Przeczytaj

bg‑pink

Jakie cechy są charakterystyczne dla metali?

Czyste metale posiadają budowę krystaliczną. W ich sieci występują kationy metali oraz swobodnie poruszające się w obrębie kryształu metalu elektrony, tworzące tzw. gaz elektronowy. W metalach występuje wiązanie metaliczne. W warunkach normalnych większość metali, poza rtęcią, występuje w stałym stanie skupienia. Zazwyczaj metale charakteryzują się barwą szarą lub srebrzystą. Wyjątki stanowią żółte złoto i pomarańczowo‑czerwona miedź. Odznaczają się one wysokim połyskiem, czyli zdolnością odbijania od ich powierzchni promieni światła. Metale cechuje również ciągliwość, kowalność i elastyczność, a także wytrzymałość mechaniczna. Ponadto dobrze przewodzą prąd elektryczny oraz ciepło.

R1TBsT9bQjtb9

cechy metali
- budowa[br]krystaliczna
- wiązania[br]metaliczne
- ciała stałe
  - z[br]wyjątkiem[br]rtęci
- szaro-srebrna[br]barwa
  - z wyjątkiem[br]złota[br]i miedzi
- wysoki[br]połysk
- ciągliwe
- kowalne
- elastyczne
- wytrzymałe[br]mechaniczne
- przewodzą prąd[br]elektryczny i ciepło

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

bg‑pink

Jaki cechy wyróżniają niemetale?

Niemetale, w przeciwieństwie do metalimetalemetali, różnią się między sobą właściwościami. W warunkach normalnych występują w trzech stanach skupienia. Najczęściej są gazami, np.: tlen, azot i wodór (bezbarwnymi i bezwonnymi); chlor i fluor (o zielonożółtej barwie i o ostrym zapachu); hel, neon, argon (bezbarwnymi i bezwonnymi gazami szlachetnymi). Rzadziej są ciałami stałymi, np.: węgiel, siarka, fosfor, krzem, jod. W postaci cieczy występuje jedynie brom (ciemnobrunatny o drażniącym zapachu). Mają różne barwy. W większości, te niemetale, które są ciałami stałymi, nie mają charakterystycznego połysku. Wyjątkiem są jod, krzem oraz grafit (odmiana alotropowa węgla). Ponadto są kruche i niekowalne. Niemetale możemy opisywać, badając ich właściwości fizyczne i chemiczne, oraz odczytując dane z układu okresowego pierwiastków lub tablic chemicznych.

R9xfKueF4UNzq

cechy niemetali
- gazy,[br]ciała stałe[br]lub ciecze
- zróżnicowane barwy
- kurche
- niekowalne

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R8GHPBJ3EzFWv1

Układ okresowy pierwiastków zbudowany jest z osiemnastu grup (kolumn) oraz siedmiu okresów (wierszy). W legendzie zaznaczono na niebiesko wszystkie pierwiastki zaliczane do metali, to znaczy w pierwszej grupie: lit Li, sód Na, potas K, rubid Rb, cez Cs, frans Fr. Wszystkie berylowce, to jest pierwiastki grupy drugiej: beryl Be, magnez Mg, wapń Ca, stront Sr, bar Ba, rad Ra. Grupy trzeciej: skand Sc, itr Y, lutet Lu, lorens Lr oraz lantanowce: lantan La, cer Ce, prazeodym Pr, noedym Nd, promet Pm, samar Sm, europ Eu, gadolin Gd, terb Tb, dysproz Dy, holm Ho, erb Er, tul Tm, iterbYb, a także aktynowce: aktyn Ac, tor Th, proaktyn Pa, uran U, neptun Np, pluton Pu, ameryk Am, kiur Cm, berkel Bk, kaliforn Cf, einstein Es, ferm Fm, mendelew Mo oraz nobel No, które również należa do grupy trzeciej. Do grupy czwartej: tytan Ti, cyrkon Zr, halfn Hf, rutherford Rf, piątej: wanad V, niob Nb, tantal Ta, dubn Db, szóstej: chrom Cr, molibden Mo, wolfram W, seaborg Sg, siódmej mangan Mn, technet Tc, ren Re, bohr Bh oraz ósmej: żelazo Fe, ruten Ru, osm Os, has Hs. W grupie dziewiątej: kobalt Co, rod Rh, iryd Ir, dziesiątej: nikiel Ni, pallad Pd, platyna Pt, jedenaste: miedź Cu, srebro Ag, złoto Au, dwunastej: cynk Zn, kadm Cd, rtęć Hg. W grupie trzynastej: glin Al, gal Ga, ind In, tal Tl, czternastej: german Ge, cyna Sn, ołów Pb, piętnastej: antymon Sb oraz bizmut Bi. W grupie szesnastej jedynie polon Po wykazuje właściwości metaliczne. Ponadto zaznaczono na żółto niemetale, do których należy zaliczyć wodór H znajdujący się w pierwszym okresie, bor B, węgiel C, azot N, tlen O, fluor F znajdujące się w drugim okresie, a także krzem Si, fofor P, siarka S, chlor Cl należące do trzeciego okresu, arsen As, selen Se, brom Br znajdujące się w okresie czwartym, tellur Te, jod I z okresu piątego oraz astat At z okresu szóstego. Oprócz tego, na pomarańczowo oznaczono gazy szlachetne, wśród których znajdują się kolejno hel He, neon Ne, argon Ar, krypton Kr, ksenon Xe i radon Rn z grupy osiemnastej. Na szaro zaznaczono pierwiastki nieokreślone, których uzyskana dotychczasowo ilość nie pozwoliła określenie większości właściwości fizycznych. Są to: meitner Mt, darmsztadt Ds, roentgen Rg, kopernik Cn, nihon Nh, flerow Fl, moskow Mc, livermor Lv, tenes Ts, oganeson Og. — Metale i niemetale w układzie okresowym
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Polecenie 1

RJ0qzmZ3fV3jB

Źródło: dostępny w internecie: Źródło: commons.wikimedia.org, Licencja: FAL; Źródło: commons.wikimedia.org, Licencja: domena publiczna; Źródło: wikipedia.org, Licencja: CC BY-SA 3.0; Źródło: commons.wikimedia.org, Periodictaleru, Licencja: CC BY-SA 3.0.

R1XNCQ04fcN76

Połącz w pary opisy pierwiastków z ich symbolami.

S

Możliwe odpowiedzi: 1. pierwiastek występuje w postaci czarno-szaro-fioletowych fioletowych kryształów, łatwo sublimuje w postaci fioletowych par, 2. pierwiastek to srebrzystobiały metal występujący powszechnie na Ziemi, ulega pasywacji, 3. pierwiastek ma jasnożółty kolor, występuje w kilu odmianach alotropowych, między innymi w postaci rombowej lub jednoskośnej, 4. pierwiastek to srebrzystobiały metal szlachetny, wykazuje dużą odporność chemiczną

I

Pt

Fe

Połącz w pary opisy pierwiastków z ich symbolami.

pierwiastek występuje w postaci czarno-szaro-fioletowych fioletowych kryształów, łatwo sublimuje w postaci fioletowych par, pierwiastek to srebrzystobiały metal występujący powszechnie na Ziemi, ulega pasywacji, pierwiastek to srebrzystobiały metal szlachetny, wykazuje dużą odporność chemiczną, pierwiastek ma jasnożółty kolor, występuje w kilu odmianach alotropowych, między innymi w postaci rombowej lub jednoskośnej

S
I
Pt
Fe

RggiCt6yNDNlM

Nazwy pierwiastków przyporządkuj do odpowiedniej grupy.

platyna, siarka, jod, żelazo

Metale:
Niemetale:

Polecenie 2

R7ZM2LBfj8wlS

bg‑pink

Reakcja chemiczna pozwalająca odróżnić metal od niemetalu

Ze względu na swoją elektrododatniość, metale są skłonne do oddawania elektronów i tworzenia kationów, co możemy wykorzystać do odróżnienia ich od niemetali, przeprowadzając reakcje z kwasami. Metale reagują z kwasami, np. kwasem chlorowodorowym, tworząc sole. Roztwory rozpuszczalnych w wodzie soli przewodzą prąd elektryczny. Wyjątek stanowią odporne na działanie większości kwasów metale szlachetne. NiemetaleniemetaleNiemetale są zdolne do reakcji z niektórymi kwasami utleniającymi, ale nie tworzą z nimi soli w reakcjach.

Polecenie 3

Twoim zadaniem jest przeprowadzenie doświadczeń chemicznych, dzięki którym porównasz właściwości fizykochemiczne pierwiastków oraz wskażesz ich przynależność do metali i niemetali. Przedstaw swój sposób postępowania. Dla każdej z prób możesz przeprowadzić wybraną liczbę badań. W celu uporządkowania obserwacji skorzystaj z poniższej tabeli.

Rhgfb7O8MPP1t

Odczynniki

Próba

I

: pręt/gruby drut żelazny o długości około

2 - 3 cm

;

Próba

II

: pręt grafitowy o długości około

2 - 3 cm

;

Próba

III

: pył niklowy;

Próba

IV

: pył węglowy;

Próba

V

: rtęć zamknięta w szczelnym, przeźroczystym pojemniku;

Próba

VI

: sproszkowana siarka;

kwas chlorowodorowy., Sprzęt laboratoryjny

probówki;

szkiełka zegarkowe;

detektor pomiarowy napięcia elektrycznego;

młotek z metalową podstawką., Instrukcja
Wykonaj poniższe czynności dla każdej z badanych prób.
1. Umieść badaną próbkę na szkiełku zegarkowym, a następnie określ jej stan skupienia, barwę i połysk.
2. Połóż próbkę na metalowej podstawce, a następnie uderz

2 - 3

krotnie młotkiem. Zaobserwuj zmiany wyglądu substancji.
3. Za pomocą detektora napięcia elektrycznego sprawdź przewodnictwo elektryczne substancji.
4. Przeprowadź reakcję badanej substancji z kwasem chlorowodorowym.

Odczynniki

Próba I: pręt/gruby drut żelazny o długości około 2-3 cm;

Próba II: pręt grafitowy o długości około 2-3 cm;

Próba III: pył niklowy;

Próba IV: pył węglowy;

Próba V: rtęć zamknięta w szczelnym, przeźroczystym pojemniku;

Próba VI: sproszkowana siarka;

kwas chlorowodorowy.

Sprzęt laboratoryjny

probówki;

szkiełka zegarkowe;

detektor pomiarowy napięcia elektrycznego;

młotek z metalową podstawką.

Instrukcja

Wykonaj poniższe czynności dla każdej z badanych prób.
1. Umieść badaną próbkę na szkiełku zegarkowym, a następnie określ jej stan skupienia, barwę i połysk.
2. Połóż próbkę na metalowej podstawce, a następnie uderz 2-3 krotnie młotkiem. Zaobserwuj zmiany wyglądu substancji.
3. Za pomocą detektora napięcia elektrycznego sprawdź przewodnictwo elektryczne substancji.
4. Przeprowadź reakcję badanej substancji z kwasem chlorowodorowym.

R1A8xLxiuBSVc

Stan skupienia	drut żelazny	pręt grafitowy	pył niklowy	pył węglowy	sproszkowana siarka	rtęć
Wygląd (barwa, połysk)
Kowalność, elastyczność, ciągliwość
Przewodnictwo elektryczne

Stan skupienia: wszystkie metale, oprócz jednego, występują w stałym stanie skupienia. Wśród badanych próbek jest tylko jedna ciecz - ma srebrzysty kolor i metaliczny połysk. Próbka nr $5$ to metal. Rtęć jest jedynym znanym ciekłym metalem.
Barwa: przyjrzyj się pozostałym próbkom pod względem barwy i połysku. Wśród nich wyróżnia się próbka nr $6$ – siarka. To żółty, matowy proszek, co wskazuje, że jest niemetalem.
Kowalność i przewodnictwo elektryczne: obejrzyj dokładnie próbki $1$ i $2$ . Są to bardzo podobne do siebie pręty, aby je rozróżnić przeprowadź próbę na kowalność oraz przewodnictwo elektryczne. Pręt nr $1$ odkształcił się, a nr $2$ rozkruszył. Oba pręty wykazują dobre przewodnictwo elektryczne. Pręt nr $1$ jest wykonany z żelaza, który jest metalem. Natomiast pręt nr $2$ z grafitu – substancja ta jest czarnym proszkiem. Grafit ma wyjątkowe dla niemetali właściwości, ponieważ przewodzi prąd elektryczny.
Reakcja z $HCl$ : w celu rozróżnienia pozostałych próbek należy przeprowadzić reakcje z chlorowodorem. W tym przypadku połysk nie jest widoczny, a przeprowadzenie badań kowalności niemożliwe. Produktem reakcji $HCl$ i próbki nr $3$ jest roztwór o zielonej barwie. Reakcja z kwasem świadczy o tym, że proszek nr $3$ jest metalem. Próbka nr $4$ , czyli węgiel, to substancja o czarnej barwie, bez połysku, nie wykazująca reaktywności z $HCl$ , co świadczy o tym, że jest to niemetal.
Podsumowanie: mając za zadanie rozróżnienie, czy próbka jest metalem, czy nie metalem, warto kierować się znajomością najważniejszych cech charakterystycznych dla metali i niemetali, ale także wiedzą o właściwościach konkretnych pierwiastków.

Słownik

metale

substancje o metalicznym połysku, które bardzo dobrze przewodzą ciepło i prąd elektryczny

niemetale

pierwiastki, które, w odróżnieniu od metali, źle przewodzą prąd elektryczny i ciepło (z wyjątkiem grafitu, grafenu i fosforu czarnego); w stanie stałym są na ogół kruche, bez metalicznego połysku

Bibliografia

Czerwińska A., Jelińska‑Kazimierczuk M., Kuśmierczyk K., Chemia 1, Warszawa 2002, s. 242–398.

Litwin M., Styka‑Wlazła Sz., Szymońska J., Chemia ogólna i nieorganiczna, Warszawa 2004, s. 305–306.

Wprowadzenie

Film edukacyjny

Jakie cechy są charakterystyczne dla metali?

Jaki cechy wyróżniają niemetale?

Reakcja chemiczna pozwalająca odróżnić metal od niemetalu

Słownik

Bibliografia