Металлы

Содержание

Слайд 2

Общие свойства металлов обусловлены: - Строением атома - Наличием кристаллической решетки - Наличием металлической связи

Общие свойства металлов
обусловлены:
- Строением атома
- Наличием кристаллической решетки
- Наличием металлической

связи
Слайд 3

У атомов Ме обычно на внешнем слое находится 1-4 электронов

У атомов Ме обычно на внешнем слое находится 1-4 электронов

Слайд 4

Виды кристаллических решеток Кристаллические решетки металлического типа содержат в узлах положительно

Виды кристаллических решеток

Кристаллические решетки металлического типа содержат в узлах положительно заряженные

ионы и нейтральные атомы; между ними передвигаются относительно свободные электроны («электронный газ»).
Слайд 5

Основные типы кристаллических решеток металлов

Основные типы кристаллических решеток металлов

Слайд 6

ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ Положение металлов в периодической таблице: Диагональ от бора

ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
 Положение металлов в периодической таблице:
Диагональ от бора к астату:

слева внизу по диагонали находятся элементы - Ме. Элементы, расположенные вблизи диагонали (Be, Al, Ti, Ge, Sb и др.), являются амфотерными.
МЕТАЛЛЫ:
s-элементы I и II групп
p-элементы главных подгрупп: III (кроме B), IV (Ge, Sn, Pb), V (Sb, Bi) и VI (Po)
все d- и f-элементы.
Слайд 7

Расположение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева

Расположение металлов в периодической системе
Д.И. Менделеева

Слайд 8

Расположение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева

Расположение металлов в периодической системе Д.И. Менделеева

Слайд 9

Черные металлы Черные металлы характеризуются темно-серым цветом, большой плотностью (кроме щелочноземельных

Черные металлы

Черные металлы характеризуются темно-серым цветом, большой плотностью (кроме щелочноземельных Ме),

высокой температурой плавления, относительно высокой твердостью.
Слайд 10

Черные подразделяются: Железные металлы - Fe, Co, Ni (ферромагнетики) и Mn.

Черные подразделяются:
Железные металлы - Fe, Co, Ni (ферромагнетики) и Mn.
Тугоплавкие

металлы - температура плавления выше Fe (1539оС) - добавки легированных сталей и основы для соответствующих сплавов.
Урановые металлы - актиноиды - для сплавов атомной энергетики.
Редкоземельные металлы (РЗМ) – лантан , церий, неодим, празеодим и др. - лантаноиды + иттрий и скандий. Близки по химическим, различаются по физическим свойствам. Присадки к сплавам других элементов.
Щелочноземельные металлы. В свободном состоянии применяются в особых случаях (теплоносители в атомных реакторах).
Слайд 11

Цветные металлы Цветные металлы характеризуются: характерной окраской (красная, желтая, белая), большой пластичностью, низкой температурой плавления.

Цветные металлы

Цветные металлы характеризуются: характерной окраской (красная, желтая, белая), большой пластичностью,

низкой температурой плавления.
Слайд 12

Цветные подразделяются: Легкие металлы - Be, Mg, Al - малая плотность.

Цветные подразделяются:
Легкие металлы - Be, Mg, Al - малая плотность.
Благородные металлы

- Ag, Au, платиновая группа (Pt, Pd, Ir (иридий), Rh (родий), Os (осмий), Ru (рутений)), "полублагородная" медь. Высокая устойчивость против коррозии.
Легкоплавкие металлы - Zn, Cd, Hg, Sn, Pb, Bi, Tl (таллий), Sb (сурьма), элементы с ослабленными металлическими свойствами: Ga (галлий), Ge (германий).
Слайд 13

Нахождение металлов в природе В самородном состоянии: Cu, Ag, Hg, Pt,

Нахождение металлов в природе

В самородном состоянии: Cu, Ag, Hg, Pt,

Au
В виде соединений:
оксиды: (Fe3O4 – магнетит),
соли:
карбонатные (CaCO3 – известняк), фосфатные, силикатные, алюмосиликатные (K2O×Al2O3×6SiO2 – полевой шпат или
ортоклаз), сульфидные (HgS – киноварь)
галидные (NaCl – галит, каменная или
поваренная соль).
Слайд 14

Оксидные: Fe2O3 - гематит, Fe2O3•H2O – гетит, Al2O3 – боксит, TiO2

Оксидные: Fe2O3 - гематит, Fe2O3•H2O – гетит, Al2O3 – боксит, TiO2

– рутил, SnO2 – касситерит;

Карбонатные: CaCO3 - мрамор, мел, известняк; MgCO3 - магнезит, CuCO3•Cu(OH)2 – малахит;

Сульфидные: FeS2 – железный колчедан (пирит), Cu2S•FeS2 – медный колчедан (халькопирит), PbS – свинцовый блеск, ZnS – цинковая обманка

Силикатные и алюмосиликатные: полевой шпат K2O•Al2O3•6SiO2, каолинит Al2O3•2SiO2•2H2O, берилл 3BeO•Al2O3•6SiO2;

Галидные: NaCl - каменная или поваренная соль, KCl - сильвин, KCl•MgCl2•6H2O – карналлит.

Руды – природные соединения металлов

Слайд 15

Слайд 16

гематит Fe2O3 боксит Al2O3 касситерит SnO2

гематит Fe2O3

боксит Al2O3

касситерит SnO2

Слайд 17

пирит FeS2 халькопирит Cu2S•FeS2

пирит FeS2

халькопирит
Cu2S•FeS2

Слайд 18


Слайд 19

Физические свойства металлов 1. Твердость (кроме Hg) Самый твердый – Cr

Физические свойства металлов

1. Твердость (кроме Hg)
Самый твердый – Cr - режет

стекло;
самые мягкие – K, Na, Rb и Cs – режутся ножом.

3. Температура плавления
t > 1000оC тугоплавкие
t < 1000оC легкоплавкие
tпл (Hg) = –39оС; tпл (W) = 3420оС

2. Непрозрачность/металлический блеск
Все металлы серого цвета, кроме Cu, Cs, Au.
Al и Mg имеют блеск в порошкообразном состоянии.

Слайд 20

4. Плотность От 0,53 Li до 22,5 г/см3 Os ρ ρ

4. Плотность
От 0,53 Li до 22,5 г/см3 Os
ρ < 5 г/см3

– легкие металлы (щелочные, щелочно-земельные, Be, Al, Sc, Y, Ti).
ρ > 5 г/см3 – тяжелые металлы

5. Пластичность (ковкость)
Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe
уменьш.
Из 1 г золота можно вытянуть проволоку длиной 34,2 м. Можно получить золотую фольгу толщиной 0,0001 мм, что в 500 раз тоньше волоса).

Слайд 21

6.Электропроводность - направленное движение свободных электронов под влиянием небольшой разности потенциалов.

6.Электропроводность - направленное движение свободных электронов под влиянием небольшой разности потенциалов.
В

ряду  Ag, Cu, Al, Fe уменьшается.

7. Теплопроводность. Закономерность та же.
Обусловлена высокой подвижностью свободных электронов и колебательным движением атомов, отсюда быстрое выравнивание температуры.
Наибольшая – у Ag и Cu, наименьшая - у Bi и Hg.

Слайд 22

8. Магнитные свойства a) Диамагнитные (в основном амфотерные Ме: Be,Zn,Ga,Ge) б)

8. Магнитные свойства
a) Диамагнитные
(в основном амфотерные Ме: Be,Zn,Ga,Ge)
б) Парамагнитные
в) Ферромагнитные (Fe,

Co, Ni)
Слайд 23

металлы тяжелее воды

металлы тяжелее воды

Слайд 24

Ga Cs Hg Большинство - твердые вещества при комнатной температуре, но есть и жидкие:

Ga

Cs

Hg

Большинство - твердые вещества при комнатной температуре, но есть и жидкие:


Слайд 25

Большинство имеют металлический блеск, серые или белые Cs кристаллы Cu самородок Au самородок

Большинство имеют металлический блеск, серые или белые

Cs кристаллы

Cu самородок

Au самородок

Слайд 26

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ 1. Черные и цветные 2. Тяжелые (ƍ≥5 г\см3) и

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ

1. Черные и цветные

2. Тяжелые (ƍ≥5 г\см3) и легкие

(ƍ≤5г\см3)

3. Драгоценные

4. Платиновые

5. Редкоземельные

Благородные
металлы

Y, Sc, La и лантаноиды

Слайд 27

Черные Получено электролизом, чистота 99,97% Fe

Черные

Получено электролизом, чистота 99,97%

Fe

Слайд 28

Цветные Ag Bi Rb Sn Ti

Цветные

Ag

Bi

Rb

Sn

Ti

Слайд 29

Тяжелые Fe Hg Pb Bi

Тяжелые

Fe

Hg

Pb

Bi

Слайд 30

Тяжелые Co Sb Ni 99,99% Медленный электролиз

Тяжелые

Co

Sb

Ni

99,99%

Медленный электролиз

Слайд 31

Легкие Li, K, Na, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr,

Легкие

Li, K, Na, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba,

Al, Sn

Al

Ca

Rb

Mg

«осч»

Слайд 32

ДРАГОЦЕННЫЕ Ag Au

ДРАГОЦЕННЫЕ

Ag

Au

Слайд 33

Платиновые металлы Os Rh Pt

Платиновые металлы

Os

Rh

Pt

Слайд 34

Редкоземельные La

Редкоземельные

La

Слайд 35

Eu Y Sc

Eu

Y

Sc

Слайд 36

макрогомогенная система, обладающая металлическими свойствами и состоящая из двух или более

макрогомогенная система, обладающая металлическими свойствами и состоящая из двух или более

химических элементов.

Сплав -

Компоненты:

Не взаимодействуют

Взаимодействуют

расслоение

Al и Pd
Al и Cd
Zn и Pb

слабо

С
И
Л
Ь
Н
О

Гетерогенная система- смесь компонентов

Гомогенная система- твердый р-р

Слайд 37

Схемы образования твердого раствора (или смешанного кристалла) в металлах: а –

Схемы образования твердого раствора (или смешанного кристалла) в металлах: а –

решетка металла-растворителя; б – твердый раствор замещения; в – фаза со сверхструктурой; г – твердый раствор внедрения.

СПЛАВЫ – СМЕСИ (ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ)

Слайд 38

типы твердых растворов растворы замещения растворы внедрения упорядоченные растворы Cu -

типы твердых растворов

растворы замещения

растворы внедрения

упорядоченные
растворы

Cu - Ni

Fe - C
Fe

- H

Cu – Au
Fe – Si, Ni - Mn

Fe - Cr
Fe – Al

Слайд 39

Очень сильное взаимодействие между атомами металлов Интерметаллические соединения (интерметаллиды)- Соединения металлов

Очень сильное взаимодействие между атомами металлов

Интерметаллические соединения (интерметаллиды)-

Соединения металлов между собой

и с неметаллами (Н, В, С, N и др.); связь металлическая.

ScMn2, Sc3Fe, ScFe3, TiCr3, CrMn3, Mg2Si, Mg2Ge, Mg2Sn, Mg3P2, Mg3As2, Ag3Sn

Слайд 40

Манганин – сплав 11% Mn, 2,5-3,5% Ni и 86% Cu; Примеры

Манганин – сплав 11% Mn, 2,5-3,5% Ni и 86% Cu;

Примеры

сплавов:

Чугун – сплав Fe с С, содержание С > 2% масс.;

Зеркальный чугун

Сталь – сплав Fe с С, содержание С менее 2% масс.;

Марганцовистая сталь – сталь, содержащая марганец не менее 1%;

Нейзильбер, фехраль.

Бронза – сплавы на основе Cu (Sn, Al, Be, As, Pb, Cr);

Слайд 41

Слайд 42

сплав Fe с С (3,5-5,5%) и Mn (5-20%); На изломе –

сплав Fe с С (3,5-5,5%) и Mn (5-20%);

На изломе – зеркальный

блеск

используется в произ-водстве стали для раскисления и наугле-роживания:

Mn + S = MnS
2Mn + O2 = 2MnO

Слайд 43

Обычная углеродистая нержавеющая Кровля, до 25 лет

Обычная углеродистая

нержавеющая

Кровля, до 25 лет

Слайд 44

литье Сталь 35Г Повышенная твердость и износостойкость щеки дробилок башня танка

литье

Сталь 35Г

Повышенная твердость и износостойкость

щеки дробилок

башня танка

Слайд 45

высокое электрическое сопротивление, самые «тихие» сплавы: 70% Mn и 30% Cu

высокое электрическое сопротивление,

самые «тихие» сплавы: 70% Mn и 30% Cu

демпфирование

- поглощение энергии механических колебаний - при ударе по сплаву звук не звучит громко.
Слайд 46

Бронза: оловянная – Cu-Sn алюминиевая – Cu-Al бериллиевая – Cu-Be и т.п. Самая древняя !

Бронза:
оловянная – Cu-Sn
алюминиевая – Cu-Al
бериллиевая – Cu-Be
и

т.п.

Самая древняя !

Слайд 47

Нейзильбер: Cu(50-60%) –Ni(20-25%) –Zn(18-22%) Фехраль: Al-Cr (15-30%)-Fe (70% и более)

Нейзильбер:
Cu(50-60%) –Ni(20-25%) –Zn(18-22%)

Фехраль: Al-Cr (15-30%)-Fe
(70% и

более)
Слайд 48

СПЛАВЫ (всего их более 5000)

СПЛАВЫ (всего их более 5000)

Слайд 49