Презентация на тему "Общая характеристика металлов главных подгрупп 1-3" 11 класс

Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.

Аннотация к презентации

Презентация на тему "Общая характеристика металлов главных подгрупп I-III" содержит информацию о характеристике металлов важной подгруппы I группы. Состоит из 30 слайдов, на которых в кратком виде описаны химические свойства щелочных металлов. Тематические картинки, схемы и формулы привлекают внимание и акцентируют на важном.

1. Характеристика металлов главной подгруппы I группы
2. Строение атомов щелочных металлов
3. Физические свойства
4. Получение щелочных металлов
5. Химические свойства
6. Алюминий

Содержание

Общая характеристика металлов главных подгрупп I-III групп ПСХЭ Д.И.Менделеева

• Щелочны́е мета́ллы: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и францийFr. Эти металлы получили название щелочных, потому что большинство их соединений растворимо в воде. По-славянски «выщелачивать» означает «растворять», это и определило название данной группы металлов. При растворении щелочных металлов в воде образуются растворимые гидроксиды, называемые щёлочами.

• Все щелочные металлы имеют один s-электрон на внешнем электронном слое, который при химических реакциях легко теряют, проявляя степень окисления +1. Поэтому щелочные металлы являются сильными восстановителями.

• Все металлы этой подгруппы имеют серебристо-белый цвет (кроме серебристо-жёлтого цезия), они очень мягкие, их можно резать скальпелем. Литий, натрий и калий легче воды и плавают на её поверхности, реагируя с ней. Поэтому хранят эти металлы под слоем керосина или парафина.

1. Для получения щелочных металлов используют в основном электролиз расплавов их галогенидов, чаще всего — хлоридов, образующих природные минералы:

катод: Li+ + e → Li

анод: 2Cl- — 2e → Cl2

2. Иногда для получения щелочных металлов проводят электролиз расплавов их гидроксидов:

катод: Na+ + e → Na

анод: 4OH- — 4e → 2H2O + O2

Поскольку щелочные металлы в электрохимическом ряду напряжений находятся левее водорода, то электролитическое получение их из растворов солей невозможно; в этом случае образуются соответствующие щёлочи и водород.

Реакции с неметаллами (образуются бинарные соединения):

• 4Li + O2 2Li2O(оксид лития)
• 2Na + O2 Na2O2(пероксид натрия)
• K + O2 KO2(надпероксид калия)
• 2Li + Cl2 = 2LiCl(галогениды)
• 2Na + S = Na2S(сульфиды)
• 2Na + H2 = 2NaH(гидриды)
• 6Li + N2 = 2Li3N(нитриды)
• 2Li + 2C = 2Li2C2(карбиды)

• Активно взаимодействуют с водой:

2Na + 2H2O 2NaOH + H2

2Li + 2H2O 2LiOH + H2

• Реакция с кислотами:

2Na + 2HCl 2NaCl + H2

• Качественная реакция на катионы щелочных металлов - окрашивание пламени в следующие цвета:

K+, Rb+ и Cs+ - фиолетовый

• Так выглядит проба на окрашивание пламени солями натрий
• Карминово-красное окрашивание пламени солями лития
• Окрашивание пламени горелки ионами калия

• Атомы этих элементов имеют на внешнем электронном уровне два s-электрона: ns2.
• В реакциях атомы элементов подгруппы легко отдают оба электрона внешнего энергетического уровня и образуют соединения, в которых степень окисления элемента равна +2.

• Бериллий, магний, кальций, барий и радий - металлы серебристо-белого цвета. Стронций имеет золотистый цвет. Эти металлы легкие, особенно низкие плотности имеют кальций, магний, бериллий. Радий является радиоактивным химическим элементом.

Электролизом расплавов их хлоридов или термическим восстановлением их соединений:

• BeF2 + Mg = Be + MgF2
• MgO + C = Mg + CO
• 3CaO + 2Al = 2Ca + Al2O3
• 3BaO + 2Al = 3Ba + Al2O3

• Щелочноземельные элементы - химически активные металлы. Они являются сильными восстановителями. Из металлов этой подгруппы несколько менее активен бериллий, что обусловлено образованием на поверхности этого металла защитной оксидной пленки.

• Все легко взаимодействуют с кислородом и серой, образуя оксиды и сульфаты:

• Бериллий и магний реагируют с кислородом и серой при нагревании, остальные металлы - при обычных условиях.
• Все металлы этой группы легко реагируют с галогенами:

• При нагревании все реагируют с водородом, азотом, углеродом, кремнием и другими неметаллами:

Ca + H2 = CaH2 (гидрид кальция)

3Mg + N2 = Mg3N2 (нитрид магния)

Ca + 2C = CaC2 (карбид кальция)

• Все взаимодействуют с хлороводородной и разбавленной серной кислотами с выделением водорода:

Be + 2HCl = BeCl2 + H2

• Разбавленную азотную кислоту металлы восстанавливают главным образом до аммиака или нитрата аммония:

2Ca + 10HNO3(разб.) = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

• В концентрированных азотной и серной кислотах (без нагревания) бериллий пассивирует, остальные металлы реагируют с этими кислотами.

• Бериллий взаимодействует с водными растворами щелочей с образованием комплексной соли и выделением водорода:

Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2

• Остальные металлы II группы с щелочами не реагируют.

• Алюминий находится в главной п/группе III группы периодической системы.
• На внешнем энергетическом уровне имеются свободные р-орбитали, что позволяет ему переходить в возбужденное состояние. В возбужденном состоянии атом алюминия образует три ковалентные связи или полностью отдает три валентных электрона, проявляя степень окисления +3.

• Металл серебристо-белого цвета, легкий, плотность 2,7 г/см³, температура плавления у технического 658 °C, у алюминия высокой чистоты 660 °C, температура кипения 2500 °C, временное сопротивление литого 10-12 кг/мм², деформируемого 18-25 кг/мм2,сплавов 38-42 кг/мм².
• Твердость по Бринеллю 24-32 кгс/мм², высокая пластичность: у технического 35 %, у чистого 50 %, прокатывается в тонкий лист и даже фольгу.

• С простыми веществами:

4Al0 + 3O2→ 2Al+32O3

2Al0 + 3Br20→ 2Al+3Br3

3) С другими неметаллами (азотом, серой, углеродом) реагирует при нагревании:

2Al0 + 3S t°→ Al2+3S3(сульфид алюминия)

2Al0 + N2 t° → 2Al+3N(нитрид алюминия)

4Al0 + 3С → Al4+3С3(карбид алюминия)

Сульфид и карбид алюминия полностью гидролизуются:

Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3¯ + 3H2S­

Al4C3 + 12H2O → 4Al(OH)3¯+ 3CH4­

• Со сложными веществами:

4) С водой (после удаления защитной оксидной пленки):

2Al0 + 6H2O ® 2Al+3(OH)3 + 3H2­

2Al0 + 2NaOH + 6H2O ® 2Na[Al+3(OH)4]

(тетрагидроксоалюминат натрия) + 3H2­

6) Легко растворяется в соляной и разбавленной серной киcлотах:

2Al + 6HCl ® 2AlCl3 + 3H2­

2Al + 3H2SO4(разб) ® Al2(SO4)3 + 3H2­

При нагревании растворяется в кислотах - окислителях:

2Al + 6H2SO4(конц) ® Al2(SO4)3 + 3SO2­ + 6H2O

Al + 6HNO3(конц) ® Al(NO3)3 + 3NO2­ + 3H2O

7) Восстанавливает металлы из их оксидов (алюминотермия):

8Al0 + 3Fe3O4 ® 4Al2O3 + 9Fe

2Al + Cr2O3 ® Al2O3 + 2Cr

— для производства легких сплавов (дюралюмин, силумин) в самолето- и автомобилестроении

— для алитирования чугунных и стальных изделий с целью повышения их коррозионной стойкости

— для термической сварки

— для получения редких металлов в свободном виде

— в строительной промышленности

— для изготовления контейнеров, фольги и т.п.

Осуществить цепочку превращений:

Аl → АlСl3 → Аl(ОН)3 → Аl2О3 →Nа Аl О2 → Аl2(SО)3→ Аl(ОН)3→ АlСl3 → NаАlО2

1. Активные металлы

2. Металлы средней активности

3. Благородные металлы

• Наиболее выраженные металлические свойства проявляет:
• ? алюминий
• ? натрий
• ? магний
• ? бериллий
• ? железо
• Активнее других реагирует с кислородом.
• ? алюминий
• ? серебро
• ? цинк
• ? барий
• При комнатной температуре вытесняет водород из воды.
• ? медь
• ? железо
• ? литий
• ? цинк

• Калий взаимодействует с водой с образованием. и .
• ? соли
• ? водорода
• ? щелочи
• ? оксида калия
• В химических реакциях атом алюминия - .
• ? окислитель
• ? восстановитель
• ? окислитель и восстановитель
• ? не отдает и не принимает электроны
• Какой металл не используют для вытеснения менее активных металлов из растворов их солей?
• ? железо
• ? магний
• ? натрий
• ? цинк

• Задача № 1При обработке 8г смеси магния и оксида магния соляной кислотой выделилось 5,6 л водорода(н.у.). Какова массовая доля (в %) магния в исходной смеси?
• Задача № 2Калий массой 3,9 г растворили в воде массой 206,2 г. Определите массовую долю полученного раствора.

Домашнее задание: напишите уравнения согласно схеме, составьте рассказ о свойствах алюминия