ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физические свойства металлов . 11.3.2. Химические свойства металлов . 11.3.3. Получение металлов . 11.3.4. Получение металлов высокой чистоты Неметаллы из "Общая химия 2000" И ряда других реакций распада и синтеза ядер с образованием других изотопов углерода, азота и кислорода. [c.317] В конечном итоге повышение температуры звездной массы и, соответственно, кинетическая энергия ее частиц достигают такой величины (Т около 10 ° К), что силы гравитации не могут удержать частицы вещества вместе. Происходит взрыв звезды и ее охлаждение. Большинство возникших элементов уже не могут участвовать в естественных ядерных реакциях из-за недостаточной кинетической энергии и остаются стабильными. Так появились химические элементы Земли. [c.317] Распространенность элементов на Земле принято оценивать в кларках. Используют массовый или атомный кларк. Массовый кларк элемента рассчитывается как отношение массы всех атомов данного элемента, встречающихся в любых соединениях и видах, к общей массе всех элементов. Атомный кларк характеризует то, насколько часто встречаются атомы данного элемента среди атомов всех остальных элементов, во всех соединениях и видах. Атомный кларк расчитывается аналогично массовому, но только вместо масс атомов берется их количество. [c.317] Все химические элементы по своей распространенности в земной коре делятся на три большие группы широко распространенные, элементы средней распространенности и редкие элементы (табл. 11.1). [c.317] Распространенность элемента связана с устойчивостью его ядра и ходом реакций ядерного синтеза элементов. В соответствии с этим существуют приближенные правила, определяющие распространенность элемента. Так замечено, что элементы с малыми атомными массами более распространены, чем тяжелые элементы. Далее, атомные массы наиболее распространенных элементов выражаются числами, кратными четырем элементы с четными порядковыми номерами распространены в несколько раз больше, чем соседние с ними нечетные элементы. Установлено, что изменение величин кларков элементов с увеличени-ем порядкового номера элемента соответствует характеру изменения дефектов масс. [c.318] Если элемент относительно равномерно распределен в земной коре и не образует скоплений своих соединений, то его относят к рассеянным элементам. К числу рассеянных элементов принадлежат Са, Сс1, КЬ, Т1, 1п, V, Ое и др. Такие элементы как бы не проявляют через свои наиболее устойчивые соединения собственной химической индивидуальности . Поэтому они встречаются в виде примесей к минералам других элементов. [c.318] Из 110 известных к настоящему времени элементов только 22 относятся к неметаллам, больщинство же элементов — металлы. Металлы отличаются от неметаллов физическими, химическими, механическими свойствами. Особенности этих отличий обусловлены электронным строением простых веществ, вытекающим из числа и типа валентных электронов атомов элементов. [c.318] Как уже отмечалось, к металлам относят все я-, д-, /-элементы, а также р-элементы, условно располагающиеся в нижней части периодической системы от диагонали, проведенной от бора к астату. В подавляющем числе простых веществ этих элементов реализуется метал.дическая связь. Металлы — элементы, атомы которых имеют сравнительно мало электронов на внещней электронной оболочке (главным образом 1, 2 и 3) и проявляют электроположительные свойства, т. е. обладают низкой электроотрицательностью (меньще 2). [c.318] Металлам присущи характерные признаки, проявляющиеся, как правило, одновременно. Почти все металлы тяжелее воды, твердые вещества в компактном состоянии. Им присущ так называемый металлический блеск. Большинство из них — серые или белые, но медь, цезий и золото — красного или желтого цвета В высокодисперсном состоянии металлы обычно имеют черный цвет и не блестят. [c.318] Металлы обладают высокой тепло- и электропроводностью, под давлением становятся текучими, что определяет их гибкость и ковкость. Для них характерно свойство испускания (отдачи) электронов в окружающее пространство под действием различных квантов энергии под действием света (фото-), при нагревании (термо-), при разрыве (экзоэлектронная эмиссия). [c.318] Многие другие вещества обладают достаточной твердостью (алмаз, кварц и др.). Также блеск, металлический звон, ковкость свойственны отдельным видам керамики. Отдельные полимерные материалы органической природы обладают электропроводностью, соизмеримой с электропроводностью металлов (модифицированный полиацетилен). Однако, только у металлов все эти свойства присутствуют одновременно. [c.318] Сверхчистые. металлы могут иметь другие цвета и оттенки например, монокристаллы меди — темно-золотые, серебра — зеркально-голубые, висмута — жемчужно-матовые. [c.318] Главным признаком металлов как химических веществ является их способность отдавая ь электроны атомам и ионам других веществ. [c.319] Металлы, как правило, не бывают окислителями. Но примеры того, что они все же могут присоединять электроны, имеются. Натрий хорошо растворяется в жидком аммиаке. Эти растворы содержат как атомы, так и ионы натрия На , На, На . В комплексных соединениях — карбонилах На2 [Сг(С0)5] Наг [Ме(СО)4], где Ме = Ре, Со, НЬ, КЬ, — -элементы имеют отрицательные степени окисления -2. Известны комплексные соединения, где отрицательные степени окисления проявляют другие -элементы Т1, V, Мп, Н1, а также щелочные элементы. [c.319] Металлы — это простые вещества, которым одновременно присущи высокие и изотропные электро- и теплопроводность, электронная эмиссия, ковкость, характерные металлический блеск и звон при ударе, в подавляющем больщинстве высокая плотность и твердость в компактном состоянии и при условиях, близких к нормальным. С химической точки зрения, металлы — восстановители в подавляющем большинстве случаев. [c.319] Главное влияние на физические свойства металлов оказывает электронное строение атомов элемента и строение кристаллической решетки металла. Важными характеристиками кристаллической решетки являются ее симметрия и координационное число металла. Кристаллические решетки металлов бывают различной симметрии, но наиболее часто встречаются объемно-центрированная кубическая (ОЦК), гранецентрированная кубическая (ГЦК) и плотнейшая гексагональная (Г) кристаллическая решетка (рис. 11.1). [c.319] Кристаллическое строение металлов изучается различными методами. Их можно разделить на две группы. К первой принадлежат методы изучения внутреннего строения кристаллов, ко второй — методы изучения их внешних форм. Внутреннее строение кристаллов изучается главным образом с помощью рентгеноструктурного анализа. По его данным для всех металлов установлены типы и параметры кристаллических решеток. [c.319] Объемноцентрированная кубическая решетка имеется в металлах Ы, На, К, V, Сг, Ре при температурах до 911 и от 1392 °С до плавления, РЬ, и др. гранецентрированная кубическая — А1, Са, Ре при температурах от 911 до 1392 °С, N1, Си, Ag, Аи и др. гексагональная характерна для Ве, Mg, Сс1, Т1, Со, 2п и др. [c.319] Размеры, форму и взаимное расположение кристаллов в металлах изучают металлографическими методами. Наиболее полную оценку структуры металла в этом отношении дает микроскопический анализ его шлифа. Из испытуемого металла вырезают образец и его плоскость шлифуют, полируют и протравливают специальным раствором (травителем). В результате травления выявляется структура образца, которую рассматривают или фотографируют с помош,ью металлографического микроскопа. [c.319] Кристаллы металлов обычно имеют небольшие размеры. Поэтому любое металлическое изделие состоит из большого чис.па кристаллов. Такая структура называется поликристаллической. При кристаллизации металла из расплавленного состояния растуш,ие кристаллы мешают друг другу принять правильную форму. Поэтому кристаллы поликристаллического тела имеют неправильную форму и в отличие от правильно ограненных кристаллов называются кристаллитами или зернами. Зерна различаются между сюбой пространственной ориентацией их кристаллических решеток (рис. 11.2). [c.320] Вернуться к основной статье