Металдар мен бейметалдар қасиеттері

Transcript

1 Металдар мен бейметалдар қасиеттері

2

3 Металдар Металдар Электр тоғы мен жылуды жақсы өткізетін, пластикалы қ қасиеті жоғары, жылтыр заттар. Мұндай қасиеттерді ң болуы металдарды ң ішкі құрылымымен байланысты. Металдарды ң (сынаптан басқа) кристалды қ тор көздерінде металл атомдары орналасқан. Олар бір-бірімен металды қ байланыспен байланысады. Металдарды ң иондану энергиясы аз болғандықтан оларды ң валенттік электрондары оңай бөлініп, бүкіл кристалды ң бойында еркін қозғала алады. Сондықтан оларды ң жиынтығын электрон газы деп те атайды. Су ерітінділеріндегі реакциялар үшін металды ң активтілігі оны ң активті қатардағы орнына байланысты.

4

5 Сөзжұмбақ

6 Темір мен оны ң құймалары Металдарды ң қаттылығы, температураға төзімділігі күнделікті тәжірибеде шешуші рөл атқарады. Егер шыны хроммен кесілсе, ал цезийді адам тырнағымен-а қ кесе алады. Кейбір металдар жұмса қ (күміс, алтын, т.б.) болғандықтан таза металдарды ң орнына оларды ң бір-бірімен құймалары қолданылады. Е ң алғаш алынған құймаларды ң бірі қола. Темір мен оны ң құймалары (шойын, болат) қара металдар, ал қалғандары түсті металдар; алтын, күміс, платина химиялы қ реактивтерге төзімділігіне байланысты асыл металдар; сумен әрекеттесіп сілті түзетін металдарды сілтілік (Lі, Na, K, Rb, Cs), ал жер қыртысыны ң негізін құрайтындарын сілтілік жер металдар; массалы қ үлесі 0,01%-дан аспайтындарын сирек металдар деп атайды. Өнеркәсіпте металдарды негізінен пирометаллургия, гидрометаллургия және электрметаллургия әдістерімен алады. Металдар электр сымдарын, тұрмысқа қажет бұйымдар ( қазан, балға, т.б.) жасауда, т.б. кеңінен қолданылады.

7 Табиғатта көп кездесетін металдар: Таби атта к п кездесетін металдар атарына жатады: Таби и металдарal ғ ө қ ғ (8,1%)Fe (4,65%)Ca (3,6%)Na (2,64%)K (2,5%)Mg (2,1%)Tі (0,57%)Mn (0,1%)Ba (0,05%)Sr (0,03%)

8 Металдарды ң физикалы қ қасиеттері: Бұл қасиеттерге жылу жəне электрөткізгіштік, металды қ жылтыры, иілімділігі, т.б қасиеттері жатады Электр жəне жылуөткізгіштігі Электр өрісіні ң əсерінен электрондар бағытты қозғалысқа ие болады, сөйтіп, электр тогы пайда болады. Электрөткізгіштігі е ң жоғары металдар күміс пен мыс, одан кейін алтын, алюминий, темір болып келеді. Е ң аз электрөткізгіштік сынапқа тəн. Металды қ жылтыры Бұл металдарды ң өзіне тəн қасиеттеріні ң бірі-оны адамдар өте жоғары бағалап, кейбір көркемөнер туындыларын жасауға пайдаланады. Металды ң бəрі де мөлдір емес, өзіндік жылтыры бар. Олар көбінесе сұр түсті болып келеді. Иілімділігі (пластикалығы)металдарды соққанда, ұса қ түйіршіктерге бөлініп шашырап қалмайды, небəрі пішінін өзгертіп тапталады не жанашылады, яғни соғуға төзімді пластикалы қ қасиетін, иілімділігін көрсетеді. Балқу температурасы1000 жоғары температурада балқитын металдарды қиын балқитын, ал одан төмен болса, оңай балқитын деп бөлінеді. Е ң оңай балқитын металл-сынап оны ң балқу температурасы 38,9 градус. Е ң қиын балқитын металл-вольфрам, оны ң балқу температурасы 3390 градус, сондықтан оны элеткр шамынын ң сымын дайындау үшін қолданады

9 Металдарды ң химиялы қ қасиеттері: Металдарды ң көпшілігі химиялы қ активті элементтер болғандықтан жай және күрделі заттармен әрекеттеседі Жай заттармен: 2Mg + 02 = 2MgO + Q жану реакциясы Fe + S = FeS темір (II) сульфиді Са + Сl2 = СаСl2 кальций хлориді Металл гидридтері тұз сияқты қатты заттар. Металл гидридтерінде ғана сутегіні ң тотығу дәрежесі - 1 болады, себебі металдар электрондарын сутекті ң атомдык радиусы кіші болғандықтан оңай береді. Күрделі заттармен: Сілтілік және сілтілік жер металдар сумен куатты әрекеттесіп, суда ғы сутекті ығыстырып шығарады. 2Na + 2Н2O = 2NaOH + Н2 Металдар қышқылдармен әрекеттеседі. Реакция нәтижесінде түзілетін өнімні ң табиғаты металды ң белсенділігіне жөне қышқылдарды ң концентрациясына тәуелді Zn + H2SO4 (сұйык) = ZnSO4 + Н2 Zn + 2H2SO4(конц.) = ZnSO4 + SO2 + 2H2О

10 Темір Темір түсі а қ,жылтыр метал. Темір Менделеев кестесіндегі атомды қ нөмірі 26 болып келетін элемент. Fe ( лат.: Ferrum) деп белгіленеді. тығызды ғы ρ=7,85г/см³, атомды қ массасы 55,85г, атомды қ радиусы 1,54Å. Жерде е ң көп таралған металл қатарында. Ересек адамны ң организмінде 3,5-4 грамм темір болады. Темірді ң ерекшелігі оны ң аллотропиялы қ өзгеріске душар болатындығында, қатты күйінде қыздырып және суытып,оны өзгеріске түсіруге болады. Температураға байланысты темір әртүрлі модификацияда болады. Темір қалыпты жағдайда көлемдік центрленген кубты қ торды иемденеді. Темірді ң төрт аллотропиялы қ түрі бар: α- Fe,ол қалыпты жағдайда 770 С дейін тұрақты түрі көлем ішіне центрленген куб торлы, өзіні ң ферромагниттік қасиеті болады; Β-Fe температура 770 С жоғары көтерілгенде α- Fe Β- Fe ауады,кристалды қ құрылымы өзгермегенмен ферромагниттік қасиеті жойылы,парамагнитті болады; γ- Fe,темірді ары қарай қыздырғанда 906 С полиморфты қ өзгеріске ұшырайды.кристалы жа қ ішіне центрленген куб торына ауады,металл парамагнитті қалпында қала береді; δ-fe темірді қатты қыздырып 1401 С болғанда полиморфты қ өзгеріс болып,кристалды қ торы көлнм ішіне центрленген куб түріне қайта оралады. Жұмса қ болат, немесе соққыланғыш темір - ол құрамында 0,2% кем көміртегі бар, темір қорытпасы.

11 Темір - е ң ежелгі металл қатарында. Е ң алғашқы темірден жасалған заттар бізді ң заманымыздан бұрын 4 мыңжылдыққа жасалған, ежелгі шумер және ежелгі Египет өркениетіні ң еншісінде.темір металы адам баласына осыдан бірнеше мы ң жыл бұрын-а қ белгілі болған. Алайда оны ң адамға толы қ қызмет ете бастағанына жүз жылдан астам уақыт ғана өтті. Бұл металлдарды ң қажеттілігі соншалы қ, онсыз күнделікті тіршілігімізді көзге елестететуді ң өзі мүмкін емес. Темір - бұл машиналар мен станоктар, поездар мен самолеттер, машиналар т.б Адам баласына темірден арты қ қажетті металды атау мүмкін емес сияқты. Темірді қалағаныңша өндеуге, оны балқытуға, ұзартып созуға, қалыптап құюға, кесуге болады. Қазіргі заманғы техникада неізінен алғанда, әр түрлі заттар, көбінесе көміртегі қосылған қорытпалар түрінде қолданылады. Қорытпада көміртегі көп болған жағдайда темір қатты болады, біра қ өте морт сынғыш келеді. Бұл - кәдімгі шойын. Егер көміртегі аздау болса, металл тіптен қаттыра қ, иілгіш, серпінді бірак әлі де, болса морт сынғыш келеді. Бұл болат. Көміртегіні одан да гөрі азайтса темір жұмса қ, оңай иілгіш келеді әрі оңайлықпен сына қоймайды. Егер болатқа белгілі бір заттарды аздап қосса,онда қоспалы болат алынады.

12 Болат Болат темірді ң көміртек (2%-ке дейін) және басқа элементтермен қорытпасы; темірді ң көміртегі және басқа элементтермен қосылып жасалған деформацияланатын қорытпасы.болат - өндіру технологиясына байланысты, қорытпа құрамында көміртектен басқа марганец, кремний, күкірт, фосфор т.б. қосалқы элементтер болады. Мұндай болатты көміртекті болат деп атайды. Болат сапасын арттыру үшін, қорытпа құрамына хром, никель, молибден, ванадий вольфрам, марганец, кремний т.б. элементтер қосылады. Мұндай қорытпа легирленген болат деп аталады. Шойынды болатқа аударуда ғы негізгі жұмыс-құрамындағы көміртекті азайту, ол үшін көміртекті жандырып, оксидке айналдырып ұшырады. Бұл жандыру кезінде марганец пен кремний де тотығады.соңғы кезде болат қорытуға электр пештер қолданатын болды, мүнда температура 2000 градусқа дейін жеткізіледі. Болат қара металлургия өндірісіні ң негізі - машина жасау өнеркәсібі мен құрылыста пайдаланылатын негізгі материал. Пайдалану саласына қарай, болатты басты-басты екі топқа бөлуге болады: Құрылысты қ болат. Әдетте, прокат күйінде құрылыс конструкцияларыны ң әртүрлі элементтері мен вагон, кеме жасауда қолданылады.машина жасау болатынан негізінен әр түрлі машина бөлшектері жасалады. Ол үшін термиялы қ өңдеу мен химиялық-термиялы қ өңдеуден өтеді.аспапты қ болат әр түрлі кесу, өлшеу, штамп аспаптарын жасауға пайдаланылады.айырықша-физикалы қ қасиеттері бар болат кәбінесе электр техникасы, химия, әскери техникаларын жасауда пайдаланылады. Болат - ол темірді ң балқымасы, ондағы көміртекті ң мөлшері 1,7% кем.

13 Шойын Шойын жақсы құйылатын қасиеті бар темірмен көміртекті ң (2% жоғарғы) қорытпасы; темірді ң көміртек (2%-тен астам, өдетте, 3 4,5%), қайсыбір мөлшерде марганец (1,5%-ке дейін), кремний (4,5%-ке дейін), күкірт (0,08%-тен аспайды), фосфор (1,8%- ке дейін), ал кейде басқа да элементтер қосылған қорытпасы. Шойында көміртек темір карбиді Ғе3С түрінде байланыеқан күйде болуы мүмкін (сұр Шойын). Шойын темір кендерін домна пештерінде балқыту арқылы алынатын өндеуді ң бастапқы өнімі; қолданылуы мен химиялы қ құрамына қарай шойын қолданбалы, яғни болат қорытуға арналған Шойын, құйма Шойын, арнаулы Шойын болып бөлінеді. Шойын құймаларды ң сапасын жақсарту үшін азғана мөлшерде түрленгіштер қосып түрлендіру және шойынды әр түрлі элементтермен қоспалау қолданылады. Шойынды баяу суытса ондағы цементит (Fe3C) айырылдып, темір мен көміртекке айналады. Сол графитті ң қаралығынан шойынны ң да жарылған жері күңгірт тартып тұрады, мұны сұр шойын дейді. Сұр шойын ішінде цементит болмағандықтан жұмса қ болады, қалынқа жақсы құйылады, біра қ оңай жарылады. Шойынды тез суытса ондағы цементит айырылып үлгермейді, ол шойын ішінде сол қалпында қалғандықтан шойынға қаттылы қ, әрі томырықты қ қасиет береді. Жарылған беті жарқыраған, ақшыл, таза болғандықтан оны а қ шойын деп атайды. Мұнда кремний аз, біра қ біразмарганец болады. А қ шойын сол қалпында қолданылмайды, оны тағы өңдеп және темірге айналдырады. Шойынны ң құрамындағы көміртекті азайтса, қатты болат (С-0,3-25%) және жұмса қ болат (С-0,3% кем), яғни темір алынады. Шойынды домна пештерінде алады. Домна пешіні ң биіктігі 25-30м, екі диаметрі 6м, іші отқа берік кірпіштермен қаланған. Темір кендері негізінен оксид болғандықтан оларды көмірмен тотықсыздандырады, біра қ балқыған темір өз ішінде көмірді ерітеді, сондықтан тотықсызданған темір таза түрде емес, ішінде еріген, 1,7-5% көміртек және басқа қоспалары бар қима түрінде шығады, ол қима шойын деп аталады. Шойында көміртектен басқа күкірт, кремний,фосфор, марганец, т.б. элементтер болады Шойын - ол темірді ң балқымасы, ондағы көміртекті ң мөлшері 1,7% жоғары

14 Бейметалдар Бейметалдар - металл еместер қатарына: сутек, бор, көміртек, кремний, фосфор, мышьяк, оттек, күкірт, селен, теллур, галогендер, асыл газдар жататын химиялы қ элементтер тобы; оларды металдардан бөліп топтауға қолданылатын атау.таби ғаттағы белгілі бейметалдар саны металдарға қарағанда аса көп емес. Периодты қ жүйедегі бейметалдарды ң орнын анықтау үшін бор элементінен астатка дейін көлдене ң сызы қ жүргізсе, кестені ң жоғарғы о ң жа қ бұрышын ала негізгі топшаларда бейметалдарды ң орналасқаны байқалады. Периодта бейметалл элемент атомыны ң ядро заряды біртіндеп өседі де, атом мөлшері кішірейеді. Сондықтан электрон қосып алуға бейімділігі жоғары және тотықтырғышты қ қасиеті басым болады. Ал бейметалл орналасқан негізгі топшаларда (IV VII) атомны ң радиусы неғұрлым кіші болса, ол е ң сыртқы электрондарды күшті тартады. Демек, тотықтырғышты қ қасиеті басым болады. Мысалы, фтор мен хлор атомын салыстырса қ, е ң күшті тотықтырғыш фтор. Бейметалдарды ң тотықтырғыш қабілеті электртерістікті ң сан мәніне байланысты. Тотықтырғыш қасиеттерді ң өзгеруіндегі осы заңдылы қ сол бейметалдар түзетін жай заттарға да тән.

15 Бейметалдарды ң периодты қ жүйедегі орны және электронды қ құрылысы: Нағыз бейметалдар негізгі топшаларды ң элементтері болады, сыртқы электронды қ қабаттары аяқталуға жақын жөне атомды қ радиустары кіші болып келеді. Сондықтан олар сыртқы қабатына электрон қабылдауға бейім келеді. Бұл қасиеттері периодтарда солдан оңға қарай, ал топтарда төменнен жоғары қарай артады. Электрондарды оңай қосып алып, олар негізінен тотықтырғышты қ (т-т-ш) қасиет көрсетеді. Бейметалдар өр түрлі агрегатты қ күйде кездеседі. Күкірт, фосфор, кеміртек қатты күйде болады. Оларды ң кристалды қ торларыны ң түйіндерінде атомдар орналасқан. Ал молекулалы қ кристалды қ торлы заттар газ күйінде жүреді, мысалы, 02, Н2, N2, Сl2, т.б. Бейметалдар жылу мен токты өткізбейді, суда нашар ериді. Оларды ң кейбіреулері бос күйінде кездеседі (S, 02, Н2, т. б.), ал көпшілігі қосылыстар күйінде жүреді. Көміртек байланысқан күйінде мұнайда, тас көмірде, табиғи жән ө мұнайға серік газдарды ң құрамында болады. Оны ң бос күйіндегі жай заттары алмаз, графит жөн ө карбин. Көмірді ң қоры Екібастұз, Қарағанды көмір бассейндерінде көптеп кездеседі, сол жерлерде өндірістік кө лемде алынады.