Общая характеристика металлов
Опорный конспект № 7.3 Общая характеристика металлов.
Проверяемый элемент содержания: ОГЭ 4.3. Физические и химические свойства простых веществ-металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов.
Вернуться к Списку конспектов
Что такое металлы
💡 Посмотрите вокруг: металлы окружают нас повсюду. Алюминиевая ложка, железный гвоздь, медные провода, золотые украшения. Что же объединяет все эти вещества? Что делает металлы такими особенными?
📌 Металлы — это простые вещества, которые обладают характерными физическими свойствами и в химических реакциях выступают как восстановители.
Интересный факт: из 118 известных химических элементов около 80 — металлы. Они составляют большинство элементов Периодической системы.
Положение металлов в Периодической системе
📌 Металлы находятся в левой и нижней частях Периодической системы.
- В периодах (слева направо) металлические свойства ослабевают, неметаллические — усиливаются.
- В группах (сверху вниз) металлические свойства усиливаются.
💡 Граница между металлами и неметаллами проходит по диагонали от бора (B) к астату (At). Все элементы, стоящие слева и ниже этой линии, — металлы (кроме водорода).
📌 Все металлы — это элементы главных и побочных подгрупп.
- Главные подгруппы (A): щелочные металлы (IA), щёлочноземельные (IIA), алюминий (IIIA) и др.
- Побочные подгруппы (B): железо, хром, медь, цинк, никель и др. (переходные металлы).
⚠️ Особенность переходных металлов: у них заполняется d-подуровень, поэтому они проявляют переменные степени окисления и образуют окрашенные соединения.
Условная граница. Если провести диагональ от бора (B) к астату (At), то все элементы слева и ниже этой линии — металлы. Справа и вверху — в основном неметаллы. Такое расположение напрямую связано со строением атомов металлов:
— На внешнем энергетическом уровне у них обычно 1–3 электрона (реже 4–6).
— Радиус атомов сравнительно большой, поэтому внешние электроны находятся на значительном расстоянии от ядра и слабо с ним связаны.
Граница не абсолютная. Элементы вблизи диагонали (бор, кремний, германий, мышьяк, сурьма, теллур) проявляют двойственную природу (амфотерные свойства) — у них могут быть и металлические, и неметаллические черты. Поэтому в химии иногда говорят о «пограничных» элементах.
Строение атомов металлов
📌 Атомы металлов имеют характерные особенности строения:
- Небольшое число электронов на внешнем слое (обычно 1–3, реже 4–6).
- Большой радиус атома (по сравнению с неметаллами того же периода).
- Электроны внешнего слоя слабо связаны с ядром (поэтому их легко отдать).
- Атомы не склонны принимать электроны.
💡 Именно слабая связь внешних электронов с ядром определяет все характерные свойства металлов: они легко отдают электроны и становятся положительными ионами.
📌 В химических реакциях металлы выступают только как восстановители:
Me⁰ − ne⁻ → Meⁿ⁺ (металл отдаёт электроны, окисляется)
Физические свойства металлов
📌 Все металлы обладают общими физическими свойствами, обусловленными металлической связью (ионы металлов + «электронный газ»).
Основные физические свойства металлов
| Свойство | Объяснение | Примеры |
| Металлический блеск | Свободные электроны отражают свет | Серебро, золото, алюминий |
| Пластичность (ковкость) | Ионы могут смещаться под нагрузкой | Золото (самый пластичный), медь, алюминий |
| Электропроводность | Свободные электроны переносят заряд | Серебро (лучший проводник), медь |
| Теплопроводность | Электроны переносят тепло | Серебро, медь |
| Твёрдость | Зависит от прочности кристаллической решётки | Хром (очень твёрдый), натрий (мягкий) |
| Плотность | Зависит от массы атома и упаковки | Литий (самый лёгкий металл), осмий (самый тяжёлый) |
| Температура плавления | Зависит от прочности металлической связи | Ртуть (жидкая при н.у.), вольфрам (самый тугоплавкий) |
⚠️ Ртуть (Hg) — единственный металл, который при обычных условиях находится в жидком состоянии.
Интересный факт: золото — самый пластичный металл. Из 1 г золота можно вытянуть проволоку длиной около 3 км или расплющить его в лист толщиной 0,0001 мм!
Рекорды среди металлов
| Свойство | Металл-рекордсмен | Значение |
| Самый лёгкий | Литий (Li) | ρ = 0,53 г/см³ |
| Самый тяжёлый | Осмий (Os) | ρ = 22,61 г/см³ |
| Самый тугоплавкий | Вольфрам (W) | t°пл = 3422 °С |
| Самый легкоплавкий | Ртуть (Hg) | t°пл = −39 °С |
| Лучший проводник тока | Серебро (Ag) | Наименьшее удельное сопротивление |
| Самый твёрдый | Хром (Cr) | Очень твёрдый |
| Самый мягкий | Натрий (Na) | Режется ножом |
Химические свойства металлов
📌 Химические свойства металлов определяются их способностью отдавать электроны (восстановительные свойства). Активность металла зависит от его положения в ряду напряжений.
1. Взаимодействие с неметаллами
📌 Металлы реагируют со многими неметаллами:
- С кислородом → оксиды (или пероксиды)
4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃
2Mg + O₂ → 2MgO
- С хлором и другими галогенами → галогениды
2Na + Cl₂ → 2NaCl
2Fe + 3Cl₂ → 2FeCl₃
- С серой → сульфиды
Fe + S → FeS
2Al + 3S → Al₂S₃
- С азотом → нитриды (только при высокой температуре)
6Li + N₂ → 2Li₃N
3Mg + N₂ → Mg₃N₂
2. Взаимодействие с водой
📌 Активность реакции с водой зависит от положения металла в ряду напряжений:
- От Li до Mg → бурно реагируют при обычных условиях (щёлочные и щёлочноземельные).
- От Al до Pb → реагируют только при нагревании (с водяным паром).
- После H₂ (Cu, Ag, Au) → не реагируют.
2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑
3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂↑ (при нагревании)
3. Взаимодействие с кислотами
📌 Металлы, стоящие до водорода (H₂) в ряду напряжений, реагируют с разбавленными кислотами с выделением H₂:
Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑
Fe + H₂SO₄(разб.) → FeSO₄ + H₂↑
📌 Металлы, стоящие после водорода, с разбавленными кислотами не реагируют:
Cu + HCl → реакция НЕ ИДЁТ
4. Взаимодействие с солями (вытеснение металлов)
📌 Более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли:
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓
Zn + Pb(NO₃)₂ → Zn(NO₃)₂ + Pb↓
⚠️ Исключение: щелочные и щёлочноземельные металлы реагируют с водой, а не с солью!
Способы получения металлов
📌 В промышленности металлы получают разными способами:
- Пирометаллургия — восстановление металлов из оксидов (например, с помощью угля или CO):
Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂
- Гидрометаллургия — выщелачивание руды растворителем, затем восстановление:
CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O
CuSO₄ + Fe → FeSO₄ + Cu↓
- Электрометаллургия — электролиз расплавов или растворов:
2NaCl (расплав) → 2Na + Cl₂↑
2Al₂O₃ (расплав) → 4Al + 3O₂↑
- Алюмотермия — восстановление металлов алюминием:
Cr₂O₃ + 2Al → Al₂O₃ + 2Cr
Практическое задание
📌 Задание 1. Какие физические свойства металлов объясняются наличием свободных электронов?
- Металлический блеск
- Электропроводность
- Теплопроводность
- Пластичность
📌 Задание 2. Укажите, с чем реагируют металлы:
- Na + H₂O →
- Fe + S →
- Cu + HCl →
- Zn + CuSO₄ →
📌 Задание 3. Какие из перечисленных металлов являются самыми активными?
- K
- Cu
- Fe
- Al
- Ag
📌 Задание 4. Какой способ получения металла используется для алюминия?
- Пирометаллургия
- Гидрометаллургия
- Электролиз
- Алюмотермия
⚡️ Проверьте себя:
- Задание 1: 1, 2, 3 (пластичность — свободные электроны не объясняют).
- Задание 2: 1) 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑; 2) Fe + S → FeS; 3) Cu + HCl → реакция не идёт; 4) Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu↓.
- Задание 3: K, Al (самые активные из перечисленных).
- Задание 4: 3) электролиз.
Памятка
- ✅ Металлы — элементы с небольшим числом электронов на внешнем слое (1–3).
- ✅ В химических реакциях металлы всегда восстановители (отдают электроны).
- ✅ Физические свойства: металлический блеск, пластичность, электропроводность, теплопроводность.
- ✅ Активность металлов определяется положением в ряду напряжений.
- ✅ Реагируют с: неметаллами, водой (активные), кислотами (до H₂), солями (более активный вытесняет менее активного).
- ✅ Способы получения: пирометаллургия, гидрометаллургия, электрометаллургия, алюмотермия.
Общая характеристика металлов
Вы смотрели конспект урока химии по теме «Общая характеристика металлов». Выберите дальнейшее действие:
- Перейти к Списку конспектов по химии (по классам)
- Найти конспект в Кодификаторе ОГЭ по химии
- Найти конспект в Кодификаторе ЕГЭ по химии
