Презентації та публікації

Переважна більшість простих речовин - це метали. Фізичні властивості металів - це непрозорість, специфічний "металевий" блиск, високі тепло- і електропровідність, а також пластичність. Саме завдяки цим властивостям метали зіграли вирішальну роль в історії людства.

Яка причина того, що метали мають такі властивості і чому вони так відрізняються від неметалів? Періодичний закон та теорія будови атома пояснили структуру і властивості металів. Виявилося, що металеві властивості елементів обумовлені електронною будовою їх атомів.

Метали на зовнішніх електронних оболонках мають 1-4 електрона. Ці електрони рухливі, так як слабо притягуються ядром. Через це метали легко віддають всі або частину зовнішніх електронів, внаслідок чого виникають позитивно заряджені іони - катіони. Чим легше метали втрачають свої електрони, тим вони активніше і тим сильніше виражені їх металеві властивості.

В атомах неметалів на зовнішніх електронних оболонках багато електронів 4-8, за винятком водню (1) і бору (3). Ці електрони сильно притягуються ядром і тому відірвати їх від атома дуже важко. Але атоми неметалів можуть приєднувати надлишкові електрони і перетворюватися на негативно заряджені іони - аніони.

Всі метали, за винятком рідкої ртуті, при звичайних умовах тверді і мають кристалічну структуру. Властивості металів тісно пов'язані з будовою їх кристалів. У вузлах кристалічної решітки розміщені атоми і іони (катіони), причому кількість іонів і електронів в кристалах різні метали мають неоднакову. Зовнішні електрони, оскільки вони рухливі і слабо притягуються ядрами, утворюють так званий "електронний газ", який "блукає" між іонами в кристалі. "Електронний газ" належить не окремим іонам, а кристалу в цілому. Саме завдяки наявності в кристалічній решітці металів таких рухливих електронів можна пояснити їх високі електро- і теплопровідність. "Електронний газ" добре відображає світло (тому метали непрозорі і мають характерний блиск), а також короткі радіохвилі. Останню властивість металів покладено в основу радіолокації.

Метали можна кувати і їх здатність до витягування пояснюється ковзанням (переміщенням) одних пластів іонів щодо інших.

Як вже зазначалося, чим легше метали віддають свої валентні електрони, тим вони активніші і тому, легше вступають в хімічні реакції. Більш активні метали витісняють менш активні з їх сполук. Крім того, багато металів витісняють водень з деяких кислот, а також з води. Виходячи з цього, всі метали можна розташувати в так званий ряд активностей, або електрохімічний ряд напруг.

Платинові метали, золото і срібло здавна називають благородними. Вони хімічно досить інертні, і тому не реагують ні з водою, ні з багатьма кислотами. Як і благородні метали поводяться титан, цирконій, гафній, тантал, ніобій, вольфрам, молібден і реній, які також хімічно пасивні. Вони жаростійкі і мають чудові механічні властивості. Саме тому ці метали і їхні сплави відіграють величезну роль в сучасній авіації, ракетобудуванні та ядерній енергетиці.

Схожі презентації: