Помогите с Химией
4.Процесс, происходящий с атомами железа в реакции с серной кислотой:
а) окисление б) восстановление
5. Электронная формула атома наиболее активного металла:
а) 1s22s22p63s23p1 б) 1s22s22p63s23p64s1
в) 1s22s22p63s23p2 г) 1s22s22p63s23p64s2
6.Вытеснять водород из воды при комнатной температуре способен металл:
а) Sn б) Ba в) Cu г) Zn
7.Какое из действий нельзя проводить в алюминиевой посуде:
а) готовить раствор сахара б) готовить раствор поваренной соли
в) мариновать мясо (раствором, содержащим кислоту)
г) кипятить воду
8.Различить растворы гидроксидов кальция и калия можно по реакции с:
а) соляной кислотой б) нитратом калия
в) углекислым газом г) раствором хлорида меди (II)
9. Металлы электропроводны, так как в металлах
а) ионная связь б) электроны обладают подвижностью
в) ковалентная связь г) ионы обладают подвижностью
10. Чтоб избавиться от временной жесткости воды, необходимо:
а) добавить в воду кислоту б) добавить в воду щелочь
УЧЕБНАЯ КНИГА ПО ХИМИИ
Почему ремонтировать электропроводку, находящуюся под напряжением, можно только с применением отвертки с пластмассовой ручкой? Почему металлы проводят электрический ток, а пластмасса, керамика, стекло и другие материалы его не проводят? Это объясняется наличием в металлах особой связи, которую называют металлической. Прочитайте то, что написано ниже о металлической связи, с которой вы довольно хорошо знакомы по предыдущим курсам физики и химии.
Высокая электропроводимость веществ обусловлена, как говорили раньше, «не привязанными к атомам», нелокализованными электронами. Обычно это относится к металлам, которым можно дать такое самое простое определение: вещества, обладающие высокими электропроводностью (электропроводимостью) и теплопроводностью, а также ковкостью, «металлическим блеском» и другими свойствами. При обычных условиях металлы – твердые вещества. Но существуют исключения: ртуть при комнатной температуре – жидкость, однако относится к металлам; графит – кристаллическое вещество с высокой электропроводностью, но к металлам не принадлежит. Учтите, металл – не отдельный атом элемента, а кусок вещества. Мы привыкли называть металлами блестящие, твердые, не горящие на воздухе, тонущие в воде предметы. Но все эти признаки имеют исключения.
Металлы как элементы (простые вещества) расположены в основном в левой и нижней частях периодической таблицы элементов Д.И.Менделеева. Деление элементов на металлы и неметаллы также очень условно, и часто вещества, находящиеся на границе этих областей периодической таблицы, бывает трудно отнести к тому или иному классу веществ.
Кристаллическая решетка металлов состоит из прочно связанных между собой атомов. Согласно самой старой и простой теории строения металлов, атомы последних легко отдают электроны в межатомное пространство, где «свободные» электроны ведут себя как газовые частицы. Таким образом, в узлах кристаллической решетки металла главным образом находятся ионы. Свободно перемещающимися в межатомном пространстве электронами и обусловлена электропроводность металлов.
Подобные представления о природе металла – очень упрощенные и не объясняют многих его свойств. Например, повышение температуры металла вызывает снижение его электропроводности (это объясняют усилением колебательных движений атомов и ионов, что препятствует движению электронов).
Трудно предположить наличие совершенно свободных электронов в кристаллическом металле. Правильнее говорить, что даже при незначительном напряжении электроны отрываются от атомов и перемещаются в электрическом поле.
Очень приближенное представление о химических связях в металлах следующее. Частицы кристаллической решетки металла связаны между собой двумя типами связей: первый – перекрывание электронных облаков с образованием прочных ковалентных связей, обусловливающих твердость и высокую температуру плавления; второй – создание теми же электронными облаками единого во всем кристалле электронного облака, которое при наложении внешнего электрического поля легко (почти свободно) перемещается вдоль заданного полем направления в металле. Почти свободные электроны, как мы упоминали, называются нелокализованными (делокализованными). Связь между частицами в металле называется металлической.
Изоляторы отличаются от металлов тем, что для обеспечения проводимости следует приложить очень высокое напряжение. Полупроводники при низких напряжениях электрический ток не проводят, но при некоторых более высоких напряжениях становятся электропроводными. Характерной особенностью полупроводников является зависимость их электропроводности от температуры: возрастание при повышении температуры, а не понижение, как у металлов. (Вы замечали, что в жаркую погоду транзисторные приемники плохо работают?)
Список новых и забытых понятий и слов
| Нелокализованные электроны; металлическая связь; изоляторы; полупроводники. |
ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ
1. Как изменяется электропроводность металлов в группе магний – кальций – стронций – барий? Объясните причины.
2. Что экономически выгоднее использовать в качестве проводов для передачи электроэнергии – медь или алюминий? Объясните почему.
3. Переведите на русский язык.
The nature of the majority of chemicals can be described in terms of ionic or covalent bonds. The situation in metals requires, however, the postulation of a special type of metallic bond.
Metals have very distinctive properties and to account for them, particularly for the electrical conductivity, the idea of a special metallic bond is necessary. The general picture of the state of affairs in crystal of a metal is that atoms of the metal are packed in regular array within the crystal and that the atoms are surrounded by electrons which are relatively mobile. The cause of the mobility of the electrons is interpreted in terms of the band model of electronic energy levels in metallic crystals.
Electrical conductivity is associated, then, with either partially filled bands or with the overlapping of an unfilled band with a full one. It might be expected that increase in temperature would cause more electrons to be promoted into conducting bands with a consequent increase in conductivity or decrease in resistance. In general, however, the conductivity of a metal decreases with increase in temperature, i.e. the resistance increases. This is because increasing temperature produces increased thermal vibration within a metal crystal. This upsets the regularity within the crystal and interferes with the ease of movement of electrons through the crystal. It is rather like comparing movement through the ranks of battalion of soldiers on parade with that through a London crowd. Similarly, the introduction of an impurity may upset the regular array and so cause decreased conductivity or increased resistance. The resistance of copper, for example, is greatly increased by even traces of impurities.
- Используя таблицу, расскажите о связях: С–Н в молекуле метана СН4, между атомами углерода в молекулах этана С2Н6, этилена С2Н4 и ацетилена С2Н2.
- Подробно и научно обсудите структуры молекул этана, этилена и ацетилена, тип связи между атомами углерода (одинарная, двойная, тройная, а также -связь, -связь).
Углы между связями Н–С–С в молекулах этана, этилена и ацетилена приблизительно равны:
Угол Н–С–Н в молекулах этана и этилена составляет соответственно ~109° и ~120°. Нарисуйте модели этих молекул.
Для закрепления материала переведите на русский язык.
The nature of chemical bond, the formation of molecules from atoms, and the structure of the molecules themselves are among the most important problems of chemistry, and have long attracted attention. However, as long as the complex structure of the atom remained unknown and the atom was considered to be indivisible, it was impossible to have a correct approach to these problems. In the course of the XIX century extremely valuable experimental material had been accumulated and important generalizations had been made, but their physical meaning became apparent only in our time. The concept of chemical equivalent was established and valence was introduced as a formal numerical characteristic of the ability of the atoms of one element to combine with a definite number of atoms of another element.
The study of electrolysis (in the first half of the XIX century) led to the hypothesis of electrical nature of valence forces and to the establishment of their difference in sign. It was natural to assign a negative charge and hence negative valence in the compound to the elements (oxygen or chlorine) which in electrolysis are discharged at the anode, and, on the contrary, a positive charge and positive valence to the elements (hydrogen, metals) which are discharged at the cathode. It was tried persistently to apply these ideas to all compounds. However, this approach was for the most part unsuccessful in the case of organic compounds.Таблица
Электропроводность металлов: что это, как её используют в производстве, от каких факторов зависит
Электропроводность металлов является возможностью пропускать ток. Также это свойство, определяющее возникновение электротока под действием электрического поля.
Все металлы обладают разной проводимостью тока. И её обязательно нужно учитывать при обработке, при выпуске изделий. Расскажем, какой она бывает, на что влияет, а также от чего зависит.
Оставить заявку
Узнайте, сколько стоит изготовление ваших изделий на нашей установке
Поделиться в соц сетях
О природе
Электрическая проводимость металлов — их способность пропускать ток. Также термин показывает физическую величину для количественного определения.
Удельная электропроводность — мера, показывающая способность чего-либо пропускать через себя ток. В изотропном (одинаковым во всех направлениях) линейном веществе это коэффициент пропорциональности между плотностью появляющегося тока и напряжённостью электрического поля. Таков закон Ома.
Характеристика зависима от содержащихся в проводнике свободных ионов. При их перемещениях и возникает ток. Измеряется этот показатель в особых единицах — сименсах. Обозначение — буква латинского алфавита «S».
Есть разделение на диэлектрики, полупроводники, проводники. В последних много свободных ионов. В этой группе есть два рода, различающиеся по особенностям протекания электротока. Для первого характерна электронная проводимость металлов. В её основе — свободный электрон. Эти заряженные отрицательно частицы передвигаются. Благодаря этому ток может проходить.
К следующему роду относятся электролиты с ионной проводимостью, а также солевые, кислотные, щелочные растворы. В них всё объясняется перемещениями, совершаемыми разнозаряженными ионами. У всех проводников показатель больше 106 (Ом*м)-1.
В диэлектриках ионов свободного типа меньше всего, поэтому пропускать сквозь себя ток они практически не могут. Это стекло, пластики, древесина, смолы.
Место полупроводников — промежуточное. Это металлоиды (полуметаллы), неметаллы, например: германий, селен, кремний.
Положения теории
Существует классическая теория, включающая такие принципы:
- Свободные электроны в больших количествах обусловливают высокий уровень электропроводимости.
- Электроток формируется из-за воздействия, при котором неупорядоченное движение электронов меняется на другое — структурированное, последовательное.
- Сила перемещающегося тока вычисляется по положениям закона Ома.
- Различающееся сопротивление объяснено численной разницей элементарных частиц.
- Электроток формируется моментально, когда электроны начинают подвергаться воздействию.
- Когда прибавляется температура в структуре, степень сопротивления становится больше.
2-й пункт — основа. Когда состояние спокойное, свободные электроны без упорядоченности перемещаются около ядра. В это время заряд не создаётся. Но когда подключается источник извне, хаотично движущиеся субатомные частицы сразу же выстраиваются структурированно. Они перемещаются уже в упорядоченной определённой последовательности, превращаются в токовые носители.
Какие металлы электропроводные
Изучая физические свойства металлов, можно выделить удельный вес, плавкость, теплопроводность, цвет, электропроводность. Последняя свойственна всем химическим элементам этой категории. Нет диэлектрического металла. Это обусловливается строением с располагающимися в его узлах ионами со знаком +. В пространствах между последними передвигаются свободные электроны. Они лишены связей с ядрами атомов.
Токопроводящие — чёрные металлы, благородные, цветные. Причём чистые способны пропускать электроток лучше, нежели сплавы. Причина — примеси, вклинивающиеся в изначальную кристаллическую решётку и нарушающие её правильную структурированность.
Сопротивление
Электрическое сопротивление определяет способность проводников препятствовать ходу электротока. Это отношение напряжения на конечных участках тела к силе проходящего в нём тока. Оно относится к закону Ома, измеряют её в омах (общепринятое сокращение — Ом).
Электрическое сопротивление (ЭС) и удельное (УС) — неодинаковые понятия. Первое характеризует объект, а второе описывает непосредственно материал. К примеру, на ЭС резистора, являющегося частью цепи, влияют его конфигурация и УС того материала, из которого компонент выполнен. У проволочного длинного резистора небольшой толщины сопротивление больше, чем у утолщённой, укороченной металлической проволоки.
Сравнивая два резистора с идентичными показателями диаметра и длины, можно сделать вывод: большее электрическое сопротивление имеет элемент из материала, обладающего увеличенным УС. Действует принцип, актуальный для прокачки воды по гидравлическим системам:
- Чем труба тоньше, длиннее, тем выше сопротивление для протекающей жидкости.
- Сопротивление воды в пустой трубе менее значительное, чем при заполнении песком.
Рассматриваемая проводимость тока противопоставляется в физике удельному сопротивлению. Действует формула:
где σ (сигма) обозначена электропроводность, а ρ — удельное сопротивление.
На проводимость электрического тока влияние оказывают свойства, характерные для носителей зарядов. В металлической структуре есть свободные электроны — до 3-х на оболочке. При протекании химических реакций с участием представителей правой части таблицы Менделеева атомы отдают свои элементарные частицы. Но электропроводность металлов чистых с другими особенностями. Расположенные снаружи электроны в их решётке общие. Заряды ими переносятся под влиянием электрического поля. В растворах функции носителей выполняют ионы.
Степени электропроводности
Вклад в формирование и последующее продвижение электронной теории проводимости внёс Пауль Друдде. Этот физик немецкого происхождения проводил исследования, в ходе которых было обнаружено сопротивление, возникающее при пропускании через проводник электротока. Труды Друдде помогли поделить вещества на категории с учётом их проводимости.
Деление нужно, например, для подбора оболочки кабеля с определёнными характеристиками. Если сделать неправильный выбор, превышенное напряжение может спровоцировать перегрев, чреватый возгоранием.
Металлы обладают электропроводностью, которая порой отличается в разы. Она указана в специальной таблице. В перечень веществ с самой высокой электропроводностью входят серебро, медь, золото.
В список десяти химических элементов с хорошей способностью вошли платина, алюминий, свинец, вольфрам, никель, железо, нихром.
Металл с лучшей электропроводностью — это серебро с 6,8*107 (Ом*м)-1. Следом за ним идёт медь с показателем, равным 5,9*107 (Ом*м)-1. На третьей строчке в таблице — драгоценное золото. Его удельная проводимость электротока — 4,5*107 (Ом*м)-1.
Наименее электропроводные — плутоний, висмут, марганец. Их показатели в десятки и даже сотни раз меньше значений лучших проводников — серебра и меди. Диэлектриков среди этой группы химических элементов нет.
Хотя самым электропроводным считается серебро, использование для производства проводки бессмысленно и нерационально. Изготовление из него кабелей было бы дорогим, сложным.
Лучший проводник среди неблагородных цветных металлов — по праву медь. Она плавится при критических температурах, долго служит, не подвергается коррозии в обычных (неагрессивных) средах, выдерживает стабильно повышенные нагрузки. Это позволяет использовать медь для производств, в быту. Она способна сохранять первоначальные характеристики даже при длительном нагреве. Медные провода используют для организации электропередач, в том числе на промышленных предприятиях.
Также часто применяют алюминий с его 3,9*107 (Ом*м)-1. Но температура плавления вдвое ниже меди, поэтому допустимо использование только в электросетях с малым и средним напряжением. Предельное алюминий не выдерживает: при длительном, сильном нагревании он расплавляется.
Проводимость тока беспримесных металлов и сплавов различается. Первые обладают более высокой электропроводностью из-за структурированности решётки. Сплавы же содержат разнообразные примеси. И даже малые их концентрации нарушают правильность строения. Они вклиниваются в структурную сетку, частично сливаются с ней, меняя функционирование, перемещения электронов.
Для высокой проводимости кабели изготавливают из максимально чистых металлов. Например, медную проводку производят из материала, предельно допустимое количество добавок в котором составляет не более 0,1%. А некоторые разновидности кабелей требуют ещё более чистой меди с концентрацией до 0,05%.
Электропроводные металлы: почему они опасны
Наиболее токопроводящие — щелочные металлы. Их электроны не имеют постоянных, прочных связей с атомными ядрами, из-за чего они могут выстраиваться в нужной последовательности и, соответственно, обеспечивать беспрепятственный ход тока. Также щелочные металлы характеризуются невысокими температурами плавления. Она, сочетаясь с химической активностью, делает невозможным применение для производства кабелей.
Токопроводящие вещества в неизолированном виде очень опасны. Если прикоснуться к такому оголённому проводу, можно получить сильнейший токовый удар, ожог кожных покровов и мягких тканей. Разряд нарушает функционирование внутренних органов, а при большой силе может привести к летальному исходу.
Подобные металлы снаружи покрывают изоляцией. Она твёрдая, жидкая, газовая. Выбирается с учётом области применения. Любая защита, независимо от того, в каком состоянии она пребывает, должна надёжно изолировать электроток в цепи, не допуская его негативного действия.
Зависимость электропроводности от внешних факторов
Стандартные значения актуальны для стабильных условий внешней среды, для постоянной температуры, равной двадцати градусам Цельсия со знаком плюс. Но идеальные условия невозможно поддерживать в обычной жизни. Описываемая величина неодинаковая, нестабильная. Она зависит:
- От температуры . При её увеличении проводимость уменьшается. При нагреве в кристаллической решётке происходят термические колебания ионов, из-за которых возникает препятствие для упорядоченных передвижений свободных электронов (они хаотичны, что увеличивает сопротивление).
- От давления . С его увеличением, как правило, незначительно растёт электропроводность. При значении 1 тыс. атмосфер возрастание составляет не более 1%.
- От освещённости . Световая энергия поглощается, провоцирует увеличение числа носителей заряда. Это повышает проводимость.
- От магнитного поля . Проводимость никеля и железа, являющихся ферромагнетиками, растёт, если направление движения тока совпадает с силовыми линиями воздействующего магнитного поля.
- От агрегатного состояния . Разжижение электропроводность повышает. Но далее основные характеристики могут меняться. Удельное сопротивление расплавленного никеля больше, чем при температурах нормальных. У разжиженной меди такой показатель растёт в десятки раз.
- От вида обработки . После волочения, резания, прокатки кристаллическая решётка неизбежно повреждается, искажается. Возникающие в ней дефектные участки тормозят перемещающиеся электроны, поэтому проводимость тока уменьшается.
Как используется свойство
Металлические проводники различаются по способности проведения электротока. Это помогает отбирать их для организации электросетей. Именно из меди зачастую изготавливаются кабели для линий электропередач, провода оборудования и техники.
Электропроводность делает возможной транспортировку электричества от источника её генерации (например, электростанции) до потребителей. Также она применяется в функционировании электродвигателей, генераторов, устанавливаемых в разных приборах типа промышленных и бытовых нагревателей.
Почему важно знать данную характеристику? Она влияет на эксплуатацию материала. Его необходимо учитывать при выборе технологии металлообработки. Некоторые методы типа электродуговой сварки подходят не всегда.
Специалисты компании Profbau хорошо знают все нюансы обрабатываемых металлов, поэтому оказывают услуги профессионально и оперативно. Мы по невысоким ценам выполняем гибку, сварку, резку, рубку, гидроабразивную обработку, токарные, электроэрозионные, фрезерные и другие работы.
Profbau — предприятие полного цикла. Мы осуществляем мелкосерийное производство, выпуск крупных партий, изготовление образцов и нестандартных металлических деталей. Гарантируем отличное соотношение качества и цены, индивидуальный подход.
Проверочная работа по теме «Общие свойства металлов» 9 класс
Проверочная работа состоит из двух вариантов. Содержит тест из 9 вопросов и задание на умение закончить уравнения реакций, характеризующие химические свойства металлов. Подойдет для первичной проверки усвоения материала по теме «Общие химические свойства металлов».
Просмотр содержимого документа
«Проверочная работа по теме «Общие свойства металлов» 9 класс»
Проверочная работа по теме «Общие свойства металлов». 1 вариант
ЧАСТЬ А. Тестовые задания с выбором одного правильного ответа.
1. Электронная формула атома лития:
А. 1S 2 2S 2 . Б. 1S 2 2S 1 . B. 1S 2 2S 2 2p 1 . Г. 1S 2 2S 2 2p 6 3S 1 .
2. Вид химической связи в простом веществе натрий:
А. Ионная Б. Ковалентная полярная
В. Ковалентная неполярная Г. Металлическая.
3. Простое вещество с наиболее ярко выраженными металлическими свойствами:
А. Алюминий. Б. Бор. В. Галлий. Г. Индий.
4. Радиус атомов элементов главной подгруппы с увеличением заряда ядра:
А. Изменяется периодически. Б. Не изменяется.
В. Увеличивается. Г. Уменьшается.
5. Наиболее энергично реагирует с водой:
А. Барий. Б. Кальций. В. Магний. Г. Цинк.
6. С соляной кислотой не взаимодействует:
А. Алюминий. Б. Магний. В. Серебро. Г. Цинк.
7. Ряд, в котором все вещества реагируют с железом:
8. Заряд атома металла:
А. нулевой Б. положительный В. отрицательный
9. Металлы электропроводны, так как в металлах
А. ионная связь Б. электроны обладают подвижностью
В. ковалентная связь Г. ионы обладают подвижностью.
ЧАСТЬ В. Задания со свободным ответом.
10. Напишите уравнения реакций, которые осуществимы. Укажите тип реакций.
д) Li + O2 = е) HF + Pb = ж) K + H2O = з) Cu + Br2 =
Проверочная работа по теме «Общие свойства металлов». 2 вариант
ЧАСТЬ А. Тестовые задания с выбором ответа.
1. С водой при обычных условиях реагирует: а) Fe б) Ni в) K г) Cu.
2. Группа наименее активных металлов:
а) Rb, Ba, Ag б) Li, Cs, Fe в) Сu, Hg, Ag г) Na, K, Cs.
3. Щелочные металлы это элементы:
а) главной подгруппы 7 группы б) главной подгруппы 1 группы
в) побочной подгруппы 1 группы г) главной подгруппы 2 группы.
4. Пара, в которой первый металл вытесняет второй из раствора его соли:
а) Zn, Fe б) Zn, Al в) Fe, Zn г) Fe, Al.
5. Схема электронного строения атома щелочноземельного металла:
а) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 б) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1
в) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 г) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 .
6. Вытеснять водород из воды при комнатной температуре способен металл:
а) Co б) Sn в) Ni г) Li.
7. В алюминиевой посуде можно хранить раствор:
а) сульфата меди (II) б) уксусной кислоты
в) хлорида натрия г) соляной кислоты.
8. Металлы пластичны, так как:
а) Имеют металлическую решетку. б) Стоят до [Н] в ряду активности.
в) Имеют подвижные ионы. г) Имеют ионную связь.
9. Самым электропроводным является:
а) алюминий б) железо в) вольфрам г) серебро.
ЧАСТЬ В. Задания со свободным ответом.
10. Напишите уравнения реакций, которые осуществимы. Укажите тип реакций.