Конспект урока: Металлическая химическая связь. Водородная химическая связь

Металлическая связь — это связь между положительными ионами в кристалле металла, которую осуществляют обобществлённые валентные электроны («электронный газ»).

Упражнение 1

1.   Электронная конфигурация атома металла:

1) 1s²,                             

2) 1s²2s²2p⁶3s²,          

3) 1s²2s²2p⁵,

4) 1s²2s²2p⁶3s²3p².

2. Укажите верное суждение. Металлические свойства обусловлены: 

а) сравнительно большими радиусами атомов металлов; 

б) большим числом свободных орбиталей в атомах металлов.

1) верно только а;

2) верно только б;

3) верны оба суждения;

4) оба суждения неверны.

Упражнение 2

1. Наиболее пластичные металлы:

1) $Ag , Au , Cu$;       3) $Pb , Sn , Zn$;

2) $Fe , Cr , Ni$;        4) $Al , Ag , Cr$.

2. Наиболее электропроводные металлы:

1) $Zn , Fe , Cu$;     3) $Ag , Fe , Na$;

2) $Al , Ca , Cr$;      4) $Al , Ag , Cu$.

3. Наименьшую электропроводность имеет:

1) алюминий;    3) медь;

2) золото;           4) свинец.

Сплавы — это системы, которые состоят из двух или более металлов и неметаллов, имеют характерные свойства металлов. Получают их кристаллизацией расплавов, а также методом спекания (порошковая металлургия) и другими методами. 

Чугун — сплав железа с углеродом (обычно больше 2 %), который содержит примеси $Si , Mn , \text{Ри} S$ (нелегированный чугун). Легированный чугун может содержать дополнительно  легирующие элементы ($Cr , Ni , Mo , Cu , Al$, более 2 % $Mn$, более 4 % $Si$). Широко применяется в машиностроении.

Сталь — сплав железа с углеродом с примесями марганца, кремния, серы, фосфора. Обычная углеродная сталь содержит $C — 0,05 - 1,5 \% , Mn — 0,1 - 1 \% , Si \text{д}o 0,4 \% , \text{Sд}o 0,08 \% , \\ \text{Рд}o 0,1 \% .$При большем содержании примесей или при добавке других специальных примесей сталь называется легирован­ной. Легирующие элементы: $Cr , Ni , Mn , Cu , W , Mo , V , C , Ti , Nb , Al , Zr , Ta .$ Легированные стали имеют особые механические и химические свойства. Из них изготавливают детали машин, инструменты, резцы, штампы и т. д. Нержавеющие стали, которые содержат до 12 % хрома, стойкие против коррозии в атмосфере, в кислотах, щелочах, растворах солей. Добавление в сталь хрома, кремния и алюминия делает её жаропрочной, а насыщение поверхностного слоя стали азотом (азотирование) резко увеличивает износостойкость стальных изделий. Сталь изготовляют из чугуна путём частичного удаления из него углерода окислением; этот спо­соб получил наибольшее распространение в современной металлургии. Второй спо­соб получения заключается в восстановле­нии железа из железняка и введении в него необходимого количества углерода и других примесей.

Бронзы — сплавы на основе меди, имеют высокие значения механических свойств. Подшипниковая бронза содержит $89,5 \% Cu , 10 \% Sn , 0,5 \% Pb ;$ бронза для шестерён содержит $90 \% Cu \text{и} 10 \% Sn .$ Бронзы применяются для изго­товления деталей машин, художественных изделий и др.

Латунь — сплав меди с цинком $( 60 - 90 \% Cu \text{и} 40 - 10 \% Zn ) .$Легирующими компонентами являются $Al , Si , Pb , Mn , Sn , Fe$ и др. Латунь имеет высокие значения механических свойств и хорошо противостоит коррозии в атмосфер­ных условиях. Латунь применяют для изго­товления разных металлических деталей, в строительстве морских судов, самолётов, приборов, химической аппаратуры.

Мельхиоры — сплавы меди (основа $18 - 30 \% Cu$) главным образом с $Ni ( 5 - 30 \% ) ,$ с добавками $Fe , Mn .$ Стойкие к коррозии. Приме­няют для изготовления монет, деталей точной механики, медицинского инструмента, столовой посуды и других изделий.

Упражнение 3

1. Металл — составная часть тугоплавких сплавов:

1) никель;           3) медь;

2) вольфрам;    4) алюминий.

2. Материал, из которого изготовлен «Медный всадник»:

1) медь;         3) чугун;

2)  бронза;   4) сталь.

Контрольные вопросы

1. Какие сплавы относятся к чёрным, а какие — к цветным?
2. Сравните металлическую  связь  с ионной.
3. Что такое легирующие элементы?