Разделы презентаций


ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ. СПЛАВЫ. ПЛАН 1. Введение. Классификация металлов. 2

Содержание

характерные признаки:металлы тяжелее воды

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ. СПЛАВЫ.
ПЛАН
1. Введение. Классификация металлов.
2. Металлическая связь.
3. Химические

свойства.
4. Природные соединения металлов.
5. Общие методы получения.
6. Сплавы.
7. Интерметаллические соединения.


ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ. СПЛАВЫ.ПЛАН1. Введение. Классификация металлов.2. Металлическая связь.3. Химические свойства.4. Природные соединения металлов.5. Общие методы получения.6.

Слайд 2характерные признаки:
металлы тяжелее воды

характерные признаки:металлы тяжелее воды

Слайд 3Ga
Cs
Hg
Большинство - твердые вещества при комнатной температуре, но есть и

жидкие:

GaCsHgБольшинство - твердые вещества при комнатной температуре, но есть и жидкие:

Слайд 4Большинство имеют металлический блеск, серые или белые
Cs кристаллы
Cu самородок
Au самородок

Большинство имеют металлический блеск, серые или белыеCs кристаллыCu самородокAu самородок

Слайд 5КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ
1. Черные и цветные
2. Тяжелые (ƍ≥5 г\см3) и легкие

(ƍ≤5г\см3)
3. Драгоценные
4. Платиновые
5. Редкоземельные
Благородные
металлы
Y, Sc, La и лантаноиды


КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТАЛЛОВ1. Черные и цветные2. Тяжелые (ƍ≥5 г\см3) и легкие (ƍ≤5г\см3) 3. Драгоценные4. Платиновые5. Редкоземельные БлагородныеметаллыY, Sc,

Слайд 6Черные
Получено электро-лизом, чистота 99,97%
Fe

ЧерныеПолучено электро-лизом, чистота 99,97%Fe

Слайд 7Цветные
Ag
Bi
Rb
Sn
Ti

ЦветныеAgBiRbSnTi

Слайд 8Тяжелые
Fe
Hg
Pb
Bi

ТяжелыеFeHgPbBi

Слайд 9Тяжелые
Co
Sb
Ni
99,99%
Медленный электролиз

ТяжелыеCoSbNi99,99%Медленный электролиз

Слайд 10Легкие
Li, K, Na, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr,

Ba, Al, Sn
Al
Ca
Rb
Mg
«осч»

ЛегкиеLi, K, Na, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, Sn AlCaRbMg«осч»

Слайд 11ДРАГОЦЕННЫЕ
Ag
Au

ДРАГОЦЕННЫЕAgAu

Слайд 12Платиновые металлы
Os
Rh
Pt

Платиновые металлыOsRhPt

Слайд 13Редкоземельные
La

РедкоземельныеLa

Слайд 15Металлы: s-, d-, f- элементы, а также небольшое количество p-

элементов – Al, Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi.

Металлическая связь

ХИМИЧЕСКИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

Металлы: s-, d-, f- элементы, а также небольшое количество p- элементов – Al, Ga, In, Tl, Sn,

Слайд 16Li 2s1
Al 3s23p1
Fe 4s23d6
Pb 6s26p2
Число ē

мало, число АО с низкой энергией


велико
Li 2s1Al 3s23p1Fe 4s23d6Pb 6s26p2    Число ē мало,     число АО

Слайд 17В кристаллах металлов АО перекрывают-ся
Единая 3-мерная АО, в пределах

которой движутся вален-тные ē

В кристаллах металлов АО перекрывают-ся Единая 3-мерная АО, в пределах которой движутся вален-тные ē

Слайд 19КЧ = 812
Металлическая связь ненаправленная, поэтому большие значения координационных чисел


объемно-центрирован-ная
кубические:
гране-центрирован-ная
гексагональная плотная упаковка
КЧ=8
КЧ=12
КЧ=12

КЧ = 812Металлическая связь ненаправленная, поэтому большие значения координационных чисел объемно-центрирован-наякубические:гране-центрирован-наягексагональная плотная упаковкаКЧ=8КЧ=12КЧ=12

Слайд 20ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Общие:
1. Малая электроотрицательность (ЭО).
2. Ме в реакциях образуют только

катионы:
Me0 ─ nē → Men+
Металлы – s-элементы:
СО = +1

и +2

Образуют основные оксиды и гидроксиды

Li2O, LiOH, K2O, KOH, CaO, Ca(OH)2, SrO, Sr(OH)2

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВАОбщие:1. Малая электроотрицательность (ЭО).2. Ме в реакциях образуют только катионы:Me0 ─ nē → Men+ Металлы –

Слайд 21Металлы p- и d-элементы:
Низшая СО +1, +2
Основные оксиды и

гидроксиды
Промежуточ-ная СО +3, +4
Высшая СО +4, +5, +6, +7, +8
Амфотер-ные
Кислотные

оксиды и гидроксиды

PbO, Pb(OH)2, CuO, Cu(OH)2, CrO, Cr(OH)2, MnO, Mn(OH)2

Al2O3, Al(OH)3, Cr2O3, Cr(OH)3, Mn2O3, Mn(OH)3, MnO2, Mn(OH)4

OsO4, Mn2O7, HMnO4, H2MnO4, MnO3, Mn2O5, HMnO3, CrO3, H2CrO4

Металлы p- и d-элементы:Низшая СО +1, +2 Основные оксиды и гидроксидыПромежуточ-ная СО +3, +4Высшая СО +4, +5,

Слайд 22ОВР с неметаллами

ОВР с неметаллами

Слайд 23Отношение металлов к воде и водным растворам окислителей
В водных растворах

восстановительная активность металлов характеризуется значением стандартного окислительно-восстановительного потенциала φ0
Me0 →

Me+n + nē

Вос-ль

Ок-ль

Чем меньше φ0, тем сильнее восстановительные свойства Ме0 и слабее окислительные

φ0 (Mg) = ─2,36B, φ0 (Pt) = 1,19В

Mg легче окисляется, чем Pt

Отношение металлов к воде и водным растворам окислителейВ водных растворах восстановительная активность металлов характеризуется значением стандартного окислительно-восстановительного

Слайд 24взаимодействие с водой -
это ОВР, где окислитель Н+
φ(2Н+/Н2) = -

0,059•рН = 0,059•7 = -0,413В

2Н2О + 2ē = 2ОН─

+ Н2

─0,413<0

Легче идет реакция 2ОН─ +Н2 ─ 2ē = 2Н2О

взаимодействие с водой -это ОВР, где окислитель Н+φ(2Н+/Н2) = - 0,059•рН = 0,059•7 = -0,413В 2Н2О +

Слайд 25Ме0 + ОН– → МеО2– + Н2

Ме0 + Н2О +

ОН– → [Ме(ОН)4]– + Н2
Взаимодействие со щелочами:
Реагируют только металлы, образующие

амфотерные оксиды:

Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2
2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Sn + 2NaOH = Na2SnO2 + H2

Ок-ль Н+: 2Н2О + 2ē = 2ОН─ + Н2

При рН=14 φ(2Н2О/Н2) = -0,059•14 = -0,83 В

φ0(Be) = -1,85B, φ0(Al) = -1,62B, φ0(Sn) = -0,14B

сплавление

Ме0 + ОН– → МеО2– + Н2	Ме0 + Н2О + ОН– → [Ме(ОН)4]– + Н2Взаимодействие со щелочами:Реагируют

Слайд 26Наиболее типичная реакция:
Ме0 + 2Н+ → Ме2+ + Н2

окислитель – Н+
Взаимодействие с кислотами
зависит от активности металла (φ0) и

окислительных свойств кислоты

Me + H2SO4(к), Me + HNO3

Окислители – S+6, N+5

Наиболее типичная реакция:Ме0 + 2Н+ → Ме2+ + Н2  окислитель – Н+Взаимодействие с кислотамизависит от активности

Слайд 27Оксидные: Fe2O3 - гематит, Fe2O3•H2O – гетит, Al2O3 – боксит,

TiO2 – рутил, SnO2 – касситерит;
Карбонатные: CaCO3 - мрамор, мел,

известняк; MgCO3 - магнезит, CuCO3•Cu(OH)2 – малахит;

Сульфидные: FeS2 – железный колчедан (пирит), Cu2S•FeS2 – медный колчедан (халькопирит), PbS – свинцовый блеск, ZnS – цинковая обманка

Силикатные и алюмосиликатные: полевой шпат K2O•Al2O3•6SiO2, каолинит Al2O3•2SiO2•2H2O, берилл 3BeO•Al2O3•6SiO2;

Галидные: NaCl - каменная или поваренная соль, KCl - сильвин, KCl•MgCl2•6H2O – карналлит.

Руды – природные соединения металлов

Оксидные: Fe2O3 - гематит, Fe2O3•H2O – гетит, Al2O3 – боксит, TiO2 – рутил, SnO2 – касситерит;Карбонатные: CaCO3

Слайд 28гематит Fe2O3
боксит Al2O3
касситерит SnO2

гематит Fe2O3боксит Al2O3касситерит SnO2

Слайд 29пирит FeS2
халькопирит
Cu2S•FeS2

пирит FeS2 халькопирит Cu2S•FeS2

Слайд 30Общие методы получения:
Вытеснение металла более активным металлом.
Восстановление металлов

неметаллами - газообразными СО и Н2 или твердым углеродом С.


Электрометаллургия - электролиз либо водных растворов либо расплавов.

Общие методы получения: Вытеснение металла более активным металлом. Восстановление металлов неметаллами - газообразными СО и Н2 или

Слайд 313V2O5 (к) + 10Al(к) →5Al2O3(к) + 6V(к)

TiCl4 (к) + 4Na

(к) → Ti (к) + 4NaCl (к)
Вытеснение металлами:
гидрометаллургия
металлотермия
водный р-р

2[Au(CN)2]– +

Zn → [Zn(CN)4]2– + 2Au

при нагревании

700-900оС

3V2O5 (к) + 10Al(к) →5Al2O3(к) + 6V(к)TiCl4 (к) + 4Na (к) → Ti (к) + 4NaCl (к)Вытеснение

Слайд 32Восстановление неметаллами -
пирометаллургия -только при высоких температурах
MgO + C =

CO + Mg
Sb2O4 + 4C = 2Sb + 4CO


SnO2 + 2C = Sn + 2CO
PbO + CO = Pb + CO2

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O

MoO3 + 3H2 = Mo + 3H2O

2000oC

280-700oC

950oC

Восстановление неметаллами -пирометаллургия -только при высоких температурахMgO + C = CO + MgSb2O4 + 4C = 2Sb

Слайд 33электролиз водных растворов или расплавов:

NaCl → Na+

+ Cl─

катод─:

анод+:
Na+ + ē = Na 2Cl─ - 2ē = Cl2


ZnSO4 → Zn 2+ + SO4 2─
катод─: анод+:
Zn+2 + 2ē =Zn
2H2O - 4ē = 4H+ + 2O2

расплав

раствор

электролиз водных растворов или расплавов: NaCl  →  Na+ + Cl─ катод─:

Слайд 34макрогомогенная система, обладающая металлическими свойствами и состоящая из двух или

более химических элементов.
Сплав -
Компоненты:
Не взаимодействуют
Взаимодействуют
расслоение
Al и Pd
Al и Cd
Zn

и Pb

слабо

С
И
Л
Ь
Н
О

Гетерогенная система- смесь компонентов

Гомогенная система- твердый р-р

макрогомогенная система, обладающая металлическими свойствами и состоящая из двух или более химических элементов. Сплав -Компоненты:Не взаимодействуютВзаимодействуютрасслоениеAl и

Слайд 35однородное (гомогенное) кристал-лическое вещество переменного состава, в кристаллическую решетку которого

входят атомы или ионы нескольких компонентов.
Твердые
растворы
Непрерывные:
с постепенно

меняющейся концентрацией компонентов от 0 до 100%

существует предел растворимости одного металла в другом.

Ограниченные:

однородное (гомогенное) кристал-лическое вещество переменного состава, в кристаллическую решетку которого входят атомы или ионы нескольких компонентов. Твердые

Слайд 36типы твердых растворов
растворы замещения
растворы внедрения
упорядоченные
растворы
Cu - Ni
Fe - C
Fe

- H
Cu – Au
Fe – Si, Ni - Mn
Fe -

Cr
Fe – Al
типы твердых раствороврастворы замещениярастворы внедренияупорядоченные растворыCu - NiFe - CFe - HCu – AuFe – Si, Ni

Слайд 37Очень сильное взаимодействие между атомами металлов
Интерметаллические соединения (интерметаллиды)-
Соединения металлов между

собой и с неметаллами (Н, В, С, N и др.);

связь металлическая.

ScMn2, Sc3Fe, ScFe3, TiCr3, CrMn3, Mg2Si, Mg2Ge, Mg2Sn, Mg3P2, Mg3As2, Ag3Sn

Очень сильное взаимодействие между атомами металловИнтерметаллические соединения (интерметаллиды)-Соединения металлов между собой и с неметаллами (Н, В, С,

Слайд 38Манганин – сплав 11% Mn, 2,5-3,5% Ni и 86% Cu;


Примеры сплавов:
Чугун – сплав Fe с С, содержание С >

2% масс.;

Зеркальный чугун

Сталь – сплав Fe с С, содержание С менее 2% масс.;

Марганцовистая сталь – сталь, содержащая марганец не менее 1%;

Нейзильбер, фехраль.

Бронза – сплавы на основе Cu (Sn, Al, Be, As, Pb, Cr);

Манганин – сплав 11% Mn, 2,5-3,5% Ni и 86% Cu; Примеры сплавов:Чугун – сплав Fe с С,

Слайд 40сплав Fe с С (3,5-5,5%) и Mn (5-20%);
На изломе –

зеркальный блеск
используется в произ-водстве стали для раскисления и наугле-роживания:
Mn

+ S = MnS
2Mn + O2 = 2MnO
сплав Fe с С (3,5-5,5%) и Mn (5-20%);На изломе – зеркальный блескиспользуется в произ-водстве стали для раскисления

Слайд 41Обычная углеродистая
нержавеющая
Кровля, до 25 лет

Обычная углеродистаянержавеющаяКровля, до 25 лет

Слайд 42литье
Сталь 35Г
Повышенная твердость и износостойкость
щеки дробилок
башня танка

литьеСталь 35ГПовышенная твердость и износостойкостьщеки дробилокбашня танка

Слайд 43высокое электрическое сопротивление,
самые «тихие» сплавы: 70% Mn и

30% Cu
демпфирование - поглощение энергии механических колебаний - при ударе

по сплаву звук не звучит громко.
высокое электрическое сопротивление,  самые «тихие» сплавы: 70% Mn и 30% Cuдемпфирование - поглощение энергии механических колебаний

Слайд 44Бронза:
оловянная – Cu-Sn
алюминиевая – Cu-Al
бериллиевая –

Cu-Be
и т.п.
Самая древняя !

Бронза:    оловянная – Cu-Snалюминиевая – Cu-Alбериллиевая – Cu-Be и т.п.Самая древняя !

Слайд 45 Нейзильбер: Cu(50-
60%) –Ni(20-25%) –Zn(18-22%)


Фехраль: Al-Cr (15-30%)-Fe

(70% и
более)
Нейзильбер: Cu(50-60%) –Ni(20-25%) –Zn(18-22%) Фехраль: Al-Cr (15-30%)-Fe

Слайд 46

двухфазная система, в которой фазы различаются степенью порядка в

атомной структуре (расположение атомов).

Суперсплав -

Система Ni – Al, решетка кубическая

Ni

Al

  - фаза

 - фаза

Ni3Al

Определен-ный порядок расположе-ния

хаотичное расположение

двухфазная система, в которой фазы различаются

Слайд 47Поверхность супер-сплава под микроскопом:
упорядоченная  -фаза
хаотичная  - фаза
Прочность никелевых

суперсплавов обусловлена трудностью перемещения одиночной дислокации через упорядоченные кубики γ́

-фазы.

В неупорядоченной γ-фазе дислокация перемещается относительно легко.

увеличение 140

Поверхность супер-сплава под микроскопом:упорядоченная  -фазахаотичная  - фазаПрочность никелевых суперсплавов обусловлена трудностью перемещения одиночной дислокации через

Слайд 48скалывающая сила
дислокация
stop
Нарушение порядка требует дополнительной энергии!!!
Неупорядоченный кристалл
Упорядоченный кристалл

скалывающая силадислокацияstopНарушение порядка требует дополнительной энергии!!!Неупорядоченный кристаллУпорядоченный кристалл

Слайд 49Сверхпластичность
зерна < 5 мкм, под нагрузкой скользят (текут) друг по

другу без разрушения: относительное растя-жение Δl/l0=10, то есть длина образца

увели-чивается на 1000% от первоначальной.

Чем мельче зерно, тем выше скорость деформации. Причина - деформация металлических связей в контактах зерен, то есть большое количество поверхностных дефектов.

сплав Al-Mg-Li после испытаний на сверхпластичность

1900%

Сверхбыстрое охлаждение

Сверхпластичностьзерна < 5 мкм, под нагрузкой скользят (текут) друг по другу без разрушения: относительное растя-жение Δl/l0=10, то

Слайд 50Чем больше S поверхности частиц (наноразмеры), тем больше поверхностная G


Сплав не устойчив! При  Т зерна укрупняются!
Сверхпластическое формование детали
нагрев
быстрое

охлаждение

твердая прочная деталь

конец 1990-х, американская компания Superform: в режиме сверхпластической формовки из листа обычного алюминиевого сплава можно изготовить кузов «Феррари» за одну операцию втечение 16 часов.

Чем больше S поверхности частиц (наноразмеры), тем больше поверхностная G Сплав не устойчив! При  Т зерна

Слайд 51аморфные металлы
Сверхбыстрое охлаждение
Только ближний порядок в структуре

аморфные металлыСверхбыстрое охлаждениеТолько ближний порядок в структуре

Слайд 521976г. - лента аморфного магнитного сплава Ni-Fe-P-B
1960г. -первый аморфный

сплав Au75Si25
свойства:
нет кристаллической решетки
нет дефектов
нет напряжений
Высокая прочность
нет кристаллитов (зерен)
нет границ

между ними

высокая химическая однородность

Высокая коррозионная стойкость

НО! Материал пока получается довольно дорогой!

1976г. - лента аморфного магнитного сплава Ni-Fe-P-B 1960г. -первый аморфный сплав Au75Si25свойства:нет кристаллической решеткинет дефектовнет напряженийВысокая прочностьнет

Слайд 53тарелки с нагревательным контуром из тонких металлических лент: подогрев пищи

прямо в тарелке. Металл для нагреватель-ного элемента - Au и

аморфный металл. 

Корейский ресурс Korea IT News пустил слух о применении аморфоного метала фирмы Liquidmetal в новых iPhone 6го поколения. Впервые аморфный металл применялся в иголках для слота SIM в ограниченных партиях iPhone 3GS и iPad. Новый iPhone будет представлен в июне на WWDC 2012.

тарелки с нагревательным контуром из тонких металлических лент: подогрев пищи прямо в тарелке. Металл для нагреватель-ного элемента

Слайд 54Источники информации:
Фролов В.В. Химия. М.: Высшая школа. 1986.
Глинка Н.А.

Общая химия. М.: «Интеграл-Пресс». 2009. 727с.
http://www.avglob.org/fehralevaya-lenta.html
http://www.nanonewsnet.ru/
http://chemistry-chemists.com/index.html
Popgun.ru,


Azocm.ua, ToStudent,ru
Nuclearfusion.narod.ru
Expert.ru
http://itrecord.ru/gadzhety/korpus-iphone-5-budet-sdelan-iz-liquidmetal/
Hrenovina.net
Radelan.com.ua,
periodictable.ru,
Источники информации:Фролов В.В. Химия. М.: Высшая школа. 1986. Глинка Н.А. Общая химия. М.: «Интеграл-Пресс». 2009. 727с.http://www.avglob.org/fehralevaya-lenta.html http://www.nanonewsnet.ru/

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика