Pokud z celé řady standardních elektrodových potenciálů vybereme pouze ty elektrodové procesy, které odpovídají obecné rovnici

pak dostaneme řadu kovových napětí. Kromě kovů bude tato řada vždy obsahovat vodík, což vám umožní zjistit, které kovy jsou schopny vytěsnit vodík z vodných roztoků kyselin.

Tabulka 19. Řada kovových napětí

Počet napětí pro nejdůležitější kovy je uveden v tabulce. 19. Pozice určitého kovu v řadě napětí charakterizuje jeho schopnost podléhat redoxním interakcím ve vodných roztocích za standardních podmínek. Kovové ionty jsou oxidační činidla a kovy ve formě jednoduchých látek jsou redukční činidla. Navíc, čím dále je kov v napěťové řadě umístěn, tím silnější jsou jeho ionty oxidačního činidla ve vodném roztoku a naopak, čím blíže je kov začátku řady, tím silnější jsou redukční vlastnosti jednoduchého látka - kov.

Procesní potenciál elektrody

v neutrálním prostředí se rovná B (viz strana 273). Aktivní kovy na začátku série, které mají potenciál výrazně zápornější než -0,41 V, vytěsňují vodík z vody. Hořčík vytěsňuje vodík pouze z horká voda. Kovy nacházející se mezi hořčíkem a kadmiem obecně nevytlačují vodík z vody. Na povrchu těchto kovů se tvoří oxidové filmy, které mají ochranný účinek.

Kovy umístěné mezi hořčíkem a vodíkem vytlačují vodík z kyselých roztoků. Současně se také na povrchu některých kovů tvoří ochranné filmy, které reakci brzdí. Oxidový film na hliníku tedy činí tento kov stabilním nejen ve vodě, ale také v roztocích určitých kyselin. Olovo se v kyselině sírové v nižší koncentraci nerozpouští, protože sůl vzniklá reakcí olova s ​​kyselinou sírovou je nerozpustná a vytváří na povrchu kovu ochranný film. Jev hluboké inhibice oxidace kovu v důsledku přítomnosti ochranných oxidových nebo solných filmů na jeho povrchu se nazývá pasivita a stav kovu se v tomto případě nazývá pasivní stav.

Kovy jsou schopny se vzájemně vytěsňovat ze solných roztoků. Směr reakce je určen jejich vzájemnou polohou v řadě napětí. Při zvažování konkrétních případů takových reakcí je třeba mít na paměti, že aktivní kovy vytěsňují vodík nejen z vody, ale také z jakéhokoli vodného roztoku. K vzájemnému vytěsňování kovů z roztoků jejich solí tedy dochází prakticky pouze u kovů umístěných v řadě za hořčíkem.

Beketov byl první, kdo podrobně studoval vytěsňování kovů z jejich sloučenin jinými kovy. V důsledku své práce uspořádal kovy podle jejich chemické aktivity do řady posunů, která je prototypem řady kovových napětí.

Relativní poloha některých kovů v napěťové řadě a v periodické tabulce si na první pohled neodpovídá. Například podle pozice v periodické tabulce by chemická aktivita draslíku měla být vyšší než sodík a sodík - vyšší než lithium. V sérii napětí je nejaktivnější lithium a draslík zaujímá střední pozici mezi lithiem a sodíkem. Zinek a měď by podle svého postavení v periodické tabulce měly mít přibližně stejnou chemickou aktivitu, ale v napěťové řadě se zinek nachází mnohem dříve než měď. Důvod tohoto druhu nekonzistence je následující.

Při porovnávání kovů, které zaujímají tu či onu pozici v periodické tabulce, je ionizační energie volných atomů brána jako měřítko jejich chemické aktivity – redukční schopnosti. Při pohybu například shora dolů podél hlavní podskupiny skupiny I periodická tabulka ionizační energie atomů klesá, což je spojeno se zvětšováním jejich poloměrů (tj. s větší vzdáleností vnějších elektronů od jádra) a se zvyšujícím se stíněním kladného náboje jádra mezilehlými elektronovými vrstvami (viz § 31) . Proto atomy draslíku vykazují větší chemickou aktivitu - mají silnější redukční vlastnosti - než atomy sodíku a atomy sodíku vykazují větší aktivitu než atomy lithia.

Při porovnávání kovů v sérii napětí se jako měřítko chemické aktivity bere práce při přeměně kovu v pevném stavu na hydratované ionty ve vodném roztoku. Tato práce může být reprezentována jako součet tří pojmů: atomizační energie - přeměna kovového krystalu na izolované atomy, ionizační energie volných atomů kovu a hydratační energie výsledných iontů. Atomizační energie charakterizuje sílu krystalové mřížky daného kovu. Energie ionizace atomů - odstranění valenčních elektronů z nich - je přímo určena polohou kovu v periodické tabulce. Energie uvolněná při hydrataci závisí na elektronové struktuře iontu, jeho náboji a poloměru.

Lithné a draselné ionty, které mají stejný náboj, ale různé poloměry, budou kolem sebe vytvářet nestejná elektrická pole. Pole generované v blízkosti malých iontů lithia bude silnější než pole v blízkosti velkých draselných iontů. Z toho je zřejmé, že ionty lithia budou hydratovat s uvolněním více energie než ionty draslíku.

Při uvažované transformaci se tedy vynakládá energie na atomizaci a ionizaci a energie se uvolňuje při hydrataci. Čím nižší bude celková spotřeba energie, tím snazší bude celý proces a tím blíže k začátku napěťové řady se daný kov bude nacházet. Ale ze tří členů obecné energetické bilance je pouze jeden - ionizační energie - přímo určen pozicí kovu v periodické tabulce. Není tedy důvod očekávat, že relativní pozice určitých kovů v řadě napětí bude vždy odpovídat jejich pozici v periodické tabulce. U lithia se tedy ukazuje, že celková spotřeba energie je menší než u draslíku, podle kterého je lithium v ​​napěťové řadě před draslíkem.

U mědi a zinku se energetický výdej na ionizaci volných atomů a energetický zisk při iontové hydrataci blíží. Ale kovová měď tvoří silnější krystalovou mřížku než zinek, jak lze vidět ze srovnání teplot tání těchto kovů: zinek taje při , a měď pouze při . Energie vynaložená na atomizaci těchto kovů je proto výrazně odlišná, v důsledku čehož jsou celkové náklady na energii na celý proces v případě mědi mnohem větší než v případě zinku, což vysvětluje vzájemné postavení těchto kovů. kovy v řadě napětí.

Při přechodu z vody do nevodných rozpouštědel se mohou vzájemné polohy kovů v napěťové řadě měnit. Důvodem je to, že solvatační energie různých kovových iontů se mění různě při přechodu z jednoho rozpouštědla do druhého.

Zejména měďnatý iont je v některých velmi energeticky solvatován organická rozpouštědla; To vede k tomu, že v takových rozpouštědlech se měď nachází v napěťové řadě před vodíkem a vytlačuje jej z kyselých roztoků.

Na rozdíl od periodického systému prvků tedy řada kovových napětí není odrazem obecného vzorce, na jehož základě je možné podat komplexní Charakteristika chemických vlastností kovů. Série napětí charakterizuje pouze redoxní schopnost elektrochemického systému „kov – iont kovu“ za přesně definovaných podmínek: hodnoty v ní uvedené se vztahují k vodnému roztoku, teplotě a jednotkové koncentraci (aktivitě) kovových iontů.

Kovy, které snadno reagují, se nazývají aktivní kovy. Patří mezi ně alkalické kovy, kovy alkalických zemin a hliník.

Pozice v periodické tabulce

Kovové vlastnosti prvků se v periodické tabulce snižují zleva doprava. Proto jsou prvky skupin I a II považovány za nejaktivnější.

Rýže. 1. Aktivní kovy v periodické tabulce.

Všechny kovy jsou redukční činidla a snadno se rozdělí s elektrony na vnější energetické úrovni. Aktivní kovy mají pouze jeden nebo dva valenční elektrony. V tomto případě se kovové vlastnosti zvyšují shora dolů s rostoucím počtem energetických hladin, protože Čím dále je elektron od jádra atomu, tím snáze se oddělí.

Alkalické kovy jsou považovány za nejaktivnější:

• lithium;
• sodík;
• draslík;
• rubidium;
• cesium;
• francouzština

Mezi kovy alkalických zemin patří:

• beryllium;
• hořčík;
• vápník;
• stroncium;
• baryum;
• rádium.

Stupeň aktivity kovu lze určit elektrochemickou řadou napětí kovu. Čím více vlevo od vodíku se prvek nachází, tím je aktivnější. Kovy napravo od vodíku jsou neaktivní a mohou reagovat pouze s koncentrovanými kyselinami.

Rýže. 2. Elektrochemické řady napětí kovů.

Do seznamu aktivních kovů v chemii patří i hliník, nacházející se v III skupina a stojící nalevo od vodíku. Hliník je však na hranici aktivních a intermediárně aktivních kovů a s některými látkami za normálních podmínek nereaguje.

Vlastnosti

Aktivní kovy jsou měkké (lze řezat nožem), lehké a mají nízký bod tání.

Základní Chemické vlastnosti kovy jsou uvedeny v tabulce.

Aktivní kovy snadno reagují, proto se v přírodě nacházejí pouze ve směsích – minerály, horniny.

Rýže. 3. Minerály a čisté kovy.

co jsme se naučili?

Mezi aktivní kovy patří prvky I. a II. skupiny - alkalické kovy a kovy alkalických zemin a také hliník. Jejich aktivita je dána strukturou atomu – pár elektronů se snadno oddělí od vnější energetické hladiny. Jedná se o měkké lehké kovy, které rychle reagují s jednoduchými i složitými látkami za vzniku oxidů, hydroxidů a solí. Hliník je blíže vodíku a jeho reakce s látkami vyžaduje další podmínky – vysoké teploty, destrukci oxidového filmu.

Pokud si alespoň trochu pamatujete ze svého školního kurzu fyziky, snadno si vzpomenete, že nejaktivnějším kovem je lithium. Tato skutečnost není překvapivá, dokud se nepokusíte této problematice porozumět podrobněji. Je pravda, že je těžké si představit situaci, ve které byste takové informace potřebovali, ale kvůli nečinnému zájmu to můžete zkusit.

Jaká je například činnost kovu? Schopnost rychle a úplně reagovat s jinými chemickými prvky? Možná. Pak lithium, i když bude jedním z nejaktivnějších kovů, zjevně není přeborníkem. Ale o tom později.

Ale pokud uděláte drobné upřesnění, neřeknete „nejaktivnější kov“, ale „nejelektrochemicky nejaktivnější kov“, pak lithium zaujme své právoplatné první místo.

Lithium

V překladu z řečtiny „lithium“ znamená „kámen“. Tomu se ale nelze divit, protože švédský chemik Arfvedson ho objevil v kameni, v minerálu petalitu, který mimo jiné tento kov obsahoval.

Od té chvíle začalo jeho studium. A je na čem pracovat. Například jeho hustota je několikrát menší než hustota hliníku. Ve vodě se samozřejmě utopí, ale v petroleji bude plavat sebevědomě.

Za normálních podmínek je lithium měkký, stříbřitý kov. V sérii Beketov (řada elektrochemické aktivity) zaujímá lithium čestné první místo, dokonce před všemi ostatními alkalickými kovy. To znamená, že kdy chemická reakce vytlačí jiné kovy a zabere volné místo ve spojích. To určuje všechny jeho další vlastnosti.

Například pro normální fungování lidského těla je naprosto nezbytný, i když v nepatrných dávkách. Zvýšená koncentrace může způsobit otravu, snížená koncentrace může způsobit psychickou nestabilitu.

Zajímavé je, že slavný nápoj 7Up dříve obsahoval lithium a byl umístěn jako lék na kocovinu. Možná to opravdu pomohlo.

Cesium

Ale pokud se zbavíme obsedantního vyjasňování „elektrochemicky“ a ponecháme jednoduše „aktivní kov“, pak lze cesium nazvat vítězem.

Jak víte, aktivita látek v periodické tabulce se zvyšuje zprava doleva a shora dolů. Faktem je, že v látkách, které jsou v první skupině (první sloupec), rotuje na vnější vrstvě jediný osamělý elektron. Pro atom je snadné se ho zbavit, což se děje téměř při každé reakci. Pokud by byly dva, jako prvky z druhé skupiny, pak by to trvalo déle, tři - ještě více a tak dále.

Ale ani v první skupině nejsou látky stejně účinné. Čím nižší je látka, tím větší je průměr jejího atomu a tím dále od jádra rotuje jeden volný elektron. To znamená, že přitažlivost jádra na něj působí slabší a snáze se odtrhne. Všechny tyto podmínky cesium splňuje.

Tento kov byl první objevený pomocí spektroskopu. Vědci zkoumali složení minerální vody z léčivého pramene a na spektroskopu spatřili jasně modrý pás, odpovídající dříve neznámému prvku. Díky tomu dostalo cesium své jméno. Do ruštiny jej lze přeložit jako „nebesky modrá“.

Ze všech čistých kovů, které lze těžit ve významném množství, má cesium největší chemickou reaktivitu a také mnoho dalších zajímavých vlastností. Může se například roztavit v lidských rukou. K tomu ale musí být umístěn v uzavřené skleněné kapsli naplněné čistým argonem, protože jinak se při kontaktu se vzduchem jednoduše vznítí. Tento kov našel své uplatnění v různých oblastech: od lékařství po optiku.

Francie

A pokud se nezastavíme u cesia a půjdeme ještě níž, skončíme u francia. Zachovává si všechny vlastnosti a rysy cesia, ale posouvá je na kvalitativně vyšší úroveň. nová úroveň, protože má ještě více elektronových drah, což znamená, že stejný osamělý elektron je ještě dále od středu.

Na dlouhou dobu byla teoreticky předpovězena a dokonce popsána, ale nebylo možné ji najít nebo najít, což také není překvapivé, protože v přírodě se vyskytuje v nepatrných množstvích (méně než - pouze astat). A i když se získá, kvůli své vysoké radioaktivitě a rychlému poločasu rozpadu zůstává extrémně nestabilní.

Zajímavé je, že sen středověkých alchymistů se ve Francii stal skutečností, jen obráceně. Snili o získávání zlata z jiných látek, ale zde používají zlato, které se po bombardování elektrony promění ve francium. Ale i tak se dá sehnat v zanedbatelně malém množství, nedostatečném i pro pečlivé studium.

Je to tedy francium, které zůstává nejaktivnějším z kovů, daleko před všemi ostatními. Konkurovat mu může pouze cesium, a i to pouze díky výraznějšímu množství. Dokonce i nejaktivnější nekov, fluor, je výrazně horší než ten.

Odpovědět na otázku „který kov je nejaktivnější“ není tak jednoduché. Už jen proto, že kvůli různým úhlům pohledu neexistuje přímá a přesná odpověď.

Někteří odborníci se domnívají, že nejaktivnějším kovem je lithium. Jiní věří, že nejvyšší aktivitu má cesium. A další tvrdí, že by palmu měla dostat Francie.

Nedobrovolně se ptáte: „Proč takový rozdíl v názorech? A proč nikdo nezmíní sodík, draslík a rubidium?

Existuje více otázek než odpovědí. Ale při bližším prostudování tématu jsou v chaosu dat objeveny velmi harmonické vzorce, které nám nejen umožňují získat odpovědi, ale dokonce zjistit, který kov je nejaktivnější.

Proč se stále neví, který kov je nejaktivnější? Historie vývoje vědy ukazuje, že jasné a jednoznačné odpovědi se objevují zpravidla ve dvou případech. Za prvé, pokud je odpověď jediná správná a neexistují žádné další interpretace a interpretace. Například nejvyšší hora planety je Chomolungma.

V případě, kdy je odpověď diktována praktickou nutností.

Ve 20. letech minulého století byla v ještě mladém Sovětském svazu položena otázka, jejímž pozadím bylo politické a ekonomické zdůvodnění: lze kaučuk získávat i jinak než z kaučukovníků? A zatímco celý svět jel na kolech vyrobených z mízy jihoamerických stromů, profesor S.V. Lebedev odpověděl: „Je to možné. A společně se skupinou specialistů předvedl světu míč vyrobený ze syntetické pryže.

Otázka na samotný aktivní kov se nevztahuje ani na první, ani na druhý případ. Rovnocenných kandidátů na roli nejaktivnějšího kovu je mnoho a hledání správné odpovědi nemá žádný praktický přínos. Je nepravděpodobné, že by nějaký vědec provedl seriózní laboratorní testy jen proto, aby uspokojil něčí planou zvědavost.

No, i když jen teoreticky, dá se ještě zjistit, který kov je nejaktivnější?

Co znamená nejaktivnější? Atom jakékoli látky se skládá z jádra obklopeného oblakem elektronů. Elektrony rotují kolem jádra po pevných trajektoriích (orbitalech). Někdy se orbitaly také nazývají energetické hladiny nebo skořápky.

Už od přírody samotné je zařízeno, že na žádné energetické úrovni atomu prvku nemůže být více než určitý počet elektronů. Úrovně, které již mají tuto maximální částku, jsou považovány za dokončené. Spolu s dokončenými úrovněmi je však v každém prvku (kromě vzácných plynů) další, nenaplněný.

Atom se snaží zaplnit všechny své elektronové obaly. A jakmile se naskytne příležitost, atom se okamžitě vzdá svých elektronů z vnější úrovně nebo si vezme elektrony někoho jiného. Vše závisí na konkrétním prvku a struktuře jeho vnějšího elektronového obalu.

Prvek, který potřebuje získat jeden elektron, se s tímto úkolem vyrovná rychleji než prvek, který potřebuje k vyplnění hladiny dva elektrony. Ten, kdo je rychlejší, se nazývá aktivnější.

Prvky, které potřebují získat jeden elektron, tvoří sedmou skupinu periodické tabulky: vodík, fluor, chlor, brom, jód, astat. ununseptium.

Mezi prvky, které darují své elektrony, bude nejaktivnější ten, který se potřebuje vzdát pouze jednoho elektronu. Tyto prvky představují první skupinu periodické tabulky: vodík, lithium, sodík, draslík, rubidium, cesium, francium.

Při hledání kovu.

Než zjistíme, který z těchto prvků je nejaktivnější, je nutné vyloučit prvky, které nejsou kovy. Atomu fluoru chybí jeden elektron k dokončení vnější úrovně. Dva atomy fluoru se spojí a navzájem si tento elektron berou. V důsledku toho se takový elektron stává běžným a je součástí nyní dokončeného obalu. Tato vazba se nazývá molekulární vazba a dva atomy fluoru nyní tvoří molekulu. Molekuly dvouatomového fluoru jsou drženy pohromadě mezimolekulárními silami za vzniku látky fluor.

Všem prvkům sedmé skupiny chybí k dokončení jeden elektron. Proto jsou atomy těchto prvků také vázány do dvouatomových molekul. Prvky sedmé skupiny jsou schopny vytvářet výhradně molekulární vazby, nemohou tedy být kovy, protože kovy jsou primárně prvky, jejichž struktura je založena na „kovové vazbě“. V důsledku toho jsou vyloučeny i nejaktivnější prvky sedmé skupiny a nebudou dále brány v úvahu.

První skupina. Kovové spojení.

Elektronový obal atomu cesia obsahuje 55 elektronů. 54 z nich vytvoří kolem jádra hustý elektronový mrak skládající se z pěti dokončených úrovní. Tento oblak cloní téměř celou sílu přitažlivosti jádra, v důsledku čehož je jediný elektron na vnější, šesté úrovni velmi slabě spojen s jádrem.

Atomy cesia seskupují a darují své vnější elektrony do „společné prasátko“, snaží se vytvořit kompletní šestou úroveň. Všechny atomy se účastní procesu a tvoří krystalickou strukturu,

Jak se atomy k sobě přibližují, volné orbitaly se překrývají tak, že vznikají celé oblasti, kterými se elektron může volně pohybovat. Výsledkem je, že vnější elektrony opustí své orbitaly a začnou se pohybovat po celém objemu krystalu. Nyní se jim říká „volné“ elektrony. a jsou jakýmsi „cementem“, který drží atomy pohromadě.

Vazba, která je vytvořena mezi ionty (atomy, které darovaly elektron) drženými pohromadě cementem „volných“ elektronů, se nazývá kovová vazba a struktura se nazývá kovová.

Všechny prvky první skupiny (kromě vodíku) jsou kovy, protože díky jedinému elektronu na vnější úrovni jsou organizovány výhradně do kovové struktury.

Vlastnosti prvků první skupiny jsou téměř stejné, ale dolů ve skupině se tyto vlastnosti zvyšují. S každou periodou se poloměr atomů zvětšuje, což znamená, že elektron vnější úrovně je přitahován k jádru méně silně a v důsledku toho se zvyšuje aktivita prvku a kovové vlastnosti.

Nyní, když je obecný obraz jasný, zbývá vyloučit prvky, které z toho či onoho důvodu nelze nazvat nejaktivnějším kovem.

Vylučujeme vodík.

Energetická hladina vodíku obsahuje pouze jeden elektron. Tento detail je velmi podobný prvkům první skupiny, ale tím podobnosti končí. Protože před naplněním elektronového obalu potřebuje atom vodíku také pouze jeden elektron. A pokud ano, pak atomy vodíku za standardních podmínek nebudou schopny vytvořit krystalovou mřížku s kovovou vazbou.

Vylučujeme lithium.

Mnoho pozorovatelů považuje lithium za nejaktivnější kov. Ionizační potenciál (rychlost, kterou se atom mění v iont) lithia je ve srovnání s jinými kovy nejnižší. Ale! Pouze v jednom případě: když je lithium ponořeno do vodného roztoku. Energie vynaložená na ionizaci lithia bude vyžadovat mnohem méně než energie vynaložená na ionizaci jiných kovů. To se vysvětluje tím, že ionizační energie atomu ve vodném roztoku zahrnuje součet dvou veličin: ionizačního potenciálu a hydratační energie (interakce s molekulami vody).

Při zvažování vlastností prvků ve skupinách a periodách periodické tabulky je výchozím bodem podmínka, že prvky jsou ve vakuu, to znamená, že prvky spolu neinteragují. Lithium, uvažované podle podmínek periodické tabulky, tedy nemůže být nejaktivnějším kovem.

Vylučujeme sodík, draslík a rubidium.

Kovové vlastnosti a chemická reaktivita se zvyšují s každou periodou. To znamená, že ani rubidium, prvek páté periody, nemůže být nejaktivnější, nemluvě o draslíku a sodíku, prvky čtvrté a třetí periody.

Na roli nejaktivnějšího kovu zbývají dva kandidáti: cesium a francium. Domnívám se, že francouzština by měla být vyloučena - to je subjektivní názor autora, který si nečiní nárok na to, aby byl jediný správný. Radioaktivita francia neumožňuje získat látku v makroskopických množstvích, což značně komplikuje studium a v důsledku toho i přesný popis jejích vlastností.

Nejaktivnější kov.

Nejaktivnější kov lze nazvat cesium. Otevřeno v roce 1860 Vědci R. W. Bunsen a G. R. Kirchhoff se cesium stalo prvním prvkem objeveným spektrální analýzou. Díky dvěma jasně modrým čarám v emisním spektru získává prvek svůj název z latinského caesius, což znamená nebesky modrá.

Cesium je extrémně aktivní: na vzduchu okamžitě oxiduje zánětem a tvoří hyperoxid. Reakce s vodou probíhá explozivně. Cesium reaguje s ledem i při -120°C. Za podmínek omezeného přístupu kyslíku se cesium oxiduje na jednoduchý oxid. To se někdy používá, když je nutné vytvořit absolutní vakuum v chráněném prostředí.

Cesium je žádané téměř ve všech odvětvích vědy a průmyslu. Těžba a získávání cesia je však velmi nákladná záležitost. Proto je cena cesia na trzích poměrně vysoká. Tato okolnost nás zavazuje zacházet s použitím cesia velmi selektivně a opatrně.

Instrukce

Vezměte periodickou tabulku a pomocí pravítka nakreslete čáru, která začíná v buňce s prvkem Be (Beryllium) a končí v buňce s prvkem At (Astat).

Prvky, které budou nalevo od této čáry, jsou kovy. Navíc, čím „dole a vlevo“ je prvek umístěn, tím výraznější kovové vlastnosti má. Je snadné vidět, že v periodické tabulce je takový kov (Fr) - nejaktivnější alkalický kov.

V souladu s tím mají prvky napravo od řádku vlastnosti. I zde platí podobné pravidlo: čím je prvek „výše a vpravo“ od linie, tím je nekov pevnější. Takovým prvkem v periodické tabulce je fluor (F), nejsilnější oxidační činidlo. Je tak aktivní, že mu chemici dávali uctivé, i když neoficiální jméno: „Všechno žvýká“.

Mohou se objevit otázky typu „A co ty prvky, které jsou na lince samotné nebo velmi blízko ní?“ Nebo například „Vpravo a nad čarou jsou chrom, . Jsou to opravdu nekovy? Ostatně se používají při výrobě oceli jako legovací přísady. Ale je známo, že i malé nečistoty nekovů je činí křehkými.“ Faktem je, že prvky umístěné na samotné lince (například hliník, germanium, niob, antimon) mají, tedy dvojí charakter.

Pokud jde například o vanad, chrom, mangan, vlastnosti jejich sloučenin závisí na oxidačním stavu atomů těchto prvků. Například jejich vyšší oxidy, jako je V2O5, CrO3, Mn2O7, mají výrazné . Proto se v periodické tabulce nacházejí na zdánlivě „nelogických“ místech. Ve své „čisté“ formě jsou tyto prvky samozřejmě kovy a mají všechny vlastnosti kovů.

Prameny:

• kovů v periodické tabulce

Pro školáky studující stůl Mendělejev - strašný sen. Dokonce i třicet šest prvků, které učitelé obvykle přidělují, vede k hodinám vyčerpávajícího nachlazení a bolestí hlavy. Mnoho lidí ani nevěří tomu, co se naučit stůl Mendělejev je skutečný. Ale používání mnemotechnických pomůcek může studentům značně usnadnit život.

Instrukce

Pochopte teorii a zvolte správnou techniku ​​Pravidla, která usnadní zapamatování látky, mnemotechnické pomůcky. Jejich hlavním trikem je vytváření asociativních spojení, kdy jsou abstraktní informace zabaleny do jasného obrazu, zvuku nebo dokonce vůně. Existuje několik mnemotechnických technik. Můžete například napsat příběh z prvků zapamatovaných informací, hledat souhlásková slova (rubidium - spínač, cesium - Julius Caesar), zapnout prostorovou představivost nebo jednoduše zrýmovat prvky periodická tabulka Mendělejev.

Balada o dusíku Prvky Mendělejevovy periodické tabulky je lepší rýmovat s významem podle určitých charakteristik: například podle valence. Zásadité se tedy velmi snadno rýmují a znějí jako píseň: „Lithium, draslík, sodík, rubidium, cesium francium“. „Horčík, vápník, zinek a baryum – jejich mocenství se rovná páru“ je neutuchající klasika školního folklóru. Na stejné téma: "Sodík, draslík, stříbro jsou jednomocné dobro" a "Sodík, draslík a stříbro jsou jednomocné." Kreativita, na rozdíl od mačkání, které trvá maximálně pár dní, stimuluje dlouhodobou paměť. To znamená více o hliníku, básně o dusíku a písně o valenci – a zapamatování půjde jako po másle.

Acid thriller Pro snadnější zapamatování je vynalezen nápad, ve kterém se prvky periodické tabulky proměňují v hrdiny, krajinné detaily nebo dějové prvky. Zde je například známý text: „Asat (Dusík) začal do borového lesa (Bór) vylévat (Lithium) vodu (Vodík). Ale nebyl to on (Neon), koho jsme potřebovali, ale Magnolia (Magnesium). Může být doplněn příběhem Ferrari (železo - železo), ve kterém tajný agent "Chlór nula sedmnáct" (17 - sériové číslo chlór) chytit maniaka Arsenyho (arsen - arsenicum), který měl 33 zubů (33 - sériové číslo arsenu), ale do úst se mu dostalo něco kyselého (kyslík), bylo to osm otrávených kulek (8 - sériové číslo kyslík )... Můžete pokračovat do nekonečna. Mimochodem, román napsaný na základě periodické tabulky lze přiřadit učiteli literatury jako experimentální text. Asi se jí to bude líbit.

Postavte si palác paměti Toto je jeden z názvů poměrně účinné techniky zapamatování, když je zapnuté prostorové myšlení. Jejím tajemstvím je, že všichni můžeme snadno popsat svůj pokoj nebo cestu z domova do obchodu, školy atd. Abyste vytvořili posloupnost prvků, musíte je umístit podél cesty (nebo v místnosti) a prezentovat každý prvek velmi jasně, viditelně, hmatatelně. Tady je hubená blondýnka s dlouhým obličejem. Dříč, který pokládá dlaždice, je křemík. Skupina aristokratů v drahém autě - inertní plyny. A samozřejmě heliové balónky.

Poznámka

Není třeba se nutit pamatovat si informace na kartách. Nejlepší je spojit každý prvek s určitým jasným obrazem. Silicon - se Silicon Valley. Lithium - s lithiovými bateriemi mobilní telefon. Možností může být mnoho. Ale kombinace vizuálního obrazu, mechanického zapamatování a hmatového vjemu z drsné nebo naopak hladké lesklé karty vám pomůže z hlubin paměti snadno pozvednout ty nejmenší detaily.

Užitečná rada

Můžete si vytáhnout stejné karty s informacemi o prvcích, které měl ve své době Mendělejev, ale pouze je doplnit o moderní informace: například počet elektronů na vnější úrovni. Vše, co musíte udělat, je rozložit je před spaním.

Prameny:

• Mnemotechnická pravidla pro chemii
• jak si zapamatovat periodickou tabulku

Problém definice zdaleka není nečinný. Těžko bude příjemné, když vám v klenotnictví budou chtít dát vyloženě padělek místo drahého zlata. Není to zajímavé od kterého kov vyrobeno mimo provoz autodíl nebo nalezená starožitnost?

Instrukce

Zde je například uvedeno, jak se určuje přítomnost mědi ve slitině. Naneste na očištěný povrch kov kapka (1:1) kyseliny dusičné. V důsledku reakce se začne uvolňovat plyn. Po několika sekundách osušte kapku filtračním papírem a podržte ji nad místem, kde se nachází koncentrovaný roztok amoniaku. Měď zareaguje a skvrna se změní na tmavě modrou.

Zde je návod, jak rozeznat bronz od mosazi. Do kádinky s 10 ml roztoku (1:1) kyseliny dusičné vložte kousek kovových hoblin nebo pilin a přikryjte ji sklem. Počkejte trochu, dokud se úplně nerozpustí, a poté výslednou tekutinu zahřejte téměř k varu po dobu 10-12 minut. Bílý zbytek vám bude připomínat bronz, ale kádinka s mosazí zůstane.

Nikl můžete určit v podstatě stejným způsobem jako měď. Naneste na povrch kapku roztoku kyseliny dusičné (1:1). kov a počkejte 10-15 sekund. Osušte kapku filtračním papírem a poté ji podržte nad koncentrovanými parami amoniaku. Na vzniklou tmavou skvrnu naneste 1% roztok dimethylglyoxinu v alkoholu.

Nikl vás „signalizuje“ svou charakteristickou červenou barvou. Olovo lze stanovit pomocí krystalů kyseliny chromové a nanesené kapkou vychlazené kyseliny octové a po minutě kapkou vody. Pokud uvidíte žlutou sraženinu, víte, že jde o chroman olovnatý.

Stanovení přítomnosti železa je také snadné. Vezměte si kousek kov a zahřívá se v kyselině chlorovodíkové. Pokud je výsledek pozitivní, měl by být obsah baňky obarven žlutá. Pokud nejste dobří v chemii, vezměte si obyčejný magnet. Vězte, že všechny slitiny obsahující železo jsou přitahovány.

Podle obecně uznávaných názorů jsou kyseliny komplexní látky skládající se z jednoho nebo více atomů vodíku, které mohou být nahrazeny atomy kovů a kyselými zbytky. Dělí se na bezkyslíkaté a s obsahem kyslíku, jednosytné a vícesytné, silné, slabé atd. Jak zjistit, zda má látka kyselé vlastnosti?

Budete potřebovat

• - indikátorový papírek nebo lakmusový roztok;
• - kyselina chlorovodíková (výhodně zředěná);
• - prášek uhličitanu sodného (popel sodný);
• - trochu dusičnanu stříbrného v roztoku;
• - baňky nebo kádinky s plochým dnem.

Instrukce

Prvním a nejjednodušším testem je test pomocí indikátorového lakmusového papírku nebo lakmusového roztoku. Pokud má papírový proužek nebo roztok růžový odstín, což znamená, že zkoumaná látka obsahuje vodíkové ionty, a to je nepochybné znamení kyseliny. Snadno pochopíte, že čím je barva intenzivnější (až červenovínová), tím je kyselejší.

Existuje mnoho dalších způsobů kontroly. Například máte za úkol určit, zda je čirá kapalina kyselina chlorovodíková. Jak to udělat? Znáte reakci na chloridové ionty. Detekuje se přidáním i nejmenších množství roztoku lapisu - AgNO3.

Nalijte část testovací kapaliny do samostatné nádoby a přidejte trochu roztoku lapisu. V tomto případě se okamžitě vytvoří „tvarohová“ bílá sraženina nerozpustného chloridu stříbrného. To znamená, že v molekule látky je určitě chloridový iont. Ale možná to nakonec není, ale roztok nějakého druhu soli obsahující chlór? Například chlorid sodný?

Pamatujte na další vlastnost kyselin. Silné kyseliny (a jednou z nich je samozřejmě kyselina chlorovodíková) z nich mohou vytěsnit slabé kyseliny. Do baňky nebo kádinky dejte trochu práškové sody - Na2CO3 - a pomalu přidávejte testovanou kapalinu. Pokud se okamžitě ozve syčení a prášek se doslova „uvaří“, nepochybně zbyde - je to kyselina chlorovodíková.

Každý prvek v tabulce má přiřazeno specifické sériové číslo (H - 1, Li - 2, Be - 3 atd.). Toto číslo odpovídá jádru (počet protonů v jádře) a počtu elektronů obíhajících kolem jádra. Počet protonů se tedy rovná počtu elektronů, což znamená, že za normálních podmínek je atom elektricky .

K rozdělení do sedmi období dochází podle počtu energetických hladin atomu. Atomy prvního období mají jednoúrovňový elektronový obal, druhý - dvouúrovňový, třetí - tříúrovňový atd. Když je naplněna nová energetická hladina, začíná nové období.

První prvky libovolného období jsou charakterizovány atomy, které mají na vnější úrovni jeden elektron – jedná se o atomy alkalických kovů. Období končí atomy vzácných plynů, které mají vnější energetickou hladinu zcela zaplněnou elektrony: v první periodě mají vzácné plyny 2 elektrony, v dalších obdobích - 8. Právě kvůli podobné struktuře elektronových obalů skupiny prvků mají podobnou fyziku.

V tabulce D.I. Mendělejev má 8 hlavních podskupin. Toto číslo je určeno maximálním možným počtem elektronů na energetické úrovni.

V dolní části periodické tabulky jsou lanthanoidy a aktinidy rozlišovány jako nezávislé řady.

Pomocí tabulky D.I. Mendělejeva, lze pozorovat periodicitu následujících vlastností prvků: atomový poloměr, atomový objem; ionizační potenciál; síly elektronové afinity; elektronegativita atomu; ; fyzikální vlastnosti potenciálních sloučenin.

Jasně sledovatelná periodicita uspořádání prvků v tabulce D.I. Mendělejev je racionálně vysvětlen sekvenční povahou plnění energetických hladin elektrony.

Prameny:

• Mendělejevův stůl

Periodický zákon, který je základem moderní chemie a vysvětluje zákonitosti změn vlastností chemických prvků, objevil D.I. Mendělejev v roce 1869. Fyzikální význam tohoto zákona je odhalen studiem složité struktury atomu.

V 19. století se věřilo, že atomová hmotnost je hlavní charakteristika prvek, takže se používal ke klasifikaci látek. V dnešní době jsou atomy definovány a identifikovány podle množství náboje na jejich jádře (číslo a atomové číslo v periodické tabulce). Atomová hmotnost prvků však až na výjimky (např. atomová hmotnost je menší než atomová hmotnost argonu) roste úměrně s jejich jaderným nábojem.

S nárůstem atomové hmotnosti je pozorována periodická změna vlastností prvků a jejich sloučenin. Jedná se o metalicitu a nekovovost atomů, atomový poloměr, ionizační potenciál, elektronovou afinitu, elektronegativitu, oxidační stavy, sloučeniny (body varu, teploty tání, hustotu), jejich zásaditost, amfoternost nebo kyselost.

Kolik prvků je v moderní periodické tabulce

Periodická tabulka graficky vyjadřuje zákon, který objevil. Moderní periodická tabulka obsahuje 112 chemických prvků (posledními jsou Meitnerium, Darmstadtium, Roentgenium a Copernicium). Podle nejnovějších údajů bylo také objeveno následujících 8 prvků (až 120 včetně), ale ne všechny dostaly svá jména a těchto prvků je stále málo. tištěné publikace jsou přítomni.

Každý prvek zaujímá určitou buňku v periodické tabulce a má své pořadové číslo, odpovídající náboji jádra jeho atomu.

Jak se sestavuje periodická tabulka?

Struktura periodické tabulky je reprezentována sedmi obdobími, deseti řádky a osmi skupinami. Každé období začíná alkalického kovu a končí vzácným plynem. Výjimkou je první perioda, která začíná vodíkem, a sedmá neúplná perioda.

Období se dělí na malá a velká. Malé tečky (první, druhá, třetí) se skládají z jedné vodorovné řady, velké tečky (čtvrtá, pátá, šestá) - ze dvou vodorovných řad. Horní řady ve velkých obdobích se nazývají sudé, spodní řady se nazývají liché.

V šesté periodě tabulky za (pořadové číslo 57) je 14 prvků podobných vlastnostmi lanthanu – lanthanoidy. Jsou uvedeny v dolní části tabulky jako samostatný řádek. Totéž platí pro aktinidy umístěné po aktiniu (s číslem 89) a do značné míry opakující jeho vlastnosti.

Sudé řady velkých teček (4, 6, 8, 10) jsou vyplněny pouze kovy.

Prvky ve skupinách vykazují stejnou valenci v oxidech a jiných sloučeninách a tato valence odpovídá číslu skupiny. Hlavní obsahují prvky malých a velkých období, pouze velké. Shora dolů posilují, nekovové oslabují. Všechny atomy vedlejších podskupin jsou kovy.

Tabulka periodických chemických prvků se stala jednou z nejdůležitějších událostí v dějinách vědy a přinesla světovou slávu svému tvůrci, ruskému vědci Dmitriji Mendělejevovi. Tento mimořádný muž dokázal spojit všechny chemické prvky do jediného konceptu, ale jak se mu podařilo otevřít svůj slavný stůl?