--> Õàðàêòåðèñòèêà s-ýëåìåíòîâ IA-ãðóïïû ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû è îáðàçóåìûõ èìè ïðîñòûõ âåùåñòâ. Õèìèÿ 9 êëàññ. Êóçíåöîâà.Èíòåðàêòèâíûå çàäàíèÿ

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Õèìèÿ 9 êëàññ. Êóçíåöîâà

Ãëàâà 9. Ìåòàëëû ãëàâíûõ è ïîáî÷íûõ ïîäãðóïï

 


§ 50. Õàðàêòåðèñòèêà s-ýëåìåíòîâ IA-ãðóïïû ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû è îáðàçóåìûõ èìè ïðîñòûõ âåùåñòâ

Ïî ôîðìå îðáèòàëåé âàëåíòíûõ ýëåêòðîíîâ ìåòàëëè÷åñêèå ýëåìåíòû ïðèíÿòî äåëèòü íà òðè ãðóïïû: s-, ð- è d-ýëåìåíòû.

 ýòîé ãëàâå íàèáîëüøåå âíèìàíèå óäåëåíî ïîäðîáíîìó îçíàêîìëåíèþ ñ ýëåìåíòàìè ãëàâíûõ ïîäãðóïï I è II ãðóïï ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû Ä.È. Ìåíäåëååâà, êðàòêî ðàññìîòðåíû ñâîéñòâà ìåòàëëîâ, ïðèíàäëåæàùèõ ê ñåìåéñòâàì ð- è d-ýëåìåíòîâ, à òàêæå êîíêðåòíûå èõ ïðåäñòàâèòåëè.

    Ñ ïîìîùüþ ñõåìû 5 ïðîàíàëèçèðóéòå ñòðîåíèå ýëåêòðîííûõ îáîëî÷åê àòîìîâ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, îáðàçóþùèõ IA-ãðóïïó. Îõàðàêòåðèçóéòå âàæíåéøèå îáùèå ñâîéñòâà ýëåìåíòîâ.

Àòîìû õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ, íà÷èíàþùèõ ïåðèîäû, èìåþò îäèí s-ýëåê- òðîí íà âíåøíåì ýíåðãåòè÷åñêîì óðîâíå, ïîýòîìó â ñîåäèíåíèÿõ îíè ïðîÿâëÿþò ïîñòîÿííóþ âàëåíòíîñòü I è ñòåïåíü îêèñëåíèÿ +1.

Ïîäãðóïïà ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ ïîä÷èíÿåòñÿ îáùåé çàêîíîìåðíîñòè ïåðèîäè÷åñêîé ñèñòåìû: ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ ïîðÿäêîâîãî íîìåðà óñèëèâàþòñÿ âîññòàíîâèòåëüíûå ñâîéñòâà ìåòàëëîâ. Ïðè÷èíîé ýòîãî ÿâëÿåòñÿ óâåëè÷åíèå ðàäèóñà àòîìîâ âñëåäñòâèå âîçðàñòàíèÿ ÷èñëà ýëåêòðîííûõ ñëîåâ è óñèëåíèÿ èõ ýêðàíèðóþùåãî âëèÿíèÿ (ýëåêòðîíû, ðàñïîëàãàþùèåñÿ íà âíóòðåííèõ ýíåðãåòè÷åñêèõ óðîâíÿõ, çàñëîíÿþò ÿäðî îò âàëåíòíûõ ýëåêòðîíîâ è îñëàáëÿþò ñèëû ïðèòÿæåíèÿ, äåéñòâóþùèå ìåæäó íèìè).

Íàëè÷èå âñåãî îäíîãî âàëåíòíîãî ýëåêòðîíà è îòíîñèòåëüíî áîëüøèå ðàçìåðû ðàäèóñîâ àòîìîâ îáóñëîâëèâàþò íåáîëüøóþ ýíåðãèþ èîíèçàöèè, à ñëåäîâàòåëüíî, âûñîêóþ õèìè÷åñêóþ àêòèâíîñòü ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ.

Ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ. Âûñîêàÿ õèìè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ òðåáóåò îñîáîé îñòîðîæíîñòè ïðè èõ õðàíåíèè è ïðèìåíåíèè.

 ëàáîðàòîðíûõ óñëîâèÿõ ëèòèé, íàòðèé è êàëèé îáû÷íî õðàíÿòñÿ ïîä ñëîåì êåðîñèíà, çàùèùàþùåãî èõ îò êîíòàêòà ñ âîçäóøíîé ñðåäîé. Ðóáèäèé è öåçèé íå èñïîëüçóþò â øêîëüíûõ ëàáîðàòîðèÿõ: ýòî âåñüìà ðåäêèå è äîðîãèå âåùåñòâà; èõ ÷ðåçâû÷àéíî âûñîêàÿ õèìè÷åñêàÿ àêòèâíîñòü î÷åíü óñëîæíÿåò ðàáîòó ñ íèìè.

Ïîâåðõíîñòü âñåõ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ ïîêðûòà ïëåíêîé: ëèòèé — òîíêîé, ïëîòíîé, ÷åðíîãî öâåòà; íàòðèé — äîâîëüíî òîëñòîé, ñâåòëî-ñåðîãî öâåòà; êàëèé — òåìíî-ñåðîé ñ çåëåíîâàòî-ôèîëåòîâûì îòòåíêîì, â ìåëêèõ ñêëàä÷àòûõ ìîðùèíêàõ. Ýòè ïëåíêè ïîðèñòûå è ðûõëûå, èìåííî ïîýòîìó îíè íå çàùèùàþò ìåòàëëû îò äàëüíåéøåãî îêèñëåíèÿ.

Ñòðîåíèå àòîìîâ ýëåìåíòîâ IÀ-ãðóïïû

Åñëè îòðåçàòü îò êóñî÷êîâ ëèòèÿ, íàòðèÿ, êàëèÿ ïî ñòðóæêå, òî âåñüìà íåäîëãîå âðåìÿ ìîæíî íàáëþäàòü êðàñèâóþ áëåñòÿùóþ ñåðåáðèñòî-áåëóþ (ó êàëèÿ — ñ ôèîëåòîâûì îòòåíêîì) ïîâåðõíîñòü ìåòàëëîâ. Îäíîâðåìåííî ìîæíî ðàññìîòðåòü ïîÿâëåíèå è áûñòðîå ðàñïðîñòðàíåíèå áëåñòÿùåé ìàòîâîé ïëåíêè, ñîñòîÿùåé èç ïðîäóêòîâ îêèñëåíèÿ ìåòàëëîâ.

Äëÿ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ õàðàêòåðíà íèçêàÿ òâåðäîñòü, âåðíåå — ìÿãêîñòü. Òðóäíåå âñåãî ðàçðåçàòü ëèòèé, òîãäà êàê íàòðèé è êàëèé î÷åíü ëåãêî ïîääàþòñÿ ñêàëüïåëþ. Íà îñíîâàíèè òàáëèöû 36 ñäåëàéòå âûâîäû î ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ è õàðàêòåðå èõ èçìåíåíèÿ âíóòðè ãðóïïû.

Äàííûå òàáëèöû 36 ïîêàçûâàþò, ÷òî äëÿ âñåõ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ õàðàêòåðíû ìàëàÿ ïëîòíîñòü, íèçêàÿ òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ è ïëàâëåíèÿ, íåçíà÷èòåëüíàÿ òâåðäîñòü. Íà îñíîâàíèè èçó÷åíèÿ õàðàêòåðà èçìåíåíèÿ ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ìîæíî ñäåëàòü ñëåäóþùèé âûâîä:

Ïî ìåðå óâåëè÷åíèÿ ïîðÿäêîâîãî íîìåðà õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ âîçðàñòàåò ïëîòíîñòü ìåòàëëîâ, à òâåðäîñòü, òåìïåðàòóðà ïëàâëåíèÿ è êèïåíèÿ óìåíüøàþòñÿ.

Íåêîòîðûå ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ

Îáúÿñíåíèå ýòîãî ôàêòà ñëåäóåò èñêàòü â çàêîíîìåðíîñòÿõ ñòðîåíèÿ ðàññìàòðèâàåìîé ãðóïïû âåùåñòâ.

Îñîáåííîñòè ñòðîåíèÿ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ. Ìåòàëëè÷åñêèå êðèñòàëëè÷åñêèå ðåøåòêè ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ õàðàêòåðèçóþòñÿ ðÿäîì îñîáåííîñòåé. Âî-ïåðâûõ, êàæäûé àòîì ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ ðàñïîëàãàåò ëèøü îäíèì âàëåíòíûì ýëåêòðîíîì, ñëåäîâàòåëüíî, â êðèñòàëëàõ íà îäèí èîí-àòîì ïðèõîäèòñÿ îäèí ñâîáîäíûé ýëåêòðîí. Âî-âòîðûõ, äëÿ ðàññìàòðèâàåìîé ãðóïïû ìåòàëëîâ õàðàêòåðíà íåïëîòíàÿ óïàêîâêà àòîìîâ â êðèñòàëëå, òèï ðåøåòîê — êóáè÷åñêèå îáúåìíîöåíòðèðîâàííûå (ñì. ðèñ. 72). Çàâèñèìîñòü ñâîéñòâ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ îò èõ ñòðîåíèÿ îòðàæåíà â ñõåìå 6.

Îáóñëîâëåííîñòü ôèçè÷åñêèõ ñâîéñòâ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ èõ ñòðîåíèåì

Èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî ìåæäó èîíàìè ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ èìåþòñÿ çíà÷èòåëüíûå ïóñòîòû. Íàïðèìåð, äèàìåòð èîíà íàòðèÿ ðàâåí 0,1 89 íì, à ðàññòîÿíèå ìåæäó ÿäðàìè ñîñåäíèõ èîíîâ ñîñòàâëÿåò 3,71 íì, ñëåäîâàòåëüíî, â êðèñòàëëå ìåæäó èîí-àòîìàìè èìååòñÿ çàçîð, ðàâíûé 0,1 81 íì. Ýòî òàêæå ñïîñîáñòâóåò îñëàáëåíèþ ñèë ñâÿçûâàíèÿ èîíîâ.

Îêîí÷àíèå ïàðàãðàôà >>>

 

 




Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->