Версия 09:05, 1 июля 2012

Гипермаркет знаний>>Химия>>Химия 9 класс>> Химия: Физические свойства металлов

Из курса химии прошлого года вы уже имеете представление о природе химической связи, существующей в кристаллах металлов, — металлической связи. Напомним, что в узлах металлических кристаллических решеток располагаются атомы и положительные ионы металлов, связанные посредством обобществленных внешних электронов, которые принадлежат всему кристаллу. Эти электроны компенсируют силы электростатического отталкивания между положительными ионами и тем самым связывают их, обеспечивая устойчивость металлической решетки.

Металлическая связь обусловливает все важнейшие физические свойства металлов: электро- и теплопроводность, металлический блеск, пластичность, характерную для многих металлов, и т. д.

Пластичность — это свойство вещества изменять форму под внешним воздействием и сохранять принятую форму после прекращения этого воздействия.

Способность расплющиваться от удара или вытягиваться в проволоку под действием силы составляет важнейшее механическое свойство металлов. Оно лежит в основе такой уважаемой большинством народов мира профессии, как профессия кузнеца. Недаром среди богов разных верований почти единственным рабочим-богом был бог огня, покровитель кузнечного дела: у греков — Гефест, у римлян — Вулкан, у славян — Сварог.

Пластичность металлов обусловлена тем, что под внешним воздействием одни слои ион-атомов в кристаллах легко смещаются, как бы скользят, по отношению к другим без разрыва связей между ними. Наиболее пластичны золото, серебро и медь. Например, из золота можно изготовить «золотую фольгу» толщиной 0,003 мм, которую используют для золочения изделий.

Высокая электрическая проводимость металлов обусловлена присутствием в их кристаллических решетках подвижных электронов, которые направленно перемещаются под действием электрического поля. При нагревании колебательные движения ионов в кристалле усиливаются, что затрудняет направленное передвижение электронов и ведет к снижению электрической проводимости. Но при охлаждении электропроводность металлов растет и вблизи абсолютного нуля переходит в сверхпроводимость. Лучшими проводниками электричества являются серебро и медь, худшими — марганец, свинец и ртуть.

Так же изменяется и теплопроводность металлов, которая тоже вызвана высокой подвижностью свободных электронов: сталкиваясь с колеблющимися в узлах решетки ионами, электроны обмениваются с ними энергией. С повышением температуры колебания ионов при посредстве электронов передаются другим ионам, и температура всего металла быстро выравнивается.

Для гладкой поверхности металлов характерен металлический блеск — результат отражения световых лучей. В порошкообразном состоянии большинство металлов теряют блеск, приобретая черную или серую окраску, и только алюминий и магний сохраняют блеск в порошке. Из алюминия, серебра и палладия, обладающих наиболее высокой отражательной способностью, изготовляют зеркала, в том числе и применяемые в прожекторах.

Отраженный поверхностью металлов свет определяет их цвет. Белый и серый цвета большинства металлов говорят о том, что металлы рассеивают в равной степени все лучи видимой части спектра. А вот золото и медь в большей степени поглощают лучи с короткой длиной волны (близкие к фиолетовым лучам) и отражают длинноволновые лучи, поэтому окрашены соответственно в желтый и желто-красный цвета.

Из других физических свойств металлов наибольший практический интерес представляют плотность, температура плавления и твердость.

Для всех металлов (кроме ртути) при обычных условиях характерно твердое агрегатное состояние. Однако твердость их различна, как и тугоплавкость. Наиболее твердые — металлы, соответствующие побочной подгруппе VI группы. Так, хром по твердости приближается к алмазу. Самые мягкие — щелочные металлы. Например, калий, рубидий и цезий легко режутся ножом.

По плотности металлы делятся на легкие (плотность меньше 5 г/см3) и тяжелые (плотность больше 5 г/см3). К легким относят щелочные, щелочноземельные металлы и алюминий. Из переходных металлов сюда включают скандий, иттрий и титан. Эти металлы, благодаря легкости и тугоплавкости, все шире применяются в различных областях техники.

Самый легкий металл — это литий (р = 0,53 г/см3). Самый тяжелый — осмий (р = 22,6 г/см3).

Легкие металлы обычно легкоплавки, цезий и галлий могут плавиться уже на ладони руки, а тяжелые металлы — тугоплавкие. Наибольшей тугоплавкостью обладает вольфрам, его температура плавления равна 3380 °С. Это свойство вольфрама используется для изготовления ламп накаливания. Кроме него в конструкцию лампы входят еще семь металлов.

В технике, как вы уже знаете, металлы делят на черные (железо и его сплавы) и цветные — все остальные (более подробно о них будет рассказано в следующем параграфе). Золото, серебро, платину и некоторые другие металлы относят к драгоценным металлам.

1. Пластичность.

2. Электропроводность и теплопроводность.

3. Металлический блеск.

4. Твердость металлов.

5. Плотность металлов.

6. Легкие и тяжелые металлы.

7. Черные и цветные металлы.

8. Драгоценные металлы.

Назовите самый легкоплавкий металл.

Какие физические свойства металлов используют в технике?

Фотоэффект, т. е. свойство металлов испускать электроны под действием лучей света, характерен для щелочных металлов, например для цезия. Почему? Где это свойство находит применение?

Какие физические свойства вольфрама лежат в основе его применения в лампах накаливания?

Какие свойства металлов заключены в образных литературных выражениях: «серебряный иней», «золотая заря», «свинцовые тучи» ?

_{упражнения по химии 9 класса, схемы к урокам химии, конспекты уроков по всем предметам}

Содержание урока
 конспект урока                       
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников

Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 

Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.