Совет 1: Как определить металл и неметалл

Все простые вещества делятся на две большие группы: металлы и неметаллы. Первых в природе значительно больше. Каждая из групп простых веществ обладает характерными для нее свойствами.
Инструкция
1
В нормальных условиях все металлы, кроме ртути, находятся в твердом агрегатном состоянии. Неметаллы могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Металлы пластичны, т.е. хорошо гнутся, а неметаллы хрупкие, при попытке их согнуть они ломаются. Для металлов характерен металлический блеск, а из неметаллов блестит только кристаллический йод. Металлы отличаются хорошей теплопроводностью и электропроводностью, в отличие от неметаллов. Так можно определить группу простого вещества по его физическим свойствам.
2
Чтобы определить металл и неметалл из таблицы Менделеева, проведите диагональную линию от бора до астата. Элементы, расположенные выше этой линии, относятся к неметаллам, ниже линии – к металлам. При этом все химические элементы побочных подгрупп относятся исключительно к металлам. Тем самым можно наглядно увидеть, что металлических элементов в таблице намного больше.
3
В главной подгруппе первой группы находятся щелочные металлы: литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций. Они названы так, потому что при растворении их в воде образуются щелочи, растворимые гидроксиды. Щелочные металлы имеют электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня ns1, т.е. на внешней оболочке содержат один валентный электрон. Отдавая этот электрон, они проявляют восстановительные свойства.
4
Главная подгруппа второй группы состоит из щелочноземельных металлов: бериллий, магний, кальций, стронций, барий, радий. Эти вещества имеют серый цвет, при комнатной температуре они твердые. Электронная конфигурация щелочноземельных металлов на внешнем энергетическом уровне – ns2.
5
Элементы побочных подгрупп таблицы Менделеева относят к переходным металлам. В атомах этих элементов есть валентные электроны, находящиеся на d-орбиталях и f-орбиталях. Переходные металлы имеют переменные степени окисления. В низших степенях окисления они проявляют основные свойства, в высших – кислотные, в промежуточных – амфотерные.
6
Верхний правый угол периодической системы элементов занимают неметаллы. На внешнем энергетической уровне атомы неметаллов содержат большое число электронов, поэтому им энергетически выгодно принимать дополнительные электроны, чем отдавать свои. Во втором периоде неметаллы – элементы от бора до неона, в третьем – от кремния до аргона, в четвертом – от мышьяка до криптона. Неметаллы пятого периода – теллур, йод, ксенон, шестого – астат и радон. Водород и гелий также относят к неметаллам.

Совет 2: Как определить металл

Проблема определения далеко не праздная. Едва ли будет приятно, если в ювелирном магазине вместо дорогой золотой вещицы вам захотят подсунуть откровенную подделку. А разве не представляет интереса, из какого металла сделана вышедшая из строя автомобильная деталь или найденный предмет старины?
Инструкция
1
Вот, к примеру, как определяется наличие меди в сплаве. Нанесите на очищенную поверхность металла каплю раствора (1:1) азотной кислоты. В результате реакции начнет выделяться газ. Спустя несколько секунд промокните капельку фильтровальной бумагой, после чего подержите ее над колбой, где находится концентрированный раствор аммиака. Медь прореагирует, окрасив пятно в темно-голубой цвет.
2
А вот как отличить бронзу от латуни. Кусочек металлической стружки или опилки поместите в мензурку с 10 мл раствора (1:1) азотной кислоты и накройте ее стеклом. Немного подождите, чтобы металл полностью растворился, и затем нагревайте полученную жидкость почти до кипения в течение 10-12 минут. О бронзе напомнит белый осадок, а мензурка с латунью останется прозрачной.
3
Никель вы можете определить почти таким же способом, как и медь. Каплю раствора азотной кислоты (1:1) нанесите на поверхность металла и подождите 10-15 секунд. Промокните каплю фильтровальной бумагой и затем подержите ее над парами концентрированного аммиака. На образовавшееся темно-голубое пятно капните 1% раствором диметилглиоксина на спирту.
4
Никель «просигнализирует» вам характерным красным цветом. Свинец можно определить с помощью кристалликов хромовой кислоты и нанесенной на него капельки охлажденной уксусной кислоты и спустя минуту – капли воды. Если вы увидите желтый осадок, знайте, что это хромат свинца.
5
Чтобы не спутать золото, например, с латунью, нанесите на поверхность раствор азотной кислоты (1:1). Если никакой реакции не последовало, считайте, что вам повезло – в сплаве содержание золота превышает 25%.
6
Определить наличие железа также несложно. Возьмите кусочек металла и нагрейте его в соляной кислоте. При положительном результате содержимое колбы должно окраситься в желтый цвет. Если же вы не в ладах с химией, возьмите обычный магнит. Знайте, что все железосодержащие сплавы притягиваются к нему.

Совет 3: Как определить валентные электроны

Валентность - это способность атома вступать во взаимодействие с другими атомами, образуя с ними химические связи. В создание теории валентности внесли большой вклад многие ученые, прежде всего, немец Кекуле и наш соотечественник Бутлеров. Электроны, которые принимают участие в образовании химической связи, называют валентными.
Вам понадобится
  • Таблица Менделеева.
Инструкция
1
Вспомните строение атома. Он подобен нашей Солнечной системе: в центре располагается массивное ядро («звезда»), а вокруг него вращаются электроны («планеты»). Размеры ядра, хотя в нем сосредоточена практически вся масса атома, ничтожно малы по сравнению с расстояние до электронных орбит. Какие из электронов атома легче всего вступят во взаимодействия с электронами других атомов? Нетрудно понять, что те, которые находятся дальше всего от ядра, на внешней электронной оболочке.
2
Посмотрите в Таблицу Менделеева. Вот, например, третий Период. Идите последовательно по элементам главных подгрупп. Щелочной металл натрий имеет на внешней оболочке один электрон, который и участвует в образовании химической связи. Следовательно, он одновалентен.
3
Щелочноземельный металл магний имеет на внешней оболочке два электрона, он двухвалентен. Амфотерный (то есть, проявляющий в своих соединениях как основные, так и кислотные свойства) металл алюминий имеет три электрона и такую же валентность.
4
Кремний в своих соединениях четырехвалентен. Фосфор может образовывать различные количества связей, а его высшая валентность равна пяти – как, например, в молекуле фосфорного ангидрида Р2О5.
5
Сера точно так же может иметь разные валентности, высшая же равна шести. Аналогично ведет себя хлор: в молекуле соляной кислоты HCl, к примеру, он одновалентен, а в молекуле хлорной кислоты HClO4 –семивалентен.
6
Поэтому запомните правило: высшая валентность элементов, находящихся в главных подгруппах, равна номеру группы и определяется числом электронов на внешнем уровне.
7
А как быть, если элемент находится не в главной, а побочной подгруппе? В этом случае валентными являются также d-электроны предыдущего подуровня. В таблице Менделеева для каждого элемента приведен полный электронный состав. К примеру, какова высшая валентность хрома и марганца? На внешнем уровне у хрома 1 электрон, на d-подуровне 5. Следовательно, высшая валентность – 6, как, например, в молекуле хромового ангидрида CrO3. А у марганца на d-подуровне также 5 электронов, но на внешнем уровне -2. Значит, его высшая валентность – 7.
8
Вы видите, что хром находится в 6-й группе, марганец – в 7-й. Следовательно, вышеуказанное правило действует и для элементов побочных подгрупп. Запомните исключения из него: Кобальт, Никель, Палладий, Платина, Родий. Иридий.
Источники:
  • валентность хрома

Совет 4: Как определить электронную конфигурацию

Химические реакции не затрагивают ядра атомов. Химические свойства элементов зависят от строения их электронных оболочек. Состояние электронов в атоме описывается четырьмя квантовыми числами, принципом Паули, правилом Гунда и принципом наименьшей энергии.
Инструкция
1
Посмотрите на ячейку элемента в таблице Менделеева. Порядковый номер указывает заряд ядра атома этого элемента, а также число электронов в атоме, поскольку в основном состоянии атом электрически нейтрален. Как правило, порядковый номер пишется сверху слева от наименования элемента. Это целое число, не путайте его с массовым числом элемента.
2
Сначала электроны заполняют первый энергетический уровень, содержащий только 1s-подуровень. s-подуровень может содержать не больше двух электронов, причем они должны отличаться направлениями спина. Квантовую ячейку изобразите с помощью прямоугольника или небольшого отрезка. В ячейку поместите две разнонаправленные стрелки – смотрящую вверх и вниз. Так вы символически обозначили два электрона на s-подуровне первого энергетического уровня.
3
Второй энергетический уровень содержит одну ячейку s-подуровня и три ячейки p-подуровня. На p-орбитали может находиться до шести электронов. Эти три ячейки заполняются последовательно: сначала по одному электрону в каждой, затем еще по одному. Согласно правилу Гунда, электроны располагаются так, чтобы суммарный спин был максимальным.
4
Третий энергетический уровень заполняется, начиная с натрия, имеющего 11 электронов. Существует подуровень 3d, но он будет заполняться электронами только после ячейки 4s. Такое поведение электронов объясняется принципом наименьшей энергии: каждый электрон стремиться к такому расположению в атоме, чтобы его энергия была минимальной. А энергия электрона на подуровне 4s меньше, чем на 3d.
5
Вообще, заполнение электронами энергетических уровней происходит в такой последовательности: 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d. При этом на любой s-оболочке может находиться не больше двух электронов (одна орбиталь), на p-оболочке – не больше шести электронов (три орбитали), на d-подуровне – не более 10 (пять орбиталей), на f-подуровне – не более 14 (семь орбиталей).
Обратите внимание
В возбужденном состоянии атома электроны могут «перескакивать» из одной ячейки в другую, увеличивая, тем самым, валентность элемента. При образовании связей электрону энергетически выгодно переходить с заполненной s-орбитали на свободную p-орбиталь в пределах одного энергетического уровня.
Источники:
  • «Начала химии», Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремин, В.А. Попков, 2008

Совет 5: Радий как химический элемент

Радий — радиоактивный химический элемент II группы периодической системы Менделеева, в свободном виде он представляет собой серебристо-белый металл, который быстро тускнеет на воздухе. Радий относится к щелочноземельным элементам.
Инструкция
1
Радий является очень редким рассеянным элементом. Главные его источники - урановые руды, в 1 т урана содержится примерно 0,34 г радия. В очень малых концентрациях этот химический элемент был обнаружен в самых разных объектах, например, в природных водах.
2
У радия кубическая объемноцентрированная кристаллическая решетка, на внешней оболочке его атома находится 2 электрона, по этой причине у данного элемента только одна степень окисления +2. Все соединения радия обладают свойством автолюминесценции, для них характерно бледно-голубое свечение в темноте.
3
Многие соли радия бесцветны, однако, разлагаясь под действием собственного излучения, они приобретают коричневую или желтую окраску. Из-за самопоглощения частиц, испускаемых при радиоактивном распаде, радий постоянно выделяет тепло, поэтому температура его препаратов всегда немного выше окружающей.
4
Металлический радий быстро покрывается на воздухе пленкой, состоящей из его оксида и нитрида. Он бурно реагирует с водой, образуя растворимый в воде гидроксид и выделяя водород. Бромид, нитрат, сульфид и хлорид радия хорошо растворяются в воде. Хромат, карбонат и оксалат — плохо растворимы.
5
По своим химическим свойствам этот элемент похож на барий, но более активен. Практически все соединения радия изоморфны соответствующим соединениям бария. По сравнению с другими щелочноземельными металлами, радий обладает слабой склонностью к комплексообразованию. Известны его комплексы с яблочной, винной, молочной и лимонной кислотами.
6
Радий выделяют в виде хлорида и других солей как побочный продукт переработки урановых руд. Для этого применяют методы ионного обмена, дробной кристаллизации и осаждения. При помощи электролиза на ртутном катоде получают металлический радий.
7
Обнаруживают этот химический элемент радиометрическими методами. Радий очень токсичен. В геологии его изотопы применяют для определения возраста минералов и осадочных пород. В геохимии его используют в качестве индикатора циркуляции и смещения океанических вод.
8
Долгое время радий был единственным радиоактивным элементом, который находил свое практическое применение в медицине, его использовали для приготовления люминофоров постоянного свечения. Однако он был вытеснен более дешевыми радионуклидами, полученными искусственным путем. Радий сохранил некоторое значение в медицине в качестве источника радона для лечения радоновыми ваннами.
Видео по теме
Источники:
  • ХиМиК.ру, Радий

Совет 6: Свойства мышьяка как элемента

Мышьяк – это химический элемент, который в периодической системе Менделеева находится в пятой группе под атомным номером 33, представляет собой серо-стальные кристаллы.
Инструкция
1
Латинское название мышьяка - Arsenicum - происходит от греческого слова arsen, что означает сильный, мужественный. Вероятно такое название дано элементу благодаря его сильному влиянию на организм человека.
2
Физические свойства мышьяка
Данный элемент может быть представлен несколькими аллотропическими модификациями, самым устойчивым из которых является серый (металлический) мышьяк. Он представлен хрупкой металлической массой, имеющей на свежем изломе характерный металлический блеск и быстро тускнеющей во влажном воздухе. При атмосферном давлении и температуре 615 градусов образуется пар мышьяка (происходит возгонка), который при охлаждении поверхности жидким воздухом конденсируется и образует желтый мышьяк. Эта модификация представлена мягкими, как воск, прозрачными кристаллами, который при воздействии света и небольшом нагревании вновь переходят в серый мышьяк. Также известны бурая и черная модификации элемента (стекловидо-аморфные). При осаждении паров мышьяка на стекло происходит образование зеркальной пленки. Хотя мышьяк в большей степени является неметаллом, электропроводность его при повышении температуры снижается, как у любого типичного металла.
3
Химические свойства мышьяка
Мышьяк – это кислотообразующий элемент, но солей, к примеру, с серной кислотой он не создает, поэтому его зачастую считают полуметаллом. В исходном виде этот элемент достаточно инертный, на него не оказывают никакого воздействия вода, щелочи и кислоты, не имеющие окислительных свойств. При реакции с разбавленной азотной кислотой он окисляется с образованием ортомышьяковистой кислоты, а с концентрированной дает ортомышьяковую кислоту. При взаимодействии мышьяка и активных металлов образуются арсениды (солеобразные соединения), которые подвержены гидролизу водой. В кислой среде эта реакция идет особенно быстро и образуется арсин – это очень ядовитый газ, который сам по себе не имеет цвета и запаха, но за счет содержания примесей появляется запах чеснока. Разложение арсина на элементы начинается уже при комнатной температуре и резко ускоряется при нагревании. При возгонке пары мышьяка на воздухе быстро сгорают голубым пламенем, в результате образуются тяжелые белые пары мышьяковистого ангидрида, который является самым распространенным мышьяксодержащим реагентом.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500