1 Дәріс Тақырып– Тақырыбы – «Металдардың атомдық-кристалдық құрылысы»
жүктеу/скачать 21,21 Kb.
|
Металдардың классификациясы. Барлық металдарды екi үлкен топқа бөлуге болады: қара металдар және түстi металдар.
Қара металдардың түсi сұр, тығыздығы жоғары (сiлтi жер металдардан басқасы), балқу температурасы жоғары, қаттылығы жоғары, көбiнесе полиморфты. Ең белгiлi металл – темiр (Fe). Түстi металдардың түсi – қызыл, сары, ақ. Олардың пластикалық қасиеттерi жоғары, қаттылығы төмен, балқу температурасы төмен, полиморфты емес. Ең белгiлi металл – мыс (Cu). Қара металдар мынандай топтарға бөлiнедi: темiр металдар – Fe, Co, Ni (ферромагнетиктер) және Mn; балқуы қиын металдар – балқу температурасы 1539°С температурадан жоғары – Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Tc, Hf, Ta, W, Re. Осы металдарды болаттарды легiрлеу үшiн қолданады; уран металдар – актинидтер – Ac, Th, U, … Атомдық энергетикада қолданылады; сирек жер металдар – Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd,… Бұл металдардың химиялық қасиеттерi бiрдей, ал физикалық қасиеттерi әртүрлi. Табиғатта бөлек кездеспейдi, тек бiрлесiп кездеседі. Оларды қоспа түрiнде қолданады. сiлтi және жер металдар – Li, Na, K, Ca, Rb, Sr, Cs, Ba, Fr, Ra – бос күйде жалпыда қолданбайды. Түстi металдар мынандай топтарға бөлiнедi: женiл металдар – Be, Mg, Al – тығыздығы аз металдар; асыл металдар – Ag, Au, Pt, Pd, Ir, Rh, Os, Ru және Cu. Бұл металдардың коррозияға кедергiсi жоғары металдар; балқуы жеңiл металдар – Zn, Ga, Ge, As, Cd, In, Sn, Sb, Hg, Ti, Pb, Bi. Атомдардың құрылысы. Атомдық салмағы А, периодтық системадағы реттiк нөмірi N болатын кез келген химиялық элементтiң атомы оң зарядты Nпротоннан, терiс зарядты N электроннан және (А- N) нейтроннан тұрады. Оң зарядты протондар атом ядросын құрайды. Нейтрондардың саны әрқашан протондар санынан артық болады. Нейтрондар зарядсыз электрлік бейтарап бөлшектерге жатады. Атомдардың радиусы бардлық элементтер үшiн »10-8см, ал ядроларының радиусы »10-13см.Жалпы атомдық өлшемдер ретiнде металдық радиус, бейметалл элементтердiң коваленттiк радиустары мен инерттi газ атомдарының радиустары алынады. Металдық және коваленттiк радиуста жай заттардың және органикалық қосылыстардың кристалдарындағы атомаралық қашықтықтардың жартысына тең. Ал инертi газ атомдарының радиустары олардың төменгi температурада пайда болатын кристалдық қосылыстардағы атомаралық қашықтарының жартысына тең. Органикалық емес заттарды қарыстырғанда, иондық радиус ұғымын қолданады. Кез келген элемент бiрнеше изотоптан тұрады. Оларда ядроның құрамына кiретiн протондардың саны бiрдей, ал нейтрондардың саны әртүрлi болады. Кез келген электронға басқа электрондардың тебу күшi және ядроға тартылыс күшi әсер етедi. Электрондар өз өсiнiң бойымен және ядроның айналысында екi түрлi айнамамалы қозғалыста болады. Электронның күйi оның ядромен байланыс энергиясымен анықталады. Әрбiр электрон ядро төңiрегiнде белгiлi бiр орбитаның бойымен айнала қозғалады. Атом құрамына кiретiн барлық электрондардың орбиталары әртүрлi топтар мен қабаттар құрады. Жай металдарда әдетте iшiкi электрондық қабаттар электрондарымен толық толтырылған немесе бос болады. Егер iшкi электрондық қабаттарын, сыртқы қабаты толған соң ғана электрондар орналаса бастаса, онда мұндай металдар өтпелi металдар деп атайды. Атомның химиялық процестерінде, фазалық өзгерiстерде көрсететiн қасиеттерi – олардың ең алдымен валенттiк электрондарының ядромен байланыс энергия берiктiгiмен анықталады. Сондықтан атомдардың ең манызды энергетикалық көрсеткiшi – олардың иондану энергиясы. Иондану энергиясы – электронды атомнан бөлiп алуға керектi энергия, электронвольтпен (эв) өлшенедi. Әдетте оны ионизациялық потенциал (J) деп атайды (электронның энергиясы иондану энергиясына дейiн өзгерте алатын потенциалдар айырмасы, эв). Сутегiнiң иондану энергиясы – 13,60эв. Көп электронды атомдар үшiн бiрнеше иондану энергиясы бар. Атомнан бiрiншi электронды бөлу энергиясы – J1, екiнiшi электронды – J2, үшiншi электронды – J3 т.с.с. белгiленедi. Бөлiп алынған электрондардың саны артқан сайын, пайда болатын ионның оң заряды өсiп, оның қалған электрондарды тарту күшi арта түседi. Сондықтан әрқашан J1< J2< J3<… Сiлiтiлiк металдардың иондану энергиясы бiр периодтағы элементтердiң иондану энергиясынан әрқашан да аз. Кез келген металл үшiн бiр иондану энергиясы екiншiсiне өткенде, оның мәнi тез өседi. Мысалы, 4-шi немесе 5-шi электрондар үшiн иондану энергиясы қарағанда, он еседей артық. Химиялық реакциялар мен фазалық өзгерiстердiң энергиялық эффектiлерi атомдардың бiрiншi ионизациялық потенциалдарымен шамалас (1эв » 23,1ккал/атом). Сондықтан химиялық реакциялар мен фазалық өзгерiстер негiзiнен сыртқы валенттiк электрондардың қатысуымен жүредi. Заттың металдық қасиетi бiрiншi ионизациялық потенциалымен байланысты. Бiрiншi ионизациялық потенциалы аз нағыз металдар – химиялық реакция кезiнде өзiнiң әлсiз байланысқан валенттiк электронынан оңай айырылады. жүктеу/скачать 21,21 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|