Скачать презентацию по химии тему металлы. Металлы общие свойства и получение

Презентация по слайдам

Текст слайда: Металлы

Текст слайда: вещества Простые Сложные Состоят из атомов Одного вида Состоят из атомов Разного вида

Текст слайда: Простые вещества металлы неметаллы Химические элементы, образующие в свободном состоянии простые вещества с металлической связью. Химические элементы,которые образуют в свободном состоянии вещества, не обладающие физическими и химическими свойствами металлов.

Текст слайда: Древние века и средние века – 7 металлов (Au, Ag, Cu,Pb, Fe, Hg) М.В. Ломоносов - металлы «светлое тело, которое ковать можно» А. Лавуазье – 1789 – описал 17 металлов Д.И. Менделеев – предсказание металлов ХIХ век – открытие платиновых, щелочных, щелочноземельных металлов. ХХ – открытие транcурановых элементов.

Текст слайда: Нахождение металлов в природе В виде соединений В самородном состоянии (Au, Pt, Ag) В виде солей (галогенидов, карбонатов, нитратов, фосфатов) В виде оксидов и сульфидов

Текст слайда: Металлы имеют металлическую кристаллическую решетку. е е е е Сравнительно небольшое количество электронов на внешнем энергетическом уровне Li 2е 1е

Текст слайда: Имеют свободные валентные электроны Металлическая связь не обладает направленностью и насыщенностью. Подвижные электроны компенсируют электрическое отталкивание между положительно заряженными ионами и тем самым связывают их в твердые тела

Текст слайда: Физические свойства металлов Твердые вещества, кроме ртути. (самый мягкий – калий, самый твердый – хром)

Текст слайда: Пластичные Au, Ag, Cu, Sn, Pb,Zn, Fe уменьшается

Слайд №10

Текст слайда: Теплопроводность Hg, Cu, Ag, Al, Fe уменьшается Электропроводность Ag Mn уменьшается

Слайд №11

Текст слайда: Температура плавления Легкоплавкие тугоплавкие Hg, Ga, Cs, In, Bi W, Mo, V, Cr

Слайд №12

Текст слайда: плотность легкие тяжелые (Li–самый легкий, (осмий – самый тяжелый, K,Na, Mg) Ir, Pb)

Слайд №13

Текст слайда: Обладают металлическим блеском

Слайд №14

Текст слайда: Причины, приводящие к различию в физических свойств металлов Атомы металлов образуют разные типы кристаллических решеток

Слайд №15

Текст слайда: Причины, приводящие к различию физических свойств Атомы металлов имеют разное число валентных электронов, участвующих в образовании металлической связи Атомы (ионы) имеют разные радиусы Атомы металлов побочных подгрупп могут образовывать и ковалентную связь с помощью неспаренных d-электронов.

Слайд №16

Текст слайда: положение металлов в периодической системе Д. И.Менделеева

Слайд №17

Текст слайда: Загадочные соседи Щелочно-земельные металлы Переходные металлы Щелочные металлы

Слайд №18

Текст слайда: Химические свойства металлов Металлы в химических реакциях являются восстановителями, при этом они окисляются Mo – ne =Mn+ Al, Be, Mg, Ca, Li, Na, K, Rb, Cs Восстановительная способность возрастает

Слайд №19

Текст слайда: Металлы вытесняются из их соединений другими металлами Н.Н. Бекетов – создал «вытеснительный ряд» (прототип электрохимического ряда напряжения металлов) Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Pt, Au.Текст слайда: Применение металлов Металлургическая промыш-ленность Станкострое-ние медицина Сельское хозяйство Для получения сплавов Домашнее хозяйство

Слайд №23

Текст слайда: Получение металлов Пирометаллургическим способом-восстановление углеродом, оксидом углерода (II), водородом при высокой температуре. Алюминотермическим способом Гидрометаллургическим способом – получение из руды более активным металлом или из растворов Электролизом – с помощью электрического тока из расплавов или растворов

Подготовила студентка 1 курса

Группы Мц-15

Николаенко Дарья

Это группа элементов, в виде простых веществ, обладающих характерными металлическими свойствами, такими, как высокие тепло- и электропроводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность, ковкость и металлический блеск.

Металлы - один из самых распространённых материалов, используемых цивилизацией на протяжении практически всей её истории.

Из 118 химических элементов, открытых на данный момент (из них не все официально признаны), к металлам относят:

6 элементов в группе щелочных металлов:

4 в группе щёлочноземельных металлов:

а также вне определённых групп

Остальные

40 в группе переходных металлов:

• - Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn;
• - Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd;
• - La, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg;
• - Ac, Rf, Db, Sg, Bh, Hs, Mt, Ds, Rg, Cn;

7 в группе лёгких металлов: Al, Ga, In, Sn, Tl, Pb, Bi

7 в группе полуметаллов: B, Si, Ge, As, Sb, Te, Po

14 в группе лантаноиды + лантан (La):

Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu

14 в группе актиноиды (физические свойства изучены не у всех элементов) + актиний (Ac):

Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm, Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr.

Нахождение в природе

• Бо́льшая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия. Металлургия различает руды чёрных металлов (на основе железа) и цветных (в их состав не входит железо, всего около 70 элементов). Золото, серебро и платина относятся также к драгоценным (благородным) металлам. Кроме того, в малых количествах они присутствуют в морской воде и в живых организмах (играя при этом важную роль).

• Известно, что организм человека на 3 % состоит из металлов. Больше всего в организме кальция (в костях) и натрия, выступающего в роли электролита в межклеточной жидкости и цитоплазме. Магний накапливается в мышцах и нервной системе, медь - в печени, железо - в крови.

История развития представлений о металлах

• Знакомство человека с металлами началось с золота, серебра и меди, то есть с металлов, встречающихся в свободном состоянии на земной поверхности; впоследствии к ним присоединились металлы, значительно распространенные в природе и легко выделяемые из их соединений: олово, свинец, железо и ртуть. Эти семь металлов были знакомы человечеству в глубокой древности. Среди древнеегипетских артефактов встречаются золотые и медные изделия, которые, по некоторым данным, относятся к эпохе, удаленной на 3000-4000 лет от н. э.

Физические свойства металлов

• Все металлы (кроме ртути и, условно, франция) при нормальных условиях находятся в твёрдом состоянии, однако обладают различной твёрдостью. Ниже в таблице приводится твёрдость некоторых металлов по шкале Мооса.
• Все металлы хорошо проводят электрический ток; это обусловлено наличием в их кристаллических решётках подвижных электронов, перемещающихся под действием электрического поля. Серебро, медь и алюминий имеют наибольшую электропроводность; по этой причине последние два металла чаще всего используют в качестве материала для проводов.
• Наименьшая теплопроводность - у висмута и ртути.
• Цвет у большинства металлов примерно одинаковый - светло-серый с голубоватым оттенком. Золото, медь и цезий соответственно жёлтого, красного и светло-жёлтого цвета.

Химические свойства металлов

На внешнем электронном уровне у большинства металлов небольшое количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве реакций выступают как восстановители (то есть «отдают» свои электроны)

Легирование

Это введение в расплав дополнительных элементов, модифицирующих механические, физические и химические свойства основного материала.

Электронное строение

• Для более корректного описания электронных свойств металлов необходимо использовать квантовую механику. Во всех твёрдых телах с достаточной симметрией уровни энергии электронов отдельных атомов перекрываются и образуют разрешённые зоны, причём зона, образованная валентными электронами, называется валентной зоной. Слабая связь валентных электронов в металлах приводит к тому, что валентная зона в металлах получается очень широкой, и всех валентных электронов не хватает для её полного заполнения.

• Принципиальная особенность такой частично заполненной зоны состоит в том, что даже при минимальном приложенном напряжении в образце начинается перестройка валентных электронов, то есть течёт электрический ток.

• Та же высокая подвижность электронов приводит и к высокой теплопроводности, а также к способности зеркально отражать электромагнитное излучение (что и придаёт металлам характерный блеск).

УЧИТЕЛЬ ХИМИИ

Ефремова С.А.

Слайд 2

• Металлы (от лат. metallum– шахта, рудник):

группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами, такими как высокие электро- и тепло-проводность, положительный температурный коэффициент сопротивления, высокая пластичность и металлический блеск.

Слайд 3

• Химические свойства металлов
• Все металлы проявляют только восстановительные свойства
• Атомы металлов легко отдают электроны внешнего (а некоторые – и предвнешнего) электронного слоя, превращаясь в положительные ионы.
• Металлы имеют большой атомный радиус и малое число электронов (от 1 до 3) на внешнем слое.
• Исключение:

Ge, Sn, Pb ─ 4 электрона;

Sb, Bi ─ 5 электронов;

Po ─ 6 электронов

Слайд 4

Взаимодействие металлов с кислородом

• Активные металлы

4Li + O2 → 2Li2O

2Na + O2 → Na2O2

Na2O2 + O2 → 2Na2O

2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2

(В подводных лодкахрегенерирует О2)

• Малоактивные металлы

4Al + O2 → 2Al2O3

3Fe + 2O2 = Fe3O4

Слайд 5

• Взаимодействие металлов с галогенами

2Na + Cl2 → 2NaCl

2Sb + 2Cl2 → 2SbCl3

2Sb + 5Cl2 → 2SbCl5

2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

Поваренная соль

• Взаимодействие металлов с серой

2Al + 3S → Al2S3

• Взаимодействие металлов с водой

2Me + 2H2O = 2MeOH + H2

(Щелочные и щелочно-земельные металлы)

3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2

(малоактивные)

Слайд 6

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

• Взаимодействие металлов с кислотами

Zn + 2H → Zn + H2

2CH3COOH + Zn → (CH3COO)2Zn + H2

Zn + 2H → Zn + H2

2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2

2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa + H2

• Взаимодействие металлов с солями

Fe + CuSO4 → Cu↓ +FeSO4

Fe + Cu → Cu + Fe

(окислительно-восстановительная реакция)

Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓

Cu + 2Ag → Cu + Ag↓

Слайд 7

Металлотермия

• Некоторые активные металлы – литий, магний, кальций, алюминий – способны вытеснять другие металлы из их оксидов. Это свойство используют для получения некоторых металлов, а также для приготовления термитных смесей.

2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr

Слайд 8

Коррозия металлов

• Самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под воздействием окружающей среды.
• (от лат. сorrosio - разъедать)
• Электрохимическая коррозия
• Разрушение металла под воздействием возникающих в коррозионной среде гальванических элементов

Fe – 2e → Fe

Fe + 2H → Fe + H2

(на железе)

Химическая коррозия

• Взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3↓

Слайд 9

Защита от коррозии
В зависимости от причин, вызывающих коррозию, различают следующие методы защиты:
Защитные покрытия. Для изоляции металла от окружающей среды на него наносят различного рода покрытия: лаки, краски, эмали.
Обработка внешней среды, в которой протекает коррозия. Для максимального замедления процесса коррозии в окружающую среду вводят ингибиторы.
Электрохимическая защита – протекторная и катодная. Протекторная – защищаемое от коррозии изделие соединяют с металлическим ломом из более электроотрицательного металла (протекторная). Катодная – защищаемая конструкция, находящаяся в электролите (почвенная вода), подсоединяется к катоду внешнего источника тока.
Покрытие слоем другого металла (Au, Ag, Cr, Ni, Zn. Sn- или Pb-лужение).
Использование нержавеющих сплавов (хрома, никеля, титана).
(Fe +H2SO4– добавляют HNO3)
Памятник Ю.А.Гагарину в Москве, выполненный из титана

Посмотреть все слайды

Презентация к уроку химии по теме « Металлы » 11 класс. УМК Габриеляна О.С. Базовый уровень Муниципальное общеобразовательное учреждение «Волоколамская средняя общеобразовательная школа 2 г. Волоколамска Московской области Автор Колядкина Ирина Викторовна, учитель химии

Ar Аргон 1818 КrКr Криптон 36 Xe Ксенон 54 Группы элементов IIIIIIIVVVIVIIVIII Na Натрий 11 МgМg Магний 12 Al Алюминий 1313 Cl Хлор 1717 Si Кремний 14 P Фосфор 15 S Сера 17 К Калий 19 СaСa Кальций 20 Н Водород 1 Не Гелий 2 Li Литий 3 Ве Бериллий 4 F Фтор 9 О Кислород 8 N Азот 7 С Углерод 6 В Бор 5 NеNе Неон 10 Скандий Sc 21 Титан Ti 22 Ванадий V 2323 Хром Cr 2424 Марганец 2525 МnМn Железо 2626 Fe Кобальт 2727 Со Никель 2828 Ni Цинк 30 Zn Медь 2929 СuСuGe Германий 32 Ga Галлий 31 Br Бром 35 Se Селен 34 As Мышьяк 33 Sr Стронций 38 Rb Рубидий 37 Y 39 Иттрий Рутений 44 Ru Родий 45 Rh Палладий 46 Pd Технеций 43 Тс Молибден 42 Мо Ниобий 41 Nb Цирконий 40 Zr Кадмий 48 СdСd Серебро 47 AgIn Индий 49 Sb Сурьма 51 Sn Олово 50 ТeТe Теллур 52 I 53 Йод Ва Барий 56 Cs Цезий 55 La 57 Лантан * Гафний 72 Hf Тантал 73 Та Вольфрам 74 W Рений 75 Re Осмий 76 ОsОs Иридий 77 Ir Платина 78 РtРt Ртуть 80 Hg Золото 79 АuАu ТIТI Таллий 81 Ро Полоний 84 ВiВi Висмут 83 Pb Свинец 82 At 85 Астат Rn Радон 86 RаRа Радий 88 Fr Франций 87 Ас 89 Актиний ** Борий 107 Bh Сиборгий 106 Sg Резерфордий 104 Rf Дубний 105 Db Хассий 108 Hs Мейтнерий 109 МtМt Пери – оды RO 4 RH R2O7R2O7 RO 3 RH 2 R2O5R2O5 RH 3 RO 2 RH 4 R2O3R2O3 ROR2ОR2О Высшие оксиды ЛВС

В атомах металлов на внешнем электронном слое небольшое число электронов - Атомы металлов отдают валентные электроны, превращаясь в катионы - Атомы металлов соединяются друг с другом металлической связью - Атомы металлов, соединенные друг с другом металлической связью, образуют простые вещества с металлической кристаллической решеткой М 0 nе М n+ атом катион Мы знаем, что…

Металлическая связь

Металлическая связь

Металлическая связь

Металлическая связь

Твердость От прочности металлической связи (количества электронов, участвующих в образовании связи) W, Cr Температура плавления От прочности металлической связи (количества электронов, участвующих в образовании связи) Легкоплавкие: Cs, Na, Sn Тугоплавкие: Cu, Fe, W Физические свойства металлов Чем обусловлены свойства? У каких металлов наиболее выражены

Химические свойства металлов Ме не Ме Н2ОН2О Оксиды металлов Кислоты Cl 2 0 +Na 0 О 2 +Al H 2 O +Na Al + Fe 2 O 3 + ? 2Na + Cl 2 2 NaCl ?? 4Al + 3O 2 2Al 2 O 3 ? 2Na+2Н 2 О2NaOH+H 2 Al + Fe 2 O 3 Al 2 O 3 + Fe Соли О2О2 Zn+HCl Fe+CuCl 2 подробнее?? Zn + HCL ZnCl 2 + H 2 Fe + CuCl 2 FeCl 2 + Cu

При взаимодействии с кислородом металлы могут образовать различные по составу продукты: оксиды (основные и амфотерные), а также пероксиды: Например, 2Na + O 2 = Na 2 O 2 (пероксид натрия) Особенности химических реакций металлов: Взаимодействие металлов с водой, если металл – щелочной, щелочно-земельный или алюминий: M + H 2 O M(OH) n + H 2 Взаимодействие металлов с водой, если металл находится в электрохимическом ряду напряжений от марганца до свинца (вкл.): t M + H 2 O M x O y + H 2 Взаимодействие металлов с водой, если металл находится в электрохимическом ряду напряжений после водорода: M + H 2 O

1) Металл должен находиться в электрохимическом ряду напряжений левее водорода. Взаимодействие металлов с кислотами M + H m Ac M x Ac y + H 2 2) Для реакций не рекомендуется использовать щелочные металлы, т.к. они сначала взаимодействуют с водой. 3) В результате реакции должна образоваться растворимая соль, т.к. в противном случае она покроет металл осадком и доступ кислоты к металлу прекратится. 4) По-особому взаимодействуют с металлами азотная и концентрированная серная кислоты.

1) Металл должен находиться в электрохимическом ряду напряжений левее металла, образующего соль. Взаимодействие металлов с растворами солей M + M / x Ac y M x Ac y + М / 2) Для реакций не рекомендуется использовать щелочные металлы, т.к. они сначала взаимодействуют с водой. 3) В результате реакции должна образоваться растворимая соль, т.к. в противном случае она покроет металл осадком и доступ раствора соли к металлу прекратится.

Общие способы получения металлов - Пирометаллургия – получение металлов и сплавов под действием высоких температур. - Гидрометаллургия – получение металлов из водных растворов. - Электрометаллургия – получение металлов под действием электрического тока.

Общие способы получения металлов Гидрометаллургия 1 стадия: растворение в кислоте нерастворимых минералов, содержащих металлы: CuS + 2HCl = CuCl 2 + H 2 S 2 стадия: вытеснение металлов из растворов их солей более активными металлами: CuCl 2 + Fe = FeCl 2 + Cu

Химическая Электрохимическая 4Fe + 6H 2 O + 3O 2 = 4Fe(OH) 3 Коррозия железа и образование ржавчины Коррозия железа в контакте с медью и в растворе соляной кислоты: Катод 2Н е = Н 2 Анод Fe e = Fe 0 Коррозия металлов Самопроизвольное разрушение металлических материалов, происходящее под воздействием окружающей среды, называется коррозией.

Список использованной литературы 1. О.С. Габриелян. Учебник для общеобразовательных учреждений. ХИМИЯ. Базовый уровень. 11 класс. – М.: Дрофа, О. С. Габриелян, А. В. Яшукова. Химия. 11 класс. Базовый уровень. Методическое пособие. – М.: Дрофа, О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов. Химия 11 класс: настольная книга учителя. – М.: Дрофа, 2005 Используемые интернет-ресурсы