Положение в периодической таблице и общие свойства металлов

После усвоения материала главы 5 студент должен:

знать

• • электронное строение 5-, р-, сI-, /-металлов и их положение в периодической таблице химических элементов;
• • физические и химические свойства металлов, характерные для большинства и для отдельных металлов;
• • понятие редких и рассеянных металлов;
• • методы получения металлов из руд и методы очистки металлов;

уметь

• • давать оценку физико-химическим свойствам металла в зависимости от положения в периодической таблице химических элементов;
• • составлять схемы получения металлов из руд и очистки металлов;
• • составлять уравнения химических реакций взаимодействия металлов с неметаллами, растворами кислот, щелочей и солей;

владеть

• • навыками характеристики химических элементов (электронное строение, основные физико-химические свойства) по положению в периодической таблице химических элементов;
• • теоретическими основами методов получения металлов из руд и очистки металлов.

Расположение металлов в периодической таблице элементов

Во всех вариантах периодических таблиц действует правило диагонали — все элементы пыже условного направления от водорода к радону являются металлами, а выше — неметаллами. Металлические свойства химических элементов усиливаются справа налево и сверху вниз. Это объясняется тем, что при движении справа налево по периоду при одинаковом числе электронных оболочек уменьшаются порядковый номер, а следовательно, и заряд ядра у атомов элементов. Уменьшение заряда приводит к ослаблению связи внешних электронов с ядром и увеличению восстановительной способности атомов (облегчает отдачу электронов), а склонность к участию в окислительно-восстановительных химических реакциях в качестве восстановителя является характерной чертой химического поведения металлов.

При движении сверху вниз, но группе последовательно увеличивается число электронных оболочек и, следовательно, растет удаление внешних электронов от ядра. При этом возрастает и заряд ядра, но обратная квадратичная зависимость ослабления силы электростатического притяжения при увеличении расстояния оказывается более эффективной, чем линейная зависимость увеличения силы притяжения при увеличении заряда ядра. В результате связь внешних электронов с ядром ослабевает по мере движения по группе сверху вниз, что, по изложенным выше причинам, также усиливает металлические свойства атомов химических элементов.

Особенностями электронного строения атомов металлов, определяющими их химические свойства, являются следующие факторы:

• 1) малая электроотрицательность как следствие низких потенциалов ионизации и малого (а чаще отрицательного) сродства к электрону;
• 2) способность образовывать только положительные элементарные ионы (хорошие восстановительные свойства);
• 3) способность в сложных ионах или полярных молекулах являться положительными центрами при образовании химических связей.