12.Металлы и их соединения.

1. Общая характеристика подгрупп. Физические свойства

IА - Li, Nа, К, PЬ, Сs, Fr IIА - Ве, Мg Са, Sr, Ва, Rа

Все элементы групп IА и IIА являются металлами. Металлы группы IА имеют серебристую окраску, но быстро тускнеют на воздухе. У них сравнительно слабая металлическая связь, т.к. имеется только один валентный электрон. Они во многом отличаются от других металлов, а именно: они мягкие и их можно резать ножом; у них низкие температура плавления и кипения; значения стандартных энтальпий плавления и испарения низкие; у них малые плотности (Li, Na, К - легче воды).

У металлов группы IIА два валентных электрона и более прочная металлическая связь, что отражается на их физических свойствах.

Металлы группы IА имеют объёмноцентрированную кубическую решетку, Ве, Mg - гексагональную плотно-упакованную структуру, Ва -объёмноцентрированную кубическую решетку, Са, Sr - гранецентрированную. Внешние электроны могут при возбуждении переходить на более высокие энергетические уровни. При обратном переходе на низкий уровень выделяется энергия в виде электромагнитных колебаний. Для этих металлов энергии переходов невелики, так что длина волны излучения соответствует видимой части спектра. Поэтому рассматриваемые элементы окрашивают пламя в:

Li — красный Ве - не окрашивает

Na—желтый Мg- ослепительно белый

К-лиловый Са- кирпич но-красный

Rb- красный Sr - малиновый

Сs - голубой Ва - яблочно-зеленый цвета.

Элементы имеют постоянную степень окисления +1 для группы IА и +2 для группы IIА. С увеличением порядкового номера, размеры атомов увеличиваются, энергия ионизации уменьшается. Металлы являются восстановителями:

Ме - пе =Меⁿ⁺

2. Нахождение в природе

Металлы находятся в природе только в виде соединений. Наиболее распространены Na,K,Ca,Mg.

Основные природные соединения:

LiАl[Si206] сподумент

NaС1 каменная соль

Na[А1308] натриевый полевой шпат(альбит)

Nа2 SO4 • 10Н2Омирабилит(глауберова соль)

КСl сильвин

NаС1 • КС1сильвинит

КС1 • МgС12 • 6Н20 карналит

КС1 • MgS04 • ЗН20 каинит

3ВеО А1203 • 6SIO2=Ве3А12 [Si6018]берилли

А12Ве04 хризоберилли

Ве 2[SiO4] фенакит

MgS04 • н2о кизерит

СаСОз- MgCOз доломит

MgCOз магнезит

3MgO • 2SiO2- 2Н20 азбест

СаСОз кальцит, аргомит,мрамор,мел

СаS04 • 2Н20 гипис

СаS04 ангидрит

Са3(Р04)2 - СаF2 • СаС12 апатит

CrСО3 стронцианит

CrSO4 целестин

ВаS04 барит(тяжелый шлаг)

ВаСОз витерит

13.Неметаллы и ихсоединения.При нормальных условиях водород, азот, кислород, фтор, хлор и благород­ные газы находятся в газообразном состоянии, бром — в жидком, а остальные — в твердом состоянии. Из газообразных только кислород имеет аллотропные модификации: кислород 0₂ и озон Оз. В твердом же состоянии неметаллов это явление распространено широко. Например, бор имеет а-, ^-ромбоэдрические и тетрагональную модификации аллотропные формы углерода: алмаз, графит, карбин, фуллерены; кремний, фосфор, сера и другие неметаллы широко пред­ставлены своими аллотропными модификациями, порой резко отличающимися по своим физическим свойствам. Из всего сказанного следует, что физические свойства неметаллов являются в значительной мере их индивидуальными свой­ствами, поэтому они рассматриваются в разделах по свойствам отдельных групп элементов.

Химические свойства неметаллов нередко сильно отличаются друг от друга, однако в их проявлениях есть и много общего. Большинство неметаллов, за ис­ключением фтора и благородных газов, проявляют как отрицательные, так и положительные степени окисления. Поэтому они могут в химических реакциях быть и окислителями, и восстановителями, за исключением фтора (только оки­слитель) и благородных газов (Кr, Хе, Rn — только восстановители, остальные — инертны). Сверху вниз по подгруппе устойчивость положительных степеней окисления увеличивается, что можно объяснить увеличением радиусов атомов, увеличением значения главного квантового числа внешних электронов атомов, а следовательно, уменьшением энергии ионизации. По тем же причинам, из-за уменьшения сродства к электрону, устойчивость отрицательной степени оки­сления в данном направлении уменьшается.