Katera je najbolj aktivna kovina? Aktivne kovine

Navodila

Vzemite periodni sistem in z ravnilom narišite črto, ki se začne v celici z elementom Be (berilij) in konča v celici z elementom At (astatin).

Tisti elementi, ki bodo levo od te črte, so kovine. Še več, »nižje in levo« kot je element, bolj izrazite kovinske lastnosti ima. Preprosto je videti, da je v periodnem sistemu takšna kovina (Fr) - najbolj aktivna alkalna kovina.

V skladu s tem imajo tisti elementi na desni strani črte lastnosti. In tudi tukaj velja podobno pravilo: "višje in desno" od črte je element, močnejša je nekovina. Tak element v periodnem sistemu je fluor (F), najmočnejši oksidant. Je tako aktiven, da so mu kemiki dali spoštljivo, čeprav neuradno ime: »Vse žveči«.

Lahko se pojavijo vprašanja, kot je "Kaj pa tisti elementi, ki so na sami črti ali zelo blizu nje?" Ali na primer: »Na desni in nad črto sta krom, . So to res nekovine? Navsezadnje se uporabljajo v proizvodnji jekla kot legirni dodatki. Znano pa je, da že majhne primesi nekovin naredijo krhke.” Dejstvo je, da imajo elementi, ki se nahajajo na sami liniji (na primer aluminij, germanij, niobij, antimon), to je dvojni značaj.

Kar zadeva na primer vanadij, krom, mangan, so lastnosti njihovih spojin odvisne od oksidacijskega stanja atomov teh elementov. Na primer, njihovi višji oksidi, kot so V2O5, CrO3, Mn2O7, imajo izrazit . Zato se nahajajo na na videz »nelogičnih« mestih v periodnem sistemu. V svoji »čisti« obliki so ti elementi seveda kovine in imajo vse lastnosti kovin.

Viri:

• kovine v periodnem sistemu

Za šolarje, ki preučujejo mizo Mendelejev - grozne sanje. Celo šestintrideset elementov, ki jih učitelji običajno dodelijo, povzroči ure napornega nabijanja in glavobole. Mnogi ljudje sploh ne verjamejo, kaj bi se naučili tabela Mendelejev je resničen. Toda uporaba mnemotehnike lahko študentom zelo olajša življenje.

Navodila

Razumeti teorijo in izbrati pravo tehniko Pravila, ki olajšajo pomnjenje snovi, mnemotehnika. Njihov glavni trik je ustvarjanje asociativnih povezav, ko abstraktne informacije zapakirajo v svetlo sliko, zvok ali celo vonj. Obstaja več mnemotehničnih tehnik. Na primer, lahko napišete zgodbo iz elementov zapomnilnih informacij, poiščete soglasne besede (rubidij - stikalo, cezij - Julij Cezar), vklopite prostorsko domišljijo ali preprosto rimate elemente periodnega sistema.

Balada o dušiku. Elemente Mendelejevega periodnega sistema je bolje rimati s pomenom glede na določene značilnosti: na primer po valentnosti. Torej, alkalne se zelo enostavno rimajo in zvenijo kot pesem: "Litij, kalij, natrij, rubidij, cezij francij." "Magnezij, kalcij, cink in barij - njihova valenca je enaka paru" je neminljiva klasika šolske folklore. Na isto temo: "Natrij, kalij, srebro so enovalentne dobrote" in "Natrij, kalij in argentum so enovalentni." Ustvarjalnost za razliko od nabijanja, ki traja največ nekaj dni, spodbuja dolgoročni spomin. To pomeni več o aluminiju, pesmi o dušiku in pesmi o valenci - in pomnjenje bo šlo kot po maslu.

Acid thriller Za lažje pomnjenje je izumljena ideja, v kateri se elementi periodnega sistema spremenijo v junake, krajinske detajle ali elemente zapleta. Tukaj je na primer dobro znano besedilo: »Azijci (dušik) so začeli izlivati ​​(litij) vodo (vodik) v borov gozd (bor). Toda nismo potrebovali njega (Neona), ampak Magnolijo (magnezij).« Lahko jo dopolnimo z zgodbo o ferrariju (železo - ferrum), v katerem se je tajni agent "Chlorine zero seventeen" (17 - serijska številka klora) peljal ujeti manijaka Arsenija (arsenic - arsenicum), ki je imel 33 zob (33 - serijska številka arzen), pa mu je nekaj kislega prišlo v usta (kisik), bilo je osem zastrupljenih krogel (8 je serijska številka kisika)... Lahko nadaljujemo v nedogled. Mimogrede, roman, napisan na podlagi periodnega sistema, lahko učitelju književnosti dodelite kot poskusno besedilo. Verjetno ji bo všeč.

Zgradite palačo spomina. To je eno od imen učinkovita tehnologija pomnjenje, ko se aktivira prostorsko mišljenje. Njegova skrivnost je v tem, da vsi zlahka opišemo svojo sobo ali pot od doma do trgovine, šole itd. Če želite ustvariti zaporedje elementov, jih morate postaviti ob cesto (ali v prostor) in vsak element predstaviti zelo jasno, vidno, oprijemljivo. Tukaj je suha blondinka z dolgim ​​obrazom. Priden delavec, ki polaga ploščice, je silicij. Skupina aristokratov v dragem avtomobilu - inertni plini. In seveda baloni s helijem.

Opomba

Ni se vam treba siliti, da si zapomnite podatke na karticah. Najbolje je, da vsak element povežete z nekaterimi na svetel način. Silicij – s Silicijevo dolino. Litij - z vgrajenimi litijevimi baterijami mobilni telefon. Možnosti je lahko veliko. Toda kombinacija vizualne podobe, mehanskega pomnjenja in otipljivega občutka grobe ali, nasprotno, gladke sijajne kartice vam bo pomagala zlahka dvigniti najmanjše podrobnosti iz globin spomina.

Koristen nasvet

Lahko narišete iste kartice s podatki o elementih, ki jih je imel Mendelejev v svojem času, vendar jih le dopolnite s sodobnimi informacijami: na primer s številom elektronov na zunanji ravni. Vse kar morate storiti je, da jih položite pred spanjem.

Viri:

• Mnemotehnična pravila za kemijo
• kako si zapomniti periodni sistem

Problem definicije še zdaleč ni prazen. Težko bo prijetno, če vam bodo v zlatarni namesto dragega zlatega predmeta želeli podariti čisto ponaredek. Ali ni zanimivo, iz katerega kovina Narejen iz pokvarjenega avtomobilskega dela ali najdene starine?

Navodila

Tukaj je na primer, kako se določi prisotnost bakra v zlitini. Nanesite na očiščeno površino kovina kapljico (1:1) dušikove kisline. Zaradi reakcije se bo začel sproščati plin. Po nekaj sekundah popivnajte kapljico s filtrirnim papirjem in jo držite nad mestom, kjer se nahaja. koncentrirana raztopina amoniak. Baker bo reagiral in madež obarval temno modro.

Tukaj je opisano, kako ločiti bron od medenine. V čašo z 10 ml raztopine (1:1) dušikove kisline damo kos kovinskih ostružkov ali žagovine in jo pokrijemo s steklom. Počakajte malo, da se popolnoma raztopi, nato pa nastalo tekočino segrevajte skoraj do vrenja 10-12 minut. Beli ostanki vas bodo spominjali na bron, čaša z medenino pa bo ostala.

Nikelj lahko določite na približno enak način kot baker. Na površino nanesemo kapljico raztopine dušikove kisline (1:1). kovina in počakajte 10-15 sekund. Kapljico popivnajte s filtrirnim papirjem in jo nato držite nad koncentriranimi amoniakovimi hlapi. Za nastalo temna lisa kapljamo 1% raztopino dimetilglioksina v alkoholu.

Nikelj vam bo "signaliziral" s svojo značilno rdečo barvo. Svinec lahko določimo s pomočjo kristalov kromove kisline in kapljice ohlajene tekočine. ocetna kislina in minuto kasneje - kapljice vode. Če vidite rumeno oborino, veste, da gre za svinčev kromat.

Tudi ugotavljanje prisotnosti železa je enostavno. Vzemite kos kovina in ga segrejemo v klorovodikovi kislini. pri pozitiven rezultat vsebina bučke mora biti obarvana rumena. Če vam kemija ne gre, vzemite navaden magnet. Vedite, da ga privlačijo vse zlitine, ki vsebujejo železo.

Po splošno sprejetih pogledih so kisline kompleksne snovi, sestavljene iz enega ali več vodikovih atomov, ki jih je mogoče nadomestiti s kovinskimi atomi in kislimi ostanki. Delimo jih na brezkisikove in kisikove, enobazne in polibazne, močne, šibke itd. Kako ugotoviti, ali ima določena snov kislinske lastnosti?

Boste potrebovali

• - indikatorski papir ali lakmusova raztopina;
• - klorovodikova kislina (po možnosti razredčena);
• - natrijev karbonat v prahu (natrijeva soda);
• - malo srebrovega nitrata v raztopini;
• - bučke ali čaše z ravnim dnom.

Navodila

Prvi in ​​najenostavnejši test je test z indikatorskim lakmusovim papirjem ali raztopino lakmusa. Če ima papirni trak ali raztopina roza odtenek, kar pomeni, da proučevana snov vsebuje vodikove ione, kar je zanesljiv znak kisline. Zlahka razumete, da bolj ko je barva intenzivna (do rdeče-bordo), bolj kisla je.

Obstaja veliko drugih načinov za preverjanje. Dobite na primer nalogo, da ugotovite, ali je bistra tekočina klorovodikova kislina. Kako narediti? Poznate reakcijo na kloridni ion. Zaznamo ga z dodajanjem že najmanjših količin raztopine lapisa – AgNO3.

Nekaj ​​preskusne tekočine nalijte v ločeno posodo in dodajte malo raztopine lapisa. V tem primeru se bo takoj oblikovala "skutasta" bela oborina netopnega srebrovega klorida. To pomeni, da je v molekuli snovi zagotovo kloridni ion. Toda morda vendarle ni, ampak raztopina neke vrste soli, ki vsebuje klor? Na primer natrijev klorid?

Zapomni si še eno lastnost kislin. Močne kisline (in klorovodikova kislina je seveda ena izmed njih) lahko iz njih izpodrinejo šibke kisline. V bučko ali čašo dajte malo sode v prahu - Na2CO3 - in počasi dodajte tekočino za testiranje. Če takoj zasliši sikajoč zvok in prašek dobesedno "zavre", ne bo več nobenega dvoma - to je klorovodikova kislina.

Vsakemu elementu v tabeli je dodeljena določena serijska številka (H - 1, Li - 2, Be - 3 itd.). To število ustreza jedru (številu protonov v jedru) in številu elektronov, ki krožijo okoli jedra. Število protonov je tako enako številu elektronov, kar pomeni, da v normalne razmere atom električno.

Delitev na sedem obdobij se pojavi glede na število energijskih nivojev atoma. Atomi prvega obdobja imajo enonivojsko elektronsko lupino, drugi - dvonivojsko, tretji - trinivojsko itd. Ko se napolni nova energijska raven, se začne novo obdobje.

Za prve elemente katere koli periode so značilni atomi, ki imajo en elektron na zunanji ravni - to so atomi alkalijskih kovin. Obdobja se končajo z atomi žlahtnih plinov, ki imajo zunanjo energijsko raven popolnoma napolnjeno z elektroni: v prvi periodi imajo žlahtni plini 2 elektrona, v naslednjih periodah - 8. Prav zaradi podobne zgradbe elektronskih lupin je skupine elementov imajo podobno fiziko.

V tabeli D.I. Mendelejev ima 8 glavnih podskupin. To število je določeno z največjim možnim številom elektronov na energijski ravni.

Na dnu periodnega sistema so lantanidi in aktinoidi ločeni kot neodvisni nizi.

Z uporabo tabele D.I. Mendelejev, lahko opazimo periodičnost naslednjih lastnosti elementov: atomski polmer, atomski volumen; ionizacijski potencial; sile elektronske afinitete; elektronegativnost atoma; ; fizikalne lastnosti potencialnih spojin.

Jasno sledljiva periodičnost razporeditve elementov v tabeli D.I. Mendelejeva je racionalno razloženo z zaporedno naravo polnjenja energijskih nivojev z elektroni.

Viri:

• Mendelejeva tabela

Periodični zakon, ki je osnova sodobne kemije in pojasnjuje vzorce sprememb lastnosti kemični elementi, je odkril D.I. Mendelejev leta 1869. Fizični pomen ta zakon se razkrije pri študiju kompleksna struktura atom.

V 19. stoletju so verjeli, da je atomska masa glavna značilnost element, zato je bil uporabljen za razvrščanje snovi. Dandanes so atomi definirani in identificirani s količino naboja v njihovem jedru (število in atomsko število v periodnem sistemu). Vendar pa se atomska masa elementov, z nekaterimi izjemami (atomska masa je na primer manjša od atomske mase argona), povečuje sorazmerno z njihovim jedrskim nabojem.

S povečanjem atomske mase opazimo občasno spremembo lastnosti elementov in njihovih spojin. To so kovinskost in nekovinskost atomov, atomski radij, ionizacijski potencial, elektronska afiniteta, elektronegativnost, oksidacijska stanja, spojine (vrelišča, tališča, gostota), njihova bazičnost, amfoternost ali kislost.

Koliko elementov je v sodobnem periodnem sistemu

Periodni sistem grafično izraža zakon, ki ga je odkril. Sodobni periodni sistem vsebuje 112 kemijskih elementov (zadnji so Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium in Copernicium). Po zadnjih podatkih je bilo odkritih tudi naslednjih 8 elementov (do vključno 120), vendar niso vsi dobili svojih imen in teh elementov je še vedno malo v tiskanih publikacijah.

Vsak element zaseda določeno celico v periodnem sistemu in ima svojo zaporedno številko, ki ustreza naboju jedra njegovega atoma.

Kako je sestavljen periodni sistem?

Zgradbo periodnega sistema predstavlja sedem period, deset vrstic in osem skupin. Vsako obdobje se začne z alkalno kovino in konča z žlahtnim plinom. Izjemi sta prva perioda, ki se začne z vodikom, in sedma nepopolna perioda.

Obdobja so razdeljena na majhna in velika. Majhna obdobja (prva, druga, tretja) so sestavljena iz ene vodoravne vrstice, velika obdobja (četrta, peta, šesta) - iz dveh vodoravnih vrstic. Zgornje vrstice v velikih obdobjih se imenujejo sode, spodnje vrstice pa lihe.

V šestem obdobju tabele po (zaporedna številka 57) je 14 elementov, ki so po lastnostih podobni lantanu - lantanidi. Postavljeni so v spodnji del tabele v ločeni vrstici. Enako velja za aktinide, ki se nahajajo za aktinijem (s številko 89) in v veliki meri ponavljajo njegove lastnosti.

Sode vrstice velikih pik (4, 6, 8, 10) so zapolnjene samo s kovinami.

Elementi v skupinah imajo enako valenco v oksidih in drugih spojinah, ta valenca pa ustreza številki skupine. Glavni vsebujejo elemente majhnih in velikih obdobij, samo velikih. Od zgoraj navzdol se krepijo, nekovinske oslabijo. Vsi atomi stranskih podskupin so kovine.

Tabela periodičnih kemijskih elementov je postala eden najpomembnejših dogodkov v zgodovini znanosti in je njenemu ustvarjalcu, ruskemu znanstveniku Dmitriju Mendelejevu, prinesla svetovno slavo. Temu izjemnemu človeku je uspelo združiti vse kemične elemente v en koncept, toda kako mu je uspelo odpreti svojo znamenito mizo?

V poglavju o vprašanju Aktivne kovine, katere so te kovine? podala avtorica Olesja Oleskina najboljši odgovor je Tisti, ki najlažje oddajo elektrone.
Aktivnost kovin v periodnem sistemu narašča od zgoraj navzdol in od desne proti levi, zato je najbolj aktiven francij, v zadnji plasti katerega je 1 elektron, ki se nahaja precej daleč od jedra.
Aktivne - alkalijske kovine (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)
So slabši od alkalnih zemelj (Ca, Sr, BA, Ra)
Stirlitz
Umetna inteligenca
(116389)
Ne uvrščamo jih med alkalijske zemlje.

Odgovor od Natalija Kosenko[guru]
Tisti, ki zlahka reagirajo))

Odgovor od učiteljica.[guru]
Hitro oksidira na zraku, natrij, kalij, litij.

Odgovor od KSY[guru]
Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Odgovor od Durchlaucht Furst[guru]
Alkalijske kovine so elementi glavne podskupine I. skupine periodnega sistema kemijskih elementov D. I. Mendelejeva: litij Li, natrij Na, kalij K, rubidij Rb, cezij Cs in francij Fr. Te kovine imenujemo alkalne kovine, ker je večina njihovih spojin topnih v vodi. V slovanščini "izlužiti" pomeni "raztopiti", kar je določilo ime te skupine kovin. Ko se alkalijske kovine raztopijo v vodi, nastanejo topni hidroksidi, imenovani alkalije.
Zaradi visoke kemijske aktivnosti alkalijskih kovin v odnosu do vode, kisika in dušika so shranjene pod plastjo kerozina. Za izvedbo reakcije z alkalno kovino se kos zahtevane velikosti previdno odreže s skalpelom pod plastjo kerozina, površina kovine se temeljito očisti v atmosferi argona iz produktov njegove interakcije z zrakom, in šele nato se vzorec postavi v reakcijsko posodo.

Anonimiziran kovinski račun na Wikipediji
Anonimiziran kovinski račun

Navadna veverica na Wikipediji
Oglejte si članek o Wikipediji Navadna veverica

Alkalijske kovine na Wikipediji
Oglejte si članek o Wikipediji Alkalijske kovine

Vse kovine, odvisno od njihove redoks aktivnosti, so združene v niz, ki se imenuje niz elektrokemičnih napetosti kovin (ker so kovine v njem razporejeni po naraščajočem standardnem elektrokemičnem potencialu) ali niz aktivnosti kovin:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

Kemično najbolj aktivne kovine so v nizu aktivnosti do vodika in bolj ko je kovina na levi, bolj je aktivna. Kovine, ki zasedajo mesto za vodikom v nizu aktivnosti, veljajo za neaktivne.

Aluminij

Aluminij je srebrno bele barve. Osnovno fizične lastnosti aluminij – lahkotnost, visoka toplotna in električna prevodnost. V prostem stanju, ko je izpostavljen zraku, je aluminij prekrit s trpežnim filmom Al 2 O 3 oksida, zaradi česar je odporen na delovanje koncentriranih kislin.

Aluminij spada v kovine p-družine. Elektronska konfiguracija zunanje energijske ravni je 3s 2 3p 1. V svojih spojinah ima aluminij oksidacijsko stanje "+3".

Aluminij se proizvaja z elektrolizo staljenega oksida tega elementa:

2Al 2 O 3 = 4Al + 3O 2

Vendar se zaradi nizkega izkoristka produkta pogosteje uporablja metoda pridobivanja aluminija z elektrolizo mešanice Na 3 in Al 2 O 3. Reakcija poteka pri segrevanju na 960C in v prisotnosti katalizatorjev - fluoridov (AlF 3, CaF 2 itd.), medtem ko na katodi pride do sproščanja aluminija, na anodi pa kisika.

Aluminij je sposoben interakcije z vodo po odstranitvi oksidnega filma s površine (1), interakcije s preprostimi snovmi (kisik, halogeni, dušik, žveplo, ogljik) (2-6), kisline (7) in baze (8):

2Al + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 + 3H 2 (1)

2Al +3/2O 2 = Al 2 O 3 (2)

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 (3)

2Al + N 2 = 2AlN (4)

2Al +3S = Al 2 S 3 (5)

4Al + 3C = Al 4 C 3 (6)

2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 (7)

2Al +2NaOH +3H 2 O = 2Na + 3H 2 (8)

kalcij

V prosti obliki je Ca srebrno bela kovina. Ko je izpostavljen zraku, se takoj prekrije z rumenkastim filmom, ki je produkt njegove interakcije s komponentami zraka. Kalcij - dovolj trda kovina, ima na ploskvi osredotočeno kubično kristalno mrežo.

Elektronska konfiguracija zunanje energijske ravni je 4s 2. V svojih spojinah ima kalcij oksidacijsko stanje "+2".

Kalcij pridobivamo z elektrolizo staljenih soli, najpogosteje kloridov:

CaCl 2 = Ca + Cl 2

Kalcij se lahko raztopi v vodi, da tvori hidrokside, ima močne bazične lastnosti (1), reagira s kisikom (2), tvori okside, sodeluje z nekovinami (3-8), raztaplja se v kislinah (9):

Ca + H 2 O = Ca(OH) 2 + H 2 (1)

2Ca + O 2 = 2CaO (2)

Ca + Br 2 = CaBr 2 (3)

3Ca + N2 = Ca3N2 (4)

2Ca + 2C = Ca 2 C 2 (5)

2Ca + 2P = Ca 3 P 2 (7)

Ca + H 2 = CaH 2 (8)

Ca + 2HCl = CaCl 2 + H 2 (9)

Železo in njegove spojine

Železo je siva kovina. IN čista oblika je precej mehka, voljna in viskozna. Elektronska konfiguracija zunanje energijske ravni je 3d 6 4s 2. Železo ima v svojih spojinah oksidacijski stopnji "+2" in "+3".

Kovinsko železo reagira z vodno paro in tvori mešani oksid (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2

Na zraku železo zlahka oksidira, zlasti v prisotnosti vlage (rjavi):

3Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3

Tako kot druge kovine tudi železo reagira s preprostimi snovmi, na primer s halogeni (1), in se topi v kislinah (2):

Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 (2)

Železo tvori cel spekter spojin, saj ima več oksidacijskih stanj: železov (II) hidroksid, železov (III) hidroksid, soli, okside itd. Tako lahko železov (II) hidroksid dobimo z delovanjem alkalijskih raztopin na železove (II) soli brez dostopa do zraka:

FeSO 4 + 2NaOH = Fe(OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

Železov(II) hidroksid je topen v kislinah in v prisotnosti kisika oksidira v železov(III) hidroksid.

Železove (II) soli imajo redukcijske lastnosti in se pretvorijo v železove (III) spojine.

Železovega (III) oksida ni mogoče dobiti z zgorevanjem železa v kisiku; za njegovo pridobitev je potrebno sežgati železove sulfide ali kalcinirati druge železove soli:

4FeS 2 + 11O 2 = 2Fe 2 O 3 +8SO 2

2FeSO 4 = Fe 2 O 3 + SO 2 + 3H 2 O

Spojine železa (III) imajo šibke oksidacijske lastnosti in so sposobne vstopiti v redoks reakcije z močnimi redukcijskimi sredstvi:

2FeCl 3 + H 2 S = Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl

Proizvodnja železa in jekla

Jekla in litine so zlitine železa in ogljika, z vsebnostjo ogljika v jeklu do 2 %, v litem železu pa 2-4 %. Jekla in litine vsebujejo legirne dodatke: jekla – Cr, V, Ni in lito železo – Si.

Označite Različne vrste Jekla, na primer, po namenu delimo na konstrukcijska, nerjavna, orodna, toplotno obstojna in kriogena. Avtor: kemična sestava ločimo ogljikove (nizko-, srednje- in visokoogljične) in legirane (nizko-, srednje- in visoko legirane). Glede na strukturo ločimo avstenitna, feritna, martenzitna, perlitna in bainitna jekla.

Jekla so našla uporabo v številnih sektorjih nacionalnega gospodarstva, kot so gradbeništvo, kemična, petrokemična in varnostna okolju, prometna energija in druge industrije.

Glede na obliko vsebnosti ogljika v litem železu - cementitu ali grafitu, pa tudi njihovo količino ločimo več vrst litega železa: belo ( svetle barve zlom zaradi prisotnosti ogljika v obliki cementita), siv ( siva barva zlom zaradi prisotnosti ogljika v obliki grafita), kovljiv in toplotno odporen. Litine so zelo krhke zlitine.

Področja uporabe litega železa so obsežna - iz litega železa izdelujejo umetniške dekoracije (ograje, vrata), dele omar, vodovodno opremo, gospodinjske pripomočke (ponve), uporabljajo pa ga v avtomobilski industriji.

Primeri reševanja problemov

PRIMER 1

telovadba	Zlitino magnezija in aluminija z maso 26,31 g smo raztopili v klorovodikovi kislini. Pri tem se je sprostilo 31,024 litra brezbarvnega plina. Določite masne deleže kovin v zlitini.
rešitev	Obe kovini lahko reagirata s klorovodikovo kislino, kar povzroči sproščanje vodika: Mg +2HCl = MgCl2 + H2 2Al +6HCl = 2AlCl3 + 3H2 Poiščimo skupno število molov sproščenega vodika: v(H 2) =V(H 2)/V m v(H 2) = 31,024/22,4 = 1,385 mol Naj bo količina snovi Mg x mol, Al pa y mol. Nato lahko na podlagi reakcijskih enačb zapišemo izraz za skupno število molov vodika: x + 1,5y = 1,385 Izrazimo maso kovin v mešanici: Nato bo masa mešanice izražena z enačbo: 24x + 27y = 26,31 Dobili smo sistem enačb: x + 1,5y = 1,385 24x + 27y = 26,31 Rešimo: 33,24 -36y+27y = 26,31 v(Al) = 0,77 mol v(Mg) = 0,23 mol Nato je masa kovin v zmesi: m(Mg) = 24×0,23 = 5,52 g m(Al) = 27×0,77 = 20,79 g Poiščimo masne deleže kovin v mešanici: ώ =m(Me)/m vsota ×100 % ώ(Mg) = 5,52/26,31 × 100 % = 20,98 % ώ(Al) = 100 – 20,98 = 79,02 %
Odgovori	Masni deleži kovin v zlitini: 20,98%, 79,02%

Odgovor na vprašanje "katera kovina je najbolj aktivna" ni tako preprost. Vsaj zaradi različne točke Kolikor vidim, neposrednega ali točnega odgovora ni.

Nekateri strokovnjaki menijo, da je najbolj aktivna kovina litij. Drugi menijo, da ima cezij največjo aktivnost. In spet drugi trdijo, da bi morala Francija prevzeti prednost.

Nehote postavite vprašanje: "Zakaj takšna razlika v mnenjih?" In zakaj nihče ne omenja natrija, kalija in rubidija?

Vprašanj je več kot odgovorov. Toda ob natančnejšem preučevanju teme se v kaosu podatkov odkrijejo zelo harmonični vzorci, ki ne le omogočajo, da dobimo odgovore, ampak celo ugotovimo, katera kovina je najbolj aktivna.

Zakaj še vedno ni znano, katera kovina je najbolj aktivna? Zgodovina razvoja znanosti kaže, da se jasni in nedvoumni odgovori pojavijo praviloma v dveh primerih. Prvič, če je odgovor edini pravilen in ni drugih interpretacij in interpretacij. Na primer najbolj visoka gora na planetu - Chomolungma.

V primeru, ko odgovor narekuje praktična nuja.

V dvajsetih letih prejšnjega stoletja se je v še mladi Sovjetski zvezi postavilo vprašanje, katerega ozadje je bilo politično in ekonomsko utemeljeno: ali je mogoče gumo pridobiti še kako drugače kot iz kavčukovca? In medtem ko se je ves svet vozil na kolesih, narejenih iz sokov južnoameriških dreves, je profesor S. V. Lebedev odgovoril: "Možno je." In skupaj s skupino specialistov je svetu pokazal žogo iz sintetiziranega kavčuka.

Vprašanje o sami aktivni kovini ne velja ne za prvi ne za drugi primer. Za vlogo najaktivnejše kovine je veliko enakovrednih kandidatov in iskanje pravilnega odgovora nima praktične koristi. Malo verjetno je, da se bo kateri koli znanstvenik lotil resnih laboratorijskih testov samo zato, da bi zadovoljil nečijo prazno radovednost.

No, četudi le teoretično, ali je še mogoče ugotoviti, katera kovina je najbolj aktivna?

Kaj pomeni najbolj aktiven? Atom katere koli snovi je sestavljen iz jedra, obdanega z oblakom elektronov. Elektroni se vrtijo okoli jedra po fiksnih tirnicah (orbitalah). Včasih orbitale imenujemo tudi energijske ravni ali lupine.

Že sama narava je uredila, da na kateri koli energijski ravni atoma elementa ne more biti več kot določeno število elektronov. Ravni, ki že imajo ta največji znesek, se štejejo za dokončane. Vendar pa je poleg dokončanih stopenj v vsakem elementu (razen žlahtnih plinov) še ena, nezapolnjena.

Atom si prizadeva zapolniti vse svoje elektronske lupine. In takoj ko se ponudi priložnost, se bo atom takoj odpovedal svojim elektronom z zunanje ravni ali vzel nekoga drugega. Vse je odvisno od specifičnega elementa in strukture njegove zunanje elektronske lupine.

Element, ki mora pridobiti en elektron, bo to nalogo opravil hitreje kot element, ki potrebuje dva elektrona, da zapolni raven. Tisti, ki je hitrejši, se imenuje bolj aktiven.

Elementi, ki morajo pridobiti en elektron, sestavljajo sedmo skupino v periodnem sistemu: vodik, fluor, klor, brom, jod, astat. ununseptij.

Med elementi, ki oddajajo svoje elektrone, bo najbolj aktiven tisti, ki mora oddati le en elektron. Takšni elementi predstavljajo prvo skupino periodnega sistema: vodik, litij, natrij, kalij, rubidij, cezij, francij.

V iskanju kovine.

Preden ugotovimo, kateri od teh elementov je najbolj aktiven, je treba izključiti elemente, ki niso kovine. Atomu fluora manjka en elektron, da bi dokončal zunanjo raven. Dva atoma fluora se združita in vzameta ta elektron drug od drugega. Posledično takšen elektron postane običajen in je del zdaj dokončane lupine. Ta vez se imenuje molekularna vez in dva atoma fluora zdaj tvorita molekulo. Dvoatomne molekule fluora držijo skupaj medmolekulske sile, da tvorijo snov fluor.

Vsem elementom sedme skupine manjka en elektron za dokončanje. Zato so tudi atomi teh elementov vezani v dvoatomne molekule. Elementi sedme skupine so sposobni ustvarjati izključno molekularne vezi, zato ne morejo biti kovine, ker so kovine predvsem elementi, katerih zgradba temelji na »kovinski vezi«. Posledično so tudi najaktivnejši elementi sedme skupine izključeni in jih v nadaljevanju ne bomo obravnavali.

Prva skupina. Kovinska povezava.

Elektronska ovojnica atoma cezija vsebuje 55 elektronov. 54 jih bo oblikovalo gost elektronski oblak okoli jedra, sestavljen iz petih zaključenih ravni. Ta oblak prekriva skoraj celotno privlačno silo jedra, zaradi česar je en sam elektron na zunanjem, šestem nivoju zelo šibko povezan z jedrom.

Atomi cezija se združujejo in darujejo svoje zunanje elektrone v »skupni hranilnik«, s čimer poskušajo ustvariti popolno šesto raven. V proces so vključeni vsi atomi, ki tvorijo kristalno strukturo,

Ko se atomi približujejo drug drugemu, se prazne orbitale prekrivajo tako, da nastanejo cela področja, skozi katera se lahko elektron prosto giblje. Zaradi tega zunanji elektroni zapustijo svoje orbitale in se začnejo premikati po volumnu celotnega kristala. Zdaj jih imenujemo "prosti" elektroni. in so neke vrste "cement", ki drži atome skupaj.

Vez, ki se vzpostavi med ioni (atomi, ki so darovali elektron), ki jih drži skupaj cement "prostih" elektronov, se imenuje kovinska vez, struktura pa se imenuje kovinska.

Vsi elementi prve skupine (razen vodika) so kovine, ker so zaradi enega samega elektrona na zunanjem nivoju organizirani izključno v kovinsko strukturo.

Lastnosti elementov prve skupine so skoraj enake, navzdol po skupini pa te lastnosti naraščajo. Z vsako periodo postaja radij atomov večji, kar pomeni, da elektron zunanjega nivoja manj močno privlači jedro, posledično pa se poveča aktivnost elementa in kovinske lastnosti.

Zdaj, ko je splošna slika jasna, je treba izključiti elemente, ki jih iz enega ali drugega razloga ni mogoče imenovati najbolj aktivna kovina.

Izključujemo vodik.

Energijska raven vodika vsebuje samo en elektron. Zaradi te podrobnosti je zelo podoben elementom prve skupine, a tu se podobnosti končajo. Ker tudi atom vodika potrebuje le en elektron, preden zapolni elektronsko ovojnico. In če je tako, potem atomi vodika pod standardnimi pogoji ne bodo mogli tvoriti kristalne mreže s kovinsko vezjo.

Izključujemo litij.

Mnogi opazovalci menijo, da je litij najbolj aktivna kovina. Ionizacijski potencial (hitrost, pri kateri se atom spremeni v ion) litija je najnižji v primerjavi z drugimi kovinami. Ampak! Samo v enem primeru: ko je litij potopljen v vodno raztopino. Energija, porabljena za ionizacijo litija, bo zahtevala veliko manj kot energija, porabljena za ionizacijo drugih kovin. To je razloženo z dejstvom, da je ionizacijska energija atoma v vodna raztopina vključuje vsoto dveh količin: ionizacijskega potenciala in hidratacijske energije (interakcija z molekulami vode).

Pri obravnavanju lastnosti elementov v skupinah in obdobjih periodnega sistema je izhodišče pogoj, da so elementi v vakuumu, to je, da elementi med seboj ne delujejo. Tako litij, upoštevan v smislu periodnega sistema, ne more biti najbolj aktivna kovina.

Izključujemo natrij, kalij in rubidij.

Kovinske lastnosti in kemijska reaktivnost se povečujejo z vsakim obdobjem. To pomeni, da niti rubidij, element pete dobe, ne more biti najbolj aktiven, da ne omenjamo kalija in natrija, elementov četrte in tretje dobe.

Za vlogo najaktivnejše kovine sta ostala dva kandidata: cezij in francij. Menim, da je treba francoščino izključiti - to je subjektivno mnenje avtorja, ki ne trdi, da je edino pravilno. Radioaktivnost francija ne omogoča pridobivanja snovi v makroskopskih količinah, kar bistveno oteži študijo in posledično natančen opis njenih lastnosti.

Najbolj aktivna kovina.

Najbolj aktivno kovino lahko imenujemo cezij. Odprt leta 1860 znanstvenika R. W. Bunsen in G. R. Kirchhoff je cezij postal prvi element odprta metoda spektralna analiza. Zahvaljujoč dvema svetlo modrima črtama v emisijskem spektru je element dobil ime iz latinske besede caesius, kar pomeni nebeško modra.

Cezij je izjemno aktiven: v zraku takoj oksidira z vnetjem in tvori hiperoksid. Reakcija z vodo poteka eksplozivno. Cezij reagira z ledom, tudi pri -120°C. V pogojih omejenega dostopa do kisika se cezij oksidira v preprost oksid. To se včasih uporablja, ko je treba v zaščitenem okolju ustvariti popoln vakuum.

Po ceziju povprašujejo skoraj v vseh panogah znanosti in industrije. Vendar je rudarjenje in pridobivanje cezija zelo drag posel. Zato je cena cezija na trgih precej visoka. Ta okoliščina nas zavezuje, da uporabo cezija obravnavamo zelo selektivno in previdno.

Pri sobni temperaturi (20 °C) so vse kovine, razen živega srebra, v trdnem stanju in dobro prevajajo toploto. Pri rezanju se kovine svetijo, nekatere, na primer železo in nikelj, svetijo magnetne lastnosti. Številne kovine so duktilne – iz njih je mogoče narediti žico – in kovane – zlahka jih je mogoče oblikovati v druge oblike.

Plemenite kovine

Žlahtne kovine v zemeljska skorja najdemo v čisti obliki in ne kot del spojin. Sem spadajo baker, srebro, zlato in platina. So kemično pasivni in imajo težave pri interakciji z drugimi. Baker je plemenita kovina. Zlato je eden najbolj inertnih elementov. Plemenite kovine zaradi svoje inertnosti niso podvržene koroziji, zato iz njih izdelujejo nakit in kovance. Zlato je tako inertno, da se starodavni zlati predmeti še vedno močno svetijo.

Alkalijske kovine

Skupino 1 v periodnem sistemu sestavlja 6 zelo aktivnih kovin, vklj. natrij in kalij. Topijo se pri razmeroma nizki temperaturi (tališče kalija je 64 °C) in so tako mehke, da jih lahko režemo z nožem. Ko te kovine reagirajo z vodo, tvorijo alkalno raztopino in se zato imenujejo alkalne. Kalij burno reagira z vodo. Hkrati se sprosti, ki gori z lila plamenom.

Zemljoalkalijske kovine

Šest kovin, ki sestavljajo skupino 2 (vključno z magnezijem in kalcijem), se imenujejo zemeljsko alkalijske kovine. Te kovine najdemo v številnih mineralih. Tako se kalcij nahaja v kalcitu, katerega žile najdemo v apnencu in kredi. Zemeljskoalkalijske kovine so manj reaktivne kot alkalijske kovine, so trše in se topijo pri višji temperaturi. Kalcij se nahaja v školjkah, kosteh in spužvah. Magnezij je del klorofila, zelenega pigmenta, potrebnega za fotosintezo.

Kovine 3. in 4. skupine

Sedem kovin v teh skupinah se nahaja desno od prehodnih kovin v periodnem sistemu. Aluminij je ena izmed kovin z najmanjšo gostoto, zaradi česar je lahek. Toda svinec je zelo gost; Uporablja se za izdelavo zaslonov, ki ščitijo pred rentgenskimi žarki. Vse te kovine so precej mehke in se topijo pri relativno nizki temperaturi. Mnogi od njih se uporabljajo v zlitinah - mešanicah kovin, ustvarjenih za posebne namene. Kolesa in letala so izdelana iz aluminijevih zlitin.

Prehodne kovine

Prehodne kovine imajo značilne kovinske lastnosti. So močni, trdi, sijoči in se topijo pri visokih temperaturah. So manj aktivni od alkalijskih in zemeljskoalkalijskih kovin. Sem spadajo železo, zlato, srebro, krom, nikelj, baker. Vsi so voljni in se pogosto uporabljajo v industriji - tako v čisti obliki kot v obliki zlitin. Približno 77 % teže avtomobila sestavljajo kovine, predvsem jeklo, tj. zlitina železa in ogljika (glej članek ""). Pesta koles so izdelana iz kromiranega jekla - za sijaj in zaščito pred korozijo. Telo stroja je izdelano iz jeklene pločevine. Jekleni odbijači ščitijo avto v primeru trka.

Serija dejavnosti

Položaj kovine v vrsti dejavnosti kaže, kako hitro kovina reagira. Bolj ko je kovina aktivna, lažje jemlje kisik manj aktivnim kovinam. Aktivne kovine je težko izolirati iz spojin, medtem ko nizko aktivne kovine najdemo v čisti obliki. Kalij in natrij sta shranjena v kerozinu, saj takoj reagirata z vodo in zrakom. Baker je najmanj aktivna in poceni kovina. Uporablja se pri izdelavi cevi, rezervoarjev za topla voda in električne žice.

Kovine in plamen

Nekatere kovine, ko jih približamo ognju, dajo plamenu določen odtenek. Po barvi plamena lahko ugotovite prisotnost določene kovine v povezavi. Da bi to naredili, se zrno snovi postavi v plamen na koncu žice iz inertne platine. Natrijeve spojine obarvajo plamen rumeno, bakrove spojine modrozeleno, kalcijeve spojine rdeče in kalijeve spojine lilasto. Ognjemeti vsebujejo različne kovine, ki dajejo plamenom različne odtenke. Barij daje zelene barve, stroncij je rdeč, natrij rumen, baker pa modrozelen.

korozija

Korozija je kemijska reakcija, ki nastane, ko kovina pride v stik z zrakom ali vodo. Kovina reagira s kisikom v zraku in na njeni površini nastane oksid. Kovina izgubi sijaj in postane prevlečena. Visoko reaktivne kovine korodirajo hitreje kot manj reaktivne. Vitezi so jeklene oklepe mazali z oljem ali voskom, da niso rjaveli (jeklo vsebuje veliko železa). Za zaščito pred rjo je jeklena karoserija avtomobila prevlečena z več plastmi barve. Nekatere kovine (na primer aluminij) so prevlečene z gostim oksidnim filmom, ki jih ščiti. Ko železo korodira, tvori ohlapen oksidni film, ki ob reakciji z vodo povzroči rjo. Plast rje se zlahka kruši, korozijski proces pa se širi globlje. Za zaščito pred korozijo so jeklene pločevinke prevlečene s plastjo kositra, ki je manj aktivna kovina. Velike konstrukcije, kot so mostovi, so zaščitene pred korozijo z barvo. Premični deli stroja, kot so kolesarske verige, so namazani z oljem, da se prepreči korozija.

Metoda zaščite jekla pred korozijo s plastjo cinka se imenuje galvanizacija. Cink je bolj aktiven kot jeklo, zato iz njega "vleče" kisik. Tudi če je plast cinka opraskana, bo kisik v zraku hitreje reagiral s cinkom kot z železom. Za zaščito ladij pred korozijo so na njihov trup pritrjeni bloki iz cinka ali magnezija, ki sami korodirajo, vendar ščitijo ladjo. Za dodatno zaščito pred korozijo je jeklena pločevina karoserije pred barvanjem čisto pocinkana. Z znotraj včasih so pokriti s plastiko.

Kako so odkrili kovine

Ljudje so se kovine verjetno naučili po naključju, ko so kovine sproščali iz mineralov s segrevanjem v pečeh na oglje. Med reakcijo redukcije se iz spojine sprosti čista kovina. Na takih reakcijah temelji delovanje plavžev. Okoli leta 4000 pr Sumerci (več o tem v članku ““) so izdelovali zlate, srebrne in bakrene čelade ter bodala. Najzgodnejši ljudje so se naučili obdelovati baker, zlato in srebro, tj. plemenite kovine, ker se pojavljajo v čisti obliki. Okoli leta 3500 pr Sumerci so se naučili izdelovati bron – zlitino bakra in kositra. Bron je močnejši od plemenitih kovin. Železo so odkrili pozneje, saj je za njegovo pridobivanje iz njegovih spojin potrebno zelo visoke temperature. Slika na desni prikazuje bronasto sekiro (500 pr. n. št.) in sumersko bronasto skledo.

Pred letom 1735 so ljudje poznali le nekaj kovin: baker, srebro, zlato, železo, živo srebro, kositer, cink, bizmut, antimon in svinec. Aluminij je bil odkrit leta 1825. Danes so znanstveniki sintetizirali številne nove kovine z obsevanjem urana v jedrskem reaktorju z nevtroni in drugimi elementarni delci. Ti elementi so nestabilni in zelo hitro propadajo.