Что такое ионы металла


Ионы — урок. Химия, 8–9 класс.

Ионы — одна из форм существования химического элемента.

Ионы — это положительные или отрицательно заряженные частицы, в которые превращаются атомы или группы атомов в результате отдачи или присоединения электронов.

Ионы могут быть простые (Na+,Mg2+,Cl− и др.) и сложные (SO32−,Nh5+,SO42− и др.).

В растворе (или расплаве) электролитов ионы движутся хаотически.

При пропускании через раствор или расплав электрического тока положительно заряженные ионы движутся к отрицательно заряженному электроду (катоду), а отрицательно заряженные ионы движутся к положительно заряженному электроду (аноду), как показано на рисунке.

 

 

Поэтому положительные ионы называются катионами, отрицательные ионы — анионами.

К катионам относятся ион водорода H+, ион аммония Nh5+; ионы металлов Na+,K+,Fe2+,Al3+ и др.

К анионам относятся гидроксид-ион OH−, ионы кислотных остатков I−,Br−,Cl−,NO3− и др.

В растворах электролитов сумма зарядов катионов равна сумме зарядов анионов, поэтому эти растворы электронейтральны.

Источники:

Габриелян О. С. Химия. 8 класс: учебник / О. С. Габриелян. — 5-6 изд., стереотип. — М.: Дрофа, 2016. — 287, [1] с.

https://bb31e6b6-a-62cb3a1a-s-sites.googlegroups.com

 

вводящие комплексные ионы - лиганды и связывание

Структура иона выглядит так:

В данном случае «ушные вкладыши» - это атомы азота групп NH 2 , а «кусочек, который проносится над вашей головой» - это группа -CH 2 CH 2 -. Если бы вы собирались нарисовать это на экзамене, вы, очевидно, захотели бы нарисовать его правильно, но в учебных целях рисование всех атомов делает диаграмму чрезмерно сложной!

Обратите внимание, что расположение связей вокруг центрального иона металла точно такое же, как и у ионов с 6 присоединенными молекулами воды.Единственная разница в том, что на этот раз каждый лиганд занимает две позиции - под прямым углом друг к другу.

Поскольку никель образует 6 координационных связей, координационное число этого иона равно 6, несмотря на то, что он присоединен только к 3 лигандам. Координационное число учитывает количество связей, а не количество лигандов.

Cr (C 2 O 4 ) 3 3-

Это комплексный ион, образованный присоединением 3 иона этандиоата (оксалата) к иону хрома (III).Форма точно такая же, как и у предыдущего никелевого комплекса. Единственная реальная разница - это количество зарядов. Исходный ион хрома несет 3+ заряда, а каждый этандиоат-ион несет 2 заряда. (3+) + (3 х 2-) = 3-.

Структура иона выглядит так:

Опять же, если вы нарисовали это на экзамене, вы захотите правильно показать все атомы. Если вам нужно уметь это делать, потренируйтесь рисовать, чтобы он выглядел четко и аккуратно! Вернитесь к диаграмме этандиоат-иона далее на странице, чтобы помочь вам.

 

Квадридентатный лиганд

Квадридентатный лиганд имеет четыре неподеленных пары, каждая из которых может связываться с центральным ионом металла.

Пример этого происходит в гемоглобине (американец: гемоглобин).

Функциональной частью этого является ион железа (II), окруженный сложной молекулой, называемой гем (гем). Это своего рода полое кольцо из атомов углерода и водорода, в центре которого находятся 4 атома азота с неподеленными парами на них.

Гем является одним из группы подобных соединений, называемых порфиринами . Все они имеют одинаковую кольцевую систему, но с разными группами, прикрепленными к внешней стороне кольца. Вам не нужно знать точную структуру гема на этом уровне.

Мы могли бы упростить гем с захваченным ионом железа как:

Каждая из неподеленных пар на азоте может образовывать координационную связь с ионом железа (II), удерживая его в центре сложного кольца атомов.

Железо образует 4 координационные связи с гемом, но все еще имеет место для образования еще двух - одной выше и одной ниже плоскости кольца.

Белок , , глобин, , присоединяется к одному из этих положений, используя неподеленную пару на одном из атомов азота в одной из его аминокислот. Интересно другое положение.

В целом комплексный ион имеет координационное число 6, потому что центральный ион металла образует 6 координационных связей.

Молекула воды, которая связана с нижним положением на диаграмме, легко заменяется молекулой кислорода (опять же через неподеленную пару на одном из атомов кислорода в O 2 ) - и именно так кислород переносится по крови посредством гемоглобин.

Когда кислород попадает туда, где он нужен, он отделяется от гемоглобина, который возвращается в легкие, чтобы получить еще немного.

Вы, наверное, знаете, что окись углерода ядовита, потому что вступает в реакцию с гемоглобином.Он связывается с тем же участком, который в противном случае использовался бы кислородом, но образует очень стабильный комплекс. Окись углерода больше не отрывается, и это делает молекулу гемоглобина бесполезной для дальнейшей передачи кислорода.

 

Гексадентатный лиганд

Гексадентатный лиганд имеет 6 неподеленных пар электронов, каждая из которых может образовывать координационные связи с одним и тем же ионом металла. Лучший пример - EDTA .

В качестве отрицательного иона используется

ЭДТА - ЭДТА 4-.На схеме показана структура иона с выделенными важными атомами и неподеленными парами.

.

9.2: Металлы и неметаллы и их ионы

За исключением водорода, все элементы, которые образуют положительные ионы, теряя электроны во время химических реакций, называются металлами. Таким образом, металлы являются электроположительными элементами с относительно низкими энергиями ионизации. Они характеризуются ярким блеском, твердостью, способностью резонировать со звуком и отлично проводят тепло и электричество. При нормальных условиях металлы являются твердыми телами, за исключением ртути.

Физические свойства металлов

Металлы блестящие, пластичные, пластичные, хорошо проводят тепло и электричество.Другие свойства включают:

  • Состояние : Металлы представляют собой твердые вещества при комнатной температуре, за исключением ртути, которая находится в жидком состоянии при комнатной температуре (в жаркие дни галлий находится в жидком состоянии).
  • Блеск : Металлы обладают свойством отражать свет от своей поверхности и могут быть отполированы, например, золотом, серебром и медью.
  • Ковкость: Металлы обладают способностью противостоять ударам молотком и могут быть превращены в тонкие листы, известные как фольга.Например, кусок золота размером с кубик сахара можно растолочь в тонкий лист, которым будет покрыто футбольное поле.
  • Пластичность: Металлы можно втягивать в проволоку. Например, из 100 г серебра можно натянуть тонкую проволоку длиной около 200 метров.
  • Твердость: Все металлы твердые, кроме натрия и калия, которые мягкие и поддаются резке ножом.
  • Валентность: Металлы обычно имеют от 1 до 3 электронов на внешней оболочке их атомов.
  • Проводимость : Металлы являются хорошими проводниками, потому что у них есть свободные электроны. Серебро и медь - два лучших проводника тепла и электричества. Свинец - самый плохой проводник тепла. Висмут, ртуть и железо также являются плохими проводниками
  • Плотность : Металлы имеют высокую плотность и очень тяжелые. Иридий и осмий имеют самую высокую плотность, а литий - самую низкую.
  • Точки плавления и кипения : Металлы имеют высокие точки плавления и кипения.Вольфрам имеет самые высокие температуры плавления и кипения, а ртуть - самые низкие. Натрий и калий также имеют низкие температуры плавления.

Химические свойства металлов

Металлы - это электроположительные элементы, которые обычно образуют основных или амфотерных оксидов с кислородом. Другие химические свойства включают:

  • Электроположительный характер : Металлы имеют тенденцию к низкой энергии ионизации, а обычно теряют электроны (т.е.е. окисляются ) когда они вступают в химические реакции реакции Обычно они не принимают электроны. Например:
    • Щелочные металлы всегда 1 + (теряют электрон в s подоболочке)
    • Щелочноземельные металлы всегда 2 + (теряют оба электрона в s подоболочке)
    • Ионы переходных металлов не следуют очевидной схеме, 2 + является обычным (теряют оба электрона в подоболочке s ), а также наблюдаются 1 + и 3 +

\ [\ ce {Na ^ 0 \ rightarrow Na ^ + + e ^ {-}} \ label {1.{-}} \ label {1.3} \ nonumber \]

Соединения металлов с неметаллами имеют тенденцию быть ионными по природе. Большинство оксидов металлов являются основными оксидами и растворяются в воде с образованием гидроксидов металлов :

\ [\ ce {Na2O (s) + h3O (l) \ rightarrow 2NaOH (aq)} \ label {1.4} \ nonumber \]

\ [\ ce {CaO (s) + h3O (l) \ rightarrow Ca (OH) 2 (aq)} \ label {1.5} \ nonumber \]

Оксиды металлов проявляют свою химическую природу основную , реагируя с кислотами с образованием солей металла и воды:

\ [\ ce {MgO (s) + HCl (водный) \ rightarrow MgCl2 (водный) + h3O (l)} \ label {1.{2 -} \), следовательно, \ (Al_2O_3 \).

Пример \ (\ PageIndex {2} \)

Вы ожидаете, что он будет твердым, жидким или газообразным при комнатной температуре?

Решения

Оксиды металлов обычно твердые при комнатной температуре

Пример \ (\ PageIndex {3} \)

Напишите вычисленное химическое уравнение реакции оксида алюминия с азотной кислотой:

Решение

Оксид металла + кислота -> соль + вода

\ [\ ce {Al2O3 (s) + 6HNO3 (водный) \ rightarrow 2Al (NO3) 3 (водный) + 3h3O (l)} \ nonumber \]

.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Ион - это электрически заряженный атом или группа атомов. [1] Это часть атома или часть группы атомов (молекулы). Он «заряжен», поэтому будет двигаться рядом с электричеством. Это потому, что атомы состоят из трех меньших частей:

  1. нейтронов (без заряда),
  2. равно количеству заряженных протонов и
  3. противоположно заряженных электронов.

Ион имеет неравное количество протонов и электронов.Создание иона из атома или молекулы называется ионизацией .

Заряд протона измеряется как +1 (положительно заряженный). Заряд электрона измеряется как -1 (отрицательно заряженный). Ионизированный атом делает два иона, один положительно и один отрицательно заряженными. Например, нейтральный атом водорода имеет один протон и один электрон. При нагревании атом разбивается на две части: (1) положительно заряженный ион водорода, H + (2) отрицательно заряженный электрон.

Жидкость с ионами называется электролитом.Газ с большим количеством ионов называется плазмой. Когда ионы движутся, это называется электричеством. Например, в проволоке ионы металлов не движутся, а электроны движутся как электричество. Положительный ион и отрицательный ион будут двигаться вместе. Два иона с одинаковым зарядом разойдутся. Когда ионы движутся, они также создают магнитных полей .

Многие ионы бесцветны. Элементы в основных группах Периодической таблицы образуют бесцветные ионы. Некоторые ионы окрашены. Переходные металлы обычно образуют окрашенные ионы.

В физике полностью ионизированные атомные ядра называются заряженными частицами . Это в альфа-излучении.

Ионизация происходит за счет придания атомам высокой энергии. Это делается с помощью электрического напряжения, ионизирующего излучения высокой энергии или высокой температуры.

Простой ион образован из одного атома.

Многоатомные ионы образуются из ряда атомов. Многоатомные ионы обычно состоят из всех атомов неметаллов.Но иногда многоатомный ион может иметь и атом металла.

Положительные ионы называются катионами . [1] Они притягиваются к катодам (отрицательно заряженным электродам). ( Cation произносится как «кошачий глаз», а не «kay shun».) Все простые ионы металлов являются катионами.

Отрицательные ионы называются анионами . [1] Они притягиваются к анодам (положительно заряженным электродам). Все простые ионы неметаллов (кроме H + , который является протоном) являются анионами (кроме NH 4 + ).

Переходные металлы могут образовывать более одного простого катиона с разными зарядами.

Большинство ионов имеют заряд менее 4, но некоторые могут иметь более высокий заряд.

Майкл Фарадей был первым, кто написал теорию об ионах в 1830 году. В своей теории он сказал, какие части молекул были похожи на анионы или катионы. Сванте Август Аррениус показал, как это происходило. Он написал об этом в своей докторской диссертации в 1884 году (Уппсальский университет). Сначала университет не принял его теорию (он только что получил диплом).Но в 1903 году он получил Нобелевскую премию по химии за ту же идею.

По-гречески ion похоже на слово «идти». «Анион» и «катион» означают «восходящий» и «нисходящий». «Анод» и «катод» - это «путь вверх» и «путь вниз».

Общие ионы [изменить | изменить источник]

Общие катионы
Общее название Формула Историческое название
Простые катионы
Алюминий Al 3+
Барий Ba 2+
Бериллий Be 2+
Кальций Ca 2+
Хром (III) Кр 3+
Медь (I) Cu + медь
Медь (II) Cu 2+ медь
Водород H +
Железо (II) Fe 2+ черный
Железо (III) Fe 3+ железо
Свинец (II) Пб 2+ свинцовые
Свинец (IV) Пб 4+ отвес
Литий Ли +
Магний мг 2+
Марганец (II) млн 2+
Меркурий (II) рт. Ст. 2+ ртуть
Калий К + кал.
Серебро Ag + серебристый
Натрий Na + натрик
Стронций Sr 2+
Олово (II) Sn 2+ олова
Олово (IV) Sn 4+ станник
цинк Zn 2+
Многоатомные катионы
Аммоний NH +
4
Гидроний H 3 O +
Меркурий (I) рт. Ст. 2+
2
ртуть

Список ионов

  1. 1.0 1,1 1,2 Брешия, Франк; Аренс, Джон; Мейслих, Герберт; Терк, Амос (1966). Основы химии: современное введение (Первое изд.). Академическая пресса. п. 5.
.

Simple English Wikipedia, бесплатная энциклопедия

Некоторые химические элементы называются металлами . Они являются большинством элементов периодической таблицы. Эти элементы обычно обладают следующими свойствами:

  1. Они могут проводить электричество и тепло.
  2. Их легко сформировать.
  3. У них блестящий вид.
  4. Они имеют высокую температуру плавления.

Большинство металлов остаются твердыми при комнатной температуре, но это не обязательно.Ртуть жидкая. Сплавы - это смеси, в которых хотя бы одна часть смеси представляет собой металл. Примеры металлов: алюминий, медь, железо, олово, золото, свинец, серебро, титан, уран и цинк. Хорошо известные сплавы включают бронзу и сталь.

Изучение металлов называется металлургией.

Признаки сходства металлов (свойства металлов) [изменить | изменить источник]

Большинство металлов твердые, блестящие, они кажутся тяжелыми и плавятся только при очень высоких температурах.Куски металла издают звон колокольчика при ударе чего-то тяжелого (они звонкие). Тепло и электричество могут легко проходить через металл (он проводящий). Кусок металла можно разбить на тонкий лист (он ковкий) или растянуть на тонкую проволоку (он пластичный). Металл трудно разорвать (у него высокая прочность на разрыв) или разбить (у него высокая прочность на сжатие). Если надавить на длинный тонкий кусок металла, он согнется, а не сломается (он эластичный). За исключением цезия, меди и золота, металлы имеют нейтральный серебристый цвет.

Не все металлы обладают этими свойствами. Ртуть, например, жидкая при комнатной температуре, свинец очень мягкий, а тепло и электричество не проходят через железо так, как через медь.

Мост в России металлический, вероятно, железный или стальной.

Металлы очень полезны людям. Их используют для изготовления инструментов, потому что они могут быть прочными и легко поддающимися обработке. Из железа и стали строили мосты, здания или корабли.

Некоторые металлы используются для изготовления таких предметов, как монеты, потому что они твердые и не изнашиваются быстро.Например, медь (блестящая и красного цвета), алюминий (блестящая и белая), золото (желтая и блестящая), а также серебро и никель (также белые и блестящие).

Некоторые металлы, например сталь, можно делать острыми и оставаться острыми, поэтому их можно использовать для изготовления ножей, топоров или бритв.

Редкие металлы с высокой стоимостью, такие как золото, серебро и платина, часто используются для изготовления ювелирных изделий. Металлы также используются для изготовления крепежа и шурупов. Кастрюли, используемые для приготовления пищи, могут быть сделаны из меди, алюминия, стали или железа.Свинец очень тяжелый и плотный, и его можно использовать в качестве балласта на лодках, чтобы не допустить их опрокидывания или защитить людей от ионизирующего излучения.

Многие изделия, сделанные из металлов, на самом деле могут быть изготовлены из смесей по крайней мере одного металла с другими металлами или с неметаллами. Эти смеси называются сплавами. Некоторые распространенные сплавы:

Люди впервые начали делать вещи из металла более 9000 лет назад, когда они обнаружили, как получать медь из [] руды. Затем они научились делать более твердый сплав - бронзу, добавляя к ней олово.Около 3000 лет назад они открыли железо. Добавляя небольшое количество углерода в железо, они обнаружили, что из них можно получить особенно полезный сплав - сталь.

В химии металл - это слово, обозначающее группу химических элементов, обладающих определенными свойствами. Атомы металла легко теряют электрон и становятся положительными ионами или катионами. Таким образом, металлы не похожи на два других вида элементов - неметаллы и металлоиды. Большинство элементов периодической таблицы - металлы.

В периодической таблице мы можем провести зигзагообразную линию от элемента бора (символ B) до элемента полония (символ Po). Элементы, через которые проходит эта линия, - это металлоиды. Элементы, расположенные выше и справа от этой линии, являются неметаллами. Остальные элементы - это металлы.

Большинство свойств металлов обусловлено тем, что атомы в металле не очень крепко держатся за свои электроны. Каждый атом отделен от других тонким слоем валентных электронов.

Однако некоторые металлы отличаются. Примером может служить металлический натрий. Он мягкий, плавится при низкой температуре и настолько легкий, что плавает на воде. Однако людям не следует пробовать это, потому что еще одно свойство натрия состоит в том, что он взрывается при соприкосновении с водой.

Большинство металлов химически стабильны и не вступают в реакцию легко, но некоторые реагируют. Реактивными являются щелочные металлы, такие как натрий (символ Na) и щелочноземельные металлы, такие как кальций (символ Ca). Когда металлы действительно вступают в реакцию, они часто реагируют с кислородом.Оксиды металлов являются основными. Оксиды неметаллов кислые.

Соединения, в которых атомы металлов соединены с другими атомами, образуя молекулы, вероятно, являются наиболее распространенными веществами на Земле. Например, поваренная соль - это соединение натрия.

Кусок чистой меди, найденной как самородная медь

Считается, что использование металлов отличает людей от животных. До того, как стали использовать металлы, люди делали инструменты из камня, дерева и костей животных. Сейчас это называется каменным веком.

Никто не знает, когда был найден и использован первый металл. Вероятно, это была так называемая самородная медь, которую иногда находят большими кусками на земле. Люди научились делать из него медные инструменты и другие вещи, хотя для металла он довольно мягкий. Они научились плавке, чтобы получать медь из обычных руд. Когда медь плавили на огне, люди научились делать сплав под названием бронза, который намного тверже и прочнее меди. Из бронзы делали ножи и оружие.Это время в истории человечества примерно после 3300 г. до н.э. часто называют бронзовым веком, то есть временем бронзовых инструментов и оружия.

Примерно в 1200 году до нашей эры некоторые люди научились делать железные орудия труда и оружие. Они были даже тверже и прочнее бронзы, и это было преимуществом на войне. Время железных инструментов и оружия теперь называется железным веком. . Металлы были очень важны в истории человечества и цивилизации. Железо и сталь сыграли важную роль в создании машин. Золото и серебро использовались в качестве денег, чтобы люди могли торговать, то есть обмениваться товарами и услугами на большие расстояния.

В астрономии металл - это любой элемент, кроме водорода или гелия. Это потому, что эти два элемента (а иногда и литий) - единственные, которые образуются вне звезд. В небе спектрометр может видеть признаки металлов и показывать астроному металлы в звезде.

В организме человека некоторые металлы являются важными питательными веществами, такими как железо, кобальт и цинк. Некоторые металлы могут быть безвредными, например рутений, серебро и индий. Некоторые металлы могут быть токсичными в больших количествах. Другие металлы, такие как кадмий, ртуть и свинец, очень ядовиты.Источники отравления металлами включают горнодобывающую промышленность, хвостохранилища, промышленные отходы, сельскохозяйственные стоки, профессиональные воздействия, краски и обработанную древесину.

.

Смотрите также