Тема 1.7. Металлы и неметаллы

Металлы – это химические элементы, атомы которых отдают электроны внешнего (некоторые – и предвнешнего) электронного слоя, превращаясь в положительные ионы – катионы.

Фрагмент ряда активности металлов:

Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Co Sn Pb H Cu Hg Ag Au.

Металлы, стоящие в ряду активности до водорода, вытесняют его из растворов многих кислот, а все следующие за ним - не вытесняют. Исключение составляют концентрированная серная и азотная кислоты, которые реагируют с большинством металлов, но водорода при этом никогда не выделяется.

В металлургии железо и его сплавы выделяют в одну группу под названием черные металлы, а все остальные металлы имеют техническое название - цветные.

Сталь – это сплав на основе железа, содержащий менее 2 % углерода. По химическому составу стали разделяют на углеродистую и легированную.

Чугун – это сплав на основе железа, содержащий от 2 до 4,5 % углерода, а также марганец, кремний, фосфор и серу.

Металлы легко отдают валентные электроны, т.е. обладают восстановительными свойствами. Восстановительная способность – мера  химической активности металлов.

Химические свойства металлов:

Металлы реагируют с простыми веществами.

1) С галогенами (элементы VII группы).

Пример: 2Na+J₂ ® 2NaJ – йодид натрия.

2) С элементами VI группы.

Пример: 2Mg+O₂ ® 2MgO – оксид магния;

Ca+S ® CaS – сульфид кальция.

3) С элементами V группы.

Пример: 3Ca+2P ®  - фосфид кальция;

3Ca+N₂ ® 3  - нитрид кальция.

4) С элементами IV группы.

Пример: Са+2С ® СаС₂ – карбид кальция.

5) Щелочные и щелочно-земельные металлы реагируют с водородом.

Пример: 2Na+H₂ 2NaH – гидрид натрия.

Металлы реагируют со сложными веществами.

1) Металлы вытесняют водород из разбавленных кислот (кроме HNO₃):

Ba+2HCl ® BaCl₂ + H₂­;

   разб.

Fe + H₂SO₄ ® FeSO₄ + H₂­;

     разб.

Cu+HCl ®

2) С водой (с образованием гидроксидов и оксидов):

2Na+2H₂O ® 2NaOH+H₂­ (при обычной температуре только щелочные и щелочно-земельные металлы);

Zn+H₂O  ZnO+ H₂­.

3) С растворами солей:

Fe+CuSO₄ ® FeSО₄+Cu¯;

Zn+Pb(NO₃)₂ ® Pb¯+Zn(NO₃)₂.

Неметаллы – это химические элементы для атомов, которых характерна способность принимать электроны до завершения внешнего энергетического уровня, так как на внешнем электронном слое от 4 до 8 ē, малый радиус атомов в сравнении с атомами металлов. Всего известно 22 неметалла (в том числе инертные газы).

Исключение: элементы 8 группы главной группы – инертные газы. Они относятся к неметаллам только по физическим свойствам. Их инертность относительна: , . Неметаллы обладают высокими значениями электроотрицательности (ЭО). Положение неметаллов в Периодической системе химических элементов (ПСХЭ) можно изобразить следующим образом:

1            2  3  4  5  6  7  8 группа

1              Н                                                                   Не

2                                          В  С  N  O  F  Ne

3                                                   Si P  S  Cl Ar

4                                                             As Se Br Kr

5                                                                      Te J   Xe

6                                                                          At Rn

Все неметаллы являются p-элементами, кроме водорода и гелия. Н, Не – S-элементы.       Неметаллы – это химические элементы, которые образуют в свободном состоянии простые вещества, не обладающие физическими и химическими свойствам металлов.

В кристаллической решетке неметаллов, как правило, нет свободных электронов. В связи с этим твердые вещества - неметаллы в отличие от металлов плохо проводят тепло и электричество, не обладают пластичностью. Они имеют атомное и молекулярное строение, представленное схемой:

Неметаллы (простые вещества)