Инструкции
Вземете периодичната таблица и с линийка начертайте линия, която започва в клетката с елемента Be (берилий) и завършва в клетката с елемента At (астат).
Тези елементи, които ще бъдат вляво от тази линия, са метали. Освен това, колкото „по-надолу и вляво“ е разположен елементът, толкова по-изразени метални свойства има. Лесно се вижда, че в периодичната таблица такъв метал е (Fr) - най-активният алкален метал.
Съответно тези елементи отдясно на линията имат свойства. И тук също важи подобно правило: колкото „по-високо и вдясно“ от линията е елементът, толкова по-силен е неметалът. Такъв елемент в периодичната таблица е флуорът (F), най-силният окислител. Той е толкова активен, че химиците му даваха уважителното, макар и неофициално име: „Всичко дъвче“.
Могат да възникнат въпроси като „Ами тези елементи, които са на самата линия или много близо до нея?“ Или, например, „Отдясно и над линията са хром, . Това наистина ли са неметали? В крайна сметка те се използват в производството на стомана като легиращи добавки. Но е известно, че дори малки примеси от неметали ги правят крехки. Факт е, че елементите, разположени на самата линия (например алуминий, германий, ниобий, антимон), имат двоен характер.
Що се отнася например до ванадий, хром, манган, свойствата на техните съединения зависят от степента на окисление на атомите на тези елементи. Например техните висши оксиди, като V2O5, CrO3, Mn2O7, имат изразен . Ето защо те са разположени на привидно „нелогични“ места в периодичната таблица. В своята „чиста“ форма тези елементи, разбира се, са метали и имат всички свойства на металите.
източници:
- метали в периодичната таблица
За ученици, изучаващи масата Менделеев- ужасен сън. Дори тридесет и шестте елемента, които учителите обикновено задават, водят до часове на изтощително тъпчене и главоболие. Много хора дори не вярват какво да научат масаМенделеев е истински. Но използването на мнемоника може много да улесни живота на учениците.
Инструкции
Разберете теорията и изберете правилната техника Правила, които улесняват запаметяването на материала, мнемоника. Основният им трик е създаването на асоциативни връзки, когато абстрактната информация се пакетира в ярка картина, звук или дори миризма. Има няколко мнемонични техники. Например, можете да напишете история от елементи на запаметена информация, да потърсите съгласни думи (рубидий - ключ, цезий - Юлий Цезар), да включите пространственото въображение или просто да римувате елементите на периодичната таблица.
Баладата за азота По-добре е елементите от периодичната таблица на Менделеев да се римуват със значение, според определени характеристики: по валентност, например. И така, алкалните се римуват много лесно и звучат като песен: „Литий, калий, натрий, рубидий, цезий франций.“ „Магнезий, калций, цинк и барий - тяхната валентност е равна на двойка“ е неувяхваща класика на училищния фолклор. По същата тема: „Натрият, калият, среброто са едновалентни блага“ и „Натрият, калият и аргентумът са едновалентни“. Креативността, за разлика от тъпченето, което продължава най-много няколко дни, стимулира дългосрочната памет. Това означава повече за алуминия, стихотворения за азота и песни за валентността - и запаметяването ще върви като по часовник.
Киселинен трилър За по-лесно запаметяване е измислена идея, в която елементи от периодичната таблица се трансформират в герои, пейзажни детайли или елементи от сюжета. Ето, например, добре познат текст: „Азиатците (Азота) започнаха да изливат (Литиева) вода (Водород) в боровата гора (Бор). Но не той (Неон) ни трябваше, а Магнолия (Магнезий).“ Може да се допълни с историята на едно ферари (желязо - ferrum), в което тайният агент "Хлор нула седемнадесет" (17 - сериен номер на хлор) пътувал, за да хване маниака Арсений (арсеник - arsenicum), който имал 33 бр. зъби (33 - сериен номер арсен), но в устата му влезе нещо кисело (кислород), бяха осем отровни куршума (8 е поредният номер на кислорода)... Можем да продължим безкрайно. Между другото, роман, написан въз основа на периодичната таблица, може да бъде възложен на учител по литература като експериментален текст. Сигурно ще й хареса.
Изградете дворец на паметта Това е едно от имената на доста ефективна техника за запаметяване, когато е включено пространственото мислене. Тайната му е, че всички можем лесно да опишем стаята си или пътя от дома до магазина, училището и т.н. За да създадете последователност от елементи, трябва да ги поставите покрай пътя (или в стаята) и да представите всеки елемент много ясно, видимо, осезаемо. Ето един слаб блондин с продълговато лице. Работещият, който слага плочки, е силиций. Група аристократи в скъп автомобил - инертни газове. И, разбира се, балони с хелий.
Забележка
Няма нужда да се насилвате да запомните информацията на картите. Най-доброто нещо е да свържете всеки елемент с определен ярък образ. Силикон - със Силиконовата долина. Литиев - с литиеви батерии в мобилен телефон. Може да има много опции. Но комбинацията от визуално изображение, механично запаметяване и тактилно усещане за груба или, обратно, гладка лъскава карта ще ви помогне лесно да извадите най-малките детайли от дълбините на паметта.
Полезен съвет
Можете да изтеглите същите карти с информация за елементите, които Менделеев е имал по негово време, но само да ги допълните със съвременна информация: броя на електроните на външно ниво, например. Всичко, което трябва да направите, е да ги подредите преди лягане.
източници:
- Мнемонични правила по химия
- как да запомните периодичната таблица
Проблемът с дефиницията далеч не е празен. Едва ли ще е приятно, ако в магазин за бижута искат да ви дадат откровен фалшификат вместо скъп златен предмет. Не е ли интересно от кое металНаправен от счупена автомобилна част или намерена антика?
Инструкции
Ето например как се определя наличието на мед в една сплав. Нанесете върху почистена повърхност металкапка (1:1) азотна киселина. В резултат на реакцията ще започне да се отделя газ. След няколко секунди попийте капката с филтърна хартия, след което я задръжте върху мястото, където се намира концентрираният амонячен разтвор. Медта ще реагира, превръщайки петното в тъмносин цвят.
Ето как да различите бронз от месинг. Поставете парче метални стърготини или стърготини в чаша с 10 ml разтвор (1:1) на азотна киселина и я покрийте със стъкло. Изчакайте малко, докато се разтвори напълно, и след това загрейте получената течност почти до кипене за 10-12 минути. Белият остатък ще ви напомни за бронз, но чашата с месинг ще остане.
Можете да определите никела почти по същия начин като медта. Нанесете капка разтвор на азотна киселина (1:1) върху повърхността метали изчакайте 10-15 секунди. Попийте капката с филтърна хартия и след това я задръжте върху концентрирани амонячни пари. Нанесете 1% разтвор на диметилглиоксин в алкохол върху полученото тъмно петно.
Никелът ще ви “сигнализира” с характерния си червен цвят. Оловото може да се определи с помощта на кристали от хромна киселина и капка охладена оцетна киселина, нанесена върху тях и след минута капка вода. Ако видите жълта утайка, знаете, че това е оловен хромат.
Определянето на наличието на желязо също е лесно. Вземете парче метали го загрейте в солна киселина. Ако резултатът е положителен, съдържанието на колбата трябва да стане жълто. Ако не ви бива с химията, вземете обикновен магнит. Знайте, че всички сплави, съдържащи желязо, се привличат към него.
Според общоприетите възгледи киселините са сложни вещества, състоящи се от един или повече водородни атоми, които могат да бъдат заменени с метални атоми и киселинни остатъци. Делят се на безкислородни и кислородсъдържащи, едноосновни и многоосновни, силни, слаби и др. Как да определим дали дадено вещество има киселинни свойства?
Ще имаш нужда
- - индикаторна хартия или лакмусов разтвор;
- - солна киселина (за предпочитане разредена);
- - натриев карбонат на прах (калцинирана сода);
- - малко сребърен нитрат в разтвор;
- - колби или чаши с плоско дъно.
Инструкции
Първият и най-прост тест е тест с индикаторна лакмусова хартия или лакмусов разтвор. Ако хартиената лента или разтвор има розов оттенък, това означава, че тестваното вещество съдържа водородни йони и това е сигурен знак за киселина. Лесно можете да разберете, че колкото по-интензивен е цветът (до червено-бордо), толкова по-киселинен е той.
Има много други начини за проверка. Например, вие получавате задача да определите дали бистрата течност е солна киселина. Как да го направим? Знаете реакцията към хлоридния йон. Открива се чрез добавяне дори на най-малки количества разтвор на лапис - AgNO3.
Изсипете малко от тестовата течност в отделен съд и добавете малко разтвор на лапис. В този случай незабавно ще се образува "изварена" бяла утайка от неразтворим сребърен хлорид. Тоест определено има хлориден йон в молекулата на веществото. Но може би в крайна сметка не е, а разтвор на някаква сол, съдържаща хлор? Например натриев хлорид?
Спомнете си още едно свойство на киселините. Силните киселини (и солната киселина, разбира се, е една от тях) могат да изместят слабите киселини от тях. Поставете малко сода на прах - Na2CO3 - в колба или чаша и бавно добавете течността за тестване. Ако веднага се чуе съскащ звук и прахът буквално „кипи“, няма да остане никакво съмнение - това е солна киселина.
На всеки елемент в таблицата е присвоен определен сериен номер (H - 1, Li - 2, Be - 3 и т.н.). Това число съответства на ядрото (броя на протоните в ядрото) и броя на електроните, обикалящи около ядрото. Следователно броят на протоните е равен на броя на електроните, което означава, че при нормални условия атомът е електрически .
Разделянето на седем периода става според броя на енергийните нива на атома. Атомите от първия период имат едностепенна електронна обвивка, втората - двустепенна, третата - тристепенна и т.н. Когато се запълни ново енергийно ниво, започва нов период.
Първите елементи на всеки период се характеризират с атоми, които имат един електрон на външно ниво - това са атоми на алкални метали. Периодите завършват с атоми на благородни газове, които имат външно енергийно ниво, напълно запълнено с електрони: в първия период благородните газове имат 2 електрона, в следващите периоди - 8. Именно поради сходната структура на електронните обвивки, групи от елементи имат сходна физика.
В таблицата Д.И. Менделеев има 8 основни подгрупи. Този брой се определя от максималния възможен брой електрони на енергийно ниво.
В долната част на периодичната таблица лантанидите и актинидите се разграничават като независими серии.
С помощта на таблицата D.I. Менделеев, може да се наблюдава периодичността на следните свойства на елементите: атомен радиус, атомен обем; йонизационен потенциал; сили на електронен афинитет; електроотрицателност на атома; ; физични свойства на потенциални съединения.
Ясно проследима периодичност на подредбата на елементите в таблицата D.I. Менделеев се обяснява рационално с последователния характер на запълване на енергийните нива с електрони.
източници:
- Менделеевата таблица
Периодичният закон, който е в основата на съвременната химия и обяснява закономерностите на промените в свойствата на химичните елементи, е открит от D.I. Менделеев през 1869 г. Физическият смисъл на този закон се разкрива чрез изучаване на сложната структура на атома.
През 19 век се е смятало, че атомната маса е основната характеристика на даден елемент, така че тя е била използвана за класифициране на веществата. В днешно време атомите се дефинират и идентифицират по количеството заряд на ядрото им (номерът и атомният номер в периодичната таблица). Въпреки това, атомната маса на елементите, с някои изключения (например, атомната маса е по-малка от атомната маса на аргона), нараства пропорционално на техния ядрен заряд.
С увеличаване на атомната маса се наблюдава периодична промяна в свойствата на елементите и техните съединения. Това са металичност и неметалност на атомите, атомен радиус, йонизационен потенциал, електронен афинитет, електроотрицателност, степени на окисление, съединения (точки на кипене, точки на топене, плътност), тяхната основност, амфотерност или киселинност.
Колко елемента има в съвременната периодична таблица
Периодичната таблица изразява графично закона, който той открива. Съвременната периодична таблица съдържа 112 химични елемента (последните са Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium и Copernicium). По последни данни са открити и следните 8 елемента (до 120 включително), но не всички от тях са получили имената си и тези елементи все още са малко в печатните публикации.
Всеки елемент заема определена клетка в периодичната таблица и има свой пореден номер, съответстващ на заряда на ядрото на неговия атом.
Как е изградена периодичната таблица?
Структурата на периодичната таблица е представена от седем периода, десет реда и осем групи. Всеки период започва с алкален метал и завършва с благороден газ. Изключенията са първият период, който започва с водород, и седмият непълен период.
Периодите се делят на малки и големи. Малките периоди (първи, втори, трети) се състоят от един хоризонтален ред, големи периоди (четвърти, пети, шести) - от два хоризонтални реда. Горните редове в големи периоди се наричат четни, долните редове се наричат нечетни.
В шестия период на таблицата след (пореден номер 57) има 14 елемента, подобни по свойства на лантана - лантаниди. Те са посочени в долната част на таблицата като отделен ред. Същото се отнася и за актинидите, разположени след актиния (с номер 89) и до голяма степен повтарящи свойствата му.
Четните редове от големи периоди (4, 6, 8, 10) са запълнени само с метали.
Елементите в групите проявяват еднаква валентност в оксидите и другите съединения и тази валентност съответства на номера на групата. Основните съдържат елементи от малки и големи периоди, само големи. Отгоре надолу те се укрепват, неметалните отслабват. Всички атоми от странични подгрупи са метали.
Таблицата на периодичните химични елементи се превърна в едно от най-важните събития в историята на науката и донесе световна слава на своя създател, руския учен Дмитрий Менделеев. Този необикновен човек успя да комбинира всички химични елементи в една концепция, но как успя да отвори прочутата си маса?
Ако си спомняте дори малко от училищния курс по физика, лесно ще запомните, че най-активният метал е литият. Този факт не е изненадващ, докато не се опитате да разберете този въпрос по-подробно. Вярно е, че е трудно да си представите ситуация, в която ще имате нужда от такава информация, но в името на празния интерес можете да опитате.
Например, каква е активността на един метал? Способността да реагирате бързо и напълно с други химични елементи? Може би. Тогава литият, въпреки че ще бъде един от най-активните метали, очевидно не е шампион. Но повече за това по-късно.
Но ако направите малко пояснение, кажете не „най-активният метал“, а „най-електрохимично активният метал“, тогава литият ще заеме полагаемото се първо място.
литий
В превод от гръцки "литий" означава "камък". Но това не е изненадващо, защото шведският химик Арфведсон го откри в камъка, в минерала петалит, който освен всичко друго съдържаше този метал.
От този момент започва неговото обучение. И има върху какво да се работи. Например плътността му е няколко пъти по-малка от тази на алуминия. Той, разбира се, ще се удави във вода, но в керосин ще плува уверено.
При нормални условия литият е мек, сребрист метал. В серията на Бекетов (серия за електрохимична активност) литият заема почетно първо място, дори пред всички други алкални метали. Това означава, че по време на химическа реакция той ще измести други метали, заемайки празно място в съединенията. Това е, което определя всички други негови свойства.
Например, той е абсолютно необходим за нормалното функциониране на човешкия организъм, макар и в малки дози. Повишената концентрация може да причини отравяне, намалената концентрация може да причини психическа нестабилност.
Интересното е, че известната напитка 7Up съдържаше литий и беше позиционирана като лек за махмурлук. Може би наистина помогна.
Цезий
Но ако се отървем от натрапчивото избистряне „електрохимично“, оставяйки просто „активен метал“, тогава цезият може да се нарече победител.
Както знаете, активността на веществата в периодичната таблица се увеличава отдясно наляво и отгоре надолу. Факт е, че във веществата, които са в първата група (първата колона), единичен самотен електрон се върти на външния слой. За атома е лесно да се отърве от него, което се случва при почти всяка реакция. Ако бяха два от тях, като елементите от втората група, тогава щеше да отнеме повече време, три - още повече и т.н.
Но дори и в първата група веществата не са еднакво активни. Колкото по-ниско е дадено вещество, толкова по-голям е диаметърът на неговия атом и колкото по-далеч от ядрото се върти единичен свободен електрон. Това означава, че привличането на ядрото му действа по-слабо и то по-лесно се откъсва. Цезият отговаря на всички тези условия.
Този метал е първият, открит с помощта на спектроскоп. Учените изследвали състава на минерална вода от лечебен извор и видели ярко синя лента на спектроскопа, съответстваща на неизвестен досега елемент. Поради това цезият получи името си. Може да се преведе на руски като „небесно синьо“.
От всички чисти метали, които могат да бъдат добивани в значителни количества, цезият има най-голяма химическа реактивност, както и много други интересни свойства. Например, може да се стопи в човешки ръце. Но за да направите това, той трябва да бъде поставен в запечатана стъклена капсула, пълна с чист аргон, защото в противен случай той просто ще се запали при контакт с въздуха. Този метал е намерил своето приложение в различни области: от медицината до оптиката.
Франция
И ако не се спрем на цезий и отидем още по-ниско, ще се окажем с франций. Той запазва всички свойства и характеристики на цезия, но ги извежда на качествено ново ниво, защото има още повече електронни орбити, което означава, че същият този самотен електрон е още по-далеч от центъра.
Дълго време беше теоретично предсказано и дори описано, но не беше възможно да се намери или намери, което също не е изненадващо, защото в природата се намира в малки количества (по-малко - само астат). И дори да се получи, поради високата си радиоактивност и бързия полуживот, той остава изключително нестабилен.
Интересното е, че мечтата на средновековните алхимици се сбъдва във Франция, само че наобратно. Те мечтаеха да получат злато от други вещества, но тук използват злато, което след бомбардиране с електрони се превръща във франций. Но въпреки това може да се получи в пренебрежимо малки количества, недостатъчни дори за внимателно изследване.
Така францият остава най-активният от металите, далеч пред всички останали. Само цезият може да се конкурира с него и дори тогава единствено поради по-значително количество. Дори най-активният неметал, флуорът, е значително по-нисък от него.
Когато хората чуят думата „метал“, те обикновено я свързват със студено, твърдо вещество, което провежда електричество. Въпреки това, металите и техните сплави могат да се различават значително един от друг. Има такива, които принадлежат към тежката група; тези вещества имат най-висока плътност. А някои, например литий, са толкова леки, че биха могли да плуват във вода, само ако не реагират активно с нея.
Кои метали са най-активни?
Но кой метал проявява най-интензивни свойства? Най-активният метал е цезият. По активност той е на първо място сред всички метали. За негови „братя” се смятат също Франций, който е на второ място, и Унунений. Но учените все още знаят малко за свойствата на последния.
Свойства на цезия
Цезият е елемент, който изглежда лесно се топи в ръцете ви. Това обаче може да стане само при едно условие: цезият да е в стъклена ампула. В противен случай металът може бързо да реагира с околния въздух и да се запали. И взаимодействието на цезий с вода е придружено от експлозия - това е най-активният метал в неговото проявление. Това отговаря на въпроса защо е толкова трудно да се контейнеризира цезий.
За да се постави в епруветка, тя трябва да бъде направена от специално стъкло и напълнена с аргон или водород. Точката на топене на цезия е 28,7 o C. При стайна температура металът е в полутечно състояние. Цезият е златисто-бяло вещество. В течно състояние металът отразява добре светлината. Цезиевите пари имат зеленикаво-син оттенък.
Как е открит цезият?
Най-активният метал беше първият химичен елемент, чието присъствие в повърхността на земната кора беше открито с помощта на метода на спектралния анализ. Когато учените получили спектъра на метала, те видели две небесносини линии в него. Ето как този елемент получи името си. Думата caesius в превод от латински означава „небесносин“.
История на откритието
Откритието му принадлежи на немските изследователи Р. Бунзен и Г. Кирхоф. Още тогава учените се интересуват кои метали са активни и кои не. През 1860 г. изследователи изследват състава на водата от резервоара Durkheim. Те направиха това с помощта на спектрален анализ. Във водната проба учените откриха елементи като стронций, магнезий, литий и калций.
След това те решават да анализират капката вода с помощта на спектроскоп. Тогава те видяха две ярко сини линии, разположени недалеч една от друга. Един от тях по своето положение практически съвпадаше с линията на металния стронций. Учените решават, че идентифицираното от тях вещество е неизвестно и го класифицират като алкален метал.
През същата година Бунзен пише писмо до своя колега фотохимик Г. Роско, в което говори за това откритие. Цезият е официално докладван на 10 май 1860 г. на среща на учени в Берлинската академия. След шест месеца Бунзен успява да изолира около 50 грама цезиев хлороплатинит. Учените преработиха 300 тона минерална вода и изолираха около 1 кг литиев хлорид като страничен продукт, за да получат най-активния метал. Това предполага, че минералните води съдържат много малко цезий.
Трудността за получаване на цезий постоянно тласка учените да търсят минерали, които го съдържат, един от които е полуцитът. Но извличането на цезий от рудите винаги е непълно по време на работа, цезият се разсейва много бързо. Това го прави едно от най-трудните за получаване вещества в металургията. Земната кора например съдържа 3,7 грама цезий на тон. А в един литър морска вода само 0,5 μg от веществото представлява най-активният метал. Това прави извличането на цезий един от най-трудоемките процеси.
Получаване в Русия
Както беше посочено, основният минерал, от който се получава цезий, е полуцитът. Този най-активен метал може да бъде получен и от рядък авогадрит. Поллуцитът се използва в промишлеността. Не се добива в Русия след разпадането на Съветския съюз, въпреки факта, че дори в онези дни бяха открити гигантски запаси от цезий в тундрата Вороня близо до Мурманск.
По времето, когато местната индустрия можеше да си позволи извличането на цезий, лицензът за разработване на това находище беше придобит от компания от Канада. В момента добивът на цезий се извършва от новосибирската компания ZAO Rare Metals Plant.
Използване на цезий
Този метал се използва за производството на различни слънчеви клетки. Цезиевите съединения се използват и в специални клонове на оптиката - при производството на инфрачервени устройства, цезият се използва при производството на мерници, които ви позволяват да забележите вражеско оборудване и жива сила. Използва се и за направата на спец метален халогенлампи
Но това не изчерпва обхвата на неговото приложение. На базата на цезий са създадени и редица медицински препарати. Това са лекарства за лечение на дифтерия, пептична язва, шок и шизофрения. Подобно на литиевите соли, цезиевите соли имат нормотимични свойства - или просто те са в състояние да стабилизират емоционалния фон.
Метал франций
Друг от металите с най-интензивни свойства е францият. Името си получи в чест на родината на откривателя на метала. М. Пере, роден във Франция, открива нов химичен елемент през 1939 г. Това е един от онези елементи, за които дори на самите химици изследователи им е трудно да направят някакви заключения.
Францият е най-тежкият метал. Освен това най-активният метал е франций, заедно с цезия. Франциумът има тази рядка комбинация от висока химическа активност и ниска ядрена устойчивост. Неговият най-дълго живеещ изотоп има полуживот от само 22 минути. Франциумът се използва за откриване на друг елемент, морска анемона. Френските соли също бяха предложени преди това да се използват за откриване на ракови тумори. Въпреки това, поради високата си цена, тази сол не е рентабилна за производство.
Сравнение на най-активните метали
Ununenny е метал, който все още не е открит. Той ще заеме първо място в осмия ред на периодичната таблица. Разработването и изследването на този елемент се извършва в Русия в Обединения институт за ядрени изследвания. Този метал също ще трябва да има много висока активност. Ако сравним вече известните франций и цезий, тогава францият ще има най-висок йонизационен потенциал - 380 kJ/mol.
За цезия тази цифра е 375 kJ/mol. Но францият все още не реагира толкова бързо, колкото цезия. Следователно цезият е най-активният метал. Това е отговор (химията е най-често предметът, в чиято учебна програма можете да намерите подобен въпрос), който може да бъде полезен както в час в училище, така и в професионална гимназия.
Металите се различават значително по своята химическа активност. Химическата активност на даден метал може приблизително да се прецени по неговото положение в.
Най-активните метали са разположени в началото на този ред (вляво), най-малко активните са в края (вдясно).
Реакции с прости вещества. Металите реагират с неметалите, за да образуват бинарни съединения. Условията на реакцията и понякога техните продукти варират значително за различните метали.
Например, алкалните метали реагират активно с кислород (включително във въздуха) при стайна температура, за да образуват оксиди и пероксиди
4Li + O 2 = 2Li 2 O;
2Na + O 2 = Na 2 O 2
Металите със средна активност реагират с кислорода при нагряване. В този случай се образуват оксиди:
2Mg + O 2 = t 2MgO.
Нискоактивните метали (например злато, платина) не реагират с кислород и следователно практически не променят блясъка си във въздуха.
Повечето метали, когато се нагряват със серен прах, образуват съответните сулфиди:
Реакции със сложни вещества. С метали реагират съединения от всички класове - оксиди (включително вода), киселини, основи и соли.
Активните метали реагират бурно с вода при стайна температура:
2Li + 2H 2 O = 2LiOH + H 2;
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2.
Повърхността на метали като магнезий и алуминий е защитена от плътен филм от съответния оксид. Това предотвратява протичането на реакция с вода. Но ако този филм се отстрани или се наруши целостта му, тогава тези метали също реагират активно. Например магнезият на прах реагира с гореща вода:
Mg + 2H 2 O = 100 °C Mg(OH) 2 + H 2.
При повишени температури по-малко активните метали също реагират с вода: Zn, Fe, Mil и др. В този случай се образуват съответните оксиди. Например, при преминаване на водна пара върху горещи железни стружки се получава следната реакция:
3Fe + 4H 2 O = t Fe 3 O 4 + 4H 2.
Металите в серията активност до водород реагират с киселини (с изключение на HNO 3), за да образуват соли и водород. Активните метали (K, Na, Ca, Mg) реагират с киселинни разтвори много бурно (с висока скорост):
Ca + 2HCl = CaCl2 + H2;
2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.
Нискоактивните метали често са практически неразтворими в киселини. Това се дължи на образуването на филм от неразтворима сол върху повърхността им. Например, оловото, което е в серията активност преди водорода, е практически неразтворимо в разредена сярна и солна киселина поради образуването на филм от неразтворими соли (PbSO 4 и PbCl 2) на повърхността му.
Трябва да активирате JavaScript, за да гласуватеОтговорът на въпроса „кой метал е най-активен“ не е толкова прост. Дори само защото поради различни гледни точки, няма пряк и точен отговор.
Някои експерти смятат, че най-активният метал е литият. Други смятат, че цезият има най-висока активност. А трети твърдят, че Франция трябва да получи палмата.
Неволно задавате въпроса: „Защо такава разлика в мненията?“ И защо никой не споменава натрий, калий и рубидий?
Има повече въпроси, отколкото отговори. Но при по-внимателно изучаване на темата в хаоса от данни се откриват много хармонични модели, които не само ни позволяват да получим отговори, но дори да разберем кой метал е най-активен.
Защо все още не се знае кой метал е най-активен? Историята на развитието на науката показва, че ясни и недвусмислени отговори се появяват, като правило, в два случая. Първо, ако отговорът е единственият правилен и няма други интерпретации и тълкувания. Например най-високата планина на планетата е Джомолунгма.
В случай, че отговорът е продиктуван от практическа необходимост.
През 20-те години на миналия век във все още младия Съветски съюз беше поставен въпросът, чиято основа беше политическа и икономическа обосновка: възможно ли е да се получи каучук по друг начин, освен от каучукови дървета? И докато целият свят се возеше на колела, направени от сока на южноамериканските дървета, професор С.В.Лебедев отговори: „Възможно е“. И заедно с група специалисти той демонстрира на света топка, изработена от синтезиран каучук.
Въпросът за самия активен метал не се отнася нито за първия, нито за втория случай. Има много равностойни кандидати за ролята на най-активния метал и търсенето на верния отговор няма практическа полза. Едва ли някой учен ще се впусне в сериозни лабораторни изследвания само за да задоволи нечие празно любопитство.
Е, макар и само теоретично, възможно ли е все пак да се установи кой метал е най-активен?
Какво значи най-активен? Атомът на всяко вещество се състои от ядро, заобиколено от облак от електрони. Електроните се въртят около ядрото по фиксирани траектории (орбитали). Понякога орбиталите се наричат още енергийни нива или черупки.
Вече е подредено от самата природа, че на всяко енергийно ниво на атом на даден елемент не може да има повече от определен брой електрони. Нивата, които вече имат тази максимална сума, се считат за завършени. Въпреки това, наред със завършените нива, във всеки елемент (с изключение на благородните газове) има още един, незапълнен.
Атомът се стреми да запълни всичките си електронни обвивки. И щом се появи възможност, атомът веднага ще се откаже от своите електрони от външното ниво или ще вземе нечии други. Всичко зависи от конкретния елемент и структурата на външната му електронна обвивка.
Елемент, който трябва да спечели един електрон, ще се справи с тази задача по-бързо от елемент, който се нуждае от два електрона, за да запълни ниво. Този, който е по-бърз, се нарича по-активен.
Елементите, които трябва да получат един електрон, съставляват седмата група в периодичната таблица: водород, флуор, хлор, бром, йод, астат. унунсептиум.
Сред елементите, които даряват своите електрони, най-активен ще бъде този, който трябва да отдаде само един електрон. Такива елементи представляват първата група на периодичната таблица: водород, литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций.
В търсене на метал.
Преди да разберете кой от тези елементи е най-активен, е необходимо да изключите елементи, които не са метали. На флуорния атом му липсва един електрон, за да завърши външното ниво. Два флуорни атома се комбинират и отнемат този електрон един от друг. В резултат на това такъв електрон става общ и е част от вече завършената обвивка. Тази връзка се нарича молекулярна връзка и двата флуорни атома сега образуват молекула. Двуатомните флуорни молекули се държат заедно от междумолекулни сили, за да образуват веществото флуор.
На всички елементи от седмата група им липсва един електрон за завършване. Следователно атомите на тези елементи също са свързани в двуатомни молекули. Елементите от седмата група са способни да създават изключително молекулярни връзки, така че те не могат да бъдат метали, тъй като металите са предимно елементи, чиято структура се основава на „метална връзка“. Следователно дори най-активните елементи от седмата група са изключени и няма да бъдат разглеждани по-нататък.
Първа група. Метална връзка.
Електронната обвивка на атома на цезия съдържа 55 електрона. 54 от тях ще образуват плътен електронен облак около ядрото, състоящ се от пет завършени нива. Този облак екранира почти цялата сила на привличане на ядрото, в резултат на което един електрон на външното шесто ниво е много слабо свързан с ядрото.
Цезиевите атоми се групират и даряват своите външни електрони на „обща касичка“, опитвайки се да създадат пълно шесто ниво. Всички атоми участват в процеса, образувайки кристална структура,
Когато атомите се приближават един към друг, свободните орбитали се припокриват по такъв начин, че възникват цели области, през които електронът може да се движи свободно. В резултат на това външните електрони напускат своите орбитали и започват да се движат по целия обем на целия кристал. Сега те се наричат "свободни" електрони. и са вид „цимент“, който държи атомите заедно.
Връзката, която се установява между йони (атоми, които са дарили електрон), държани заедно от цимента от „свободни“ електрони, се нарича метална връзка, а структурата се нарича метална.
Всички елементи от първата група (с изключение на водорода) са метали, защото благодарение на един електрон на външното ниво те са организирани изключително в метална структура.
Свойствата на елементите от първата група са почти еднакви, но надолу в групата тези свойства се увеличават. С всеки период радиусът на атомите става по-голям, което означава, че електронът на външното ниво се привлича към ядрото по-слабо и следователно активността на елемента и металните свойства се увеличават.
Сега, когато общата картина е ясна, остава да се изключат елементи, които не могат да бъдат наречени най-активен метал по една или друга причина.
Изключваме водорода.
Енергийното ниво на водорода съдържа само един електрон. Тази подробност го прави много сходен с елементите от първата група, но тук приликите свършват. Защото преди да запълни електронната обвивка, водородният атом също се нуждае само от един електрон. И ако е така, тогава водородните атоми при стандартни условия няма да могат да образуват кристална решетка с метална връзка.
Изключваме лития.
Много наблюдатели смятат лития за най-активния метал. Йонизационният потенциал (скоростта, с която един атом се превръща в йон) на лития е най-нисък в сравнение с други метали. Но! Само в един случай: когато литий е потопен във воден разтвор. Енергията, изразходвана за йонизиране на литий, ще изисква много по-малко от енергията, изразходвана за йонизиране на други метали. Това се обяснява с факта, че йонизационната енергия на атом във воден разтвор включва сумата от две величини: йонизационен потенциал и енергия на хидратация (взаимодействие с водни молекули).
При разглеждане на свойствата на елементите в групи и периоди на периодичната система отправна точка е условието, че елементите са във вакуум, тоест елементите не взаимодействат помежду си. По този начин литият, разглеждан според условията на периодичната таблица, не може да бъде най-активният метал.
Изключваме натрий, калий и рубидий.
Металните свойства и химическата реактивност се увеличават с всеки период. Това означава, че дори рубидият, елемент от петия период, не може да бъде най-активният, да не говорим за калия и натрия, елементите от четвъртия и третия период.
Остават двама кандидати за ролята на най-активен метал: цезий и франций. Смятам, че френският трябва да бъде изключен - това е субективното мнение на автора, което не претендира да бъде единственото правилно. Радиоактивността на франция не позволява веществото да се получи в макроскопични количества, което значително усложнява изследването и, като следствие, точното описание на неговите свойства.
Най-активният метал.
Най-активният метал може да се нарече цезий. Отворен през 1860 г Учените R. W. Bunsen и G. R. Kirchhoff, цезият стана първият елемент, открит чрез спектрален анализ. Благодарение на две ярки сини линии в емисионния спектър, елементът получава името си от латинското caesius, което означава небесносин.
Цезият е изключително активен: във въздуха той моментално се окислява с възпаление, образувайки хипероксид. Реакцията с вода протича експлозивно. Цезият реагира с лед дори при -120°C. При условия на ограничен достъп до кислород цезият се окислява до прост оксид. Това понякога се използва, когато е необходимо да се създаде абсолютен вакуум в защитена среда.
Цезият е търсен в почти всички отрасли на науката и индустрията. Добивът и получаването на цезий обаче е много скъп бизнес. Поради това цената на цезия на пазарите е доста висока. Това обстоятелство ни задължава да се отнасяме към употребата на цезий много избирателно и внимателно.
