Неорганическая химия. Абакумова Н.А - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

I. ОБЩИЙ ОБЗОР МЕТАЛЛОВ
1.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Более 80 % всех известных химических элементов – металлы. К ним относятся s-
элементы I и II групп, все d- и f-элементы, а также p-элементы III А гр. (кроме В-бора), герма-
ний, олово, свинец, висмут, полоний.
Элементы главных подгрупп I и II групп периодической системы Д.И. Менделеева –
наиболее активные металлы и наиболее сильные восстановители. Металлические свойства
элементов III – VI групп главных подгрупп выражены гораздо слабее. Характерная черта этих
элементов – образование амфотерных гидроксидов. Наиболее многочисленны d-металлы, кото-
рые называются переходными металлами. Кроме скандия и цинка, все переходные металлы
могут иметь несколько степеней окисления. Максимально возможная степень окисления d-
металлов +8 (у осмия, например, OsO
4
). С ростом порядкового номера максимальная степень
окисления возрастает от III группы до первого элемента VIII группы, а затем убывает. Самая
характерная особенность d-элементов – исключительная способность к комплексообразова-
нию. Этим они резко отличаются он непереходных элементов.
Металлы с достраивающимися f-подуровнями образуют две группы очень похожих ме-
жду собой элементов – лантаноидов и актиноидов. Каждое семейство f-элементов состоит из
14 элементов. Лантаноиды называют редкоземельными элементами из-за их рассеянности в
природе. В химическом отношении они чрезвычайно похожи и могут быть разделены с
очень большим трудом. Типичная степень окисления равна +3. По химической активности
лантаноиды близки к щёлочноземельным металлам (подгруппа кальция). Среди актиноидов
большинство – радиоактивные элементы. Актиноиды способны проявлять несколько степе-
ней окисления и иногда рассматриваются как аналоги 5d-элементов. Металлы четвёртого –
седьмого периодов называют также тяжёлыми металлами в связи с высокой плотностью в
отличие от лёгких металлов первых трёх периодов.
1.2. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
При нормальных условиях все металлы – твёрдые кристаллические вещества, за исклю-
чением ртути – тяжёлой подвижной жидкости (
0
пл
t = –39 °С).
Кристаллические решётки, образуемые металлами, называются металлическими. В узлах
таких решёток находятся положительные ионы металлов, а валентные электроны передвига-
ются между ними в различных направлениях. Совокупность свободных электронов иногда
называют электронным газом. Согласно теории Бриллюэна в металлах образуются энергети-
ческие зоны, заполнение которых электронами происходит по правилам Клечковского, Хун-
да и в строгом соответствии с принципом запрета Паули. Такое строение решётки обуслав-
ливает большую электропроводность (максимальная у серебра и меди), теплопроводность
(максимальная у серебра и меди) и высокую пластичность металлов – при механическом де-
формировании не происходит разрыва связей и разрушения кристаллов, поскольку состав-
ляющие его ионы как бы плавают в облаке электронного газа. Максимальная пластичность у
золота. Электронный газ обуславливает и другие физические свойства металлов: металличе-
ский блеск, белый или серовато-голубоватый цвет, непрозрачность. Очень сильно различа-
ются металлы по температурам кипения и плавления, что объясняется различной прочно-

Страницы