Kovy v chemii – vzorce pro třídu, tabulka (9. třída)

Kovy zahrnují většinu prvků periodické tabulky – 82 chemických prvků. Jaké vlastnosti mají a jak se liší od nekovů?

Obecná charakteristika

Kovy jsou skupinou prvků ve formě jednoduchých látek, které mají kovové vlastnosti (tažnost, kujnost, lesk, elektronická vodivost atd.)

Hlavní rozdíl mezi kovovými prvky je v tom, že mají pouze redukční vlastnosti a při reakcích mohou pouze oxidovat. Ve sloučeninách mohou mít pouze kladné oxidační stavy, a to jak v elementárních kladně nabitých iontech, tak v komplexních iontech, kde tvoří kladná centra.

Na vnější úrovni kovových prvků je zpravidla malý počet elektronů (1-3), hodnoty elektronegativity jsou nízké. Mezi kovy patří všechny s-prvky (kromě vodíku a helia), d- a f-prvky a také p-prvky pod čárou bor-astatin. Typické kovy mají velké atomové velikosti, což jim usnadňuje ztrátu valenčních elektronů. Výsledné kladné ionty jsou stabilní, protože mají kompletní vnější elektronový obal.

Fyzikální a chemické vlastnosti

Všechny kovy, kromě rtuti, jsou za normálních podmínek ve formě jednoduchých látek v pevném stavu agregace a tvoří kovovou krystalovou mřížku.

stůl “kovy”

Následující tabulka ukazuje skupiny hlavních kovů:

Kovy jsou tažné a tvárné, zvláště pokud je na vnější elektronické úrovni atomů pouze jeden elektron: vrstvy atomů se vzájemně pohybují, aniž by narušily krystalovou mřížku (alkalické kovy, měď, stříbro, zlato). Atomy neplastických křehkých kovů chrómu a manganu mají velký počet valenčních elektronů.

Hustota, tvrdost a bod tání kovů se mění v širokém rozmezí a závisí na atomové hmotnosti, atomové struktuře a geometrii krystalové mřížky. Nejlehčím kovem je lithium (hustota 0,53 g/cm3), nejtěžším osmium (hustota 22,5 g/cm3). Kovy s hustotou vyšší než 5 g/cm 3 jsou klasifikovány jako těžké kovy a méně než 5 g/cm 3 jsou klasifikovány jako lehké kovy.

Nejnižší bod tání je rtuť (-39 stupňů Celsia), nejvíce žáruvzdorný kov je wolfram (bod tání 3410 stupňů Celsia.) Atomizační energie wolframu je 836 kJ/mol a jeho bod varu je 5930 stupňů.

Kovy reagují s jednoduchými i složenými látkami. Jako typická redukční činidla reagují kovy s téměř všemi nekovovými oxidačními činidly (kyslík, síra, dusík atd.):

Kovy také reagují s tak složitými látkami, jako jsou oxidy a hydroxidy, zředěné roztoky kyselin a zásad rozpuštěné ve vodě.

Ve stejném období kovové vlastnosti slábnou a nekovové vlastnosti se zvyšují; v rámci stejné skupiny (v hlavní podskupině) se kovové vlastnosti zvyšují a nekovové vlastnosti slábnou

Hledání kovů a způsoby jejich získávání

Nejběžnějším kovovým prvkem na Zemi je hliník. Následuje železo, vápník, sodík.

Některé kovy se v přírodě vyskytují v přirozeném stavu (zlato, rtuť, platina), ale v přírodě se vyskytují především ve formě oxidů a solí.

Kovy se vyrábějí pomocí metalurgie (výroba z rud), pyrometalurgie (výroba pomocí redukční reakce při vysoké teplotě), hydrometalurgie (těžba z rud ve formě rozpustných sloučenin), elektrometalurgie (výroba kovů elektrolýzou tavenin a roztoků jejich sloučenin). ).

co jsme se naučili?

Kovy jsou látky, které mají vysokou elektrickou a tepelnou vodivost, kujnost, tažnost a kovový lesk. Tento článek o chemii stupně 9 pojednává o jejich fyzikálních a chemických vlastnostech, vzorcích třídy kovů a také o metodách přípravy.

Slovo „kov“ ​​je běžně spojováno s těžkou váhou. To ale vůbec není pravda – některé kovy jsou tak lehké, že se ve vodě ani nepotopí. A některé váží stokrát méně než pěna a stále zůstávají odolným kovem. Také by vás mohl zajímat článek o nejdražších kovech světa.

Nejlehčí kov na světě

Lithium

Nejlehčím kovem, který věda zná, je samozřejmě lithium. Stejně jako ostatní lehké kovy patří do skupiny alkalických kovů, které se vyznačují vysokou chemickou aktivitou. Hustota lithia je 0,534 gramů na centimetr krychlový, tzn. je téměř dvakrát lehčí než voda. Navíc lithium může plavat i v petroleji, takže k jeho skladování se obvykle používá minerální olej, petrolej, benzín nebo parafín.

Lithium je 40krát lehčí než některé z nejtěžších a nejpevnějších kovů známých vědě – osmium a iridium (22,587 g/cm3). Molární hmotnost lithia je 6,941 g/mol. Pořadové číslo v periodické tabulce je 3. Lithium izoloval z minerálu petalit švédský chemik Johann Arfvedson v roce 1817. V přírodě se lithium nachází především v horninách (přibližně 21 gramů na tunu). O sedm let později bylo lithium poprvé syntetizováno v laboratoři. Navenek tento plast a měkký kov připomíná led a má dokonce podobný stříbřitý odstín. K roztavení lithia je zapotřebí teplota 181 C0.

Ostatní alkalické kovy jsou také považovány za nejlehčí, i když jsou horší než lithium. Za lithiem následuje draslík (0,856 g/cm3) a sodík (0,971 g/cm3). Také se netopí ve vodě. Zbývající alkalické kovy (rubidium, cesium, francium) jsou těžší než voda.

Nejlehčí a nejpevnější kov

Hliník

Při hledání zlaté střední cesty mezi lehkostí a pevností se většina chemiků shoduje na tom, že hliník je takovým kovem.

Hliník objevil v roce 1825 Dán Oersted. Prvním výrobkem vyrobeným z hliníku bylo dětské chrastítko. Od té doby našel tento snadno zpracovatelný kov tak široké uplatnění, že tato látka právem získala titul kovu XNUMX. století. Vyrábí se z něj vše, bez čeho si náš moderní život nelze představit: od stavebních konstrukcí až po zahradní nářadí, kování a příbory.

Nejlehčí umělý kov

Microlattis

Je známo, že nejlehčím přírodním kovem je lithium. V roce 2015 však vědci z Kalifornské univerzity prokázali ultralehký materiál podobný pevností jako kovy, ale stokrát lehčí než pěna. Je to z 99,99 % vzduch. Navíc tloušťka jeho stěn je pouhých 100 nanometrů – tisíckrát tenčí než lidský vlas.

Položíte-li kousek microlattis na pampelišku, květ, jehož „klobouček“ může zničit i mírný vánek, se nezdeformuje.

Struktura microlattis připomíná lidské kosti. Materiál má stejnou buněčnou strukturu, sestávající z dutých niklových trubek, které se kříží křížem. Díky své struktuře je materiál schopen odolat enormnímu zatížení na svou váhu.

Boeing okamžitě oznámil svůj záměr použít microlattis pro „letadla budoucnosti“.