Лекционный материал для ликвидации пробелов в знаниях по теме: НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА. Простые вещества.

Лекционный материал для ликвидации пробелов в знаниях по теме: НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА – соединения, образуемые всеми химическими элементами (кроме большинства органических соединений углерода). Делятся по химическому составу:

Металлы (от лат. metallum – шахта, рудник): группа элементов, обладающая характерными металлическими свойствами.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.

Металлическая кристаллическая решетка – наличие подвижных электронов

2.Металлический блеск  (неметаллы йод и углерод в виде графита) 

Наиболее хорошо: алюминий, серебро, палладий и родий. 

3. Твёрдое состояние  (кроме ртути ).Обладают различной твёрдостью:  

щелочные металлы режутся  ножом, а  ванадий, вольфрам и хром легко царапают самую твёрдую сталь и стекло, ванадий, вольфрам и хром легко царапают самую твёрдую сталь и стекло. 

3. Пластичность - возможность лёгкой механической обработки.

 Самыми пластичными являются золото, серебро и медь , германий и висмут непластичны.

4. Высокая теплопроводность  и  электропроводимость обусловлена наличием  подвижных электронов.

Серебро, медь и алюминий имеют наибольшую электропроводность.

5. Высокая плотность 

Металлы делят на: 1) лёгкие (плотность 0,53 ÷ 5 г/см³) .Самый лёгкий  литий (плотность 0.53 г/см³). 

 2) тяжёлые (5 ÷ 22,5 г/см³).  Самые тяжёлые металлы осмий и иридий (около 22.6 г/см³). 

6. Температура плавления 

 лежит в диапазоне от −39 °C (ртуть) до  3410 °C (вольфрам). 

В РЕАКЦИЯХ  ВСЕГДА  ЯВЛЯЮТСЯ  ВОССТАНОВИТЕЛЯМИ.

Атомы металлов легко отдают электроны внешнего (а некоторые – и предвнешнего) электронного слоя, превращаясь в положительные ионы

ВОЗМОЖНЫЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ Ме

Низшая 0,+1,+2,+3

Высшая +4,+5,+6,+7,+8

МЕТАЛЛЫ I ГРУППЫ ГЛАВНОЙ ПОДГРУППЫ (А) (ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ).

литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций

Мягкие металлы, легко режутся ножом. 

На срезе белого цвета с блеском, исчезающим на воздух

МЕТАЛЛЫ II ГРУППЫ ГЛАВНОЙ ПОДГРУППЫ (А) 
бериллий, магний, щелочноземельные металлы (кальций, стронций, барий) и  радий.

АЛЮМИНИЙ И ЭЛЕМЕНТЫ III-A ГРУППЫ

Алюминий - серебристо-белый легкий металл. 

Отличительные особенности алюминия - высокая электропроводимость, теплопроводность, коррозионная стойкость, малая плотность и отличная обрабатываемость давлением в холодном состоянии.

Цинк — элемент побочной подгруппы второй группы (В), четвёртого периода

Хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка). 

Медь -тяжелый розово-красный металл, мягкий и ковкий.

Железу  присущи все металлические свойства:

•       пластичность

•  электро- и теплопроводность

•  характерный металлический блеск.

• Металл обладает магнитными свойствами.

НЕМЕТАЛЛЫ

Из 109 химических элементов 22 неметаллы, расположены в правом верхнем углу ПСХЭ, из них 6 – инертные газы (8A).
Элементы с неметаллическими свойствами находятся в IIIA-VIIA - группах Периодической системы:

Особенности атомного строения неметаллов:

1. Небольшой атомный радиус

2. На внешнем уровне 4-8 электронов (исключение водород – 1 электрон, гелий – 2 электрона)

3. Располагаются только в главных подгруппах

4. Характерно высокое значение ЭО

5. Степени окисления от -4 до +8

Химические связь ковалентная неполярная или вещества атомарного строения

АТОМАРНОЕ СОСТОЯНИЕ

Инертные или благородные газы  не образуют молекул и существуют в атомарном состоянии (не образуют решеток)

He –гелий,  Ne-неон ,  Ar-аргон ,  Kr-криптон ,  Xe-ксенон ,   Rn-радон

АТОМНЫЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ РЕШЁТКИ: алмаз (С) и кремний (Si)

3. МОЛЕКУЛЯРНАЯ НЕПОЛЯРНАЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА

Многие неметаллы образуют молекулу, состоящую из двух атомов ( H2 , O2 ,  N2 , F2, Cl2 , Br2, I2), при этом  образуется очень непрочная связь.

При обычной температуре неметаллы могут быть в разном агрегатном состоянии

1. Газообразные - O2-кислород ,  H2 -  водород,  N2- азот , Cl2-хлор,  F2-фтор.

2. Жидкие  -   Br2 -бром 

3. Твердые –  S –сера,   P-фосфор, I2 –йод,  C–-алмаз и графит

Многие    не проводят электрический ток (кроме графита и кремния).

Не проводят тепло.

В твердом состоянии -  хрупкие

Не имеют металлического блеска (кроме  иода-I2 , графита-C и кремния Si)

Цвет охватывает все цвета спектра: красный-красный фосфор, желтый –сера, зеленый-хлор, фиолетовый –пары иода.

 Температура плавления изменяется   в огромном интервале: tпл (N2)= -210⁰C  , а tпл (Алмаз) =3730⁰С 

АЛЛОТРОПИЯ

Способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ называется аллотропией, а эти простые вещества – аллотропными видоизменениями, или модификациями.

 КИСЛОРОД

Кислород образует две аллотропные модификации  (причина- строение молекулы)

КИСЛОРОД   O₂: Газ без цвета и запаха  Входит в состав воздуха (21% по объему). Не ядовит!

ОЗОН   O3: Газ бледно-фиолетового цвета с резким запахом свежести. 

Обладает  бактерицидными свойствами, способен удерживать ультрафиолетовые лучи.

 СЕРА

Твердое кристаллическое вещество желтого цвета, нерастворима в воде, водой не смачивается (плавает на поверхности), t кип = 445 °С 

Возможные валентности: II, IV, VI. Степени окисления:   -2, 0, +4, +6

У серы можно выделить три аллотропных модификации: кристаллическая (ромбическая),моноклинная и пластическая.

Переход из кристаллической в пластическую происходит при нагревании до температуры кипения при последующем быстром охлаждении.

 АЗОТ 

 Азот – газ без цвета и запаха, плохо растворим в воде. Азот является основной частью воздуха (79% по объѐму). 

ФОСФОР

Образует семь аллотропных модификаций, причиной является строение кристаллической решётки. 

Фосфор белый  P₄( молекулярная кристаллическая  решётка )

Мягкое, бесцветное вещество. В темноте светится. Ядовит!

Фосфор красный  Pn ( атомная кристаллическая решётка) аморфное  

полимерное вещество(порошок).  в темноте не светится, ядовит 

УГЛЕРОД
 образует две аллотропные формы (причина – строение кристаллической решётки)

Алмаз: Тетраэдрическая кристаллическая решетка 

Бесцветные кристаллы. Самое твердое вещество в природе .  tпл=3730ºC

Графит: Кристаллическая решетка напоминает соты

Слоистое кристаллическое вещество, жирное на ощупь , непрозрачное ,серого цвета.