FÉMEK OSZTÁLYOZÁSA a periódusos rendszerből

A fémek a bőségesebb elemek a periódusos táblázat. Jellemzőik: jó hő és villamos vezetők, szilárdak szobahőmérsékleten (a a folyékony higany kivételével) és képesek visszatükrözni a fényt, így fényt mutatnak jellegzetes.

De ez a nagy elemkészlet a periódusos rendszerben rendezve jelenik meg különböző csoportokban vagy családokban, amelyek tükrözik hasonlóságaikat és különbségeiket. Ebben a TANÁR leckében meglátjuk, mi a fémek osztályozása és melyek az ebben a besorolásban meghatározott különböző csoportok jellemzői és tulajdonságai.

Mint már említettük, a fémek a többségi elemei periódusos táblázat. -Ban vannak elosztva két nagyszerű srác amelyek minden esetben különféle altípusokat tartalmaznak, amelyek a periódusos rendszer különböző blokkjainak családjaiba vannak csoportosítva.

Az alábbiakban bemutatjuk ennek a besorolásnak a rövid vázlatát, amelyet a következő szakaszokban részletesebben kidolgozunk.

• 1. Reprezentatív fémek: a periódusos rendszer s blokkja.
• 1.1. Családja alkálifémek
• 1.2. Családja alkáliföldfémek
instagram story viewer
• 2. Átmeneti fémek: a periódusos rendszer d blokkja.
• 3. Belső átmenetifémek: a periódusos rendszer f blokkja.
• 3.1. Lanthanides: a táblázat 6. periódusának elemei.
• 3.2. Aktinidák: a táblázat 7 periódusának elemei.
• 4. Átmeneti fémek: a periódusos rendszer p blokkja.

A reprezentatív elemek vagy fő elemek azok, amelyek bőségesebb természetű. A fémes elemek között a reprezentatív elemek a blokk s, vagyis az alkáli elemek (a periódusos rendszer 1. családja) és az alkáliföldfém-elemek (a periódusos rendszer 2. családja).

Ebben a két csoportban nagyon reaktív elemeket találunk, erősen hajlamosak az oxidációra (elveszítik elektronjaikat a vegyértékhéjból), ezért más elemek erőteljes reduktorai. A természetben vízben nagyon jól oldódó ionos sók formájában találhatók, oxidokban vagy hidroxidokban (erős bázisok).

Alkálifémek (a periódusos rendszer 1. csoportja)

• Az alkálifémek a földkéreg 5% -át képviselik. Nátrium (Na) és kálium (K) ezek a legbőségesebbek.
• Ők fényes elemek ezüstös megjelenésű, kis sűrűségű, lágyfémek és nagyon reaktív. Magas reakciókészségük miatt a természetben nem találhatók meg tiszta állapotukban. Az alkálifémek forrás- vagy párolgási pontja viszonylag alacsony, és jó hő- és villamosenergia-vezető.
• Elektronikus konfigurációjuk szempontjából olyan elemek, amelyek a egyetlen elektron elfoglalja valens héjának s pályáját. Kombinációs erejük 1 (vegyérték) és oxidációs száma +1. Nagy tendenciát mutatnak arra, hogy kationokat alkotva elveszítsék az elektront a legkülső héjból.
• Bioelemekként az alkálifémek a fontos szerep az élő organizmusokban, különösen a nátrium és a kálium, amelyek alapvető szerepet játszanak az idegátvitelben, kálium esetében pedig az enzimaktivitás szabályozásában.
• Ezeknek a fémeknek van többféle felhasználás az iparban. Például a lítiumot (Li) nagy szilárdságú alumíniumötvözetek előállítására használják, kerámiagyártásban vagy elemalkatrészként. Orvosi célokra is alkalmazható, mivel az idegrendszer egyik alkotóeleme, hiánya pszichiátriai betegségeket okoz.

Jegyzet: A periódusos rendszer 1. csoportjába tartozik a hidrogén is, amely nem fém.

Alkáliföldfémek (a periódusos rendszer 2. csoportja):

• Az alkáliföldfémek a földkéreg összetételének 4% -át teszik ki. Különösen bőségesek kalcium (Ca) és magnézium (Mg).
• Az alkálifémekhez hasonlóan ezek a fémek nagyon reaktívak ezért a természetben nem találhatók szabad formában.
• Bár fizikai-kémiai jellemzőik hasonlóak az alkálifémekhez, általában keményebbek és kevésbé reaktívak, mint az alkálifémek. Alacsony sűrűségűek keménysége és olvadáspontja magasabb, mint az alkálifémeké.
• Az elektronkonfiguráció szempontjából az jellemzi őket bemutassa a valens héj kitöltött s pályáját (vagyis egy elektronpár foglalja el). Ezért ezek kombinációs ereje 2 (vegyérték) és oxidációs száma +2. Könnyen reagálnak halogénekkel (a periódusos rendszer 17. csoportja), ionos sók képződésével.
• Az ön szerepe az élő szervezetek alkotóelemei különösen fontos a kalcium (Ca) és a magnézium (Mg) esetében. A magnézium- és kalcium-ionok a tengervízben a kloridionnal együtt (Cl^-).
• A testünkben lévő kalcium 99% -a megtalálható a csontvázban, de ionos formájában alapvető szerepe van az idegátvitelben, a neuromuszkuláris működésben és a szabályozásban enzimatikus.
• A magnézium ionos formájában fontos biológiai funkciókat lát el az élő organizmusokban, beleértve a a legkiemelkedőbb, alapvető szerepe a növények fotoszintézisében, mint a klorofill.
• Az alkáliföldfémek ipari felhasználása változatos. A legrelevánsabb a kalcium használata a cement alkotóelemeként, a magnézium felhasználása a tüzek kialakításához mesterséges, vasszerkezetek bevonataként, hogy megakadályozzák oxidációjukat, vagy ötvözetek és acélok részeként fény.

A fémek osztályozásán belül átmeneti fémekről vagy a blokk d, a fémek legelterjedtebb csoportja, és a csoportba sorolhatók összesen 10 csoport vagy család a periódusos rendszer.

• A legtöbb átmeneti fém jellemzői hasonlóak a reprezentatív fémekhez: jók hő- és villamos vezetők, és visszaverik a fényt.
• Nagy változékonyságot mutatnak a keménység, valamint a forrás- és olvadáspont tekintetében, de általában igen keményebb és magasabb olvadáspontú és forráspontú, mint az alkálifémek és alkáliföldek.
• Tól kémiai szempontból jellemzők: több koordinációs számmal (vegyérték) vagy oxidációs állapottal rendelkeznek, általában jó katalizátorok (képes növelni vagy csökkenteni a kémiai reakciók sebességét) és színnel vegyületeket képezni, és képesek arra koordinációs komplexeket képeznek (kémiai vegyületek, amelyek középpontjában fémion található, amelyek egymáshoz rendeződött ligandumok sorozatához kapcsolódnak körül). Emiatt az átmenetifémek különböző töltésű kationokat képeznek.
• A sűrűség nagyon változó ebben az elemtömbben az alacsony sűrűségű stronciumtól az osmiumig (Os), amely a periódusos rendszer legnagyobb sűrűségű eleme.
• Ha az átmeneti fémek elektronikus konfigurációját nézzük, akkor a bemutatás jellemzi őket részben kitöltött d pályák. A pályák kitöltése a periódusos rendszer ezen blokkjában egy sor olyan szabálytalanságot mutat be, amelyek tükröződnek a fémek által a táblázat ezen blokkjában megszerzett többszörös oxidációs számokban időszakos.

Vas (Fe) és titán (Ti): bőségesebb átmeneti fémek

• A vas a legtöbb és a földkéreg tömegének körülbelül 5% -át teszi ki. Ritka, hogy elemi formájában találja meg a természetben, ahol általában oxidokat és karbonátokat képez.
• A tiszta vasnak kevés felhasználása van, de ötvözetei más anyagokkal többféle felhasználást jelentenek. A vasötvözetek hasznos formái a kovácsoltvas (ez egy olyan vasötvözet, amelyet alacsony széntartalma és magas vastartalma jellemez. Megvan az a tulajdonsága, hogy vörösre formázva formálható és gyors lehűléskor megkeményedik), öntöttvas (amely más néven szürke öntöttvas vagy öntöttvas neve, ez egy vas, szilícium és szén ötvözet, amely kis mennyiségben tartalmaz mangánt, foszfort és kén; amelyben a szén grafit formájában van) és az acél (a vas és a szén tisztított ötvözete).
• Az iparban széles körben használt egyéb átmeneti fémek réz és ezüst. Ezenkívül számos átmeneti fémet használnak az iparban kémiai reakciók katalizátorként.
• Biológiai szinten a vas ion formában alapvető szerepet játszik a oxigénszállítás, mivel része a hemoglobin és a mioglobin aktív központjának.

A belső átmeneti fémek vagy a f blokkRitka földfémeknek is nevezik őket. Két elemcsoportba vannak csoportosítva: lantanidok és a aktinidák. Ezek azok a fémes elemek, amelyekben elektronok találhatók a f pályákon. A lantanidok csoportjának elemei részben elfoglalták a 4. szint f keringőit, az aktinidák pedig az 5. szintet.

Lantanidok vagy lantanoidok

• Ők a belső átmenet 15 eleme amelyek a 6. időszak az elemek periódusos táblázata.
• Ennek az elemcsoportnak közös jellemző tulajdonságai vannak. Kb lágy és ezüst fényű fémek, Hő- és villamosenergia-vezetőképessége viszonylag alacsony más fémekhez képest. Alacsonyabb sűrűségű fémek, mint az átmenetifémek.
• A természetben alacsony arányban találhatók, sokuk részét képezik ásványok. A lantanidok nagy mágnesezési vagy mágnesezési képességgel rendelkeznek, és kationjaik lumineszcenciája is jellemzi őket.
• A lantanidáknak van többféle felhasználás az iparban erős állandó mágnesek, újratölthető elemek és szupravezető anyagok gyártásában. Számos alkalmazási területük van az optikában (fluoreszcens csövek és lámpák, folyadékkristályos kijelzők és lézerek gyártása). Kémiai reakciók katalizátorként vagy pigmentként is használják őket.

Aktinidek vagy aktinoidok

• Ők a 15 elem amelyek alkotják a 7. időszak a periódusos rendszer.
• Sokukat mesterségesen szintetizálták, de a természetben is nagyon kis arányban találhatók meg.
• Az átmenetifémekhez hasonló viselkedést mutatnak (d blokk), és eltérnek a lantanidokétól. Mint sok fém esetében, jellemző ezüstös fényük van.
• Csoportként jelentőségük abban rejlik, hogy valamennyien radioaktív elemek. Vagyis ezek olyan elemek, amelyek instabil magjai szétesnek, energiát (atomenergiát) szabadítanak fel, és más, stabilabb magú kémiai elemeket eredményeznek. Az e csoportba tartozó elemek összes izotópja radioaktív és rövid felezési idővel rendelkezik. A természetben a legelterjedtebb aktinid az urán (U) és a tórium (Th).