Презентация: "щелочные металлы", 9 класс, химия. скачать бесплатно

Применение

Простые металлы и их соединения используются для изготовления лёгких сплавов, металлических деталей, удобрений, соды и других веществ. Рубидий и калий используются в качестве катализаторов. Пары натрия применяются в люминесцентных лампах. Не имеет практического применения только франций из-за радиоактивных свойств. Как используют элементы I группы кратко описано в таблице применения щелочных металлов.

Область применения	Применение
Химическая промышленность	– Натрий ускоряет реакцию при производстве каучука; – гидроксид калия и натрия – производство мыла; – карбонат натрия и калия – изготовление стекла, мыла; – гидроксид натрия – изготовление бумаги, мыла, ткани; – нитрат калия – производство удобрений
Пищевая промышленность	– Хлорид натрия – поваренная соль; – гидрокарбонат натрия – питьевая сода
Металлургия	Калий и натрий являются восстановителями при получении титана, циркония, урана
Энергетика	– Расплавы калия и натрия используются в атомных реакторах и авиационных двигателях; – литий используется для производства аккумуляторов
Электроника	Цезий – производство фотоэлементов
Авиация и космонавтика	Сплавы из алюминия и лития используются для корпусов машин и ракет

Рис. 3. Питьевая сода.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали об особенностях щелочных металлов. Они находятся в I группе таблицы Менделеева и при реакциях отдают один валентный электрон. Это мягкие металлы, легко вступающие в химические реакции с простыми и сложными веществами – галогенами, неметаллами, кислотами, водой. В природе встречаются только в составе других веществ, поэтому для их извлечения используется электролиз или реакция восстановления. Применяются в промышленности, строительстве, металлургии, энергетике.

/10

Вопрос 1 из 10

Щелочные металлы — простые вещества

Металлы имеют серебристо-белый цвет, по структуре мягкие: возможно порезать ножом, на поверхности образуется характерный блеск. По весу щелочные металлы являются лёгкими и легкоплавкими, увеличивая плотность сверху вниз по группе, а температура плавления снижается.

Эти элементы хорошо взаимодействуют со многими неметаллическими элементами. Обозначив металлы буквой М, напишем уравнения взаимодействий данных металлов с типичными неметаллами: водородом, хлором, серой:

Во время реакции с кислородом получается не оксид, а пероксид:

Лишь литий формирует оксиды при реакции с кислородом:

Известно, что щелочные металлы энергично реагируют с водой, получая в результате щёлочи и образуя водород из воды.

Время протекания реакции щелочного металла с водой увеличивается в группе сверху вниз.

Химические свойства

Их химические свойства крайне логичны:

как типичные металлы они будут вступать в реакции со своими противоположностями — неметаллами;
как восстановители — реагировать с окислителями (в том числе восстанавливать металлы и неметаллы из их оксидов);
как металлы, стоящие в ряду активности до водорода — вступать в реакции вытеснения с водой, кислотами-неокислителями и солями менее активных металлов.

Реакции с неметаллами

Как типичные восстановители, щелочные металлы могут взаимодействовать со своими противоположностями — неметаллами.

Гидриды металлов подвергаются необратимому гидролизу

В реакциях с щелочными металлами кислород образует ряд веществ:

литий («кандидат от народа»), как и подавляющее большинство металлов, образует оксид;4Li + O2 = 2Li2O
натрий образует пероксид;2Na + O2 = Na2O2
калий и все нижестоящие металлы — надпероксиды/супероксиды.K + O2 = KO2

Реакции с водой

В ряду активности щелочные металлы находятся до водорода, поэтому они способны вытеснять водород из воды:

Можно представить воду как HOH, тогда металл (например, натрий) будет замещать один из атомов водорода с образованием NaOH.

Реакции с оксидами

За счет крайне низких значений электроотрицательности металлы очень слабо притягивают к себе электроны, а следовательно, у них «легко их украсть». Делаем вывод: в ОВР щелочные металлы проявляют ярко выраженные восстановительные свойства, повышая в реакциях степени окисления.

Почему щелочные металлы не берут в реакции с кислотами?Щелочные металлы из-за своей бешенной активности взаимодействуют сначала с водой, крайне бурно, со взрывом! Поэтому для таких реакций их не берут!

ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Общая характеристика

К щелочным металлам
относятся s-элементы I-ой группы Периодической системы — литий,
натрий, калий, рубидий,цезий и франций. .

Литий имеет два стабильных изотопа
-6Li (мольная доля в естественном элементе 0,073) и
7Li (0,927), натрий — один изотоп 23Na,
калий — 39К (0,931) и 41К (0,069). Изотоп
калия с массовым числом 40 (40К, мольная доля 0,0002)
— радиоактивный, -распад. У рубидия два стабильных изотопа —
85Rb (0,7215) и 87Rb (0,2785), у цезия —
один 133Cs. Франций стабильных изотопов не имеет,
массовое число наиболее долгоживущего — 223.

Все щелочные металлы — электронные аналоги,
внешний уровень имеет строение ns1. По сравнению с
элементами других подгрупп соответствующего периода щелочные
металлы имеют наиболее низкие энергии ионизации и наибольшие
радиусы атомов и ионов. В группе энергия ионизации уменьшается
от лития к цезию, а радиус атома наоборот, возрастает. В
соединениях проявляют степень окисления +1 и в свободном виде на
Земле не встречаются. Мольная доля лития в земной коре 0,0002,
натрия — 0,024 (один из наиболее распространенных элементов),
калия 0,014, рубидия — 0,00007. Содержание цезия около
10-10, франций получен только искусственно.

Важнейшие минералы щелочных металлов — NaCl
-каменная соль, или галит,
Na₂SO₄*10H₂O — глауберова соль
или мирабилит,
Na₂B₂O₇*10H₂O —
бура, Na₃AlF₆ -криолит, KCl — сильвин,
NaCl*KCl — сильвинит, KCl*MgCl₂*6H₂O —
карналлит, KCl*MgSO₄*3H₂0 — каинит.

Растворы щелочных металлов

При обсуждении
свойств типичных
металлов –
галогенов,
серы, фосфора
– неоднократно
упоминалась
их способность
растворяться
в некоторых
растворителях,
из которых
затем они могут
быть выведены
в неизменном
виде. Такими
растворителями
для неметаллов
являются малополярные
вещества вроде
CS2,
CCl4 или
бензола. По
мере перехода
от молекулярных
кристаллов
к атомным и
металлическим
способность
растворяться
без химических
реакций постепенно
уменьшается,
и простые вещества
элементов IV
и III группы
переходят в
раствор только
в результате
химического
превращения.

В случае
щелочных металлов
связи в металлических
кристаллах,
осуществляемые
единственным
валентным
электроном,
настолько
слабы, что появляется
возможность
их разрушения
в результате
молекулярных,
а не химических,
в полном смысле
этого слова,
взаимодействий.

Так, в отсутствие
следов железа
все щелочные
металлы достаточно
хорошо растворимы
в жидком аммиаке.
При этом образуются
голубые или
синие растворы,
из которых
металлы могут
быть выведены
в неизменном
виде после
испарения
аммиака. Подобным
же образом
натрий и другие
металлы могут
быть растворены
в некоторых
органических
растворителях
– аминах и эфирах.
Все эти растворы
обладают хорошей
электропроводимостью,
что говорит
о ионной природе
растворенных
частиц. Различными
методами доказано,
что во всех
случаях имеет
место равновесие:

M
(кр) 
M (p-p) 
M+
(p-p) + e-
(p-p)

Как катион
металла, так
и электрон
сильно сольватируются
молекулами
растворителя;
например, в
аммиаке образуются
ионы Na(NH3)4+,
и это приводит
к общему выигрышу
энергии при
растворении.

Очевидно,
что сольватированные
электроны в
заметных количествах
не могут существовать
в растворах,
содержащих
протоны, так
как непременно
должна идти
реакция

H+
(p-p) + e-
(p-p) = 1/2H2

или,
иначе, обмен
электроном
между атомом
металла и протоном:

M
(кр) + H+
(p-p) = M+
(p-p) + 1/2H2

В водных
растворах этот
процесс количественно
характеризуется
стандартным
восстановительным
потенциалом.
Для щелочных
металлов Ek
практически
одинаковы и
равны –2,9В. Такие
большие отрицательные
значения E
говорят о
том, что ни при
каких условиях
щелочные металлы
не могут существовать
с водой и любыми
водными растворами,
а значит, не
могут быть
восстановлены
из водного
раствора.

Действительно,
все щелочные
металлы энергично,
во многих случаях
со взрывом,
реагируют с
водой и растворами
кислот. Со щелочными
растворами,
в которых
концентрация
протонов мала,
реакции идут
более спокойно.
Натрий, брошенный
на поверхность
воды, немедленно
плавится за
счет теплоты
реакции, а иногда
поджигает
выделяющийся
водород:

Na
(кр) + H2O
(ж) = NaOH (p-p) + 1/2H2

Калий всегда
реагирует с
водой со вспышкой
или со взрывом.

Вариант 2

Металлы, это обширная часть элементов или просто веществ, имеющих определенные характеристики — большой коэффициент электропроводности, достаточный запас пластичности и прочности, специфический цвет и большую степень ковки.

Первыми металлами, известными людям с глубоко древности, стали золото и серебро, доступно встречающиеся на поверхности земли.

В жизни металлы очень разнообразны, представлены в больших объемах и различных видах. Можно выделить несколько групп состояний металлов:

Ag, Au, Rt, Cu – самородный вид.
Fe₃O₄, Fe₂O₃, (NaK)₂O×AlO₃ — оксиды.
KCl, BaSO₄, Ca₃(PO₄)₂),- соли.
Cd – , Nb, Tl – сопутствующие минералы

Одними из часто находящихся на поверхности всей земли металлами являются алюминий и железо, а самыми редкими – калий и титан.

Можно выделить и рассмотреть основные свойства металлов:

Температура плавления, у большинства веществ достаточна высокая, но есть металлы, которые легко плавятся даже на обычной газовой горелке, например олово.
Такой показатель как плотность, позволяет разделить металлы на две категории: легкие, например литий, и тяжелые, например осмий или иридий. Это свойство позволяет применять металлы и их разнообразные сплавы для изготовления инструментов и станков, автомобилей и военной техники.
Такое свойство как пластичность, позволяет использовать предметы из металлов в тех областях промышленности, где требуются особые гибкие и прочные на разрыв изделия.
Электропроводность, обусловлена присутствием подвижных электронов в кристаллических решетках металлов. Медь и алюминий обычно используют при производстве проводниковой продукции, так как они имеют самую высокую электропроводность. Нихром, материал с повышенным сопротивлением, используют при производстве резисторов и в электронагревательных приборах.
Высокая теплопроводность металлов, например натрия, позволяет использовать предметы из металла в устройствах, требующих быстрого охлаждения.
Большинство металлов имеют примерно одинаковый светлый цвет — серого, голубого или желто-красного оттенка.

В современном мире все большее развитие приобретают изделия из металла, обработанного специальными методами, изготовленными по специальным технологиям с добавлением инновационных добавок. Свойства таких материалов улучшаются с каждым годом, хотя в этой области науки ученых ждет еще много открытий.

2. Химические свойства щелочных металлов

Из-за высокой химической активности щелочных металлов по отношению к воде, кислороду, и иногда даже и азоту (Li, Cs) их хранят под слоем керосина. Чтобы провести реакцию со щелочным металлом, кусочек нужного размера аккуратно отрезают скальпелем под слоем керосина, в атмосфере аргона тщательно очищают поверхность металла от продуктов его взаимодействия с воздухом и только потом помещают образец в реакционный сосуд.

1. Взаимодействие с водой

Важное свойство щелочных металлов — их высокая активность по отношению к воде. Наиболее спокойно (без взрыва) реагирует с водой литий:

При проведении аналогичной реакции натрий горит жёлтым пламенем и происходит небольшой взрыв. Калий ещё более активен: в этом случае взрыв гораздо сильнее, а пламя окрашено в фиолетовый цвет.

2. Взаимодействие с кислородом. Продукты горения щелочных металлов на воздухе имеют разный состав в зависимости от активности металла.

Только литий сгорает на воздухе с образованием оксида стехиометрического состава:

При горении натрия в основном образуется пероксид Na2O2 с небольшой примесью надпероксида NaO2:

В продуктах горения калия, рубидия и цезия содержатся в основном надпероксиды:

Для получения оксидов натрия и калия нагревают смеси гидроксида, пероксида или надпероксида с избытком металла в отсутствие кислорода:

Для кислородных соединений щелочных металлов характерна следующая закономерность: по мере увеличения радиуса катиона щелочного металла возрастает устойчивость кислородных соединений, содержащих пероксид-ион О₂2−и надпероксид-ион O₂−.

Для тяжёлых щелочных металлов характерно образование довольно устойчивых озонидов состава ЭО₃. Все кислородные соединения имеют различную окраску, интенсивность которой углубляется в ряду от Li до Cs:

Формула кислородного соединения	Цвет
Li₂O	Белый
Na₂O	Белый
K₂O	Желтоватый
Rb₂O	Жёлтый
Cs₂O	Оранжевый
Na₂O₂	Светло- жёлтый
KO₂	Оранжевый
RbO₂	Тёмно- коричневый
CsO₂	Жёлтый

Оксиды щелочных металлов обладают всеми свойствами, присущими основным оксидам: они реагируют с водой, кислотными оксидами и кислотами:

Пероксиды и надпероксиды проявляют свойства сильных окислителей:

Пероксиды и надпероксиды интенсивно взаимодействуют с водой, образуя гидроксиды:

3. Взаимодействие с другими веществами. Щелочные металлы реагируют со многими неметаллами. При нагревании они соединяются с водородом с образованием гидридов, с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом и кремнием с образованием, соответственно, галогенидов, сульфидов, нитридов, фосфидов, карбидов и силицидов:

При нагревании щелочные металлы способны реагировать с другими металлами, образуя интерметаллиды. Активно (со взрывом) реагируют щелочные металлы с кислотами.

Щелочные металлы растворяются в жидком аммиаке и его производных — аминах и амидах:

При растворении в жидком аммиаке щелочной металл теряет электрон, который сольватируется молекулами аммиака и придаёт раствору голубой цвет. Образующиеся амиды легко разлагаются водой с образованием щёлочи и аммиака:

Щелочные металлы взаимодействуют с органическими веществами спиртами (с образованием алкоголятов) и карбоновыми кислотами (с образованием солей):

4. Качественное определение щелочных металлов. Поскольку потенциалы ионизации щелочных металлов невелики, то при нагревании металла или его соединений в пламени атом ионизируется, окрашивая пламя в определённый цвет:

Окраска пламени щелочными металлами
и их соединениями

Щелочной металл	Цвет пламени
Li	Карминно-красный
Na	Жёлтый
K	Фиолетовый
Rb	Бурокрасный
Cs	Фиолетово-красный

Общие химические свойства металлов

Взаимодействие с неметаллами

Щелочные металлы сравнительно легко реагируют с кислородом, но каждый металл проявляет свою индивидуальность:

оксид образует только литий

4Li + O₂ = 2Li₂O
натрий образует пероксид

2Na + O₂ = Na₂O₂
калий, рубидий и цезий — надпероксид

K + O₂ = KO₂

Остальные металлы с кислородом образуют оксиды:

2Mg + O₂ = 2MgO

2Al + O₂ = Al₂O₃

2Zn + O₂ = 2ZnO (при нагревании)

4Cr + 3O₂ = 2Cr₂O₃

Металлы, которые в ряду активности расположены левее водорода, при контакте с кислородом воздуха образуют ржавчину. Например, так делает железо:

4Fe + 3O_{2 (воздух)} + 6H₂O_(влага) = 4Fe(OH)₃

С галогенами металлы образуют галогениды:

2Na + Cl₂ = 2NaCl

Mg + Cl₂ = MgCl₂

2Al + 3Br₂ = 2AlBr₃

Zn + Cl₂ =ZnCl₂

2Cr + 3Cl₂ = 2CrCl₃

Медный порошок реагирует с хлором и бромом (в эфире):

Cu + Cl₂ = CuCl₂

Cu + Br₂ = CuBr₂

При взаимодействии с водородом образуются гидриды:

2Na + H₂ = 2NaH

Ca + H₂ +СaH₂

Zn + H₂ =ZnH₂

Взаимодействие с серой приводит к образованию сульфидов (реакции протекают при нагревании):

2K + S = K₂S

Сa + S = CaS

2Al + 3S = Al₂S₃

2Cr + 3S = Cr₂S₃

Cu +S = CuS

Реакции с фосфором протекают до образования фосфидов (при нагревании):

3K + P = K₃P

3Mg + 2P = Mg₃P₂

3Zn + 2P = Zn₃P₂

Основной продукт взаимодействия металла с углеродом — карбид (реакции протекают при нагревании).

Из щелочноземельных металлов с углеродом карбиды образуют литий и натрий:

2Li + 2C = Li₂C₂

Калий, рубидий и цезий карбиды не образуют, могут образовывать соединения включения с графитом:

Ca + 2C = CaC₂

С азотом из металлов IA группы легко реагирует только литий. Реакция протекает при комнатной температуре с образованием нитрида лития:

6Li + N₂ = 2Li₃N

3Mg + N₂ = Mg₃N₂

2Al + N₂ = 2AlN

2Cr + N₂ = 2CrN

Взаимодействие с водой

Все металлы I A и IIA группы реагируют с водой, в результате образуются растворимые основания и выделяется H2. Литий реагирует спокойно, держась на поверхности воды, натрий часто воспламеняется, а калий, рубидий и цезий реагируют со взрывом:

2Li + 2H₂O = 2LiOH + H₂

Ca + 2H₂O = Ca(OH)₂ + H₂

Металлы средней активности реагируют с водой только при условии, что металл нагрет до высоких температур. Результат данной реакции — образование оксида.

Cr + H₂O = Cr₂O₃ + H₂

Zn + H₂O = ZnO + H₂

Неактивные металлы с водой не взаимодействуют.

Взаимодействие с кислотами

Если металл расположен в ряду активности левее водорода, то происходит вытеснение водорода из разбавленных кислот. Данное правило работает в том случае, если в реакции с кислотой образуется растворимая соль.

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂

При взаимодействии с кислотами-окислителями, например, азотной, образуется продукт восстановления кислоты, хотя протекание реакции также неоднозначно.

Металлы IА группы:

2K + H₂SO_{4 (раствор)} = K₂SO₄ + H₂

8K + 5H₂SO_{4 (конц)} = 4K₂SO₄ + H₂S + 4H₂O

8Na + 10HNO_{3 (раствор)} = 8NaNO₃ + NH₄NO₃ + 3H₂O

3Na + 4HNO_{3 (конц)} = 3NaNO₃ + NO + 2H₂О

Металлы IIА группы

Mg + H₂SO_{4 (раствор)} = MgSO₄ + H₂

4Mg + 5H₂SO_{4 (конц)} = 4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O

Mg+ 4HNO_{3 (конц)} = Mg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

4Mg + 10HNO_{3 (раствор)} = 4Mg(NO₃)₂ + 2N₂O + 5H₂O

Такие металлы, как железо, хром, никель, кобальт на холоде не взаимодействуют с серной кислотой, но при нагревании реакция возможна.

Взаимодействие с солями

Металлы способны вытеснять из растворов солей другие металлы, стоящие в ряду напряжений правее, и могут быть вытеснены металлами, расположенными левее:

Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu

На металлы IА и IIА группы это правило не распространяется, так как они реагируют с водой.

Реакция между металлом и солью менее активного металла возможна в том случае, если соли — как вступающие в реакцию, так и образующиеся в результате — растворимы в воде.

Щелочные металлы реагируют с аммиаком с образованием амида натрия:

2Li + 2NH₃ = 2LiNH₂ + H₂

Взаимодействие с органическими веществами

Металлы IА группы реагируют со спиртами и фенолами, которые проявляют в данном случае кислотные свойства:

2Na + 2C₂H₅OH = 2C₂H₅ONa + H₂

2K + 2C₆H₅OH = 2C₆H₅OK + H₂

Также они могут вступать в реакции с галогеналканами, галогенпроизводными аренов и другими органическими веществами.

Взаимодействие металлов с оксидами

Для металлов при высокой температуре характерно восстановление неметаллов или менее активных металлов из их оксидов.

8Al + 3Fe₃O₄ = 4Al₂O₃ + 9Fe (алюмотермия)

3Са + Cr₂O₃ = 3СаО + 2Cr (кальциетермия)

Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков
Получить

Соединения щелочных металлов

Щелочные металлы в природе в свободном состоянии не содержатся в силу повышенной химической активности. Соединения натрия и калия очень распространены, встречаются в разных минералах, растительных организмах, водоёмах. Изучим главные формирования, образованные щелочными металлами, к примеру, натрия и калия — ярких элементов данной группы металлов.

Оксиды М₂О являются твёрдыми веществами. У них сильно выражены основные характеристики: реагируют с водой, кислотами и кислотными оксидами. Оксиды натрия Na₂O и калия K₂O образуют путём прокаливания пероксидов с нужными металлами, к примеру:

Гидроксиды МОН представлены твёрдыми белыми веществами. Являются очень гигроскопичными. Хорошо растворимы в воде, выделяя большое количество тепла. Их считают щелочами, так как у них активно выражены характеристики сильных растворимых оснований: реагируют с кислотами, кислотными оксидами, солями, амфотерными оксидами и гидроксидами. Гидроксиды данные металлы образуют при реакции таких металлов либо их оксидов с водой.

Гидроксид натрия NaOH ещё называют едким натром, каустической содой, каустиком. А гидроксид калия KOH — едкое кали. Эти два соединения, попадая на ткань или бумагу, разъедают их, отсюда получили звание едких щелочей. Едкий натр используется в громадных объёмах при очищении нефтепродуктов, при бумажном и текстильном производствах, при изготовлении мыла и волокон. По сравнению с ним использование едкого кали затратнее, поэтому его применяют не так часто. В основном едкое кали находит применение в производстве жидкого мыла.

Техника безопасности

Химически активные элементы требуют осторожности. При самостоятельной работе соблюдают следующие правила:

При самостоятельной работе соблюдают следующие правила:

Перед началом работы надеть защитные перчатки и очки (маску).
Кусочек отрезают скальпелем от массива, не вытаскивая из керосина.
В емкости, заполненной аргоном, счищают с поверхности остатки оксидов.
Очищенный образец помещают в сосуд, где будет проводиться опыт.
Остатки, не затронутые реакцией, засыпают сухим спиртом.

Аналогичный порядок работы со щелочноземельными элементами. Они так же химически активны.

Литература[править]

Большая советская энциклопедия.
Химическая энциклопедия.


Дмитрий Иванович Менделеев · Периодический закон · Группы элементов
Форматы	Короткая · По блокам · Расширенная · Увеличенная · Электронные конфигурации · Электроотрицательность · Альтернативная · Изотопы элементов
Списки элементов по	Названию · Этимологии (в честь мест, в честь открывателей) · Времени открытияСтепени окисления · Распространённости (в человеке) · Стабильности изотопов · Твёрдости
Группы	· · · · · · · · · · · · · · · · ·
Периоды	· · · · · · ·
Семействахимических элементов	Металлы · Переходные металлы · Неметаллы · Лантаноиды · Актиноиды · Редкоземельные элементы · СуперактиноидыПериоды · Лёгкие металлы · Полуметаллы · Постпереходные металлы · Металлы платиновой группы
Блок периодической таблицы	s-элементы · p-элементы · d-элементы · f-элементы · g-элементы
Другое	Лантаноидное сжатие · Актиноидное сжатие · Предсказанные элементы · Тугоплавкие металлы · Благородные металлы · Монетные металлы · Символы химических элементов (список)
Периодическая таблица (англ.) · Категория:Периодическая система · Портал:Химия · {{Периодическая система элементов}}

Нахождение в природе и получение

Металлы (общая формула записывается как Me) могут присутствовать в природе как самородки. Это характерно для тех, что практически не окисляются на воздухе (пример: платина, золото, серебро, реже — ртуть и медь).

В промышленности Me получают восстановлением соответствующих руд. Один из основных методов получения Me — флотация (определенный способ обогащения руд, основанный на способности минералов удерживаться на межфазовой поверхности). В этом случае руду, содержащую необходимые элементы, переводят в определенную (единую) форму: например, в оксид: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2. Полученные окислы затем восстанавливают. Сделать это возможно несколькими способами:

Металлотермия — восстановление элемента другим, более активным (с точки зрения химии): Cr2O3 + 2Al → 2Al2O3 + 2Cr; CuO + C → Cu + CO.
Термическое разложение. Fe (CO)5 (пентакарбонилжелезо)→ Fe + 5CO. Такой способ применяется, если нужно получить высокочистый элемент.
Электролиз. Используется для получения щелочных металлов: 2NaCL → 2Na + Cl2; 2LiCl → 2Li + Cl2.
Вытеснение более активным металлом менее активного из раствора соли. CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu.

Образование сплавов

Примечательно, что сплавы бывают не только состоящие исключительно из металлов — в них часто присутствуют и неметаллические вещества. При этом они могут не просто смешиваться механически, но и образовывать атомные соединения. Такие сплавы будут значительно отличаться по своим физическим и химическим свойствам от элементов-исходников. Кроме того, существует возможность заранее задавать свойства, которыми будет обладать полученный материал:

Чугун — сплав Fe с C, в котором присутствуют легирующие добавки. Используется для изготовления деталей, различных предметов в тяжелой промышленности (машиностроение, автомобилестроительная индустрия и прочие).
Латунь — медь + цинк. Материал устойчив к коррозии, легко сваривается со сталью. Благодаря своему цвету (золотистый) широко применяется для изготовления фурнитуры, художественных изделий.
Амальгама — металлическая смесь, содержащая ртуть. Применяется для золочения металлсодержащих изделий, в производстве зеркал, люминесцентных ламп.
Сталь — смесь железа с углеродом (но второго компонента меньше, чем в чугуне — всего до 1,8%), также с использованием легирующих добавок, в качестве которых используются Ni, P, Si, Mn, и некоторые другие. Используется для изготовления различных инструментов (слесарных, столярных), в строительстве, судоремонтной и авиационной промышленности.
Мельхиор — медь и никель. Применяется для изготовления посуды, бюджетных ювелирных и художественных изделий.
Бронза — медь, олово и легирующие добавки. Используется в машиностроении, ракетостроении, авиационной индустрии, для изготовления художественных изделий и прочего.
Дюралюминий (дюраль) — сплав Al + Cu + Mg + Mn. Используется в авиастроении, производстве скоростных поездов, и прочих отраслях машиностроения.

Научные доклады

На сегодняшний день металлы широко распространены в природе и встречаются в водах рек, морей, океанов, озер, в недрах земли, даже в телах растений, животных и атмосфере.

Свойства металлов:

Кристаллическая плотная структура
Металлический блеск
Электрическая проводимость
Высокая теплопроводность
С повышением температуры уменьшается электрическая проводимость
Легко отдает электроны
Тягучесть и ковкость
Могут образовывать сплавы

Металлы и сплавы, разделяются на 2 группы:

К сплавам относятся сталь и чугун. В технике используются никель, хром, вольфрам, кобальт, титан, молибден, ванадий другие металлы. Они получаются путем легирования. Обладают высокой прочностью, сопротивляемостью к истиранию, коррозионной устойчивостью.

2.Цветные металлы и его сплавы

Они так называются, потому что их раскраска разнообразна. Медь, к примеру, медь светло-красная, олово, серебро, никель – белого окраса, золото – желтое, а свинец — голубовато-белый. Сплавы цветных металлов широко используются в ювелирном деле.

Часто с цветными и черными металлами выделяют и благородные металлы — золото, серебро, рутений и платину. Они на воздухе не окисляются и не разрушаются даже при воздействии щелочей и кислот.

Чем электродный потенциал у металла меньше, тем выше его восстановительная способность.
Металл может вытеснять из растворов солей металлы, которые в ряду напряжений стоят после него.
Металлы с отрицательным стандартным электродным потенциалом могут вытеснять из растворов кислот металлы, которые стоят левее водорода в ряду напряжений.
Металлы обладают электромеханической и химической активностью.

Где применяют металлы?

Металлы применяются в следующих областях:

Металлы являются главным конструкционным материалом из-за их однородности, высокой прочности и непроницаемости для газов и жидкостей. Благодаря возможности менять рецептуру сплавов можно и изменять их свойства.

В электротехнической промышленности

Металлы являются прекрасными проводниками электричества, особенно алюминий и медь. Их используют для электронагревательных элементов и резисторов как материал с повышенным сопротивлением.

Для изготовления инструментальных материалов

Сплавы и металлы применяются для изготовления рабочей части инструментов. Преимущественно это сталь, твердые сплавы, алмаз, керамика и нитрид бора.

Сообщение в фсс о несчастном случае образец заполнения
Сообщение за рубеж сколько стоит
Как красиво отшить мужика в сообщение
Сообщение к сказке алиса в стране чудес
Сообщение о даурском журавле

4. Соединения щелочных металлов

4.1. Гидроксиды

Для получения гидроксидов щелочных металлов в основном используют электролитические методы. Наиболее крупнотоннажным является производство гидроксида натрия электролизом концентрированного водного раствора поваренной соли:

катод:

анод:

Прежде щёлочь получали реакцией обмена:

Получаемая таким способом щёлочь была сильно загрязнена содой Na₂CO₃.

Гидроксиды щелочных металлов — белые гигроскопичные вещества, водные растворы которых являются сильными основаниями. Они участвуют во всех реакциях, характерных для оснований — реагируют с кислотами, кислотными и амфотерными оксидами, амфотерными гидроксидами:

Гидроксиды щелочных металлов при нагревании возгоняются без разложения, за исключением гидроксида лития, который так же, как гидроксиды металлов главной подгруппы II группы, при прокаливании разлагается на оксид и воду:

Гидроксид натрия используется для изготовления мыла, синтетических моющих средств, искусственного волокна, органических соединений, например фенола.

4.2. Карбонаты

Важным продуктом, содержащим щелочной металл, является сода Na₂CO₃. Основное количество соды во всём мире производят по методу Сольве, предложенному ещё в начале XX века. Суть метода состоит в следующем: водный раствор NaCl, к которому добавлен аммиак, насыщают углекислым газом при температуре 26 — 30 °C. При этом образуется малорастворимый гидрокарбонат натрия, называемый питьевой содой:

Аммиак добавляют для нейтрализации кислотной среды, возникающей при пропускании углекислого газа в раствор, и получения гидрокарбонат-иона HCO₃−, необходимого для осаждения гидрокарбоната натрия. После отделения питьевой соды раствор, содержащий хлорид аммония, нагревают с известью и выделяют аммиак, который возвращают в реакционную зону:

Таким образом, при аммиачном способе получения соды единственным отходом является хлорид кальция, остающийся в растворе и имеющий ограниченное применение.

При прокаливании гидрокарбоната натрия получается кальцинированная, или стиральная, сода Na₂CO₃ и диоксид углерода, используемый в процессе получения гидрокарбоната натрия:

Основной потребитель соды — стекольная промышленность.

В отличие от малорастворимой кислой соли NaHCO₃, гидрокарбонат калия KHCO₃ хорошо растворим в воде, поэтому карбонат калия, или поташ, K₂CO₃ получают действием углекислого газа на раствор гидроксида калия:

Поташ используют в производстве стекла и жидкого мыла.

Литий — единственный щелочной металл, для которого не получен гидрокарбонат. Причина этого явления в очень маленьком радиусе иона лития, который не позволяет ему удерживать довольно крупный ион HCO₃−.

Презентация на тему «щелочные металлы» 9 класс