Свойства металлов, неметаллов и металлоидов

Элементы могут быть классифицированы как металлы, неметаллы или полуметаллы (металлоиды).

Металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества, податливы (их можно обжать в листы) и пластичны (их можно вытянуть в проволоку). Большинство металлов при комнатной температуре представляют собой твердые вещества с характерным серебристым блеском (за исключением ртути, которая представляет собой жидкость).

Неметаллы являются (обычно) плохими проводниками тепла и электричества, не податливы и не пластичны; Многие из элементарных неметаллов представляют собой газы при комнатной температуре, другие — жидкости, третьи — твердые вещества.

металлоиды занимают промежуточное положение по своим свойствам. По своим физическим свойствам они больше похожи на неметаллы, но при определенных обстоятельствах некоторые из них можно заставить проводить электричество. Эти полупроводники чрезвычайно важны для компьютеров и других электронных устройств.

Многие периодические таблицы в правой части таблицы отделяют металлы от неметаллов. Металлы находятся слева от линии (за исключением водорода, который является неметаллом), неметаллы - справа от линии, а элементы, непосредственно примыкающие к линии, - это металлоиды.

Когда элементы объединяются в соединения, могут возникать два основных типа связи. Ионные связи образуются, когда происходит перенос электронов от одного вида к другому с образованием заряженных ионов, которые очень сильно притягиваются друг к другу за счет электростатических взаимодействий, и ковалентные связи, которые возникают, когда атомы обмениваются электронами с образованием нейтральных молекул.

Как правило, металлы и неметаллы объединяются, образуя ионные соединения, а неметаллы объединяются с другими неметаллами, образуя ковалентные соединения (молекулы).

Металлы в периодической таблице

Большинство элементов периодической таблицы — металлы. Они сгруппированы посередине в левой части периодической таблицы. Металлы состоят из щелочных металлов, щелочноземельных металлов, переходных металлов, лантаноидов и актиноидов.

Дополнительные ресурсы: Что такое металл и их виды?

Щелочные металлы

Щелочные металлы можно найти в первой колонке в левой части периодической таблицы. Это мягкие металлы, обладающие высокой реакционной способностью и имеющие один электрон на внешней s-подоболочке.

Шесть щелочных металлов: Литий, натрий, калий, рубидий, лепидолит Минеральный источник рубидия и цезия, цезия, франция.

Щелочноземельные металлы

Щелочноземельные металлы находятся в колонке 2 в левой части периодической таблицы. Как правило, они тверже и плотнее щелочных металлов, имеют 2 электрона в самой внешней s-подоболочке, и каждый из них придает различному цвету их пламя.

Шесть щелочноземельных металлов: Бериллий, магний, кальций, стронций, барий, радий.

Переходные металлы

Переходные металлы находятся в центре основной части Периодической таблицы. Их иногда называют тяжелыми металлами, и они плотнее щелочных или щелочноземельных металлов.

Существует 38 переходных металлов, в том числе: Кобальт, медь, самородная медь из Аризоны, золото, железо, ртуть, платина, серебро, титан, вольфрам, цинк.

Редкоземельные металлы

Редкоземельные металлы обычно находятся в своей собственной таблице под основной периодической таблицей. Однако на самом деле они вписываются в середину Периодической таблицы. Существует два типа редкоземельных металлов: Лантаниды и актиноиды.

Лантаноиды

В Периодической таблице перечислены 15 лантаноидов. Все эти элементы настолько похожи, что их очень трудно отличить.

Примеры лантаноидов включают: Церий, прометий, гадолиний, диспрозий, лютеций.

Актиниды металлов

В Периодической таблице перечислены 15 актинидов. Большинство из них не встречаются в природе из-за их нестабильности, а образуются в ядерных реакторах и ускорителях частиц.

Примеры актинидов включают: Торий, Уран, Плутоний, Калифорний, Менделевий

Другие металлы

Металлы, перечисленные как другие металлы, находятся в правой части основной части Периодической таблицы. Их иногда называют полуметаллами, а иногда - постпереходными металлами. Обычно они мягче других металлов и имеют более низкую температуру плавления.

Ученые не пришли к единому мнению о том, какие элементы относятся к этой категории, поэтому в зависимости от таблицы, на которую вы смотрите, их может быть от 8 до 14.

Примеры других металлов включают :алюминий, висмут, кристалл висмута, индий, свинец, олово.

Свойства метаданных лс

Металлы - это элементы, которые образуют положительные ионы, теряя электроны во время химических реакций, за исключением водорода. Таким образом, они являются электроположительными элементами с низкими энергиями ионизации. Большинство металлов имеют такие свойства, как блестящие, очень плотные и имеющие высокие температуры плавления. Кроме того, они пластичны, податливы и блестящие. Металлы также являются хорошими проводниками тепла и электричества. Все металлы твердые при комнатной температуре, за исключением ртути, которая находится в жидком состоянии.

Металлы обычно образуют ионные связи с неметаллами, но есть исключения. Большинство металлов образуют по крайней мере один основной оксид, хотя некоторые из них являются амфотерными. Металлы проявляют широкий диапазон реакционной способности. К особым группам металлов относятся благородные металлы Ru, Rh, Pd, Pt, Au, Os, Ir, Ag и тугоплавкие металлы Nb, Mo, Ta, W и Re.

Физические свойства металлов:

Некоторые из основных физических свойств металлов приведены ниже.

Металлы податливы в твердом состоянии, и их можно ковать в тонкие листы. Золото — самый ковкий из всех металлов.
Металлы пластичны, что означает, что из них можно вытянуть проволоку. Серебро – один из самых пластичных металлов.
Металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества.
Металлы блестящие, что означает, что они имеют блестящий вид. Некоторые металлы образуют патину и теряют блеск.
Металлы обладают высокой прочностью на растяжение. Это означает, что они могут держать тяжеловесов.
Металлы звонкие. Это означает, что когда мы ударяем их, они издают звонкий звук.
Металлы твердые. Это означает, что их нелегко разрезать.
Образование катионов в водном растворе за счет потери электронов
Температура плавления металлов. Металлы часто имеют высокие температуры плавления и кипения, но есть много исключений в отношении температуры плавления, таких как цезий, галлий, ртуть, рубидий и олово, которые имеют довольно низкие температуры плавления. Однако большинство точек кипения по-прежнему довольно высокие.
Металлы имеют широкий диапазон плотностей, но обычно они тяжелее, чем неметаллы. Вольфрам, платина, осмий, золото и иридий очень плотные.
Большинство металлов имеют серебристый цвет, хотя некоторые, такие как золото, цезий и медь, окрашены.

Химические свойства металлов

Металлы являются электроположительными элементами, которые обычно образуют основные или амфотерные оксиды с кислородом. Другие химические свойства включают:

Электропозитивный персонаж: Металлы, как правило, имеют низкую энергию ионизации и обычно теряют электроны (т. е. окисляются), когда подвергаются химическим реакциям. Обычно они не принимают электроны. Например:
- Щелочные металлы всегда 1+ (теряют электрон в подоболочке s)
- Щелочноземельные металлы всегда 2+ (теряют оба электрона в подоболочке s)
- Ионы переходных металлов не следуют очевидной закономерности, обычно встречается 2+ (теряют оба электрона в s-подоболочке), также наблюдаются 1+ и 3+

Na0→Na++e-Na0→Na++e-

Mg0→Mg2++2e-Mg0→Mg2++2e-

Al0→Al3++3e-Al0→Al3++3e-

Соединения металлов с неметаллами обычно имеют ионную природу. Большинство оксидов металлов являются основными оксидами и растворяются в воде с образованием гидроксидов металлов:

Na2O(тв)+H2O(ж)→2NaOH(вод)Na2O(т)+H2O(ж)→2NaOH(вод)

CaO(s)+H2O(l)→Ca(OH)2(aq)CaO(s)+H2O(l)→Ca(OH)2(aq)

Оксиды металлов проявляют свою основную химическую природу, реагируя с кислотами с образованием солей металлов и воды:

MgO(т)+HCl(водн.)→MgCl2(водн.)+H2O(ж)MgO(т)+HCl(водн.)→MgCl2(водн.)+H2O(ж)

NiO(т)+H2SO4(водн.)→NiSO4(водн.)+H2O(ж)

Расположение металлов в периодической таблице

Более 75% элементов являются металлами, поэтому они заполняют большую часть таблицы Менделеева. Металлы находятся в левой части стола. Два ряда элементов под основной частью таблицы (лантаноиды и актиноиды) — это металлы.

В периодической таблице вы можете увидеть ступенчатую линию, начинающуюся с бора (B), атомный номер 5, и идущую до полония (Po), атомный номер 84. За исключением германия (Ge) и сурьмы (Sb ), все элементы слева от этой строки можно классифицировать как металлы.

Использование металлов

Металлы находят применение во всех сферах жизни. Вот список некоторых из их применений:

Структурные компоненты
Контейнеры
Провода и электроприборы
Радиаторы
Зеркала
Монеты
Ювелирные изделия
Оружие
Питание (железо, медь, кобальт, никель, цинк, молибден)

Неметаллы в периодической таблице

Неметаллические элементы занимают верхний правый угол периодической таблицы. К неметаллам относятся группа неметаллов, галогены и благородные газы. Эти элементы имеют сходные химические свойства друг с другом, что отличает их от элементов, считающихся металлами.

Группы неметаллов

Группа неметаллических элементов является подмножеством неметаллов. Группа неметаллических элементов состоит из водорода, углерода, азота, кислорода, фосфора, серы и селена. Водород действует как неметалл при нормальных температуре и давлении и обычно считается частью группы неметаллов.

Галогены являются неметаллами в группе 7 периодической таблицы. Атомы этих элементов имеют степень окисления -1. Элементы в верхней части группы — это газы, но они становятся жидкостями и твердыми телами, перемещаясь вниз по группе. К галогенам относятся фтор, хлор, бром, йод и астат. Свойства теннессина малоизвестны. Теннессин может быть галогеном или металлоидом.

Благородные газы - это относительно нереакционноспособные газы, находящиеся в группе 8 (последний столбец) таблицы Менделеева. К благородным газам относятся гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон и оганесон. Вероятно, оганесон не является газом при комнатной температуре.

Дополнительные ресурсы: Что такое неметаллы?

Свойства неметаллов

Элементы, которые имеют тенденцию приобретать электроны для образования анионов в ходе химических реакций, называются неметаллами. Это электроотрицательные элементы с высокими энергиями ионизации. Они неблестящие, хрупкие и плохо проводят тепло и электричество (кроме графита). Неметаллы могут быть газами, жидкостями или твердыми телами.

Физические свойства неметаллов

Физическое состояние: Большинство неметаллов существуют в двух из трех состояний вещества при комнатной температуре:газообразном (кислород) и твердом (углерод). Только бром существует в виде жидкости при комнатной температуре.
Непластичный и пластичный: Неметаллы очень хрупкие, их нельзя свернуть в проволоку или растолочь в листы.
Проведение: Они плохо проводят тепло и электричество.
Блеск: Они не имеют металлического блеска и не отражают свет.
Температуры плавления и кипения: Когда металл плавится или кипит, это изменение физического состояния. Энергия передается веществу, чтобы расплавить или вскипятить его. Эта энергия необходима для преодоления сил притяжения между ионами металла и делокализованными электронами в металле. Чем больше энергии требуется, тем выше температура плавления или кипения. Поскольку металлы представляют собой гигантские решетчатые структуры, количество электростатических сил, которые необходимо разрушить, чрезвычайно велико, поэтому металлы имеют высокие температуры плавления и кипения. Это означает, что температура плавления и температура кипения металлов больше похожи на таковые для ионных соединений, чем для ковалентных веществ.
Семь неметаллов существуют в стандартных условиях в виде двухатомных молекул: H2(г)H2(г), N2(г)N2(г), O2(г)O2(г), F2(г)F2(г), Cl2(г)Cl2(г), Br2(ж)Br2 (л), I2(s)I2(s).

Химические свойства неметаллов

Неметаллы имеют тенденцию приобретать или делиться электронами с другими атомами. Они электроотрицательны по характеру. Неметаллы, реагируя с металлами, имеют тенденцию приобретать электроны (обычно достигая электронной конфигурации благородных газов) и превращаться в анионы:

3Br2(ж)+2Al(т)→2AlBr3(т)3Br2(ж)+2Al(т)→2AlBr3(т)

Соединения, полностью состоящие из неметаллов, являются ковалентными веществами. Обычно они образуют кислотные или нейтральные оксиды с кислородом, которые растворяются в воде с образованием кислот:

CO2(г)+H2O(ж)→H2CO3(вод)угольная кислотаCO2(г)+H2O(ж)→H2CO3(вод)угольная кислота

Как вы знаете, газированная вода слабокислая (угольная кислота).

Оксиды неметаллов могут соединяться с основаниями с образованием солей.

CO2(г)+2NaOH(водн.)→Na2CO3(водн.)+H2O(ж)CO2(г)+2NaOH(водн.)→Na2CO3(водн.)+H2O(ж)

Расположение неметаллов в Периодической таблице

Неметаллы расположены в крайней правой части периодической таблицы, за исключением водорода, который расположен в верхнем левом углу.

К 17 неметаллическим элементам относятся водород, гелий, углерод, азот, кислород, фтор, неон, фосфор, сера, хлор, аргон, селен, бром, криптон, йод, ксенон и радон.

Использование неметаллов

В отличие от металлов неметаллы не имеют универсального применения. Но в некоторых приложениях они появляются вместе:

Необходим для жизни (углерод, водород, азот, кислород, сера, хлор, фосфор).
Удобрения (водород, азот, фосфор, сера, хлор, селен)
Хладагенты и криогенные вещества (водород, гелий, азот, кислород, фтор, неон)
Технические кислоты (углерод, азот, фтор, фосфор, сера, хлор)
Лазеры и лампы
Медицина и фармацевтика

Неметаллы образуют множество соединений. Фактически, большинство соединений, с которыми вы сталкиваетесь, содержат неметаллы. Они встречаются в воде, продуктах питания, тканях, пластике и других предметах повседневного обихода.

Свойства металлов и неметаллов — в чем разница?

Свойства	Металл	Неметаллические
Внешний вид	Блестящий	Скучно
Состояние при комнатной температуре	Твердое вещество (кроме ртути, которая является жидкостью)	Примерно половина – твердые вещества, примерно половина – газы и одна (бром) – жидкость
Плотность	Высокие (они кажутся тяжелыми для своего размера)	Низкий (они кажутся легкими для своего размера)
Сила	Сильный	Слабо
Податливый или хрупкий	Податливые (гнутся, не ломаясь)	Хрупкие (ломаются или рассыпаются при ударе молотком)
Теплопроводность	Хорошо	Плохо (они изоляторы)
Проведение электричества	Хорошо	Плохой (это изоляторы, кроме графита)
Магнитный материал	Только железо, кобальт и никель	Нет
Звук при ударе	Они издают звонкий звук (звонкие)	Они издают глухой звук
Тип оксида	Основной или щелочной	Кислотный

Металлоид в периодической таблице

Металлоидные элементы, также известные как полуметаллы, представляют собой элементы, обладающие свойствами как металлов, так и неметаллов. Считается, что определение металлоида включает от шести до девяти элементов, расположенных вдоль наклонной линии между металлическими и неметаллическими элементами периодической таблицы.

Шесть элементов, которые единогласно считаются металлоидами, следующие:бор, кремний, германий, мышьяк, сурьма, теллур.

Помимо этих шести элементов, определение металлоидных элементов иногда также включает элементы висмут, полоний и астат. Эта неоднозначность в значительной степени связана с отсутствием конкретных свойств, которые считаются характеристиками всех металлоидов.

Вместо этого металлоидные элементы просто характеризуются как обладающие сочетанием свойств, которые находятся между свойствами металлов и неметаллов. Структурно они образуют кристаллические структуры с ковалентной связью, что характерно в основном для неметаллов.

Одним из хорошо известных применений некоторых металлоидных элементов является использование полупроводников во многих электронных устройствах, которые используются в каждом домашнем хозяйстве.

Свойства металлоидов

Металлоиды обладают промежуточными свойствами между металлами и неметаллами. Металлоиды используются в полупроводниковой промышленности. Все металлоиды твердые при комнатной температуре. Они могут образовывать сплавы с другими металлами.

Некоторые металлоиды, такие как кремний и германий, при определенных условиях могут вести себя как электрические проводники, поэтому их называют полупроводниками. Кремний, например, выглядит блестящим, но не податливым и не пластичным (он хрупкий — характеристика некоторых неметаллов).

Это гораздо худший проводник тепла и электричества, чем металлы. Физические свойства металлоидов имеют тенденцию быть металлическими, но их химические свойства имеют тенденцию быть неметаллическими. Степень окисления элемента этой группы может составлять от +5 до -2, в зависимости от группы, в которой он находится.

<тд>

Металлы	Неметаллы	Металлоиды
Золото	Кислород	Кремний
Серебряный	Углерод	Бор
Медь	Водород	Мышьяк
Железо	Азот	Сурьма
Меркурий	Сера	Германий
Цинк	Фосфор

Общие свойства металлоидов

В целом металлоиды обладают следующими общими свойствами:

Электроотрицательность металлоидов находится между неметаллами и металлами.
Энергии ионизации металлоидов также находятся между неметаллами и металлами.
Полуметаллы/металлоиды обладают некоторыми характеристиками неметаллов и некоторыми характеристиками металлов.
Реакционная способность металлоидов зависит от свойств элементов, с которыми они взаимодействуют.
Металлоиды, как правило, являются хорошими полупроводниками.
Металлоиды могут иметь металлический блеск, но у них также есть тропы, которые могут иметь неметаллический вид.
Металлоиды обычно хрупкие, а также обычно твердые, становясь нетвердыми только в необычных условиях.
Металлоиды обычно ведут себя как неметаллы в химических реакциях и могут образовывать сплавы с металлами.

Химические свойства металлоидов

Химические свойства - это те, которые определяют, как вещество взаимодействует / реагирует с другими веществами или изменяется от одного вещества к другому веществу. Химические реакции — единственный случай, когда можно количественно определить химические свойства элемента. Химические реакции включают в себя такие вещи, как ускорение, горение, потускнение, взрыв и т. д. Химические свойства металлоидов следующие:

Металлоиды легко образуют газы при окислении.
Металлоиды можно комбинировать с металлами для создания сплавов.
Металлоиды имеют разные металлические и неметаллические аллотропы.
Когда металлоиды плавятся, некоторые из них сокращаются.
Металлоиды могут реагировать с галогенами с образованием соединений.

Расположение металлоидов в периодической таблице

Как упоминалось ранее, металлоиды представляют собой группу элементов, которые встречаются в наклонной линии между металлами и неметаллами в периодической таблице. Эта линейка металлоидных элементов охватывает группы от 13 до 16, 17 или 18 (в зависимости от того, сколько элементов действительно считаются металлоидами).

Слева от этой линии металлоидных элементов находятся элементы, классифицируемые как металлы, а справа — элементы, классифицируемые как неметаллы. Единственным исключением из этого правила является водород, который классифицируется как неметалл, но находится в левой части периодической таблицы.

Периодическая таблица элементов с шестью металлоидными элементами (начиная с бора (B)), отмеченными бежевым цветом. В эту группу иногда также включают элементы висмут (Bi), полоний (Po) и астат (At) из периода 6 таблицы.

Дополнительные ресурсы: Где находятся металлоиды в периодической таблице?

Тенденции металлического и неметаллического характера

Металлический характер наиболее силен у элементов в крайней левой части периодической таблицы и имеет тенденцию к уменьшению по мере продвижения вправо в любой период (неметаллический характер увеличивается с увеличением значений электроотрицательности и энергии ионизации).

Внутри любой группы элементов (столбцов) металлический характер возрастает сверху вниз (значения электроотрицательности и энергии ионизации обычно уменьшаются по мере продвижения вниз по группе). Эта общая тенденция не обязательно наблюдается для переходных металлов.

Что такое идентификация металлов? - Тесты и советы по идентификации 20 различных типов металлов и их свойства

Металл