Хімія
Тема:
Неорганічні речовини і їхні властивості
План
1.
Загальна характеристика металів.
2.
Фізичні властивості металів на основі їхньої будови
На
відміну від неметалічних елементів, зовнішні енергетичні рівні атомів
металічних елементів далекі до завершення. Вони мають на зовнішньому
енергетичному рівні здебільшого один, два, рідше три електрони. Виняток
становлять Станум, Плюмбум (чотири електрони), Стибій, Бісмут (п'ять
електронів), Полоній (шість електронів). Ці п'ять хімічних елементів є
елементами головних підгруп. Кількість електронів на зовнішньому енергетичному
рівні атомів цих підгруп збігаються з номером групи.
На підтвердження розглянутої інформації про будову зовнішніх енергетичних рівнів атомів металічних і неметалічних елементів порівняйте електронні формули атомів Натрію і Хлору.
Усі металічні елементи
побічних підгруп мають 1-2 електрони на зовнішньому енергетичному рівні.
Метали як прості речовини. Металічні хімічні елементи існують у вільному стані у вигляді
простих речовин металів. Назви деяких металічних елементів та утворених ними
простих речовин не збігаються (табл. 1).
Приклади металів, назви яких
не збігаються з назвами елементів
за сучасною українською номенклатурою
Таблиця 1.
|
Метал (проста речовина) |
Хімічний елемент |
|
|
Символ |
Вимова |
|
|
Залізо |
Fe |
Ферум |
|
Мідь |
Сu |
Купрум |
|
Срібло |
Аg |
Аргентум |
|
Ртуть |
Нg |
Меркурій |
|
Свинець |
Рb |
Плюмбум |
|
Олово |
Sn |
Станум |
|
Золото |
Аu |
Аурум |
Метали лише в газоподібному стані
існують у вигляді атомів. У твердому чи рідкому агрегатному стані метали
складаються з катіонів та спільних (належать відразу багатьом атомам)
електронів.
Особливість такої будови простих речовин
металів зумовлена наявністю металічного зв'язку.
Поширеність елементів та їхнії сполук у природі. За поширеністю в природі металічні
елементи поступаються неметалічним. Так, на найпоширеніший у земній корі
металічний елемент Алюміній припадає лише 7,45 % маси земної кори. Другим за
поширеністю в природі металічним елементом є Ферум (4,2 %).
Метали, які розташовані в ряді
активності металів до водню, на Землі у вільному стані не трапляються. Незначні
поклади, окремі вкраплення в гірських породах утворюють мідь, срібло, золото.
Серед природних сполук металічних
елементів переважають оксиди, сульфіди, хлориди, карбонати, сульфати,
ортофосфати.
Загальні фізичні властивості металів на основі їхньої будови. Наявністю вільних відносно рухливих електронів пояснюються
такі загальні властивості металів, як електропровідність, теплопровідність,
металічний блиск, пластичність. Відмінності прояву цих властивостей спричинені
розмірами структурних частинок металів (атомів і йонів), кількістю спільних
електронів, силою притягування між структурними частинками, будовою
кристалічних ґраток, атомними масами.
У техніці метали прийнято поділяти на
групи за окремими їх фізичними властивостями.
За кольором метали поділяють на чорні
(залізо, хром, марганець) і кольорові (усі решта).
За густиною розрізняють легкі (густина
менше 5 г/см3) і важкі метали (густина понад 5 г/см3).
Найлегшими є лужні, лужноземельні метали, алюміній. До важких належать олово,
свинець, ртуть, залізо, осмій та ін.
За температурою плавлення метали
класифікують на легкоплавкі (температура плавлення не вища 350 °С) і тугоплавкі
(температура плавлення понад 350 °С). Прикладами легкоплавких металів є цезій,
натрій, калій, олово, свинець, прикладами тугоплавких - залізо, хром, вольфрам.
Агрегатний
стан. За звичайних умов
метали перебувають у твердому агрегатному стані, і лише один з них - ртуть - у
рідкому.
Електропровідність металів. З фізики вам
відомо, що електричний струм - це впорядковний (напрямлений) рух заряджених
частинок. Такими частинками в металах є електрони.
Срібло, мідь і алюміній - «чемпіони» з електропровідності серед
металів.
Теплопровідність
металів. Під час доторкання рукою до металевого й
дерев'яного виробів органи чуття людини сприймають їх температуру по-різному -
металевий виріб завжди видається набагато холоднішим. Це тому, що метали мають
високу теплопровідність й тепло долоні швидко передається до металу, він стає
теплішим, а долоня холоднішає. Деревина погано проводить тепло, тому,
торкаючись рукою до дерев'яного виробу, ми не відчуваємо холод настільки, як у
разі доторкання до металевих виробів.
Найменша теплопровідність у ртуті,
найбільша у срібла, міді, золота, алюмінію.
Усі метали мають високу
електропровідність і теплопровідність.
Металічний блиск. У компактному вигляді
(пластинка, згусток з гладенькою поверхнею) металам властивий металічний блиск.
Він є наслідком відбиття світла від їх поверхні. Ця фізична властивість
найкраще проявляється в срібла. Блиск металів здебільшого сріблястий, хоча в
цезію і золота — жовтий, у міді — цегляно-червоний.
У порошкоподібному стані метали свій
блиск втрачають, за винятком алюмінію, який і в порошкоподібному стані має
чітко виражений металічний блиск.
Метали не пропускають не лише світлові
хвилі, а й радіохвилі.
Густина
і температура плавлення металів. За цими фізичними характеристиками метали суттєво відрізняються
між собою. Так, найлегший метал – літій, має густину 0,53 г/см3, тоді як
найважчий –
осмій - 22,5 г/см3.
Найнижча температура плавлення у ртуті -
всього -38,9 °С. Найвищу температуру плавлення має вольфрам - 3380 °С.
Пластичність. Достатньо злегка стукнути молотком по
скляному виробу, щоб він зруйнувався. З металевими виробами цього не
трапляється. Завдяки металічному зв'язку структурні частинки металу настільки
міцно зв'язані між собою, що внаслідок ударів тіла лише змінюють форму —
деформуються. Шари йонів зміщуються, але вільні електрони не дають їм
відірватися від основної маси металу.
— здатність металів деформуватися
без тріщин під впливом певного навантаження.
Найбільша пластичність у платини й
золота. Золотіння куполів храмів здійснюють золотом завтовшки 0,03 мм. Золото
можна витягнути в дріт, невидимий неозброєним оком.
Розглянуті загальні фізичні властивості
металів свідчать про те, що на відміну від неметалів, метали проявляють більшу
подібність властивостей. Пояснення цьому — металічний зв'язок.
Металічний зв'язок забезпечує спільні
фізичні властивості металів — високу електро- й теплопровідність, металічний
блиск, пластичність, твердий агрегатний стан, проте кожний з металів наділений
різним ступенем їх прояву.
Питання для самоконтролю
1. Схарактеризуйте розташування
металічних елементів у періодичній системі.
2. У чому полягає особливість будови
електронної оболонки атомів металічних елементів?
3. Які особливості металічного хімічного
зв'язку вам відомі?
4. Назвіть фізичні властивості металів,
наведіть приклади.
5. За
можливості вибору матеріалу, з якого виготовлено дроти для електромережі,
мешканці осель надають перевагу мідним. Чим ви можете пояснити цей вибір?
6. Складіть список металів, які люди
найчастіше використовують у повсякденному житті. Зазначте властивості, що
зумовлюють використання наведених вами металів.
Тестове завдання
І. Теоретичні
завдання.
1. Характеризуючи
елементи головної підгрупи I групи, учень сказав, що лужні метали мають такі
загальні властивості:
а) низька температура плавлення;
б) невелика твердість;
в) свіжий розріз має сріблястий блиск;
г) лужні метали під час згорання утворюють
оксиди.
У якому пункті він припустив помилки?
2. Алюміній,
залишений на повітрі, вкривається оксидною плівкою, що перешкоджає дальшому
його окислення. Який оксид утворюється при цьому:
а)основний;
б) кислотний;
в) амфотерний;
г) несолетворний?
3.
Яка кількість електронів розміщується на зовнішньому енергетичному рівні у
елементів-металів:
а) один;
б) три;
в) від п’яти до семи:
г) від одного до трьох.
ІІ. Експериментальне
завдання.
Очистіть залізний цв’ях від іржі хімічним
способом. Напишіть молекулярне та йонне рівняння реакції. Чому залізо
покривають цинком або оловом. Що буває з виробами заліза у разі руйнування
покриття?
III.
Розрахункова задача
1. Унаслідок
взаємодії розведеної сульфатної кислоти із залізом масою
2. При взаємодії хлоридної кислоти з
гранулами цинку, маса яких становить 19,5г виділився газ і утворилась сіль.
Який об’єм водню виділився і яка кількість речовини солі утворилась?
Вплив вмісту алюмінію в продуктах харчування
на здоров’я людини
План
1.
Класифікація і вміст металів у продукції рослинництва.
2.
Роль і функції алюмінію в організмі людини.
Актуальність теми. В побуті людини зростає
кількість посуду, предметів загального вжитку, які виготовляються з алюмінію.
При механічному чи хімічному пошкодженні поверхонь виробів йони Алюмінію
потрапляють у продукти харчування і певним чином впливають на стан здоров’я людини.
В письмовій консультації звертається увага на класифікацію металів і
безпосередній вплив вмісту алюмінію в продуктах харчування на здоров’я людини.
1. Забруднення навколишнього
середовища, особливо грунтового покриву металами, яке обумовлене антропогенним
чинником, супроводжується в багатьох випадках забрудненням
сільськогосподарської продукції і відповідно продуктів харчування. Із 105
хімічних елементів 83 належать до металів, серед яких розрізняють чорні й
кольорові. За густиною метали поділяють на такі групи:
а) важкі, серед яких вирізняють
тугоплавкі (Ti,V,Cr,Nb,Mo,Hf,Ta,W,Re); благородні (Au,Pt); розсіяні (Ga, In,Tl, Rb, Cd, Cs, Ge, Te,V, Re); рідкоземельні (Sc, La, V); радіоактивні (U, Ra).
В
організмі людини металічні елементи становлять до 3%від маси тіла, серед них
переважають кальцій(до 80%); калій (до 12%); натрій (до 5%); магній (2%); ферум
(0,2%) і цинк (14%). На долю інших припадає приблизно 0,66%, серед них є
мікроелементи та ультрамікроелементи.
За дією на
організм людини мікроелементи поділяються на важливі для життєдіяльності людини
і мікроелементи токсичної дії.
Згідно з
рішенням комісії ВООЗ ртуть, кадмій, свинець, миш’як, мідь, стронцій, цинк,
залізо включено до переліку металів, вміст яких контролюється при міжнародній
торгівлі. У країнах СНД контролю підлягають сурма, нікель, хром, алюміній,
флуор, йод.
За
токсичністю серед важких металів виділяють три групи:
-
найтоксичніші (Cd, Hg, Ni, Pb, Co, As);
-
помірно токсичні (Cu, Zn, Mn);
-
малотоксичні – інші важкі метали.
Концентрація важких металів у
овочах, плодах залежить від біологічних особливостей їх удови, агроекологічного
стану грунтів, технології вирощування с.-г. культур. Вміст важких металів
залежить і від розмірів плодів,видів рослин і місця накопичення їх в продукції
рослинництва. Наприклад, у моркві, буряках, кабачках, кавунах міститься більше
свинцю і менше міді, миш’яку і цинку. В покривних тканинах моркви важких
металів більше ніж у м’якоті в 15,8 рази, а цинку – на 15%, у столових буряках-
відповідно на 54 і 59%.
Вплив важких металів на організм
людини дуже різноманітний – від отруєння і до смертельних наслідків.
2. Алюміній як хімічний елемент
бере участь у побудові епітеліальних і сполучних тканин, кісток, активізує
перетравлювання їжі; в надлишку він викликає загибель нервових клітин і
призводить до паралічу серцевого м’яза.
Алюміній
має мінімальну здатність всмоктуватись у шлунково-кишковому тракті, яка
залежить від віку, рівня елемента в добовому раціоні, його концентрації у
функціональних системах та органах, вмісту ферментів шлунково-кишкового тракту,
активності ендокринної системи, наявності та стадії захворювання.
Виявлено,
що посилення всмоктування цього металу в травному каналі відбувається при
поєднанні його з окремими продуктами харчування, наприклад, з лимонною
кислотою. Зміни складу мікрофлори кишковика відбуваються протягом всього життя
людини, але вони короткі й оборотні. До факторів ризику розвитку дизбіотичних
порушень відносяться санітарно-гігієнічні і клімато-географічні фактори
(радіація, промислові токсини, зміна якості води), гастроентерологічні та
інфекційні захворювання, ішемія кишковика, вживання лікарських засобів.
Несприятливі
умови середовища проживання відображаються у погіршенні стану здоров’я,
особливо дитячого населення, яке в міру своєї морфологічно-функціональної
незрілості відрізняється підвищеною чутливістю до недостатнього або надлишкового
надходження хімічних елементів.
Вивчення
мікроелементного складу організму дітей у волоссі дає змогу діагностувати
адекватний вплив комплексу факторів навколишнього середовища на здоров’я.
Після
проведення досліджень В.Г. Маймуловим та ін.. у 2005 році було встановлено, що
при зниженні концентрації деяких есенціальних мікроелементів одночасно
збільшувалась концентрація токсичних мікроелементів, що підтверджує відомий
факт синергізму й антагонізму. Також було виявлено навантаження токсичним мікроелементом
алюмінієм, який є антагоністом ессенціального мікроелементу кальцію.
Дані В.І.
Смоляр (2000р.) свідчать про те, що вміст алюмінію в харчових продуктах значно
коливається, а іноді досягає 105мг/кг. Крім того, доведена шкідлива дія
алюмінію на організм людини у випадку використання його сполук в системі
штучного гемодіалізу. Тому виникла необхідність спів ставити переваги алюмінію
із тією ціною, яку за це доводиться платити суспільству.
Найпоширенішими
симптомами при хронічному отруєнні сполуками алюмінію є нейротоксична дія
(порушення рухових функцій, послаблення пам’яті, психотичні реакції за дуже
високих концентрацій алюмінію у корі головного мозку). Надлишкове надходження
цього елементу негативно впливає на обмін речовин і сприяє фібролізуванню легеневої
тканини, інтерстеціальному запаленню легень і нирок. Алюміній, діючи на ядерний
хроматин, змінює активність кількох ферментних систем, а також конкурує з
фосфором,кальцієм та залізом. Негативна ція цього елементу підсилюється при
гіпервітамінозі D,
гіперсекреції паращитовидної залози й алкоголізмі.
Отже,
внаслідок зростання навантаження на людський організм з боку навколишнього
середовища багатьох мікроелементів, на сьогоднішній день виникає необхідність
проведення експериментальних досліджень для встановлення безпечності хімічних
елементів та їх сполук у використанні в побуті й для життя людини.
Перелік використаної літератури
1.
Гребняк П.М., Гребняк В.П., Єрмаченко О.Б., Павлович Л.В.
Забруднення грунту хімічними елементами: фактори ризику, негативний вплив на
здоров’я.//Довкілля і здоров’я. -2007.-№3(42).-с.22-29.
2.
Смоляр В.І.
Фізіологія та гігієна харчування. //-К.: Здоров’я. 2000. -332с.
3.
Маймулов В.Г. и др..
особенности микроэлементного статуса у детей Санкт-Петербурга. //Гигиена и
санитария.-2005.-№6.-с.64-65.
4.
Христич Т.Н. Микробиоценоз кишечника: механизмы развития,
клиника дисбиоза и возможная корректировка его
нарушений. //Современная гастроэнтерология. -2010. -№1(51). -с.86-91.
Хімічні властивості насичених одноосновних карбонових кислот
Фізичні властивості насичених одноосновних карбонових кислот
Коментарі
Дописати коментар