Перечислите металлы встречающиеся в природе только в виде соединений

Перечислите металлы встречающиеся в природе только в виде соединений

С давних пор простые вещества разделяли на металлы и неметаллы. В средние века было известно всего 7 металлов: Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Fe, Hg.

К металлам относили вещества с характерным «металлическим» блеском, ковкие. По мере развития химии было обнаружено много других отличительных свойств, присущих металлам.

Если в ПСЭ провести диагональ от B к At, то в правой верхней части ПС будут находиться неметаллы (исключая элементы побочных подгрупп), а в левой нижней – металлы.

Элементы, расположенные вблизи диагонали (Al, Ti, Ga, Nb, Sb и другие), обладают двойственным характером (промежуточными свойствами).

То есть к металлам относятся: все s — элементы (I и II гр.), все d- и f- элементы, а также p-элементы главных подгрупп: III (кроме B), IV (Sn, Pb), V (Sb, Bi) и VI (Po). Т.о. из 118 элементов 96 являются металлами.

Металлы. Нахождение в природе

Самыми распространёнными металлами в земной коре являются:

7% — Al 5% — Fe 4% — Ca Ag-1∙10-5% по 2% — Na, K, Mg Au- 5∙10-7% Pt- 5∙10-8% Содержание остальных металлов незначительно: 0,3 % — Cr 0, 2 % — Ni 0, 01 % — Cu

Металлы. Нахождение в природе

Металлы встречаются в природе как в свободном виде, так и в соединениях: Щелочные, щелочно-земельные (до Ni) – в виде солей, металлы средней активности – в виде оксидов. Ag, Pt, Au — в свободном виде

Металлы. Физические свойства

  • 1) Все металлы ( за исключением Hg, Cs и Ga ) в обычных условиях являются твёрдыми веществами.
  • Они непрозрачны, обладают металлическим блеском, обусловленным способностью металлов отражать падающие на их поверхность световые лучи.
  • В наибольшей степени эта способность проявляется у Ag и In , поэтому они нашли применение при изготовлении различных зеркал и рефлекторов.

Натрий – мягкий металл, его можно резать ножом

Металлы. Физические свойства

2) Высокая электро- и теплопроводность Это обусловлено наличием в металлических решётках свободно перемещающихся электронов, которые в электрическом поле легко приобретают направленное движение. Лучшими проводниками являются: Ag, Cu и Al. При повышении tº электропроводность и теплопроводность металлов понижается, т.к. усиливаются колебания атомов, что затрудняет направленное движение электронов. Hо при понижении tº электропроводность растёт и вблизи абсолютного 0 переходит в сверхпроводимость.

Металлы. Физические свойства

3) Ковкость и пластичность. Многие металлы пластичны и обладают хорошей ковкостью, что объясняется особенностью металлической связи; т.к. атомы в металлической решётке непосредственно не связаны друг с другом, отдельные слои могут перемещаться один относительно другого. Это свойство металлов используется при их механической обработке. Ковкие: щелочные металлы, Au, Ag, Cu. Хрупкие: Cr, Mn, Sb…- т.к. у атомов этих элементов по 5-7 свободных электронов, которые препятствуют свободному перемещению слоёв атомов.

Металлы. Физические свойства

4) Плотность различна. Она тем меньше, чем меньше атомная масса элемента – металла и чем больше радиус атома. Самый лёгкий: Li  = 0, 53 г/см3 Самый тяжёлый: Os  = 22, 6 г/см3  < 5 г/см3- лёгкие металлы  > 5 г/см3- тяжёлые металлы.

Металлический рубидий в ампуле

Металлы. Физические свойства

5) tº плавления. Самые легкоплавкие: Hg t плавления = -38, 9 º C Cs t плавления = 29 º С Ga t плавления = 29, 8 º C Самый тугоплавкий: W t плавления = 3390 º C он применяется для изготовления нитей накаливания электроламп t плавления ‹ 1000 º C — легкоплавкие металлы. t плавления › 1000 º C — тугоплавкие.

Металлический цезий в ампуле

Металлы. Физические свойства

6) Отношение к магнитным полям а) Ферромагнитные – способные намагничиваться при действии слабых магнитных полей (Fe, Co, Ni…) б) Парамагнитные – проявляют слабую способность к намагничиванию (Al, Cr, Ti…) в) Диамагнитные – не притягивающиеся к магниту (Bi, Sn, Cu) и даже слегка отталкивающиеся от него.

Способы получения металлов

Au, Pt – встречаются в виде самородных металлов. Ag, Cu, Hg, Sn – металлы, находящиеся в природе как в самородном состоянии, так и виде соединений. Остальные металлы, стоящие в ряду напряжений до Sn – только в виде соединений. Металлы получают из минералов или горных пород, содержащих металлы

Источник



Какие металлы встречаются в природе только в виде соединений?

Какие металлы в природе встречаются только в виде соединений?

В Таблице Менделеева насчитывается более 90 металлов, около 60 из них встречаются в природе. Условно эти металлы можно разбить по крайней мере на три группы:

  • металлы, которые встречаются только в виде соединений;
  • металлы, которые встречаются в природе только в свободном виде;
  • металлы, которые встречаются в природе, как в свободном виде, так и в виде соединений.

Только в виде соединений встречаются металлы, которые очень активны и взаимодействуют с кислородом воздуха и атмосферной влагой при нормальных условиях. К таким активным металлам относятся натрий, калий, магний, кальций, марганец, цинк, хром. Они встречаются в природе только в виде соединений с другими элементами.

Металлы в природе

текст при наведении

Все металлы, кроме меди, серебра, золота, ртути и платиновых металлов, встречаются в природе только в виде соединений.

Зеркала делают из серебра или алюминия. Сначала промывают стекла в содовом растворе, чтобы убрать излишнюю грязь, стекло погружают в ванну и заполняют дно металлическим раствором, затем промывают в специальной воде, сушат в вертикальном положении. И во избежании трещит от перепада температур покрывают асфальтовым лаком

Читайте также:  Особенности компонента природы россии

Как и в любой классификации тут важе признак классификации. К примеру разделяют черные и цветные металлы (к черным металлам относят железо и марганец остальные цветные). По возможности окисляться выделяют благородные и неблагородные металлы. Также часто металлы делятся по ценовому признаку на драгоценные и остальные. Также металлы могут быть и радиоактивными (тяжелыми) и не радиоактивными.

Металлы делятся на три группы.

1 Драгоценные металлы.

2 Цветные металлы.

3 Чёрные металлы.

Было время, что я иногда сдавал металлолом и там узнал, что чёрными металлами обычно называются металлы, которые магнитятся магнитом. Ещё одно отличительное свойство — это то, что обычно они ржавеют, хотя это свойство второстепенное, так как не уверен, что все они ржавеющие или что среди цветных металлов нет ржавеющих.

А те, что не магнитятся, относятся к цветным металлам. Самые редкие из них и обладающие самыми ценными качествами относят к драгоценным металлам.

Чёрные металлы: железо, чугун и сталь.

Есть разные группы химических веществ (в том числе и металлов), которые отличаются суммарной векторной величиной магнитного момента атомов. Ядро атома состоит из нейтронов и протонов, которые имеют незначительный собственный магнитный момент, которым можно пренебречь. Основную величину магнитного момента составляют электроны, движущиеся вокруг ядра по замкнутой орбите.

Так вот этот магнитный момент определяет величину магнитной восприимчивости вещества.

Диамагнетики (из металлов это золото, цинк, медь, висмут и другие) — имеют отрицательную магнитную восприимчивость. Они не намагничиваются в магнитном поле.

Парамагнетики (алюминий, магний, платина, хром и другие) — имеют положительную, но малую магнитную восприимчивость. Стержни из таких металлов будут ориентированы вдоль силовых линий магнитного поля, только если это поле будет очень сильным.

Ферромагнетики (железо, никель, кобальт, некоторые редкоземельные металлы и множество разных сплавов) — класс веществ с самой сильной магнитной восприимчивостью. Хорошо намагничиваются во внешнем магнитном поле и притягиваются к источнику поля.

Источник

Получение металлов. Нахождение их в природе

Ребята, сегодня мы побываем с вами в местах, где получают металлы, а также узнаем, где же встречаются металлы.

Ну что ж, начинаем путешествие. Металлы встречаются в природе в свободном состоянии, их называют самородными металлами, так и в виде соединений.

В самородном состоянии в природе встречаются золото, серебро, медь, платина и ртуть. Эти металлы обычно содержатся в небольших количествах в виде зёрен или вкраплений в горных породах. Изредка встречаются и довольно крупные куски металлов – самородки. Одним из самых больших месторождений чистого серебра был так называемый «серебряный тротуар» в Канаде. Он представлял собой глыбу почти чистого серебра длиной тридцать м, уходящую в землю на восемнадцать м. Выработка этого месторождения дала около двадцать т металла. А один из крупнейших самородков серебра весил почти сто девять кг. Самый крупный самородок меди весил четыреста двадцать т, а золота – сто двенадцать кг.

А вот распространённость химических элементов металлов в земной коре различна. К наиболее распространённым металлам относятся алюминий (7,45%), железо (4,20%), кальций (3,25%), натрий (2,40%), калий (2,35%) и магний (2,35%). Содержание других металлов в земной коре может составлять тысячные доли процента и ниже.

Некоторые историки считают, что упадок Римской империи был обусловлен массовым отравлением свинцом. Известно, что водопроводы Древнего Рима были из свинца. В свинцовых чанах хранили воду и вино. Попадая в человеческий организм, свинец вызывает поражение центральной нервной системы, приводит к изменению состава крови.

Многие металлы являются элементами, необходимыми для функционирования живых организмов. На долю ионов Na + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ в организме человека приходится 99% всех ионов металлов.

К биологически наиболее значимым металлам относятся: K, Na, Mg, Ca, Fe, Cu, Co, Mn, Zn, Mo.

В земной коре металлы чаще всего встречаются в виде соединений: таких, как оксиды, силикаты, карбонаты, сульфиды и хлориды. Эти соединения входят в состав руд и минералов.

Рудой называют горную породу, получение из которой чистого металла экономически выгодно. В состав руды входят минералы и примеси в виде пустой породы. А минералы – это природные тела, имеющие определённый химический состав. Давайте с вами посмотрим названия и химический состав некоторых минералов.

Химический состав

Красный железняк (гематит)

Магнитный железняк (магнетит)

Железный колчедан (пирит)

Медный колчедан (халькопирит)

Свинцовый блеск (галенит)

К наиболее известным минералам относится пирит, или железный колчедан (FeS2), киноварь (HgS), малахит ((CuOH)2CO3). Пирит и киноварь используют в промышленности для получения соответствующих металлов, то есть железа и ртути, а малахит, как поделочный камень.

А теперь представьте, что на дне водоёмов тоже есть соединения металлов, эти отложения – конкреции – представляют собой грозди, клубни или лепёшки, густо усеивающие дно. Плоские озёрные и болотные конкреции величиной с мелкую монету были известны ещё в средние века, поэтому их и называли «копеечной рудой». В настоящее время железомарганцевые конкреции, покрывающие огромные площади на дне океанов, называют полезными ископаемыми XXI века. Это богатейший источник не только железа и марганца, но и кобальта, никеля, меди и молибдена.

Читайте также:  Вещества применяемые вами в быту но не встречающиеся в природе

Представьте себя геологом или минералогом, как же это увлекательно. Для этого сравним такие минералы, как красный, бурый и магнитный железняк.

Цвет красного железняка коричнево-красный, сам он прочный, плотный, если провести образцом руды по поверхности фарфоровой ступки, то он оставляет красно-коричневый след, не притягивается магнитом.

Бурый железяк имеет жёлто-коричневую окраску, сам прочный и плотный, не притягивается магнитом, оставляет на фарфоровой ступки жёлто-бурую полосу.

Магнитный железняк чёрного цвета, сам прочный и плотный, притягивается магнитом, оставляет чёрный цвет черты на поверхности фарфоровой ступки, имеет металлический блеск.

Здорово, получается, что минералы отличаются между собой окраской, магнитными свойствами, цветом черты и некоторыми другими показателями.

В современной технике широко используют более 75 металлов и многочисленные сплавы на их основе. Поэтому большое значение придаётся промышленным способам получения металлов из руд. Обычно перед получением металлов из руды её измельчают, потом предварительно обогащают – отделяют пустую породу, примеси. В результате образуется концентрат, служащий сырьём для металлургического производства. Затем обогащённую руду превращают в оксид и только после этого восстанавливают металл.

Металлургия – это наука о методах и процессах производства металлов из руд и других металлосодержащих продуктов, о получении сплавов и обработке металлов. В зависимости от метода получения металла из руды (концентрата) существует несколько видов металлургических производств.

Представьте, что из одной т медной руды можно получить шестнадцать кг концентрата и только четыре кг чистой меди.

Такая отрасль металлургии, как пирометаллургия занимается переработкой руд, она основана на химических реакциях, при чём они проходят при высоких температурах, ведь от греч. пирос, означает огонь.

Пирометаллургические процессы включают обжиг и плавку.

При обжиге сульфиды переводят в оксиды, а сера удаляется в виде оксида серы (IV). А затем из оксида восстанавливают металл. Полученный металл или сплав подвергают механической обработке, придают ему соответствующую форму. В процессе выделения металлов (плавке) из оксидов в качестве восстановителей используют углерод, оксид углерода (II), водород, кремний или более активные металлы.

Например, ещё древние металлурги для получения железа из его руд использовали в качестве восстановителя углерод. Но этот способ неудобен тем, что реакция между твёрдыми веществами идёт только в местах их соприкосновения.

В промышленных масштабах для получения железа, цинка и других цветных металлов из оксидов используют в качестве восстановителя оксид углерода (II).

Сейчас мы посмотрим, как получают чугун и сталь. Восстановление железа проводят в специальных вертикальных печах, называемых доменными, высотой до нескольких десятков метров и внутренним объёмом до 5000 м 3 . Они имеют стальной корпус, а изнутри выложены огнеупорным кирпичом. По характеру своей работы доменная печь – аппарат непрерывного действия. Сверху в печь подаётся твёрдое сырьё – шихта, представляющая собой смесь железной руды, кокса (переработанного угля), известняка и других добавок, а снизу вдувается подогретый или обогащённый кислородом воздух. В нижней части печи кокс сгорает в горячем воздухе, образуя углекислый газ.

Углекислый газ поднимается вверх в печи и взаимодействует с новыми порциями раскалённого кокса

с образованием оксида углерода (II).

В результате реакций СО с оксидом железа (III) образуется железо.

В доменном процессе получается железо с относительно большим (более 2%) содержанием углерода – чугун.

Чугун превращают в сталь, удаляя избыточный углерод путём окисления кислородом воздуха в специальных установках – мартеновский печах, конвертерах или электропечах.

Для получения некоторых металлов в качестве восстановителя используют водород.

В роли восстановителей можно также использовать более активные металлы, способные вытеснять другие металлы из их оксидов и солей. Этот способ получения металлов называется металлотермией. Если используют алюминий, то говорят об алюминотермии:

Восстановление железа методом алюминотермии до сих пор применяется при сварке рельсов.

Этот метод получения металлов был предложен русским учёным

Н.Н. Бекетовым.

Гидрометаллургия – это методы получения металлов, основанные на химических реакциях, происходящих в растворе. Гидрометаллургические процессы включают стадию перевода нерастворимых соединений металлов из руд в растворы, с последующим восстановительным выделением металлов из полученных растворов с помощью других металлов или электрического тока.

Электрометаллургия – методы получения металлов, основанные на электролизе, т.е. выделение металлов из растворов или расплавов их соединений с помощью постоянного электрического тока. Этот метод применяют для получения активных металлов – щелочных и щелочноземельных, алюминия, также для получения легированных сталей. С помощью этого метода, английский химик Г. Дэви впервые получил калий, натрий, барий и кальций.

Большое значение имеет микробиологический метод получения металлов. В этом методе используется жизнедеятельность некоторых бактерий. Так, тионовые бактерии способны переводить нерастворимые сульфиды в растворимые сульфаты. Бактериальный метод применяют для извлечения меди из её сульфидных руд. А затем полученный раствор сульфата меди (II) подаётся на гидрометаллургическую переработку. Кроме этого, учёные обнаружили, что некоторые микроводоросли и бактерии накапливают на своей поверхности отдельные металлы (например, золото) или их оксиды. Микроорганизм постепенно обрастает «шубой» из минеральных частиц, увеличивается в размерах в десятки раз, что позволяет легко выделить частицы из раствора.

При промышленном производстве металлов большое значение имеют вопросы охраны окружающей среды от загрязнений отходами производства. Охрана окружающей среды предусматривает, прежде всего, дезактивацию выбросов, например отходящих газов при выплавке чугуна. Здесь главную опасность представляет образующийся при переработке сернистых руд оксид серы (IV), который, попадая в атмосферу, может вызывать «кислотные дожди». Наряду с комплексным использованием сырья, строительством очистных сооружений, устройством замкнутых циклов водопользования с целью охраны окружающей среды необходимы вывод промышленных предприятий за городскую черту, создание лесозащитных вокруг городов и промышленных центров.

Читайте также:  Классный час на тему загадки природы

Таким образом, металлы встречаются в природе в виде соединений или в самородном состоянии. В земной коре металлы чаще всего встречаются в виде соединений: оксидов, силикатов, карбонатов, сульфидов, хлоридов. Эти соединения входят в состав руд и минералов. Для получения металлов из руд руду сначала измельчают, обогащают, переводят в оксид и только после этого восстанавливают металл. В качестве восстановителей используют C, CO, H2, Si или более активные металлы. Металлургия занимается получением металлов и их сплавов из руд. В зависимости от метода получения металла из руды существует несколько видов металлургических производств: пирометаллургия, гидрометаллургия и электрометаллургия.

Источник

Металлы. Нахождение в природе. Физические свойства металлов. Ученые, занимающиеся получением металлов

С давних пор простые вещества разделяли на металлы и неметаллы. В средние века было известно всего 7 металлов: Au, Ag, Cu, Sn, Pb, Fe, Hg.

К металлам относили вещества с характерным «металлическим» блеском, ковкие. По мере развития химии было обнаружено много других отличительных свойств, присущих металлам.

Если в ПСЭ провести диагональ от B к At, то в правой верхней части ПС будут находиться неметаллы (исключая элементы побочных подгрупп), а в левой нижней – металлы.

Элементы, расположенные вблизи диагонали (Al, Ti, Ga, Nb, Sb и другие), обладают двойственным характером (промежуточными свойствами).

То есть к металлам относятся: все s — элементы (I и II гр.), все d- и f- элементы, а также p-элементы главных подгрупп: III (кроме B), IV (Sn, Pb), V (Sb, Bi) и VI (Po). Т.о. из 118 элементов 96 являются металлами.

Металлы. Нахождение в природе

Самыми распространёнными металлами в земной коре являются:

7% — Al 5% — Fe 4% — Ca Ag-1∙10-5% по 2% — Na, K, Mg Au- 5∙10-7% Pt- 5∙10-8% Содержание остальных металлов незначительно: 0,3 % — Cr 0, 2 % — Ni 0, 01 % — Cu

Металлы. Нахождение в природе

Металлы встречаются в природе как в свободном виде, так и в соединениях: Щелочные, щелочно-земельные (до Ni) – в виде солей, металлы средней активности – в виде оксидов. Ag, Pt, Au — в свободном виде

Металлы. Физические свойства

  • 1) Все металлы ( за исключением Hg, Cs и Ga ) в обычных условиях являются твёрдыми веществами.
  • Они непрозрачны, обладают металлическим блеском, обусловленным способностью металлов отражать падающие на их поверхность световые лучи.
  • В наибольшей степени эта способность проявляется у Ag и In , поэтому они нашли применение при изготовлении различных зеркал и рефлекторов.

Натрий – мягкий металл, его можно резать ножом

Металлы. Физические свойства

2) Высокая электро- и теплопроводность Это обусловлено наличием в металлических решётках свободно перемещающихся электронов, которые в электрическом поле легко приобретают направленное движение. Лучшими проводниками являются: Ag, Cu и Al. При повышении tº электропроводность и теплопроводность металлов понижается, т.к. усиливаются колебания атомов, что затрудняет направленное движение электронов. Hо при понижении tº электропроводность растёт и вблизи абсолютного 0 переходит в сверхпроводимость.

Металлы. Физические свойства

3) Ковкость и пластичность. Многие металлы пластичны и обладают хорошей ковкостью, что объясняется особенностью металлической связи; т.к. атомы в металлической решётке непосредственно не связаны друг с другом, отдельные слои могут перемещаться один относительно другого. Это свойство металлов используется при их механической обработке. Ковкие: щелочные металлы, Au, Ag, Cu. Хрупкие: Cr, Mn, Sb…- т.к. у атомов этих элементов по 5-7 свободных электронов, которые препятствуют свободному перемещению слоёв атомов.

Металлы. Физические свойства

4) Плотность различна. Она тем меньше, чем меньше атомная масса элемента – металла и чем больше радиус атома. Самый лёгкий: Li  = 0, 53 г/см3 Самый тяжёлый: Os  = 22, 6 г/см3  < 5 г/см3- лёгкие металлы  > 5 г/см3- тяжёлые металлы.

Металлический рубидий в ампуле

Металлы. Физические свойства

5) tº плавления. Самые легкоплавкие: Hg t плавления = -38, 9 º C Cs t плавления = 29 º С Ga t плавления = 29, 8 º C Самый тугоплавкий: W t плавления = 3390 º C он применяется для изготовления нитей накаливания электроламп t плавления ‹ 1000 º C — легкоплавкие металлы. t плавления › 1000 º C — тугоплавкие.

Металлический цезий в ампуле

Металлы. Физические свойства

6) Отношение к магнитным полям а) Ферромагнитные – способные намагничиваться при действии слабых магнитных полей (Fe, Co, Ni…) б) Парамагнитные – проявляют слабую способность к намагничиванию (Al, Cr, Ti…) в) Диамагнитные – не притягивающиеся к магниту (Bi, Sn, Cu) и даже слегка отталкивающиеся от него.

Способы получения металлов

Au, Pt – встречаются в виде самородных металлов. Ag, Cu, Hg, Sn – металлы, находящиеся в природе как в самородном состоянии, так и виде соединений. Остальные металлы, стоящие в ряду напряжений до Sn – только в виде соединений. Металлы получают из минералов или горных пород, содержащих металлы

Источник