210 likes | 919 Views
METALLID. Martin Saar GAG 2009. 1. Metalliliste elementide aatomi ehitus. Metalliliste elementidel on reeglina väliskihil elektrone vähe (1-3) ja neid hoitakse nõrgalt kinni . Ehitus lihtainena: aatomid paiknevad lähestikku välised elektronkihid kattuvad osaliselt
E N D
METALLID Martin Saar GAG 2009
1. Metalliliste elementide aatomi ehitus • Metalliliste elementidel on reeglina väliskihil elektrone vähe (1-3) ja neid hoitakse nõrgalt kinni. • Ehitus lihtainena: • aatomid paiknevad lähestikku • välised elektronkihid kattuvad osaliselt • väliskihi elektronidel võime liikuda aatomi juurest aatomi juurde üle kogu kristali (elektrongaas)
2. Metallide keemiline aktiivsus Metallidele on iseloomulik elektrone loovutada: nad on redutseerijad. Rühmas ülevalt alla: • suureneb elektronkihtide arv • väline elektronkiht kaugeneb tuumast (raadius suureneb) • tuuma mõju väliskihi elektronidele nõrgeneb • elektrone on kergem loovutada Perioodis vasakult paremale • suureneb tuumalaeng • suureneb tuuma mõju väliskihi elektronidele • väheneb aatomi raadius • elektrone on raskem loovutada
Tõmba joon alla metallilisemale elemendile! Põhjenda! • Na ja Cs • Mg ja Ca • Mg ja Al • Au ja K
3. Metallid perioodilisustabelis Leelismetallid Leelismuldmetallid Siirdemetallid
4. Metallide keemilised omadused LIHTAINENA REDUTSEERIJAD! 4.1 Reageerimine mittemetallidega sageli metallil max OA (käitub redutseerijana) ja mittemetallil min OA (oksüdeerija!) • kaalium + hapnik • tsink + hapnik • vask + hapnik • baarium + kloor • alumiinium + jood
4. Metallide keemilised omadused LIHTAINENA REDUTSEERIJAD! 4.1 Reageerimine mittemetallidega sageli metallil max OA ja mittemetallil min OA • naatrium + väävel • kaltsium + süsinik • magneesium + fosfor • kaltsium + vesinik • magneesium + lämmastik
4. Metallide keemilised omadused 4.1 Reageerimine mittemetallidega B-rühm, näiteks raud: OA II või III • raud + tugev oksüdeerija raud(III)ühend • raud + nõrgem oksüdeerija raud(II)ühend
4. Metallide keemilised omadused 4.2 Reageerimine veega • aktiivne metall (IA, IIA al Ca) + vesi leelis + vesinik • keskm. aktiivsusega metall + veeaur oksiid + vesinik • väheaktiivne metall (al Ni) + vesi ei toimu
4. Metallide füüsikalised omadused Metallilise sideme tõttu on metallidele iseloomulik: hea soojus- ja elektrijuhtivus: juhtmed (nt Ag, Cu, Al) metalne läige, peegeldumisvõime: peeglid (nt Ag) hea töödeldavus ehk plastilisus (nt Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Zn, Fe…)
4. Metallide füüsikalised omadused Lisaks on enamik metalle: hallika värvusega erandid: Cu (punakas) Au (kollane) toatemperatuuril tahked erand: Hg (vedel, termomeetrites)
4. Metallide füüsikalised omadused Metallide liigitus lähtuvalt füüsikalistest omadustest Sulamistemperatuur (kerg- ja rasksulavad) Tihedus (kerg- ja raskmetallid)
Sulamid Sulam on mitme metalli (või ka metalli ja mõne mittemetalli) kokkusulatamisel saadud materjal. Sulamid on sageli: paremate mehhaaniliste omadustega (kõvemad, tugevamad, kulumiskindlamad) • puhas kuld ja hõbe on pehmed, ehteid valmistatakse sulamitest keemiliselt vastupidavamad • roostevabas terases on lisandmetallid madala sulamistemperatuuriga • jootetina (Sn + Pb)
4,5 g naatriumit reageerib veega. Mitu liitrit ja millist gaasi eraldub?
Mitu grammi alumiiniumi peab reageerima soolhappega, et täita 20-liitrine anum?
Metallide leidumine Kõige levinumad: Al, Fe, Ca, Na, K, Mg Ehedalt: hõbe, kuld, vask, plaatina Maagid (kivimid, milles on tootmisväärsel määral metalli): oksiidsed: alumiinium ja raud (Al2O3, Fe2O3, Fe3O4) sulfiidsed: mitmed siirdemetallid (FeS2, ZnS, Cu2S, CuS) kloriidsed: IA (NaCl, KCl)
Metallide tootmise põhiprotsessid Metallurgia: metallide ja sulamite tootmine metallimaakidest • Maagi rikastamine • maak vabastatakse lisanditest, kasutades füüsikaliste omaduste erinevust • Särdamine • Mitteoksiidse maagi põletamine oksiidseks • 2 PbS + 3 O2 2 PbO + 2 SO2 • Oksiidse maagi redutseerimine (CO, C, H2, Al) • PbO + C CO + Pb • Fe2O3 + 3 CO 2 Fe + 3CO2 (kõrgahjuprotsess) • CuO + H2 Cu + H2O • Fe2O3 + 2 Al Al2O3 + 2 Fe (aluminotermia)
Jules Verne ja “Saladuslik saar” “Samuti nagu maaki koguti ka kivisütt ilma suurema vaevata peaaegu maapinnalt. Kõigepealt murti maak väikesteks tükkideks ja puhastati prahist. Siis asetati kivisüsi ja maak vahelduvate kihtidena hunnikusse, nagu teeb söepõletaja puudega. Sel viisil pidi süsi lõõtsast tuleva õhu toimel muutuma süsihappegaasiks, siis süsinik-alahapendiks (vingugaasiks), mille ülesandeks on taandada magnetrauamaak, see tähendab kõrvaldada sealt hapnik. Nii insener toimiski. Maagihunniku kõrvale seati hülgenahkadest lõõts, mille otsas oli varem pottsepaahjus valmistatud kuumusekindel savitoru. Raamist, kiudnööridest ja mitmesugustest raskustena kasutatud esemetest koosneva seadeldise abil liikuma pandud lõõts puhus maagihunnikusse õhku, mis tõstis temperatuuri ja aitas samaaegselt kaasa keemilise reaktsiooni tekkimisele, mille tulemusena pidi saadama puhast rauda. … …ja lõpptulemuseks oli poorne rauakamakas…