Как можно использовать общие физические свойства металлов


Свойства металлов: химические, физические, технологические

Химические свойства металлов
  • Физические свойства металлов

  • Механические свойства металлов

  • Технологические свойства металлов

  • Интересные факты о металлах

  • Металлы, видео
  • Не секрет, что все вещества в природе делятся на три состояния: твердые, жидкие и газообразные. А твердые вещества в свою очередь делятся на металлы и неметаллы, разделение это нашло свое отображение и в таблице химических элементов великого химика Д. И. Менделеева. Наша сегодняшняя статья о металлах, занимающих важное место, как в химии, так и во многих других сферах нашей жизни.

    Химические свойства металлов

    Все мы, так или иначе, но сталкиваемся с химией в нашей повседневной жизни. Например, во время приготовления еды, растворение поваренной соли в воде является простейшей химической реакцией. Вступают в разнообразные химические реакции и металлы, а их способность реагировать с другими веществами это и есть их химические свойства.

    Среди основных химических свойств или качеств металлов можно выделить их окисляемость и коррозийную стойкость. Реагируя с кислородом, металлы образуют пленку, то есть проявляют окисляемость.

    Аналогичным образом происходит и коррозия металлов – их медленное разрушение по причине химического или электрохимического взаимодействия. Способность металлов противостоять коррозии называется их коррозийной стойкостью.

    Физические свойства металлов

    Среди основных общих физических свойств металлов можно выделить:

    • Плавление.
    • Плотность.
    • Теплопроводность.
    • Тепловое расширение.
    • Электропроводность.

    Важным физическим параметром металла является его плотность или удельный вес. Что это такое? Плотность металла – это количество вещества, которое содержится в единице объема материала. Чем меньше плотность, тем металл более легкий. Легкими металлами являются: алюминий, магний, титан, олово. К тяжелым относятся такие металлы как хром, марганец, железо, кобальт, олово, вольфрам и т. д. (в целом их имеется более 40 видов).

    Способность металла переходить из твердого состояния в жидкое, именуется плавлением. Разные металлы имеют разные температуры плавления.

    Скорость, с которой в металле проводится тепло при нагревании, называется теплопроводностью металла. И по сравнению с другими материалами все металлы отличаются высокой теплопроводностью, говоря по-простому, они быстро нагреваются.

    Помимо теплопроводности все металлы проводят электрический ток, правда, некоторые делают это лучше, а некоторые хуже (это зависит от строения кристаллической решетки того или иного металла). Способность металла проводить электрический ток называется электропроводностью. Металлы, обладающие отличной электропроводностью, это золото, алюминий и железо, именно поэтому их часто используют в электротехнической промышленности и приборостроении.

    Механические свойства металлов

    Основными механическими свойствами металлов является их твердость, упругость, прочность, вязкость и пластичность.

    При соприкосновении двух металлов могут образоваться микро вмятины, но более твердый металл способен сильнее противостоять ударам. Такая сопротивляемость поверхности металла ударам извне и есть его твердость.

    Чем же твердость металла отличается от его прочности. Прочность, это способность металла противостоять разрушению под действием каких-либо других внешних сил.

    Под упругостью металла понимается его способность возвращать первоначальную форму и размер, после того как нагрузка, вызвавшая деформацию металла устранена.

    Способность металла менять форму под внешним воздействием называется пластичностью.

    Технологические свойства металлов

    Технологические свойства металлов и сплавов важны в первую очередь при их производстве, так как от них зависит способность подвергаться различным видам обработки с целью создания разнообразных изделий.

    Среди основных технологических свойств можно выделить:

    • Ковкость.
    • Текучесть.
    • Свариваемость.
    • Прокаливаемость.
    • Обработку резанием.

    Под ковкостью понимается способность металла менять форму в нагретом и холодном состояниях. Ковкость метала, была открыта еще в глубокой древности, так кузнецы, занимающиеся обработкой металлических изделий, превращением их в мечи или орала (в зависимости от потребности) на протяжении многих веков и исторических эпох были одной из самых уважаемых и востребованных профессий.

    Способность двух металлических сплавов при нагревании соединяться друг с другом называют свариваемостью.

    Текучесть металла тоже очень важна, она определяет способность расплавленного метала растекаться по заготовленной форме.

    Свойство металла закаливаться называется прокаливаемостью.

    Интересные факты о металлах

    • Самым твердым металлом на Земле является хром. Этот голубовато-белый метал был открыт в 1766 году под Екатеринбургом.
    • И наоборот, самыми мягкими металлами являются алюминий, серебро и медь. Благодаря своей мягкости они нашли широкое применение в разных областях, например, в электроаппаратостроении.
    • Золото – которое на протяжении веков было самим драгоценным металлом имеет и еще одно любопытное свойство – это самый пластичный металл на Земле, обладающий к тому же отличной тягучестью и ковкостью. Также золото не окисляется при нормальной температуре (для этого его нужно нагреть до 100С), обладает высокой теплопроводностью и влагоустойчивостью. Наверняка все эти физические характеристики делают настоящее золото таким ценным.
    • Ртуть – уникальный металл, прежде всего тем, что он единственный из металлов, имеющий жидкую форму. Причем в природных условиях ртути в твердом виде не существует, так как ее температура плавления -38С, то есть в твердом состоянии она может существовать в местах, где просто таки очень холодно. А при комнатной температуре 18С ртуть начинает испаряться.
    • Вольфрам интересен тем, что это самый тугоплавкий металл в мире, чтобы он начал плавиться нужна температура 3420С. Именно по этой причине в электрических лампочках нити накаливания, принимающие основной тепловой удар, изготовлены из вольфрама.

    Металлы, видео

    И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.


    Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.


    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 отличаются ярким блеском, твердостью, способностью резонировать со звуком и отлично проводят тепло и электричество. В 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 температуры 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 \]

    .

    Свойства металлов и неметаллов

      • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
      • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
        • BNAT
        • Классы
          • Класс 1–3
          • Класс 4-5
          • Класс 6-10
          • Класс 110003 CBSE
            • Книги NCERT
              • Книги NCERT для класса 5
              • Книги NCERT, класс 6
              • Книги NCERT для класса 7
              • Книги NCERT для класса 8
              • Книги NCERT для класса 9
              • Книги NCERT для класса 10
              • NCERT Книги для класса 11
              • NCERT Книги для класса 12
            • NCERT Exemplar
              • NCERT Exemplar Class 8
              • NCERT Exemplar Class 9
              • NCERT Exemplar Class 10
              • NCERT Exemplar Class 11
              • 9plar
              • RS Aggarwal
                • RS Aggarwal Решения класса 12
                • RS Aggarwal Class 11 Solutions
                • RS Aggarwal Решения класса 10
                • Решения RS Aggarwal класса 9
                • Решения RS Aggarwal класса 8
                • Решения RS Aggarwal класса 7
                • Решения RS Aggarwal класса 6
              • RD Sharma
                • RD Sharma Class 6 Решения
                • RD Sharma Class 7 Решения
                • Решения RD Sharma Class 8
                • Решения RD Sharma Class 9
                • Решения RD Sharma Class 10
                • Решения RD Sharma Class 11
                • Решения RD Sharma Class 12
              • PHYSICS
                • Механика
                • Оптика
                • Термодинамика
                • Электромагнетизм
              • ХИМИЯ
                • Органическая химия
                • Неорганическая химия
                • Периодическая таблица
              • MATHS
                • Статистика
                • Числа
                • Числа Пифагора Тр Игонометрические функции
                • Взаимосвязи и функции
                • Последовательности и серии
                • Таблицы умножения
                • Детерминанты и матрицы
                • Прибыль и убыток
                • Полиномиальные уравнения
                • Разделение фракций
              • Microology
          • FORMULAS
            • Математические формулы
            • Алгебраные формулы
            • Тригонометрические формулы
            • Геометрические формулы
          • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
            • Математические калькуляторы
            • 0003000
            • 000
            • 000 Калькуляторы по химии
            • 000
            • 000
            • 000 Образцы документов для класса 6
            • Образцы документов CBSE для класса 7
            • Образцы документов CBSE для класса 8
            • Образцы документов CBSE для класса 9
            • Образцы документов CBSE для класса 10
            • Образцы документов CBSE для класса 1 1
            • Образцы документов CBSE для класса 12
          • Вопросники предыдущего года CBSE
            • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
            • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
          • HC Verma Solutions
            • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
            • HC Verma Solutions Класс 12 Физика
          • Решения Лакмира Сингха
            • Решения Лакмира Сингха класса 9
            • Решения Лахмира Сингха класса 10
            • Решения Лакмира Сингха класса 8
          • 9000 Класс
          9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE
        • Примечания CBSE класса 7
        • Примечания
        • Примечания CBSE класса 8
        • Примечания CBSE класса 9
        • Примечания CBSE класса 10
        • Примечания CBSE класса 11
        • Примечания 12 CBSE
      • Примечания к редакции 9000 CBSE 9000 Примечания к редакции класса 9
      • CBSE Примечания к редакции класса 10
      • CBSE Примечания к редакции класса 11
      • Примечания к редакции класса 12 CBSE
    • Дополнительные вопросы CBSE
      • Дополнительные вопросы по математике для класса 8 CBSE
      • Дополнительные вопросы по науке для класса 8 CBSE
      • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
      • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE Вопросы
      • CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
      • CBSE Class 10 Science Extra questions
    • CBSE Class
      • Class 3
      • Class 4
      • Class 5
      • Class 6
      • Class 7
      • Class 8 Класс 9
      • Класс 10
      • Класс 11
      • Класс 12
    • Учебные решения
  • Решения NCERT
    • Решения NCERT для класса 11
      • Решения NCERT для класса 11 по физике
      • Решения NCERT для класса 11 Химия
      • Решения NCERT для биологии класса 11
      • Решение NCERT s Для класса 11 по математике
      • NCERT Solutions Class 11 Accountancy
      • NCERT Solutions Class 11 Business Studies
      • NCERT Solutions Class 11 Economics
      • NCERT Solutions Class 11 Statistics
      • NCERT Solutions Class 11 Commerce
    • NCERT Solutions for Class 12
      • Решения NCERT для физики класса 12
      • Решения NCERT для химии класса 12
      • Решения NCERT для биологии класса 12
      • Решения NCERT для математики класса 12
      • Решения NCERT, класс 12, бухгалтерский учет
      • Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
      • NCERT Solutions Class 12 Economics
      • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
      • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
      • NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
      • NCERT Solutions Class 12 Commerce
      • NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
    • NCERT Solut Ионы Для класса 4
      • Решения NCERT для математики класса 4
      • Решения NCERT для класса 4 EVS
    • Решения NCERT для класса 5
      • Решения NCERT для математики класса 5
      • Решения NCERT для класса 5 EVS
    • Решения NCERT для класса 6
      • Решения NCERT для математики класса 6
      • Решения NCERT для науки класса 6
      • Решения NCERT для класса 6 по социальным наукам
      • Решения NCERT для класса 6 Английский язык
    • Решения NCERT для класса 7
      • Решения NCERT для математики класса 7
      • Решения NCERT для науки класса 7
      • Решения NCERT для социальных наук класса 7
      • Решения NCERT для класса 7 Английский язык
    • Решения NCERT для класса 8
      • Решения NCERT для математики класса 8
      • Решения NCERT для науки 8 класса
      • Решения NCERT для социальных наук 8 класса ce
      • Решения NCERT для класса 8 Английский
    • Решения NCERT для класса 9
      • Решения NCERT для класса 9 по социальным наукам
    • Решения NCERT для математики класса 9
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 2
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9, глава 3
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 4
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 5
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9, глава 6
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 7
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 8
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 9
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 10
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 11
      • Решения
      • NCERT для математики класса 9 Глава 12
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 13
      • NCER Решения T для математики класса 9 Глава 14
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
    • Решения NCERT для науки класса 9
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 3
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 4
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 6
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 7
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 8
      • Решения NCERT
      • для науки класса 9 Глава 9
      • Решения NCERT для класса Cl
  • .

    Физические и химические свойства

    Физические и химические свойства

    Физические свойства - это те свойства, которые можно наблюдать без изменения идентичности вещества. Общие свойства вещества, такие как цвет, плотность, твердость, являются примерами физических свойств. Свойства, которые описывают, как вещество превращается в совершенно другое вещество, называются химическими свойствами. Воспламеняемость и устойчивость к коррозии / окислению являются примерами химических свойств.

    Разница между физическим и химическим свойством очевидна до тех пор, пока не будет рассмотрена фаза материала. Когда материал превращается из твердого в жидкость и в пар, кажется, что они становятся разными веществами. Однако, когда материал плавится, затвердевает, испаряется, конденсируется или возгоняется, изменяется только состояние вещества. Рассмотрим лед, жидкую воду и водяной пар, все они просто H 2 O. Фаза - это физическое свойство материи, и материя может существовать в четырех фазах - твердой, жидкой, газовой и плазменной.

    Некоторые из наиболее важных физических и химических свойств с точки зрения конструкционных материалов будут обсуждаться в следующих разделах.

    • Температуры фазовых превращений
    • Плотность
    • Удельный вес
    • Теплопроводность
    • Линейный коэффициент теплового расширения
    • Электропроводность и удельное сопротивление
    • Магнитная проницаемость
    • Коррозионная стойкость
    .

    атомно-физические свойства элемента периода 3

    АТОМНО-ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЕРИОДА 3 ЭЛЕМЕНТОВ

     

    Эта страница описывает и объясняет тенденции изменения атомных и физических свойств элементов периода 3 от натрия до аргона. Он охватывает энергию ионизации, атомный радиус, электроотрицательность, электропроводность, температуру плавления и температуру кипения.

    Эти темы освещены в различных местах на сайте, и эта страница просто объединяет все воедино - со ссылками на исходные страницы, если вам нужна дополнительная информация по конкретным вопросам.

     

    Атомарные свойства

    Электронные структуры

    В периоде 3 Периодической таблицы 3s и 3p-орбитали заполняются электронами. Напоминаем, что сокращенные версии электронных структур для восьми элементов:

    Na [Ne] 3s 1
    Mg [Ne] 3s 2
    Al [Ne] 3s 2 3p x 1
    Si [Ne] 3s 2 3p x 1 3p y 1
    P [Ne] 3s 2 3p x 1 3p y 1 3p z 1
    S [Ne] 3s 2 3p x 2 3p y 1 3p z 1
    Cl [Ne] 3s 2 3p x 2 3p y 2 3p z 1
    Ar [Ne] 3s 2 3p x 2 3p y 2 3p z 9 0032 2

    В каждом случае [Ne] представляет полную электронную структуру атома неона.


    Примечание: Если вас не устраивают электронные структуры, важно перейти по этой ссылке, прежде чем идти дальше.

    Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы быстро вернуться на эту страницу.



    Энергия первой ионизации

    Энергия первой ионизации - это энергия, необходимая для удаления наиболее слабо удерживаемого электрона из одного моля газообразных атомов с образованием 1 моля газообразных ионов с зарядом 1+ каждый.

    Это энергия, необходимая для выполнения этого изменения на моль X.

     

    Характер энергии первой ионизации в периоде 3

    Обратите внимание, что общая тенденция идет вверх, но она прерывается падениями между магнием и алюминием, а также между фосфором и серой.

    Объяснение шаблона

    Энергия первой ионизации регулируется:

    • заряд на ядре;

    • расстояние внешнего электрона от ядра;

    • - степень экранирования внутренними электронами;

    • независимо от того, находится ли электрон на орбитали один или один в паре.


    Примечание: Если вы не уверены в причинах любого из этих утверждений, вы должны пойти и прочитать страницу об энергиях ионизации, прежде чем идти дальше.

    Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



    Восходящий тренд

    В течение всего периода 3 внешние электроны находятся на трехуровневых орбиталях. Это все одинаковые расстояния от ядра, и они экранируются одними и теми же электронами на первом и втором уровнях.

    Основное различие заключается в увеличении количества протонов в ядре по мере перехода от натрия к аргону. Это вызывает большее притяжение между ядром и электронами и, таким образом, увеличивает энергию ионизации.

    Фактически, возрастающий заряд ядра также притягивает внешние электроны ближе к ядру. Это увеличивает энергию ионизации еще больше по мере прохождения периода.

    Падение на алюминий

    Можно ожидать, что содержание алюминия будет больше, чем содержание магния из-за дополнительных протонов.Противодействует тот факт, что внешний электрон алюминия находится на 3p-орбитали, а не на 3s.

    3p-электрон немного дальше от ядра, чем 3s-электрон, и частично экранирован 3s-электронами, а также внутренними электронами. Оба эти фактора компенсируют влияние дополнительного протона.

    Падение серы

    По мере того, как вы переходите от фосфора к сере, должно быть что-то дополнительное, компенсирующее эффект дополнительного протона

    Экранирование идентично по фосфору и сере (от внутренних электронов и, в некоторой степени, от 3s-электронов), и электрон удаляется с идентичной орбитали.

    Разница в том, что в случае серы удаляемый электрон является одним из пары 3p x 2 . Отталкивание между двумя электронами на одной орбитали означает, что электрон легче удалить, чем это могло бы быть в противном случае.

     

    Атомный радиус

    Тенденция

    На диаграмме показано, как изменяется атомный радиус по мере прохождения периода 3.

    Цифры, использованные для построения этой диаграммы, основаны на:

    • металлические радиусы для Na, Mg и Al;

    • ковалентных радиусов для Si, P, S и Cl;

    • радиус Ван-дер-Ваальса для Ar, поскольку он не образует сильных связей.

    Будет справедливо сравнить металлический и ковалентный радиусы, потому что они оба измеряются в условиях сильной связи. Однако было бы несправедливо сравнивать их с радиусом Ван-дер-Ваальса.

    Общая тенденция к уменьшению количества атомов за период НЕ нарушается на аргоне. Вы не сравниваете подобное с подобным. Единственный безопасный способ сделать это - игнорировать аргон в последующем обсуждении.


    Примечание: Если вы не уверены в том, как измеряются атомные радиусы, обязательно перейдите по этой ссылке, прежде чем идти дальше.

    Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



    Объяснение тенденции

    Металлический или ковалентный радиус будет мерой расстояния от ядра до связывающей пары электронов. Если вы не уверены в этом, вернитесь и перейдите по последней ссылке.

    От натрия до хлора, все связывающие электроны находятся на 3-м уровне, будучи экранированными электронами на первом и втором уровнях.Увеличивающееся число протонов в ядре по мере прохождения периода притягивает к нему связывающие электроны. Степень экранирования постоянна для всех этих элементов.


    Примечание: Возможно, вы задаетесь вопросом, почему вы не получаете дополнительного экранирования от 3s-электронов в случае элементов от алюминия до хлора, где связь включает p-электроны.

    В каждом из этих случаев до того, как произойдет связывание, существующие s- и p-орбитали реорганизуются (гибридизуются) в новые орбитали с равной энергией.Когда эти атомы связаны, не содержит 3s-электронов как таковых.

    Если вы не знаете о гибридизации, просто проигнорируйте этот комментарий - он вам все равно не понадобится для целей UK уровня A.



    Электроотрицательность

    Электроотрицательность - это мера тенденции атома притягивать связывающую пару электронов.

    Чаще всего используется шкала Полинга. Фтору (наиболее электроотрицательному элементу) присвоено значение 4.0, а значения варьируются до цезия и франция, которые являются наименее электроотрицательными при 0,7.

    Тенденция

    Тренд периода 3 выглядит следующим образом:

    Обратите внимание, что аргон не включен. Электроотрицательность - это тенденция атома притягивать , связывающую пару электронов. Поскольку аргон не образует ковалентных связей, вы, очевидно, не можете приписать ему электроотрицательность.

    Объяснение тенденции

    Тенденция объясняется точно так же, как тенденция атомных радиусов.

    По мере прохождения периода связывающие электроны всегда находятся на одном уровне - трехуровневом. Их всегда экранируют одни и те же внутренние электроны.

    Отличается только количество протонов в ядре. По мере того, как вы переходите от натрия к хлору, количество протонов неуклонно увеличивается и, таким образом, более тесно притягивает связывающую пару.


    Примечание: Если вы хотите более подробно обсудить электроотрицательность, перейдите по этой ссылке в раздел связывания на сайте.

    Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



     

    Физические свойства

    В этом разделе рассматривается электрическая проводимость, а также температуры плавления и кипения элементов. Чтобы понять это, вы сначала должны понять структуру каждого из элементов.

     

    Конструкции элементов

    Структура элементов меняется в течение периода.Первые три - металлические, кремний - гигантский ковалентный, а остальные - простые молекулы.

    Три металлических конструкции

    Натрий, магний и алюминий имеют металлические структуры.

    В натрии только один электрон на атом участвует в металлической связи - единственный 3s-электрон. В магнии задействованы оба его внешних электрона, а в алюминии - все три.


    Примечание: Если вы не уверены в металлическом соединении, вы должны перейти по этой ссылке, прежде чем продолжить.Посмотрите также на дальнейшую ссылку на структуры металлов, которые вы найдете внизу этой страницы.

    Используйте кнопку BACK (или меню GO или файл HISTORY) в вашем браузере, чтобы вернуться на эту страницу, когда вы будете готовы.



    Еще одно отличие, о котором вам нужно знать, - это способ упаковки атомов в металлическом кристалле.

    Натрий 8-координирован - к каждому атому натрия прикасаются только 8 других атомов.

    И магний, и алюминий имеют 12-координату (хотя и немного по-разному).Это более эффективный способ упаковки атомов, приводящий к меньшему расходу места в металлических структурах и к более прочной связи в металле.


    Примечание: Если этот разговор о координации ничего не значит для вас, вам нужно посмотреть страницу о металлических конструкциях, где это объясняется более подробно.

    Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



    Гигантская ковалентная структура

    Кремний имеет гигантскую ковалентную структуру, как и алмаз.Крошечная часть конструкции выглядит так:

    Структура удерживается прочными ковалентными связями во всех трех измерениях.

     

    Четыре простые молекулярные структуры

    Состав фосфора и серы зависит от типа фосфора или серы, о которых вы говорите. Что касается фосфора, я беру обычный белый фосфор. Что касается серы, я предполагаю одну из кристаллических форм - ромбическую или моноклинную серу.

    Атомы в каждой из этих молекул удерживаются вместе ковалентными связями (кроме, конечно, аргона).

    В жидком или твердом состоянии молекулы удерживаются близко друг к другу за счет дисперсионных сил Ван-дер-Ваальса.


    Примечание: Вы найдете подробное описание дисперсионных сил Ван-дер-Ваальса, перейдя по этой ссылке.

    Используйте кнопку НАЗАД в браузере, чтобы вернуться на эту страницу.



    Электропроводность

    • Натрий, магний и алюминий являются хорошими проводниками электричества. Электропроводность увеличивается по мере перехода от натрия к магнию и алюминию.

    • Кремний - это полупроводник.

    • Остальные не проводят электричество.

    Три металла, конечно же, проводят электричество, потому что делокализованные электроны («море электронов») могут свободно перемещаться по твердому или жидкому металлу.

    В случае кремния объяснение того, как полупроводники проводят электричество, выходит за рамки курсов химии уровня A. С алмазной структурой можно не ожидать, что она будет проводить электричество, но это так!

    Остальные не проводят электричество, потому что представляют собой простые молекулярные вещества. Свободных электронов нет.

     

    Температура плавления и кипения

    График показывает, как точки плавления и кипения элементов меняются по мере продвижения в течение периода.Цифры отображаются в градусах Кельвина, а не в ° C, чтобы избежать отрицательных значений.

     

    Лучше думать об этих изменениях в терминах типов структуры, о которых мы говорили далее на странице.

    Металлоконструкции

    Температуры плавления и кипения у трех металлов повышаются из-за увеличения прочности металлических связей.

    Число электронов, которые каждый атом может внести в делокализованное «море электронов», увеличивается.Атомы также становятся меньше и содержат больше протонов по мере перехода от натрия к магнию и алюминию.

    Аттракционы и, следовательно, точки плавления и кипения увеличиваются, потому что:

    • Ядра атомов заряжаются более положительно.

    • "Море" становится все более отрицательно заряженным.

    • «Море» все больше приближается к ядрам и тем сильнее притягивается.


    Примечание: Температура кипения является лучшим показателем прочности металлических связей, чем температура плавления.Металлические связи все еще существуют в жидких металлах и не разрушаются полностью, пока металл не закипит.

    Я не знаю, почему происходит такое небольшое повышение температуры плавления при переходе от магния к алюминию. Температура кипения алюминия намного выше, чем у магния, как и следовало ожидать.

    Если вы встретите объяснение очень небольшого повышения температуры плавления от магния к алюминию с точки зрения прочности металлической связи, вам следует очень осторожно относиться к нему, если оно не объясняет, почему, несмотря на это, температура кипения алюминия намного выше, чем у магния.




    Кремний

    Кремний имеет высокие температуры плавления и кипения, потому что это гигантская ковалентная структура. Вы должны разорвать прочные ковалентные связи, прежде чем он расплавится или закипит.

    Поскольку вы говорите о другом типе связи, нецелесообразно напрямую сравнивать точки плавления и кипения кремния и алюминия.

     

    Четыре молекулярных элемента

    Фосфор, сера, хлор и аргон - простые молекулярные вещества, между молекулами которых только ван-дер-ваальсовы притяжения.Их точки плавления или кипения будут ниже, чем у первых четырех членов периода, которые имеют гигантские структуры.

    Размеры точек плавления и кипения полностью определяются размерами молекул. Запомните строение молекул:

    фосфор

    Фосфор содержит молекулы P 4 . Чтобы расплавить фосфор, вам не нужно разрывать ковалентные связи - только гораздо более слабые силы Ван-дер-Ваальса между молекулами.

    сера

    Сера состоит из S 8 колец атомов. Молекулы больше, чем молекулы фосфора, и поэтому притяжение Ван-дер-Ваальса будет сильнее, что приведет к более высокой температуре плавления и кипения.

    Хлор

    Хлор, Cl 2 , представляет собой молекулу гораздо меньшего размера со сравнительно слабым ван-дер-ваальсовым притяжением, поэтому хлор будет иметь более низкие температуры плавления и кипения, чем сера или фосфор.

    Аргон

    Молекулы аргона - это просто отдельные атомы аргона, Ar. Возможности для притяжения Ван-дер-Ваальса между ними очень ограничены, поэтому точки плавления и кипения аргона снова ниже.

     

    Примечание: На этой странице я описал отдельный атом аргона как молекулу. Это основано на старом определении этого слова. В настоящее время ИЮПАК утверждает, что в молекуле должно быть более одного атома.Итак, в нынешнем определении я не должен использовать термин для обозначения аргона.

    Однако исключение частиц аргона из термина «молекула» просто добавляет ненужных сложностей к потоку этой страницы - например, это усложняет жизнь, если вы говорите о «молекулярных элементах» и межмолекулярных силах. Нелогично описывать аргон как обладающий межмолекулярными силами, если его основные частицы не являются молекулами. Итак, я буду продолжать использовать первоначальное определение, которое Британская энциклопедия определяет как «наименьшую идентифицируемую единицу, на которую можно разделить чистое вещество, но при этом сохраняя состав и химические свойства этого вещества.«

    Тебе нужно об этом беспокоиться? Почти наверняка нет - мне удалось провести почти 50 лет в химическом образовании, даже не осознавая, что старое определение было изменено, пока кто-то недавно не указал мне на это.



     
     

    Куда бы вы сейчас хотели пойти?

    В меню «Период 3». . .

    В меню «Неорганическая химия».. .

    В главное меню. . .

     

    © Джим Кларк 2005 (последнее изменение - май 2018 г.)

    .

    Смотрите также