Электронное строение металлов — урок. Химия, 11 класс.

Металлы — это химические элементы, которые в соединениях, как правило, проявляют положительные степени окисления.

К металлам относится большинство химических элементов:

все $d$- и $f$-элементы;
$s$-элементы, за исключением водорода и гелия;
некоторые $p$-элементы.

В периодической системе металлы расположены ниже ломаной линий $B$ — $Si$ — $As$ — $Te$.

Все элементы $B$-групп являются металлами (включая лантаниды и актиниды).
$IIA$-группы состоят только из металлов.
В $IA$-группе к металлам относятся все элементы, кроме водорода, а в $IIIA$ — кроме бора.
В $IVA$–$VIA$-группах тоже есть металлы (олово, свинец, сурьма, висмут, полоний и др.).

Рис. $1$. Периодическая система химических элементов

Строение атомов

Строение атомов металлов имеет ряд отличий от атомов неметаллов.

У металлов сравнительно большие радиусы атомов.
На внешнем электронном слое у большинства металлов находится небольшое число электронов (от $1$ до $3$). Их наружный слой далёк до завершения.
Металлам характерны низкие значения электроотрицательности ($< 2$ по шкале Поллинга).
Валентные электроны металлов слабо связаны с ядром и легко покидают атом.

Вспомним строение электронных оболочек атомов металлов.

Группа элементов	Валентные электроны	Примеры
$s$-элементы	${ns}^{1}$ ${ns}^{2}$	$Li [He] {2 s}^{1}$ $Ca {[Ar] 3 s}^{2}$
$p$-элементы	${ns}^{2} {np}^{1}$ ${ns}^{2} {np}^{2}$ ${ns}^{2} {np}^{3}$ ${ns}^{2} {np}^{4}$	${Al [Ne] 3 s}^{2} {3 p}^{1}$ $Sn [Kr] {5 s}^{2} {5 p}^{2}$ $Sb [Kr] {5 s}^{2} {5 p}^{3}$ ${Po [Xe] 6 s}^{2} {6 p}^{4}$
$d$-элементы	от ${(n - 1) d}^{1} {ns}^{2}$ до ${(n - 1) d}^{10} {ns}^{2}$	${Fe [Ar] 3 d}^{6} {4 s}^{2}$ ${Zn [Ar] 3 d}^{10} {4 s}^{2}$
$f$-элементы	${(n - 1) d}^{1} {ns}^{2}$	${U [Rn] 7 d}^{10} {7 s}^{2}$

Степени окисления металлов

В сложных веществах у металлов всегда положительные степени окисления. Максимальное значение степени окисления, как правило, совпадает с номером группы, в которой металл находится в периодической системе, но есть исключения. Например, медь ($IB$-группа) проявляет степень окисления $+2$.

У металлов $IA$, $IIA$-групп и $Al$ степени окисления постоянные ($+1$, $+2$ и $+3$ соответственно).

У большинства металлов $B$-групп степени окисления переменные. Так, у марганца ($VIIB$-группа) известны соединения, в которых он проявляет степени окисления $+1$, $+2$, $+3$, $+4$, $+5$, $+6$, $+7$.

Металлические свойства

Все общие физические и химические свойства металлов связаны со способностями их атомов отдавать валентные электроны:

Me - n \overline{e} \to {Me}^{n +}

Наиболее ярко выражены металлические свойства у элемента, у атомов которого самый большой радиус и меньше всего электронов на внешнем слое. Это франций.

Если использовать для сравнения металлических свойств периодическую систему, то нужно помнить, что с увеличением порядкового номера металлические свойства:

в периоде ослабевают;
в главных подгруппах усиливаются.

У металлов $B$-групп металлические свойства выражены слабее, чем у металлов $A$-групп.

Строение простых веществ

У всех простых веществ металлов металлическая связь и металлическая кристаллическая решётка. Их особенность — наличие свободных электронов, перемещающихся между атомами и катионами.

Рис. $2$. Металлическая кристаллическая решётка

Источники:

Вернуться в тему

Следующая теория

Отправить отзыв

Нашёл ошибку?

Сообщи нам!

1. Электронное строение металлов

Теория: