Атом
|
Иондану
|
|
Атом
|
Иондану
|
Период
|
Металл
|
радиусы
|
энергиясы
|
Бейметалл
|
радиусы
|
энергиясы
|
И
|
|
(нм)
|
(кДж/моль)
|
|
(нм)
|
ікДж/моль)
|
Литий
|
0,155
|
520,2
|
Фтор
|
0,064
|
3375,7
|
III
|
Натрий
|
0,189
|
495,8
|
Хлор
|
0,099
|
1251,2
|
IV
|
Калий
|
0,236
|
418,8
|
Бром
|
0,114
|
1142,0
|
V
|
Рубидий
|
0,268
|
403,0
|
Иод
|
0,133
|
1008,4
|
Металл атомдары сыртқы жэне оның астындағы электрондық
қабаттарынан валенттік электрондарын беріп жіберіп, тотықсыздандырғыш қасиет кѳрсетуге бейім келеді. Бүған металдардың жэне оқушыларға таныс бейметалдардың иондану энергияларын салыстыру арқылы кѳз жеткізеді.
Кестеден сілтілік металдар атомдарының радиустары бір периодта орналасқан ғалоген атомдарының радиустарына қарағанда екі еседен астам артық, ал иондану энергиялары 3 - 6 есе кем екені байқалады. Топ бойында атом радиустарының артуымен байланысты иондану энергиясы заңды түрде кемиді.
Металдардың жай заттарын белгілейтін терминнің мағынасы олардың атомдары түзетін химиялық байланыстың табиғатын жэне кристалл торлардың түрлерін қарастыру арқылы ашылады. Металдық химиялық байланыс ковалентті жэне иондық байланыстармен.
285
молекулалық, атомдық, иондық кристалл торлары металдық кристалл торымен салыстырылып, ұқсастығы мен айырмашылығы анықталады.
Модельдерді және оқулықтарды пайдаланып, металдық кристалл тордың құрылысы түсіндіріледі.
Бүл байланыс атомдардан босаған электрондар мен оң зарядталған металл атомдарының арасында жүзеге асатыны айтылады. Ортақ электрондар арқылы жүзеге асуы жағынан металдық байланыс ковалентті байланысқа үқсайды, бірақ одан айырмасы екі атомның арасында түрактанбаған, кристалл торындағы барлық атомдар ядроларының тѳңірегінде айналып жүреді. Электрлік тартылыс күшінің эсері арқылы байланысуы жағынан металдық байланыс иондық байланысқа жақындайды, бірақ мүнда теріс зарядталған иондар болмайды, олардың міндетін бос жүрген электрондар атқарады. Электрондар атом иондарымен бір сэтте бірігіп, келесі сэтте қайтадан ажырап кетеді. Осындай бос электрондардың болуымен оқушыларга бүрыннан белгілі металдардың физикалық қасиеттері, электр ѳткізгіштігі, жылу еткізгіштігі жэне жылтырлығы түсіндіріледі. Нақтылай түсу үшін үлестіріліп берілген металдармен жүзиыс істеледі, мыстың, алюминийдің жэне басқа металдардың жалпы қасиеттерін сипаттайтын диафильм кѳрсетіледі. Соның нэтижесінде оқушылар металдық жылтыр жағынан күміс жэне палладийдің, тапталғыштығы жағынан алтынның бірінші орында түратыны, металдардың ең ауыры
осмий (22, 43 г/с м \ жеңілі - литий (0,52 г/см^), ең жүмсағы - калий, қаттысы - хром, ең оңай балқитыны - сынап (38,87®С), балку температурасы ең үлкені вольфрам (3370°С) екені жонінде пікірге келеді.
Металдар түзетін кристалл торларының түрлері; кубтық кѳлемді центрлі (сілтілік металдар, вольфрам, хром, т.б.), қырлары центрдегі куб (алюминий, қорғасын, күміс, алтын, платина, т.б.), гексанальды (магний, бериллий, мырыш, т.б.) торлар туралы айтылады. Бір колем бірлігіне келетін металл атомдарының саны артқанда металдың тығыздығы да артады. Гексональды торда атомдар басқалардан горі тығыз орналасады. Металдардың тығыздығына ион зарядтары мен радиустары да эсерін тигізеді.
Металдық байланысы болғандықтан, кристалл торларының жеке қабаттары бір-біріне жақындасуга бейім келеді, мүның озі металдарға
286
1созымдылық қасиет береді. Олар химиялық байланысын үзбей, жүқарады.
Эр түрлі металдарды қосып балқытқанда қүймалар түзіледі, олардың қасиеттері алуан түрлі болып келеді, бүл іс жүзінде кеңінен қолданылады. Оқушылар ѳздеріне үлестіріп берілген құймалармен танысады, олардың түрлері жэне құрамы жѳнінде нақтылы ұғым алады. Құймалар дисперстік жүйелерге жатады. Олардың қоспа немесе химиялық қосылыс түрінде болуы мүмкін. Кристалл торлары бірдей жэне қасиеттері ұқсас металдар қатты ерітінділер (алтын-күміс, темір-марганец) түзеді. Кристалл торларында айырмасы үлкен металдардан механикалық қоспа түріндегі құймалар түзіледі (қорғасын-қалайы, кадмий-висмут, т.б.).
Касиеттері эр түрлі металдардан химиялық қосылыстар түзіледі, оларда валенттілік заңдылығы сақтала бермейді (MgPb, Mg2Si, AI4C3, AuZn, AuZn3, AuZns, т.б.).
22-кесте. М еталдардың сумен эрекеттесуі
Металдар
|
Химиялык реакцияның теңдеуі
|
Реакция ѳнімі
|
Сілтілік
|
Ме + НОН-А.Ме(ОН)п+Нг
|
Н, Ме(ОН)
|
металдар,
|
|
|
кальций, барий
|
Мс + Н2О—>Ме + пО^' + Нг
|
Н, Ме +пО^'
|
Мағний,
|
|
|
алюминий,
|
|
|
мырыш, темір,
|
|
|
марганец, хром,
|
Сумен эрекеттеспейді
|
|
никель, қорғасын
|
|
|
Мыс, қүміс,
|
|
|
алтын
|
|
|
Металдардың химиялық қасиеттері дедукциялық тэсілмен ѳтіледі: а) металдардың бейметалдармен эрекеттесуі; э) металдардың сумен эрекеттесуі; б) металдардың қышқылдармен эрекеттесуі; в) металдардың тұздармен эрекеттесуі. Эр қасиетті нақтылайтын зертханалық жэне кѳрнекі керсететін (зерттеу эдісімен) тэжірибелер қойылады; реақцияның жүру жағдайларына назар аударылады.
Сілтілік металдар жэне кальций оттегімен эдепкі температурада тотығады. Оқушыларға бұрыннан белгілі активтік қатардағы
магнийден қоргасынға дейінгі металдар әдепкі жағдайда тотығып, корғаныш қабық тузеді. Мыс пен сынап қыздырғанда тотығады. Алтын, күміс жэне платина қыздырса да тотықпайды. Металдардың басқа бейметалдармен эрекеттесу жағдайлары да еске түсіріледі.
Металдардың сумен эрекеттесу мүмкіндігін, жүретін химиялық процестерді, реакция ѳнімдерін сызбанүсқа немесе кесте түрінде беру тиімді.
а) металдардың сүйық жэне концентрлі қышқылдармен эрекеттесу ѳнімдері де кесте арқылы беріледі. Күкірт жэне азот қышқылдарының металдарға эсер ету ерекшеліктеріне назар аударылады.
э) металдардың түздармен реакциялары параллель (жүретін жэне жүрмейтін салыстьфмалы) тәжірибелер қою арқылы нақтыланады.
Талқыланған реакциялардың бэріне металдардың атомдары тотықсыздандырғыш қасиет кѳрсетіп, ѳздерінің де тотығатыны айтылады:
М е°^М е^"+пё
Металдардың эрбір қасиеті жонінде білімді нығайта түсетін оздігінен істейтін жүмыстар жүргізіледі, жіктелген жаттығулар орындалады. Жаттьи'уларды ойдағыдай орындап, металдар қатысатын реакциялардың жүру ықтималдығын алдын-ала болжау үшін оқушылар металдардың Н.Н.Бекетов жасаған ығыстыру қатарын еске түсіріп, металдар кернеуінің электрохимиялық қатары жоніндегі біліммен үштастырады. Бүл арада жеке атом күйіндегі металдардың
тотықсыздандырғыш қасиеттерінің айьфмашылығына, тотықтырғыштардың сипатына баса назар аударылады.
Жеке күйіндегі атомдардың тотықсыздандырғыш қасиеттері металдардың периодтық жүйедегі орнымен анықталады жэне иондану энергиясынан айқын білінеді. Жай зат күйіндегі металдардың тотықсыздандырі'ыш активтілігі периодтық жүйедегі орнына тікелей тэуелді емес, ол металдардың кристалл торларының беріктігіне, ерітіндідегі реакцияларда түзілетін иондардың гидраттану энергиясына байланысты озгереді. Соңғы екі себептің салдарынан иондану энергиясы үлкен литий ерітіндідегі реакцияларда калий мен натрийден активті болып шығады, бүл үстірт қарағанда Н.Н.Бекетов
жасаған қатарға, топ бойында металдар қасиетінің ѳзгеру заңдылығына қайшы келетін секілді кѳрінеді.
Бүдан соң металдар кернеуінің электрохимиялық қатарындағы кейбір шектеулерге тоқталып, оны саналы түрде пайдалану қажеттігі айтылады, Оқушылар активсіз металдарды судағы ерітінділерінен сілтілік металдармен ығыстыру реакцияларының теңдеулерін жиі жазады. Бұл олқылықты болдырмау үшін натрий мен мыс (II) сульфатының арасындағы реакцияның тэжірибесі корнекі корсетіледі. Оқушылар сутегінің болінгенін жэне мыс (II) гидроксиді тұнбасының түзілгенін бақылап, реакциян'ың натрий атомы мен сутегі иондарының арасында жүргендігі жонінде қорытынды жасайды.
Металдардың жалпы қасиеттерін қарастырғанда пэн аралык байланысты жүзеге асырытын маңызды тақырыптың бірі - электролиз. Электролиттік диссоциациялану теориясының жэне тотығу-тотықсыздану түрғысынан электролиз қүбылысы мәселелік эдіспен түсіндіріледі. Катод пен анодта жүретін тотығу-тотықсыздану эрекеттері, иондардың зарядсыздану реті талқыланады. Мыс (II) хлориді мен калий иодидінің электролизі кезінде катодта бір жағдайда мыс, екінші жағдайда сутегінің боліну себебі, осыған орай аниондардың тотықсыздандырғыш қасиеттері (қатары) жонінде түсіндіріледі;
Г, Вг, S^’, СГ, ОН', 804^', NO3'
Бүл қатарда аниондардың тотықсыздандырғыш қасиеті кемиді. Электролиздің іс жұзіндегі маңызын түсіндіру үшін мырыштан қорғасынға дейінг металдар катиондарының тотықсыздану ерекшелігі түсіндіріледі.
Металдар коррозиясы туралы оқу материальш откенде қарастырылатын мэселе; коррозия жэне оның маңызы туралы үғым; коррозияның түрлері; коррозияға эсер ететін жағдайлар; коррозияның химиялық және элктрохимиялық мэнін түсіндіру; коррозияға қарсы күрес шаралары. Коррозияға эсер ететін жағдайларды нақты түсіндіру үшін алдын ала 5 сынауықта тэжірибе қойылады. Онда темірдің коррозиясына ауаның, судың, ас тұзы ерітіндісінің, натрий сілтісі ерітіндісінің, мыс жэне мырышпен жанасуының эсері зерттеледі;
1 2 3 4 5
Ғе Ғе Fe/Cu Fe/Zn Ғе
су+Ог су+02+МаС1 cy+02 + NaCl cy+02+NaCl cy+NaCl+NaOH
Коррозияның жүргені оттегінің жұмсалып, судың кѳтерілуі, тұнбаның түсі жэне мѳлшері арқылы анықталады.
Салыстырулар мынаны аңғартады; 2-сынауықта бірінші сынауыққа қарағанда коррозия күшті; 2-сынауықта үшіншіге қарағанда аздау; 2-сынауықта қоңыр тұнба; 4-де ақ тұнба түзіледі;
2-сынауықта тұнба 5-дегіден кѳп.
Зертгеуден шығатын қорытынды: хлорид - ион жэне мыс (активсіз металл) темірдің коррозиясын күшейтеді. Гидроксид - ион жэне мырыш (темірден активті металл) коррозияны баяулатады.
Металдардың жалпы қасиеттері: бос күйіндегі металдардың тотықсыздандырғыш қасиеттері, ауаның оттегімен эрекеттесуі, сумен эрекеттесуі, қышқылдармен эрекеттесуі, табиғатта кездесуі, алыну тэсілдері, металдар иондарының тотықтырғыш қасиеттері оқулық бойынша қорытылады.
Достарыңызбен бөлісу: |