.

S nekovmi vytvára vodík prchavé zlúčeniny molekulárnej štruktúry. Za normálnych podmienok sú to plyny alebo prchavé kvapaliny.

V obdobiach zľava doprava sa zvyšujú kyslé vlastnosti prchavých vodíkových zlúčenín nekovov vo vodných roztokoch. Je to spôsobené tým, že kyslíkové ióny majú voľné elektrónové páry a vodíkové ióny majú voľný orbitál, potom dôjde k procesu, ktorý vyzerá takto:

H20 + HF\u003e H30 + F

Fluorovodík vo vodnom roztoku štiepi pozitívne ióny vodíka, to znamená, že má kyslé vlastnosti. Tento proces uľahčuje ďalšia okolnosť: kyslíkový ión má osamelý elektrónový pár a vodíkový ión má voľný orbitál, vďaka čomu sa vytvára väzba donor-akceptor.

Ak sa amoniak rozpustí vo vode, dôjde k opačnému procesu. A keďže ióny dusíka majú osamelý elektrónový pár a ióny vodíka voľný orbitál, vzniká ďalšia väzba a vznikajú amónne ióny NH4 + a hydroxidové ióny OH-. Vďaka tomu riešenie získava základné vlastnosti. Tento proces možno vyjadriť vzorcom:

oxidačný kov molekulárny

H20 + NH3\u003e NH4 + OH

Molekuly amoniaku vo vodnom roztoku viažu pozitívne ióny vodíka, to znamená, že amoniak vykazuje základné vlastnosti.

Preto ióny fluóru priťahujú ióny vodíka oveľa silnejšie ako ióny chlóru. V tomto ohľade je stupeň disociácie kyseliny fluorovodíkovej oveľa nižší ako stupeň disociácie kyseliny chlorovodíkovej, to znamená, že kyselina fluorovodíková je slabšia ako kyselina chlorovodíková.

Zverejnené na Allbest.ru

...

Podobné dokumenty

Fyzikálne vlastnosti kovov a zliatin. Chemické vlastnosti kovov a zliatin. Zliatiny. Požiadavky na zliatiny a typy zliatin. Skúšobné metódy pre tlač zliatin. Kovy a zliatiny používané v polygrafickom priemysle.

abstrakt, pridané 09.06.2006

Základné charakteristiky atómov. Vzťah medzi acidobázickými vlastnosťami oxidu a elektronegativitou. Separácia prvkov na kovy a nekovy. Druhy chemických väzieb. Schémy tvorby molekúl jednoduchých látok, oxidu uhličitého. Všeobecný pojem valencie.

prednáška pridaná 22.04.2013

Kryštalická štruktúra nióbu, zlata a ich zliatin; počet a umiestnenie internódií. Stavový diagram systému Nb-V; graf závislosti mriežkovej periódy na zložení zliatiny; stereografické projekcie; kryštalografické výpočty.

semestrálna práca, pridané 5. 9. 2013

Koncepcia oxidačného stavu prvkov v anorganickej chémii. Získanie filmov SiO2 tepelnou oxidáciou. Analýza vplyvu technologických parametrov na proces oxidácie kremíka. Faktory ovplyvňujúce rýchlosť výroby a kvalitu fólií SiO2.

abstrakt, pridané 03.03.2014

Všeobecné informácie o vlastnostiach d-prvkov. Oxidačné stavy. Komplexácia, metaloporfyríny. Všeobecné informácie o biologickej úlohe d-prvkov: železo, meď, kobalt, mangán, molybdén. Oscilačné reakcie. Briggs-Rauscherova reakčná technika.

semestrálna práca pridaná 23. 11. 2015

Vypracovanie rovníc redoxných reakcií metódou elektronickej rovnováhy. Oxidačný stav ako podmienený náboj atómu prvku. Bežné redukčné činidlá. Voľné nekovy transformujúce sa do negatívnych iónov. Účinok koncentrácie.

prezentácia pridaná 17.5.2014

Základné charakteristiky atómov, výpočet ich polomeru a energetické parametre. Ionizačná energia alebo ionizačný potenciál. Afinita atómu k elektrónu. Elektronegativita a Paulingova škála. Princípy rozdeľovania prvkov na kovy a nekovy.

prezentácia pridaná 22.04.2013

Pojem amoniak, ich použitie v chemickej analýze. Charakteristika a vlastnosti dusíka, molekulárna štruktúra. Oxidačné stavy dusíka v zlúčeninách. Tvar molekuly amoniaku. Uskutočnenie experimentu na štúdium vlastností amoniaku, medi, niklu.

semestrálna práca, pridané 2. 2. 2013

Kovy sú jednoduché látky s charakteristickými vlastnosťami za bežných podmienok. Kovy sú chemické prvky charakterizované schopnosťou darovať vonkajšie elektróny. Druhy klasifikácie kovov. Rozdelenie kovov na nepriechodné a prechodné.

abstrakt, pridané 15. 3. 2009

Základné aproximácie potenciálnej metódy. Vlastnosti a štruktúra kovalentných kryštálov. Kryštálová štruktúra kovov. Moderné koncepcie fyziky kovov. Hlavné nevýhody modelu s voľnými elektrónmi. Odhad väzbovej energie v kovoch.

Nekovy - sú to chemické prvky, ktoré vo voľnom stave tvoria jednoduché látky, ktoré nemajú fyzikálne a chemické vlastnosti kovov.

Toto je 22 prvkov periodickej tabuľky: bór B, uhlík C, kremík Si, dusík N, fosfor P, arzén As, kyslík O, síra S, selén Se, telúr Te, vodík H, fluór F, chlór Cl, bróm Br , jód I, astatín At; rovnako ako vzácne plyny: hélium He, neón Ne, argón Ar, kryptón Kr, xenón Xe, radón Rn.

Fyzikálne vlastnosti
Nekovové prvky tvoria jednoduché látky, ktoré za normálnych podmienok existujú v rôznych stavoch agregácie:

plyny (vzácne plyny: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn; vodík H2, kyslík O2, dusík N2, fluór F2, chlór Cl2.),

kvapalina (bróm Br2),

tuhé látky (jód I2, uhlík C, kremík Si, síra S, fosfor P atď.).

Nekovové atómy tvoria menej husto zabalenú štruktúru ako kovy, v ktorých medzi atómami existujú kovalentné väzby. V kryštálovej mriežke nekovov spravidla nie sú žiadne voľné elektróny. V tomto ohľade nekovové tuhé látky na rozdiel od kovov zle vedú teplo a elektrinu a nemajú plasticitu.
Získavanie nekovov

Metódy získavania nekovov sú rôzne a špecifické, neexistujú všeobecné prístupy. Uvažujme o hlavných metódach získavania niektorých nekovov.

Získavanie halogénov. Najaktívnejšie halogény - fluór a chlór - sa získavajú elektrolýzou. Fluór - elektrolýzou taveniny KHF 2 chlór - elektrolýzou taveniny alebo roztoku chloridu sodného:

2G - - 2 \u003d G 2 .

Ďalšie halogény je tiež možné získať elektrolýzou alebo vytesnením z ich solí v roztoku s použitím aktívnejšieho halogénu:

Cl 2 + 2NaI \u003d 2NaCl + I 2 .

Získanie vodíka. Hlavnou priemyselnou metódou výroby vodíka je konverzia metánu (katalytický proces):

CH 4 + H 2 O \u003d CO + 3H 2 .

Získanie kremíka. Kremík sa získava redukciou koksom z oxidu kremičitého:

SiO 2 + 2C \u003d Si + 2CO.

Získavanie fosforu. Fosfor sa získava redukciou z fosforečnanu vápenatého, ktorý je súčasťou apatitu a fosforitu:

Ca 3 (PO 4 ) 2 + 3SiO 2 + 5C \u003d 3CaSiO 3 + 2P + 5CO.

Kyslík a dusík získaný frakčnou destiláciou kvapalného vzduchu.

Síra a uhlík sa vyskytujú prirodzene v natívnej forme.

Selén a telúr sa získavajú z odpadových produktov výroby kyseliny sírovej, pretože tieto prvky sa vyskytujú prirodzene spolu so zlúčeninami síry.

Arzén sa získava z arzenitého pyritu podľa komplexnej transformačnej schémy vrátane stupňov výroby oxidu a redukcie z oxidu uhlíkom.

Bór sa získava redukciou oxidu boritého s horčíkom.

Chemické vlastnosti
1. Oxidačné vlastnosti nekovov sa prejavujú pri interakcii s kovmi
4Al + 3C \u003d Al4C3
2. Nekovy hrajú pri interakcii s vodíkom úlohu oxidačného činidla
H2 + F2 \u003d 2HF
3 Akýkoľvek nekov funguje ako oxidačné činidlo pri reakciách s kovmi, ktoré majú nízky EO
2P + 5S \u003d P2S5
4. Oxidačné vlastnosti sa prejavujú pri reakciách s niektorými zložitými látkami
CH4 + 2O2 \u003d CO2 + 2H20
5. Nekovy môžu hrať úlohu oxidačného činidla pri reakciách s komplexnými látkami
2FeCl2 + Cl2 \u003d 2FeCl3
6. Všetky nekovy pôsobia pri interakcii ako redukčné činidlá kyslík
4P + 5O2 \u003d 2P2O5
7. Mnoho nekovov funguje ako redukčné činidlo pri reakciách s komplexnými oxidačnými látkami
S + 6HNO3 \u003d H2SO4 + 6NO2 + 2H20
8. Najsilnejšie redukčné vlastnosti majú uhlík a vodík
ZnO + C \u003d Zn + CO;
CuO + H2 \u003d Cu + H20
9. Existujú aj reakcie, pri ktorých je jedným a tým istým nekovom oxidačné činidlo aj redukčné činidlo. Sú to samoxidačné-samoliečebné (disproporcionačné) reakcie
Cl2 + H20 \u003d HCl + HClO

Aplikácia nekovov

Vodík používaný v chemickom priemysle na syntézu amoniaku, chlorovodíka a metanolu, používaný na hydrogenáciu tukov. Používa sa ako redukčné činidlo pri výrobe mnohých kovov, ako je molybdén a volfrám, z ich zlúčenín.

Chlór používa sa na výrobu kyseliny chlorovodíkovej, vinylchloridu, gumy a mnohých organických látok a plastov; v textilnom a papierenskom priemysle sa používa ako bielidlo, v každodennom živote - na dezinfekciu pitnej vody.

Bróm a jód používa sa pri syntéze polymérnych materiálov, na prípravu liečiv atď.

Kyslík používa sa na spaľovanie paliva, na tavenie železa a ocele, na zváranie kovov, je nevyhnutný pre životne dôležitú činnosť organizmov.

Síra Používa sa na výrobu kyseliny sírovej, výrobu zápaliek, strelného prachu, na ničenie škodcov v poľnohospodárstve a na liečenie určitých chorôb, na výrobu farbív, výbušnín a fosforov.

Dusík a fosfor používaný pri výrobe minerálnych hnojív sa dusík používa pri syntéze amoniaku na vytvorenie inertnej atmosféry v žiarovkách používaných v medicíne. Fosfor sa používa na výrobu kyseliny fosforečnej.

diamant používa sa pri spracovaní tvrdých výrobkov, pri vŕtaní a šperkoch,grafit - na výrobu elektród, téglikov na tavenie kovov, na výrobu ceruziek, gumy atď.

Na tému: Kovy. Nekovy

ÚVOD

Celá rozmanitosť prírody okolo nás sa skladá z kombinácií relatívne malého počtu chemických prvkov.

V roku 1787 vytvoril francúzsky chemik A. Lavoisier „Tabuľku jednoduchých tiel“. Zahŕňala všetky dovtedy známe prvky. To druhé znamenalo jednoduché telesá, ktoré sa chemickými metódami nedali rozložiť na ešte jednoduchšie. Následne sa ukázalo, že do tabuľky boli zahrnuté aj niektoré komplexné látky.

V súčasnosti je pojem „chemický prvok“ dobre zavedený.

Chemický prvok je vidlica atómov s rovnakým pozitívnym jadrovým nábojom. (Posledne uvedené sa rovná ordinálnemu číslu prvku v periodickej tabuľke.)

V súčasnosti je známych 107 prvkov. Asi 90 z nich existuje v prírode. Zvyšok sa získava umelo pomocou jadrových reakcií. Prvky 104 - 107 syntetizovali fyzici v Spoločnom ústave pre jadrový výskum v Dubni. V súčasnosti pokračujú práce na umelej výrobe chemických prvkov s prvkami vyššieho rádu.

Všetky prvky sú rozdelené na kovy a nekovy. Zo 107 prvkov je 85 kovov. Medzi nekovy patria nasledujúce prvky: hélium, neón, argón, kryptón, xenón, radón, fluór, chlór, bróm, jód, astatín, kyslík, síra, selén, telúr, dusík, fosfor, arzén, uhlík, kremík, bór, vodík. Toto rozdelenie je však podmienené. Za určitých podmienok môžu niektoré kovy vykazovať nekovové vlastnosti a niektoré nekovy môžu vykazovať kovové vlastnosti.

NEKOVY

Pozícia nekovových prvkov v periodickej tabuľke chemických prvkov. Byť v prírode. Všeobecné chemické a fyzikálne vlastnosti

V porovnaní s kovovými prvkami je pomerne málo nekovových prvkov. Ich umiestnenie v periodickej tabuľke chemických prvkov D.I. Mendelejev je uvedený v tabuľke č.

	Umiestňovanie nekovových prvkov do periodického systému téma podľa skupiny
								VIII (vzácne plyny)

Stôl 1.

Ako je zrejmé z tabuľky č. 1, nekovové prvky sa nachádzajú hlavne v pravej hornej časti periodickej tabuľky. Pretože v obdobiach zľava doprava na atómoch prvkov sa náboje jadier zvyšujú a atómové polomery sa zmenšujú a v skupinách zhora nadol sa zvyšujú aj atómové polomery, je pochopiteľné, prečo atóm nekovov je vonkajšími elektrónmi silnejšie priťahovaný ako atómami kovov. V tejto súvislosti prevládajú oxidačné vlastnosti nekovov. Obzvlášť silné oxidačné vlastnosti, t.j. schopnosť pripojiť elektróny ukazujú nekovy nachádzajúce sa v 2. a 3. perióde skupín VI-VII. Najsilnejším oxidačným činidlom je fluór. V súlade s číselnými hodnotami relatívnych elektronegatít sa oxidačná schopnosť nekovov zvyšuje v tomto poradí: Si, B, H, P, C, S, I, N, Cl, O, F. V dôsledku toho fluór najenergetickejšie interaguje s vodíkom a kovmi:

Kyslík reaguje menej energicky:

2H2 + O2 a 2H2 О

Fluór je najtypickejší nekov, ktorý nemá redukčné vlastnosti, t.j. schopnosť darovať elektróny pri chemických reakciách.

Kyslík, súdiac podľa jeho zlúčenín s fluórom, môže tiež vykazovať pozitívny oxidačný stav, t.j. byť redukčným činidlom.

Prejdime k úvahe o štruktúre molekúl nekovov. Nekovy tvoria jednoatómové aj dvojatómové molekuly.

Také jednoduché látky ako ozón a kyslík, ktoré majú rovnaké kvalitatívne zloženie (obe pozostávajú z rovnakého prvku - kyslíka), ale líšia sa počtom atómov v molekule, majú odlišné vlastnosti. Kyslík teda nemá žiadny zápach, zatiaľ čo ozón má štipľavý zápach, ktorý pociťujeme počas búrky. Vlastnosti tvrdých nekovov, grafitu a diamantov, ktoré majú tiež rovnaké kvalitatívne zloženie, ale rozdielne štruktúry, sa výrazne líšia (grafit je krehký, diamant je tvrdý). Vlastnosti látky teda nie sú určené len jej kvalitatívnym zložením, ale aj tým, koľko atómov je obsiahnutých v molekule látky a aký je ich vzájomný vzťah.

Všeobecné chemické vlastnosti nekovov.

Oxidy nekovov sa označujú ako kyslé oxidy, ktoré zodpovedajú kyselinám. S vodíkom vytvárajú nekovy plynné zlúčeniny (napríklad HCl, H2S, NH3). Vodné roztoky niektorých z nich (napríklad halogenovodíky) sú silné kyseliny. S kovmi poskytujú typické nekovy iónové viazané zlúčeniny (napr. NaCl). Za určitých podmienok môžu nekovy navzájom reagovať a vytvárať zlúčeniny s kovalentnými polárnymi (H2O, HCl) a nepolárnymi väzbami (CO2).

Keď sa amoniak rozpustí vo vode, vytvorí sa amoniakálna voda, ktorá sa zvyčajne označuje vzorcom NH4OH a nazýva sa hydroxid amónny. Označuje sa tiež ako NH3 H2O a nazýva sa hydrát amoniaku.

Štruktúra a vlastnosti jednoduchých látok - nekovov.

Najtypickejšie nekovy majú molekulárnu štruktúru, zatiaľ čo tie menej typické. To vysvetľuje rozdiel v ich vlastnostiach. To sa zreteľne odráža v schéme č.

Tabuľka 2

Boridy (zlúčeniny bóru s niektorými kovmi, napríklad titán: TiB, TiB2) sú potrebné pri výrobe dielov pre prúdové motory, lopatky plynových turbín.

Ak porovnáme usporiadanie elektrónov na orbitáloch v atómoch fluóru, chlóru a iných halogénov, potom môžeme posúdiť ich charakteristické vlastnosti. Atóm fluóru nemá voľné orbitaly. Atómy fluóru preto môžu vykazovať iba valenciu I a oxidačný stav - 1. V atómoch iných halogénov, napríklad v atóme chlóru, sú na rovnakej energetickej úrovni voľné d-orbitaly. Vďaka tomu môže dôjsť k pareniu elektrónov tromi rôznymi spôsobmi.

V prvom prípade môže chlór vykazovať oxidačný stav +3 a vytvárať kyselinu chlorovodíkovú HClO2, čo zodpovedá soliam - chloritanom, napríklad chloritanu draselnému KClO2.

V druhom prípade môže chlór vytvárať zlúčeniny, v ktorých je oxidačný stav chlóru +5. Medzi také zlúčeniny patrí kyselina chlorovodíková HClO3 a jej soli - chlorečnany, napríklad chlorečnan draselný KClO3 (Bertholletova soľ).

V treťom prípade chlór vykazuje oxidačný stav +7, napríklad v kyseline chloristej HClO4 a v jej soliach - chloristane, napríklad v chloristane draselnom KClO4.

Kyslík a vodíkové zlúčeniny nekovov. Stručný popis ich vlastností.

Vlastnosti kyslíkových zlúčenín nekovov:

1. Vlastnosti vyšších oxidov (tj. Oxidov obsahujúcich prvok tejto skupiny s najvyšším oxidačným stavom) v obdobiach zľava doprava sa postupne menia od zásaditých po kyslé.

2. V skupinách zhora nadol kyslé vlastnosti vyšších oxidov postupne slabnú. To možno posúdiť podľa vlastností kyselín zodpovedajúcich týmto oxidom.

3. Zvýšenie kyslých vlastností vyšších oxidov zodpovedajúcich prvkov v periódach zľava doprava sa vysvetľuje postupným zvyšovaním kladného náboja iónov týchto prvkov.

4. V hlavných podskupinách periodickej tabuľky chemických prvkov v smere zhora nadol sa znižujú kyslé vlastnosti vyšších oxidov nekovov.

Všeobecné vzorce vodíkových zlúčenín podľa skupín periodického systému chemických prvkov sú uvedené v tabuľke 3.

Tabuľka 3.

S kovmi vytvára vodík (až na niektoré výnimky) neprchavé zlúčeniny, ktoré sú nemolekulárnymi pevnými látkami. Preto sú ich teploty topenia pomerne vysoké.

S nekovmi vytvára vodík prchavé zlúčeniny molekulárnej štruktúry. Za normálnych podmienok sú to plyny alebo prchavé kvapaliny.

H20 + HF a H30 + F

Fluorovodík vo vodnom roztoku eliminuje pozitívne ióny vodíka, t.j. vykazuje kyslé vlastnosti. Tento proces uľahčuje ďalšia okolnosť: kyslíkový ión má osamelý elektrónový pár a vodíkový ión má voľný orbitál, vďaka čomu sa vytvára väzba donor-akceptor.

H20 + NH3 a NH4 + OH

Molekuly amoniaku vo vodnom roztoku viažu pozitívne ióny vodíka, t.j. amoniak vykazuje základné vlastnosti.

Teraz uvažujme, prečo je vodíková zlúčenina fluóru - fluorovodík HF - vo vodnom roztoku kyselina, ale slabšia ako kyselina chlorovodíková. Je to spôsobené tým, že polomery iónov fluóru sú oveľa menšie ako polomery iónov chlóru. Preto ióny fluóru priťahujú ióny vodíka oveľa silnejšie ako ióny chlóru. V tomto ohľade je stupeň disociácie kyseliny fluorovodíkovej oveľa nižší ako stupňa disociácie kyseliny chlorovodíkovej, t.j. Kyselina fluorovodíková je slabšia ako kyselina chlorovodíková.

Z uvedených príkladov možno vyvodiť tieto všeobecné závery:

1. V obdobiach zľava doprava sa kladný náboj iónov prvkov zvyšuje. V tomto ohľade sa zvyšujú kyslé vlastnosti prchavých vodíkových zlúčenín prvkov vo vodných roztokoch.

2. V skupinách zhora nadol priťahujú záporne nabité anióny kladne nabité vodíkové ióny čoraz menej. V tomto ohľade je uľahčený proces eliminácie vodíkových iónov H + a zvyšujú sa kyslé vlastnosti vodíkových zlúčenín.

3. Vodíkové zlúčeniny nekovov, ktoré majú kyslé vlastnosti vo vodných roztokoch, reagujú s alkáliami. Vodíkové zlúčeniny nekovov, ktoré majú základné vlastnosti vo vodných roztokoch, reagujú s kyselinami.

4. Oxidačná aktivita vodíkových zlúčenín nekovov v skupinách zhora nadol sa výrazne zvyšuje. Napríklad je nemožné chemicky oxidovať fluór z vodíkovej zlúčeniny HF, zatiaľ čo chlór z vodíkovej zlúčeniny HCl je možné oxidovať pomocou rôznych oxidačných činidiel. Je to spôsobené tým, že v skupinách zhora nadol sa atómové polomery prudko zvyšujú, a preto je uľahčené uvoľňovanie elektrónov.

V súčasnosti je známych 105 chemických prvkov, väčšinou ide o kovy. Posledne uvedené sú v prírode veľmi bežné a vyskytujú sa vo forme rôznych zlúčenín v útrobách zeme, vo vodách riek, jazier, morí, oceánov, v zložení tiel zvierat, rastlín a dokonca aj v atmosfére.

Z hľadiska svojich vlastností sa kovy výrazne líšia od nekovov. Po prvýkrát tento rozdiel medzi kovmi a nekovmi určil M. V. Lomonosov. „Kovy,“ napísal, „sú pevné, tvarovateľné a lesklé telá.“

Priradením tohto alebo toho prvku k kategórii kovov máme na mysli, že má určitú sadu vlastností:

1. Hustá kryštalická štruktúra.

2. Charakteristický kovový lesk.

3. Vysoká tepelná a elektrická vodivosť.

4. Pokles elektrickej vodivosti so zvyšujúcou sa teplotou.

5. Nízke hodnoty ionizačného potenciálu, t.j. schopnosť ľahko darovať elektróny.

6. Tvárnosť a tvárnosť.

7. Schopnosť formovať zliatiny.

Všetky kovy a zliatiny, ktoré sa v súčasnosti používajú v technológii, možno rozdeliť do dvoch hlavných skupín. Prvý z nich zahŕňa železné kovy - železo a všetky jeho zliatiny, v ktorých je hlavnou časťou. Tieto zliatiny sú liatiny a ocele. V technológii sa často používajú takzvané legované ocele. Patria sem ocele obsahujúce chróm, nikel, volfrám, molybdén, vanád, kobalt, titán a ďalšie kovy. Legované ocele niekedy obsahujú 5 až 6 rôznych kovov. Legovaním sa získavajú rôzne cenné ocele, ktoré majú v niektorých prípadoch zvýšenú pevnosť, v iných - vysokú odolnosť proti oderu, v tretej - odolnosť proti korózii, t.j. schopnosť nezrútiť sa pod vplyvom vonkajšieho prostredia.

Do druhej skupiny patria neželezné kovy a ich zliatiny. Dostali toto meno, pretože majú rôzne farby. Napríklad meď je svetločervená, nikel, cín, striebro je biele, olovo je modrobiele, zlato je žlté. Zo zliatin našli v praxi veľké uplatnenie: bronz je zliatina medi s cínom a inými kovmi, mosadz je zliatina medi so zinkom, babbit je zliatina cínu s antimónom a meďou atď.

Toto rozdelenie na železné a neželezné kovy je podmienené. Spolu s železnými a neželeznými kovmi sa rozlišuje aj skupina ušľachtilých kovov: striebro, zlato, platina, ruténium a niektoré ďalšie. Sú pomenované tak, pretože prakticky neoxidujú na vzduchu ani pri zvýšených teplotách a nerozkladajú sa pôsobením roztokov kyselín a zásad.

II. Fyzikálne vlastnosti kovov.

Z vonkajšej strany sa kovy, ako viete, vyznačujú predovšetkým zvláštnym „kovovým“ leskom, ktorý je spôsobený ich schopnosťou silne odrážať svetelné lúče. Tento lesk sa však zvyčajne pozoruje iba vtedy, keď kov vytvára súvislú kompaktnú hmotu. Je pravda, že horčík a hliník si zachovávajú svoj lesk, aj keď sa z nich stane prášok, ale väčšina kovov v jemne drvenej forme je čierna alebo tmavošedá. Potom majú typické kovy vysokú tepelnú a elektrickú vodivosť a podľa svojej schopnosti viesť teplo a prúd sú usporiadané v rovnakom poradí: najlepšie vodiče sú striebro a meď, najhoršie olovo a ortuť. S nárastom teploty klesá elektrická vodivosť, s poklesom teploty naopak stúpa.

Veľmi dôležitou vlastnosťou kovov je ich relatívne ľahká mechanická deformovateľnosť. Kovy sú tvárne, sú dobre kované, ťahané do drôtov, valcované do plechov atď.

Charakteristické fyzikálne vlastnosti kovov súvisia so zvláštnosťami ich vnútornej štruktúry. Podľa moderných názorov sú kovové kryštály zložené z kladne nabitých iónov a voľných elektrónov odštiepených od zodpovedajúcich atómov. Celý kryštál si možno predstaviť vo forme priestorovej mriežky, ktorej miesta zaberajú ióny a v intervaloch medzi iónmi sú ľahko pohyblivé elektróny. Tieto elektróny sa neustále pohybujú od jedného atómu k druhému a otáčajú sa okolo jadra jedného alebo druhého atómu. Pretože elektróny nie sú viazané na určité ióny, potom už pod vplyvom malého potenciálneho rozdielu sa začnú pohybovať určitým smerom, t.j. generuje sa elektrický prúd.

Prítomnosť voľných elektrónov je tiež zodpovedná za vysokú tepelnú vodivosť kovov. V nepretržitom pohybe elektrónov neustále narážajú na ióny a vymieňajú si s nimi energiu. Preto sa oscilácie iónov zosilnené v danej časti kovu v dôsledku zahrievania okamžite prenesú na susedné ióny, z nich na ďalšie atď., A tepelný stav kovu sa rýchlo vyrovná; celá hmota kovu má rovnakú teplotu.

Hustotou sa kovy zvyčajne delia na dve veľké skupiny: ľahké kovy, ktorých hustota nie je väčšia ako 5 g / cm3, a ťažké kovy - všetko ostatné.

Častice kovov v pevnom a kvapalnom stave sú viazané špeciálnym typom chemickej väzby - takzvanou kovovou väzbou. Je určená súčasnou prítomnosťou bežných kovalentných väzieb medzi neutrálnymi atómami a Coulombovou príťažlivosťou medzi iónmi a voľnými elektrónmi. Kovová väzba teda nie je vlastnosťou jednotlivých častíc, ale ich agregátom.

III. Chemické vlastnosti kovov.

Hlavnou chemickou vlastnosťou kovov je schopnosť ich atómov ľahko darovať svoje valenčné elektróny a transformovať sa na kladne nabité ióny. Typické kovy nikdy nepripojia elektróny; ich ióny sú vždy kladne nabité.

Typické kovy, ktoré ľahko darujú svoje valenčné elektróny v chemických reakciách, sú energetickými redukčnými činidlami. Schopnosť darovať elektróny sa u jednotlivých kovov neprejavuje v rovnakej miere. Čím ľahšie sa kov vzdá svojich elektrónov, tým je aktívnejší, tým energickejšie interaguje s inými látkami. Ponorte kúsok zinku do roztoku nejakej olovnatej soli. Zinok sa začína rozpúšťať a z roztoku sa uvoľňuje olovo. Reakcia je vyjadrená rovnicou:

Zn + Pb (NO3) 2 \u003d Pb + Zn (NO3) 2

Z rovnice vyplýva, že táto reakcia je typickou oxidačno-redukčnou reakciou. Jeho podstata spočíva v skutočnosti, že atómy zinku darujú svoje valenčné elektróny dvojmocným iónom olova, čím sa premieňajú na ióny zinku a ióny olova sa redukujú a uvoľňujú vo forme kovového olova. Ak urobíte opak, to znamená, že kúsok olova ponoríte do roztoku zinočnatej soli, nedôjde k žiadnej reakcii. To ukazuje, že zinok je aktívnejší ako olovo, že jeho atómy sa ľahšie darujú a že ióny sa ťažšie pripájajú elektróny ako atómy a ióny olova.

Premiestnenie niektorých kovov z ich zlúčenín inými kovmi najskôr podrobne skúmal ruský vedec Beketov, ktorý usporiadal kovy podľa ich klesajúcej chemickej aktivity v takzvanej „sérii vytesňovaní“. V súčasnosti sa Beketovova séria posunutí nazýva séria napätí.

Kovy vzostupne podľa ich normy

elektródové potenciály a tvoria elektrochemickú sériu kovových napätí: Li, Rb, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb,

H, Sb, Bi, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.

Chemické vlastnosti kovov charakterizuje množstvo stresov:

Čím je elektródový potenciál kovu nižší, tým väčšia je jeho redukovateľnosť.
Každý kov je schopný vytesniť (redukovať) z roztokov solí tie kovy, ktoré sú po ňom v napätí.
Všetky kovy, ktoré majú negatívny štandardný elektródový potenciál, to znamená tie, ktoré sa nachádzajú v sérii napätí vľavo od vodíka, sú schopné ho vytlačiť z kyslých roztokov.

Je potrebné poznamenať, že predložená séria charakterizuje správanie kovov a ich solí iba vo vodných roztokoch a pri izbovej teplote.

Okrem toho je potrebné mať na pamäti, že vysoká elektrochemická aktivita kovov nemusí vždy znamenať jej vysokú chemickú aktivitu. Napríklad séria napätí začína lítiom, zatiaľ čo chemicky aktívnejšie rubídium a draslík sú umiestnené napravo od lítia. Je to spôsobené extrémne vysokou energiou procesu hydratácie iónov lítia v porovnaní s iónmi iných alkalických kovov.

IV. Korózia kovov.

Takmer všetky kovy prichádzajúce do styku s okolitým plynným alebo kvapalným médiom viac alebo menej rýchlo podliehajú deštrukcii z povrchu. Jeho dôvodom je chemická interakcia kovov s plynmi vo vzduchu, ako aj vodou a látkami rozpustenými v ňom.

Akýkoľvek proces chemickej deštrukcie kovov pod vplyvom životného prostredia sa nazýva korózia.

Korózia je najbežnejšia, keď kovy prichádzajú do styku s plynmi. Na povrchu kovu sa tvoria zodpovedajúce zlúčeniny: oxidy, zlúčeniny síry, zásadité soli kyseliny uhličitej, ktoré často pokrývajú povrch hustou vrstvou, ktorá chráni kov pred ďalším vystavením rovnakým plynom.

Iná situácia je, keď kov prichádza do styku s kvapalným médiom - vodou a látkami v ňom rozpustenými.

Výsledné zlúčeniny sa môžu rozpustiť a umožniť, aby sa korózia ďalej rozšírila do kovu. Voda obsahujúca rozpustené látky je navyše vodičom elektrického prúdu, v dôsledku čoho neustále prebiehajú elektrochemické procesy, ktoré sú jedným z hlavných faktorov, ktoré spôsobujú a urýchľujú koróziu.

Čisté kovy vo väčšine prípadov ťažko korodujú. Aj taký kov ako železo v úplne čistej podobe takmer nehrdzavie. Ale bežné technické kovy vždy obsahujú rôzne nečistoty, čo vytvára priaznivé podmienky pre koróziu.

atď.................