Сравнить серу и медь по всем физическим свойствам: На основе жизненного опыта и и пользуясь дополнительную литературу, сравните физические

alexxlab | 03.08.1983 | 0 | Разное

Физические и химические свойства серы

Электронная конфигурация 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴. Символ – S . Относительная атомная масса – 32 а.е.м. Температура кипения – 444,67С, плавления – 112,85С. Неметалл.

Химические свойства серы

Сера взаимодействует с простыми веществами – неметаллами, проявляя при этом свойства восстановителя. Непосредственно сера взаимодействует только с фтором. Реакции взаимодействия с другими металлами происходят при нагревании:

S + F₂ = SF₆;

2S + Cl₂ = S₂Cl₂;

S + Cl₂ = SCl₂;

5S + 2P = P₂S₅;

S + H₂ = H₂S;

2S + C = CS₂;

S + O₂ = SO₂;

2S + Br₂ = S₂Br₂.

В реакциях взаимодействия с простыми веществами – металлами сера проявляет свойства окислителя. Эти реакции протекают при нагревании и очень бурно:

2Na + S = Na₂S;

Ca + S = CaS

2Al + 3S = Al₂S₃;

Fe + S = FeS.

Сера вступает в реакции взаимодействия со сложными веществами. Она способна растворяться в концентрированных кислотах и расплавах щелочей, причем в последнем случае сера диспропорционирует. Эти реакции происходят при кипении реакционной смеси:

3S + 6KOH = K₂SO₃ +2K₂S + 3H₂O;

S + 6HNO₃ = H₂SO₄ + 6NO₂↑ + 2H₂O;

S + 2H₂SO₄ = 3SO₂↑ + 2H₂O.

При взаимодействии серы с сульфидами металлов происходит образование полисульфидов:

Na₂S + S = Na₂S₂.

Физические свойства серы

Сера – кристаллическое вещество желтого цвета. Существует в виде двух аллотропных модификаций – α-серы (ромбическая кристаллическая решетка) и β-серы (моноклинная кристаллическая решетка), а также аморфной формы – пластическая сера (рис. 1). В кристаллическом состоянии сера построена из неплоских циклических молекул S₈. Сера плохо растворяется в этаноле, хорошо в сероуглероде и жидком аммиаке. Не реагирует с жидкой водой и йодом.

Рис. 1. Формы существования серы.

Получение и применение серы

В промышленных масштабах серу получают из природных месторождений самородной серы. Сера является сырьем для производства серной кислоты. Е1 используют в бумажной промышленности, в сельском хозяйстве, в производстве резины, красителей, пороха и т.д. Широкое применение сера нашла в медицине, например, сера входит в состав различных мазей и присыпок, применяемых при кожных заболеваниях и т.д.

Примеры решения задач

Предмет химии. Вещества

Цель урока: изучение нового учебного материала по теме

Задачи:

-сформировать понятие о химии как науке о веществах и их превращениях;

-обозначить понятие «вещество», «свойства веществ», «физическое тело», «физические свойства веществ»;

-способствовать развитию умений сравнивать, делать выводы;

-показать значение химии в жизни человека

Организационный момент

Мотивация и целеполагание:

Начинаем с вопроса «Что нам известно о химии». В процессе беседы выясняем, что же известно учащимся о химии. Другая часть беседы посвящена вопросу «Химия в нашей жизни».

Химия играет в жизни человека огромную роль. Мы не можем обойтись без того, что дает нам химия. Наша задача — выяснить, что является предметом изучения химии.

Изучение нового материала

Скачать видеоурок «Предмет химии. Вещества»

Вы знакомитесь с новым предметом — химией, которая играет огромную роль в жизни современного человека как в его быту, так и в промышленности. Что же такое химия? Что является предметом изучения химии?

Химия — это наука о веществах, их свойствах и превращениях.

Давайте посмотрим на рис. 3. Они имеют общее название — физические тела. Их объединяет одно свойство — все они сделаны из стекла. Стекло и является веществом. Поэтому можно сделать вывод, что вещество – это то, из чего состоят физические тела.

Вам уже известно, что некоторые вещества состоят из молекул. Такие как молекула углекислого газа, молекула воды, а такие вещества как алмаз или песок, состоят из атомов.

Представьте, атомы настолько малы, что на человеческом волосе их поместиться несколько миллиардов. Однако видов атомов всего 114. Определенный вид атомов называется — химический элемент.

Из таких вот отдельных изолированных атомов состоят такие вещества как ксенон, аргон, неон, криптон, гелий. Их еще называют благородными или инертными газами, потому что их атомы не соединяются друг с другом и почти не соединяются с атомами другими химических элементов.

Посмотрите, атомы водорода могут существовать поодиночке (рис. 4а), могут соединяться в молекулы по два атома (рис. 4б), а могут соединяться с другими атомами, как в молекуле воды они соединены с кислородом (рис. 4в).

Т.о. если вещество состоит из атомов одного вида, то оно называется простым. А если вещество состоит из атомов разных химических элементов, то оно называется сложным или химическим соединением. Вы уже знакомы — это молекула воды — Н₂О.

Все вещества отличаются друг от друга своими свойствами. Запомните, что свойства — это признаки, по которым вещества отличаются друг от друга.

Следует различать физические и химические свойства веществ. С химическими свойствами мы познакомимся позже. А сейчас необходимо запомнить, как описывать физические свойствам вещества: это

1. Агрегатное состояние (вспомните, их три: газообразное, жидкое и твердое)

2. Указать цвет

3. Запах (есть или нет)

4. Твердость (описывается по шкале Мооса)

5. Плотность (больше или меньше единицы)

6. Т кипения и плавления (эти данные указаны в таблицах в учебнике)

7. Электропроводность и теплопроводность (в основном это свойство характерно для металлов)

8. Растворимость в воде (т.е. растворяется вещество или не растворяется в воде)

9. А также пластичность, ковкость (это свойство тоже характерно в основном для металлов)

Зная различные свойства веществ, человек может использовать их с пользой для себя. Рассмотрим пример использования алюминия:

Благодаря легкости и прочности его используют в самолето- и ракетостроении, легкость и хорошую электропроводность алюминия используют для изготовления электрических проводов, его теплопроводность и неядовитость — при изготовлении алюминиевой посуды, неядовитость и пластичность дает возможность применять алюминий для изготовления фольги, а такое его свойство, как способность гореть ослепительным пламенем позволят его использовать при производстве бенгальских огней.

Обобщение и систематизация знаний:

«Лови ошибку»

Прослушайте предложения и, если заметили ошибку, поднимите правую руку.

А. Вода — это вещество без цвета, запаха и со сладким вкусом.

 Б. Сера — твердое, желтое вещество, притягивающееся магнитом.

В. Железо — это вещество темно-серого цвета, притягивающееся магнитом и не проводящее электрический ток.

«Дополни предложение»

Любой предмет, нас окружающий, это …, которое состоит из …, которое имеет …, которые бывают … и … Химия — это наука о …, их … и …

Закрепление:

Тест-самоконтроль

1. Любой предмет, нас окружающий — это:

а) физическое тело; б) вещество.

2. Стеклянная ваза, стеклянный стакан, стеклянная колба — это:

а) тела; б) вещества.

3. Вещество — это:

а) то, и чего состоит физическое тело;

б) любой предмет нас окружающий.

4. В каком из предложений, приведенных ниже, речь идет о стекле как о физическом теле?

а) он разбил оконное стекло; б) ваза сделана из стекла.

5. Свойства вещества — это:

а) признаки, по которым вещества отличаются друг от друга;

б) цвет вещества.

6. Укажите физическое свойство воды:

а) вода легко испаряется; б) вода разлагается на водород и кислород при пропускании через нее электрического тока.

7. Укажите вещество, которому соответствуют следующие свойства: серебристо-серое, электропроводное, притягивается магнитом.

а) железо; б) алюминий.

Решите кроссворд:

1 — любой предмет, нас окружающий;

2 — то, из чего состоят физические тела;

3 — признаки, по которым вещества сходны или отличаются друг от друга;

4 — свойства, которые мы можем описать сами у веществ;

5 — свойства, которые мы не можем сами описать с помощью органов чувств;

6 — наука о веществах и их превращениях.

Ответы: 1 — физическое тело; 2 — вещество; 3 — свойства; 4 — физические; 5 — химические; 6 — химия.

Рефлексия и подведение итогов:

-Как вы считаете, узнали ли вы сегодня что-то новое и полезное для себя?

-Какова роль химии в нашей жизни?

Домашнее задание

I уровень: § 2, упр. 6,8,9

II уровень: тоже + изготовить газету-стенд «Химия в нашей жизни», сравнить серу и медь по всем физическим характеристикам.

Свойства меди

Медь расположена в подгруппе 1В системы Д.И.Менделеева, Ее порядковый номер 29, атомная масса 63,57. Медь плавится при 1083°С и кипит при 2360°С. В меди не обнаружено полиморфных прев­ращений, во всем интервале температур ниже точки плавления она имеет г.ц.к решетку, период которой при 20°С равен 0,31607 нм. Медь относится к тяжелым металлам, ее плотность при 20°С состав­ляет 8,94 г/см

3.

Физические свойства меди приведены в табл.1. Модули упругос­ти меди больше, чем у алюминия и магния. Медь – диамагнитный ме­талл с очень небольшой удельной магнитной восприимчивостью, рав­ной 0,086 см³/г при 18°С. Удельное электросопротивление отожженной медной проволоки при 20^иС равно 1,72X10^-6 Ом.см. Примеси, со­держащиеся в меди, снижают ее электропроводность. Наиболее сильно повышают электрическое сопротивление меди фосфор, мышьяк, крем­ний, железо, сурьма и кобальт. Кислород в небольших количествах повышает электропроводность меди ввиду того, что он способствует удалению при плавке окисляющихся примесей из расплава.

Чистейшая медь обладает небольшой прочностью и высокой плас­тичностью. При пластической деформации меди, как и других метал­лов с г.ц.к структурой, происходит скольжение преимущественно по плоскостям 111 в направлениях110. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕДИ С ЛЕГИРУЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Медь образует непрерывные твердые растворы с соседними по таблице Д.И.Менделеева элементами: золотом» никелем» палладием» платиной, а также с марганцем. Ближайший к меди металл – серебро не обладает неограниченной растворимостью в твердой меди. Из метал­лов с неограниченной растворимостью в меди для легирования исполь­зуют лишь никель и марганец, остальные элементы слишком дефицитны и дороги.

Элементы, сильно отличающиеся по строению и свойствам от ме­ди, полностью не смешиваются с ней в жидком состоянии. К ним от­носятся кислород, селен, теллур, таллий, хром, молибден, вольфрам, тантал, рений, уран.

Влияние примесей на структуру и свойства меди

Структура и свойства меди существенно зависят от присутствую­щих в ней примесей.

По характеру взаимодействия с медью примеси можно разделить на три группы. К первой группе относятся металлы, растворимые в твердой меди. Вторая группа представ­лена элементами, практически нерастворимыми в меди в твердом со­стоянии и образующими с ней легкоплавкие эвтектики (В; , РЬ). Третью группу составляют полуметаллические и металлические элемен­ты, образующие с ней химические соединения.

Элементы первой группы существенно не влияют на свойства ме­ди в тех количествах, которые характерны для металла технической чистоты. В больших количествах некоторые из этих металлов благо­приятно сказываются на свойствах меди и поэтому применяются для легирования.

Примеси, нерастворимые в меди, обычно отрицательно влияют на ее механические и технологические свойства. Наиболее вредное влия­ние оказывает висмут. Висмут – хрупкий металл, и его прослойки по границам зерен приводят к хладноломкости меди и ее сплавов.

Свинец не приводит к хладноломкости меди и ее сплавов, так как он пластичен, но из-за низкой точки плавления эвтектики вызы­вает горячеломкость. Вместе с тем свинец облегчает обработку меди и ее сплавов резанием, так как делает стружку более ломкой. Если хорошая обрабатываемость давлением при высоких температурах не является решающим фактором, то в меди и ее сплавах допускают довольно большое содержание свинца. Кислород присутствует в меди в виде закиси, которая дает с ней эвтектику при 3,4% Си или 0,39% 0₂.

Закись меди неблагоприятно влияет на пластические свойства, технологичность, коррозионную стойкость меди. При отжиге в атмосфере, содержащей водород, атомы водорода диффундируют в медь и реагируют с закисью меди, образуя внутри металла пары воды высокого давления, что вызывает разрушение меди. Это явление называют водородной болезнью. Кислород затрудняет также пайку, сварку и лужение меди.

Сера образует с медью соединение, которое в твердой меди практически не растворяется, поэтому при самых малых содержаниях серы в меди формируется хрупкая эвтектика. Эта эвтектика не вызывает горячеломкости, так как она плавится при высоких температурах, но приводит к хладноломкости, снижает технологическую пластичность при горячей обработке давлением.

Селен и теллур образуют с медью соединения, растворимость которых в меди весьма мала. Эти элементы даже в тысячных долях процента резко ухудшают свариваемость меди, снижают ее пластичность.

Оптимальные температуры рекристаллизационного отжига 500-600°С. При более высоких температурах относительное удлинение меди силь­но уменьшается из-за роста зерна, образования текстуры рекристаллизации.

Урок с презентацией по химии “Сера. Свойства и применение” (9 класс)

Открытый урок по химии в 9 классе

Учитель химии МБОУ ООШ № 20 Медведева Ирина Михайловна

По программе «Химия-9» Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман.

Тема урока: «Свойства и применение серы». ИТБ. ЛО № 3.

Цель урока. Сформировать систему знаний учащихся о строении, свойствах и применении серы.

Задачи урока.

Образовательные:

Рассмотреть аллотропные модификации серы.

Изучить физические и химические свойства серы, нахождение в природе, его области применения.

Продолжить формирование умения учащихся работать с периодической системой химических элементов Д. И. Менделеева.

Совершенствовать умения составлять уравнения химических реакций.

Продолжить формирование умения и навыка составления окислительно-восстановительных реакций с использованием метода электронного баланса

Развивающие:

Развивать память и внимание учащихся.

Формировать положительную мотивацию на изучение предмета химии.

Учить применять имеющиеся знания в новой ситуации.

Воспитательные:

Показать значимость химических знаний  для современного человека.

Убедить в необходимости привлечения средств химии к пониманию процессов, происходящих в окружающем нас мире.

Способствовать формированию научного мировоззрения;

Тип урока: комбинированный

Форма проведения урока: медиа-урок

Методы и методические приемы:

Методы обучения. Методы организации учебной деятельности:

словесные: рассказ, эвристическая беседа, дискуссия, постановка проблемы

наглядные: демонстрация презентации, работа с опорным конспектом,

практические: демонстрация проблемных экспериментов, выполнение лабораторного опыта, выполнение поставленных задач

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, программные средства Power Point, Windows Media., таблица растворимости кислот, оснований, солей, мультимедийная презентация по теме (Приложение 1). Демонстрационные эксперименты: аллотропные модификации серы, взаимодействие серы с металлами и с кислородом. Лабораторный опыт (Ознакомление с образцами серы и её природных соединений) Индивидуальные блок-схемы. (Приложение 2) Оценочные листы. (Приложение 3) Лабораторное оборудование для ДЭ, коллекция «Самородная сера и ее природные соединения».

Вопросы, подлежащие рассмотрению:

• Характеристика серы по положению в ПСХЭ.

• Строение атома серы в сравнении с атомом кислорода.

• Нахождение в природе. Важнейшие минералы.

• Аллотропия и Физические свойства серы. Способы получения. Химические свойства серы.

• Биологическое значение и Применение серы.

Регулятивные

Познавательные

Коммуникативные

Повторить строение атома серы; уметь характеризовать эемент серу по ее положению в ПСХЭ, изучить нахождение серы в природе, способы получения и открытия этого элемента, физические и химические свойства, а также применение; продолжить формирование умения и навыка составления окислительно-восстановительных реакций с использованием метода электронного баланса. Формировать знания о свойствах веществ в ходе демонстрационных и лабораторных опытов.

Постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимся, и того, что еще неизвестно. Выбор, принятие и сохранение учебной цели и задачи.

Составление плана, осуществление самоконтроля и самооценки, осознание качества и уровня усвоения.

Приёмы саморегуляции.

Сравнение, обобщение, конкретизация, анализ;

самостоятельное выделение и формулирование познавательной цели; поиск и выделение необходимой информации, применение методов поиска информации с помощью практической деятельности.

Умение структурировать знания; умение осознанно и произвольно строить речевое высказывание в устной и письменной форме; рефлексия способов и условий действия, контроль и оценка процесса и результатов деятельности; установление причинно-следственных связей, построение логической цепи рассуждений, доказательство.

Умение формулировать собственное мнение и позицию.

Восприятие выступлений учащихся.

Взаимоконтроль, взаимопроверка, распределение обязанностей в группе.

Планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками – определение цели,

функций участников, способов взаимодействия.

Рефлексия собственной деятельности. Действие смыслообразования, т. е. установление учащимися связи между целью учебной деятельности и ее мотивом.

Положительный настрой на урок.

Приветствует учащихся, проверяет готовность учащихся к уроку.

Приветствуют учителя, проверяют свою готовность к уроку.

Слайд 1: “Чтобы увидеть что то новое, нужно совершить что то новое.

Георг Лихтенберг, выдающийся немецкий учёный-физик и публицист

На интерактивной доске Слайд 1

Стадия вызова.

Вхождение в тему урока и создание условий для осознанного восприятия нового материала

Учитель: Найдите ошибку в теоретических представлениях алхимиков о природе металлов.

Ученики Тема и цели урока фиксируются в опорном конспекте, проецируемом на экран. Записывают тему урока в тетрадь и в Рабочий лист

(Слайд2)

У алхимиков сера считалась одним из “начал” всех металлов (признаки горючести и желтой окраски), что подробно описано в трудах выдающегося ученого Средневековья Р. Бэкона (XIII в.).

Слайд 3 «Сера. Свойства и применение».

«Верите ли вы?». Учитель: А так ли это? Ответы на эти вопросы вы получите в течение этого урока. Будьте внимательны. Отмечайте в рабочих листах знаком «+» сои правильные ответы.

на Каждый вопрос – ответ с аргументом. (группе даётся по одному вопросу для обсуждения 0,5 мин.)

Затем представители групп формулируют ответ: достоверно ли утверждение и почему.

представитель группы озвучивает ответ.

( слайд 4)

• Серы в земной коре столько ,что из нее можно было бы сделать еще две дополнительных луны.

• Фу, что за запах? Если вонь тухлых яиц, то это может быть просто сера.

• Сера в чистом виде ядовита! Это свойство использовалось жрецами еще в древности для проведения обрядов, поскольку сера считалась атрибутом потусторонних сил.

• Сера – горючее вещество, содержится в патронах и гранатах

• Минеральная сера вырабатывается ушными серными железами.

Читает историческую справку об открытии серы.

Учитель: Как Вы думаете, откуда произошло название этого вещества.

Делают пометки в рабочем листе (самооценка).

Строят гипотезы, выдвигают предположения

(Слайд 5)

Египтяне 2000 лет до н. э. использовали серу для приготовления косметических средств, красок при отбелке тканей.

С запахом горящей серы – удушающим действием сернистого газа связано использование её жрецами в своих языческих обрядах.

Римляне и греки употребляли серу как зажигательное оружие. Сера вместе с селитрой, смолой и нефтью входила в состав древней зажигательной смеси – «греческого огня», который применялся и на суше и в морских сражениях.

У алхимиков сера играла большую роль, так как считалась наиболее совершенным выразителем одного из «основных начал» природы – горючести.

«Сера входит в состав ужасного изобретения – порошка, который может метать далеко вперед куски железа, бронзы или камня – орудие войны нового типа – пороха» (Немецкий химик и металлург Георгиус Агриколла (1494 – 1555)

Слайд 6 Антуан Лоран Лавуазье

1743–1794 гг.

установил элементарную природу серы 1 ноября 1772 г. в опытах по сжиганию.

(по щелчку) Название «сера» восходит к лат. sera — «воск» или лат. serum — «сыворотка». Лат. «sulphur» предположительно восходит к индоевропейскому корню «swelp» — «гореть».

Определение темы, цели и задач урока. Самоопределение в деятельности.

Подводит учащихся к формулированию цели и задач урока.

«Мы выяснили тему урока. Как обычно, изучая химию элементов, что мы рассматриваем, какие цели ставим?»

Формулируют цель и задачи урока и план своей деятельности.

Формулируют цели и задачи урока

Слайд 7

Цели: узнать о строении, свойствах, получении и применении серы. Задачи: изучить физические и химические свойства серы, нахождение в природе, области применения.

Организация и самоорганизация учащихся в ходе контроля усвоения материала.

Организация и самоорганизация учащихся в ходе усвоения нового материала. Организация обратной связи.

Организация обратной связи.

Контроль УУД по теме «Халькогены»

Организация деятельности учащихся на изучение новой темы, выполнении эксперимента,

Работа с источниками информации – учебником, опорной схемой.

Проблемный эксперимент

Предлагает ответить на вопросы теста.

Заполнить пропуски в тексте – Охарактеризуйте электронное строение атома серы по его положению в ПСХЭ

Выполняют тест

Работают с текстом и таблицей ПСХЭ

Разбирают положение в ПСХЭ во время проверки

Слайд 8 (проверка на слайде 8 по щелчку)

Слайд 9

Использование ПСХЭ Д.И.Менделеева.

Нахождение серы в природе изучаем, выполняя лабораторный опыт. Установить формулы образцов вам поможет Схема 4 в учебнике на стр 62. или Опорный конспект

Работают в парах, обмениваются образцами, формулы ищут в опорном конспекте, работают с учебником.

Отмечают в опорном конспекте верный ответ.

Слайд 10 Нахождение серы в природе

Лабораторный опыт № 3. Ознакомление с образцами серы и её природных соединений.

Задание: рассмотрите образцы серы и её природных соединений, охарактеризуйте. Занесите данные в таблицу, сделайте ВЫВОД:

Сера в природе встречается …………..

Сера составляет почти 3% от массы Земли. В ее ядре минерала в 100 раз больше, чем в коре. Этого достаточно, чтобы сделать две дополнительные луны

Знакомимся с Получением серы

Записывают уравнения реакций в тетрадь

Слайд 11

Аллотропия и физические свойства.

Предлагается ознакомиться с данными таблицы на слайде и материалом опорного конспекта.

Демонстрация перехода кристаллической серы в пластическую. (видео)

Слайд 12, 13 Работают с опорным конспектом.

Отвечают на вопросы. Сравнение аллотропных модификаций серы по таблице

Сравнивают свойства аллотропных модификаций серы, вписывают в РЛ

Аморфное,

пластическая масса

кристаллическое вещество

кристаллическое вещество

Цвет

коричневый

Светло – желтый

темно-желтый

Плотность

2,07 (г/см³)

1,96 (г/см³)

Растворимость в воде (Н/Р)

нерастворима

нерастворима

нерастворима

Температура плавления

160ºС

112ºС

119,3ºС

Запах

нет

нет

нет

Сам минерал не имеет запаха, не ядовит, однако его соединения – сероводород и сернистый газ обладают ужасным удушающим запахом и опасны для жизни

Отмечают в опорных конспектах правильные ответы.

Химические свойства серы

Учитель демонстрирует опыт: взаиодействие серы с натрием.

Видео окисление серы кислородом.

Наблюдают, строят предположения, формулируют предположения:

Сера активно взаимодействует со многими металлами

Работают с ресурсом.

Изучают химические свойства. (взаимодействие с металлами, неметаллами, окисление кислородом, сложными веществами).

Записывают уравнения реакций по схемам. Делают выводы.

Слайд 14, 15 «Химические свойства серы»

Один из вариантов происхождения латинского названия серы – Sulfur – перевод с санскрита «шулбари» переводится как «враг меди», а , может быть, не только меди, а всех металлов.

Этот вариант интригует. Почему?

Посмотрим как медь реагирует с натрием.

Схемы реакций.

Слайд 16, 17 (видео)

Значение серы

Знакомятся с информацией

Слайд 18

Применение серы

Слайд 19, 20

Закрепление изученного материала.

Предлагает пройти тест по изученному материалу.

Работают с тестом.

Отвечают на вопросы.

Слайды 21,22

Рефлексия.

Проведение анализа (самоанализа) и оценка качества деятельности учащихся на уроке.

Предлагает попытаться подчеркнуть самый актуальный вопрос и ответить на него.

Подводит итог урока.

Подсчитывают баллы.

Оценивают свои результаты.

Слайд 23

сегодня я узнал…
было интересно…
было трудно…
я выполнял задания…
я понял, что…
теперь я могу…
я почувствовал, что…
я приобрел…
я научился…
у меня получилось …
я смог…
я попробую…

Домашнее задание.

Закрепление изученного материала.

Объясняет задание.

Записывают задание.

Слайд 24

Металлы и неметаллы — урок. Химия, 8–9 класс.

Простые вещества по их свойствам делят на металлы и неметаллы.

 

Металлы имеют немолекулярное строение и сходные физические свойства. Все металлы (кроме ртути) при обычных условиях представляют собой твёрдые вещества. Их легко узнать по характерному металлическому блеску. Металлы хорошо проводят тепло и электрический ток.

 

Рис. \(1\). Ртуть

  

Рис. \(2\). Железо

 

При ударе металлы не разрушаются, а меняют свою форму, т. е. им характерна пластичность. Металлы можно ковать, прокатывать в листы, вытягивать в проволоку.

  

Неметаллы не имеют общих физических свойств и не похожи на металлы.  У них отсутствует металлический блеск. У большинства неметаллов низкие электропроводность и теплопроводность.

 

Большинство неметаллов имеет молекулярное строение. Такие вещества при обычных условиях являются газами (водород, кислород, азот, озон, фтор, хлор, инертные газы), жидкостями (бром) или хрупкими легкоплавкими твёрдыми веществами (сера, иод, белый фосфор).

 

Рис. \(3\). Хлор

 

Рис. \(4\). Бром

  

Рис. \(5\). Сера

  

Некоторые неметаллы имеют немолекулярное строение, например, красный фосфор, кремний, алмаз и графит. Такие вещества твёрдые, тугоплавкие, нелетучие.

  

Рис. \(6\). Уголь

  

Определить, является простое вещество металлом или неметаллом, можно с помощью периодической таблицы. Химические элементы металлы, образующие простые вещества с металлическими свойствами, располагаются в периодической таблице слева ниже диагонали «водород — бор — кремний — мышьяк — теллур — астат — № \(118\)». Вверху справа располагаются химические элементы неметаллы, которые образуют простые вещества с неметаллическими свойствами.

 

Рис. \(7\). Периодическая таблица

 

Элементов металлов больше, чем элементов неметаллов. Значит, и простых веществ с металлическими свойствами существует больше, чем с неметаллическими.

Источники:

Рис. 1. Ртуть https://www.shutterstock.com/ru/image-illustration/shiny-mercury-hg-metal-drops-droplets-373508821

Рис. 2. Железо https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/99-fine-electrolytic-iron-isolated-on-1687925125

Рис. 3. Хлор  https://image.shutterstock.com/image-photo/chlorine-gaz-glass-round-bottom-600w-713676862.jpg

Рис. 4. Бром https://image.shutterstock.com/image-photo/macroview-on-ampoule-element-no-600w-1739647871.jpg

Рис. 5. Сера https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/yellow-natural-native-sulfur-crystal-isolated-729259936

Рис. 6. Уголь https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/activated-charcoal-isolated-on-white-background-1446133922

Рис. 7. Периодическая таблица © ЯКласс

Сера – Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: сера

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

Привет, на этой неделе вонючие отложения, скунсы и запах ада.Все они начинаются с буквы S, как и элемент этой недели. Вот Стив Майлон.

Стив Майлон

«Как пахло?» Это был единственный вопрос, который мне нужно было задать своему коллеге-геологу об отложениях, которые она пыталась понять. Запах осадка многое говорит о химическом составе, лежащем в основе. Густые черные бескислородные отложения могут сопровождаться гнилостным запахом, характерным только для восстановленной серы.

Может быть, поэтому сера имеет такую ​​плохую репутацию.Мой сын полгода не ел яйца, когда почувствовал запах своего первого тухлого яйца. В Библии кажется, что всякий раз, когда что-то случается или вот-вот должно произойти, горящая сера изображена на картинке:

Например,

В Бытие мы слышим, «Господь пролил дождем горящую серу на Содом и Гоморру»

И в Откровении мы читаем, что грешники найдут свое место в огненном озере из горящей серы ».

Странно то, что в обоих случаях мы не должны ожидать появления чего-либо пахнущего.Когда сера горит на воздухе, она обычно образует диоксид серы или триоксид серы, последний из которых не имеет запаха [исправлено из аудиофайла подкаста, в котором говорится, что диоксид серы не имеет запаха]. Эти соединения могут далее окисляться и выпадать в виде серной или сернистой кислоты. Это механизм кислотных дождей, которые опустошили леса на северо-востоке Соединенных Штатов, поскольку богатые серой угли сжигаются для выработки электроэнергии в штатах Среднего Запада и уносятся на восток преобладающими ветрами, когда серная кислота выпадает, вызывая всевозможные экологические проблемы.

Кроме того, сочетание горящего угля и тумана создает смог во многих промышленных городах, вызывая респираторные заболевания у местных жителей. Здесь также виноваты диоксид серы и серная кислота. Но опять же, с этой формой серы не связано никакого запаха.

Так что, если говорят, что ад или дьявол «пахнут серой», может быть, это не так уж и плохо.

Но уменьшите серу, отдав ей пару электронов, и ее запах будет безошибочным. Требование восстановления серы до сульфида явно потеряно при переводе.

Ад, пахнущий сероводородом или любым количеством сероорганических соединений, совсем не будет хорошим местом. Органические сульфидные соединения, известные как тиолы или меркаптаны, настолько плохо пахнут, что их обычно добавляют в природный газ без запаха в очень небольших количествах, чтобы служить «сигнализатором запаха» в случае утечки в трубопроводе природного газа. Скунсы используют неприятный запах бутил-селеномеркаптана как средство защиты от врагов. И лично для меня наихудшая химия происходит, когда пониженная сера придает неприятный (вонючий) привкус бутылкам с вином или пивом.-приведены, чтобы испортить приятную ночь в городе или послеобеденное время в местном пабе.

Итак, откуда берется «запах ада» в бескислородных отложениях. Интересно, что некоторые бактерии эволюционировали, чтобы использовать окисленную серу, сульфат, в качестве акцептора электронов во время дыхания. Подобно тому, как люди превращают элементарный кислород в воду, эти бактерии восстанавливают сульфат до сероводорода – они явно не обращают внимания на запах.

Запах – не единственный интересный химический состав, который сопровождает восстановленную серу.Глубокий черный цвет, связанный с бескислородными отложениями, является результатом низкой растворимости большинства сульфидов металлов. Восстановление сульфата до сульфида обычно сопровождает осаждение пирита (сульфида железа), киновари (сульфида ртути), галенита (сульфида свинца) и многих других минералов. Эти сульфиды металлов стали важным промышленным источником многих из этих важных металлов.

Промышленность – это то место, где вы почти наверняка найдете серу или, что более важно, серную кислоту, которая используется в различных процессах, от производства удобрений до нефтепереработки.На самом деле серная кислота считается самым производимым химическим веществом в промышленно развитом мире. Представьте, что элемент с такой адской репутацией стал одним из самых важных. 12) серы.DMS окисляется до SO2 и, наконец, до частиц серной кислоты, которые могут действовать как ядра конденсации облаков, образуя облака, которые имеют общий охлаждающий эффект для планеты.

Представьте себе более высокие температуры, за которыми следует более высокая биологическая активность, приводящая к большему выбросу DMS в атмосферу. Образовавшееся облако может охладить нагреющуюся планету. Это похоже на то, как планктон раскрывает зонт, частично состоящий из серы. Из символа проклятия в спасителя … что за поворот !!.

Крис Смит

Стив Майлон нюхает вонючую историю Sulphur. К счастью, элемент на следующей неделе намного менее пахучий.

Джон Эмсли

История его открытия началась, когда Рэлей обнаружил, что азот, извлеченный из воздуха, имеет более высокую плотность, чем полученный при разложении аммиака. Разница была небольшой, но реальной. Рамзи написал Рэли, предлагая поискать более тяжелый газ в азоте, полученном из воздуха, в то время как Рэли должен искать более легкий газ из аммиака.Рамзи удалил весь азот из своего образца, многократно пропуская его над нагретым магнием. Ему оставили один процент, который не вступил в реакцию, и он обнаружил, что он плотнее азота. В его атомном спектре появились новые красные и зеленые линии, подтверждающие, что это новый элемент.

Крис Смит

И этот новый элемент был аргоном, прозванным ленивым элементом, потому что первоначально ученые думали, что он ни с чем не будет реагировать. Теперь мы знаем, что это неправда, и Джон Эмсли будет здесь, чтобы раскрыть секреты аргона в программе «Химия в ее элементе» на следующей неделе. Надеюсь, вы присоединитесь к нам.Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(промо)

(конец промо)

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Недвижимость, Классификация и Периодический Закон

Свойства, классификации и Периодический закон

Введение

Вещества, как элементы, так и соединения, описаны в с точки зрения их химических и физических свойств.Физические свойства – это те характеристики которые можно измерить или наблюдать без изменения вещества личность. Такие характеристики, как точка плавления, цвет, твердость и т. д. являются физическими свойствами. Обратите внимание, что после наблюдения или определения таких По свойствам вещество остается тем же веществом. С другой стороны, химические свойства те, которые описывают действие вещества, когда оно теряет свою идентичность и образует новое вещество. Заявление “натрий реагирует с хлором с образованием нового вещества, натрия хлорид »описывает химическое изменение.И натрий, и хлор меняют свою идентичность и образуют новый вещество, обладающее новым набором характеристик.

Люди всегда использовали классификации как средство передача друг другу информации о членах класса. Например, две классификации растений деревья и кустарники. Как только мы узнаем характеристики класса, то мы можем связать эти характеристики с члены этого класса. Таким образом, если бы вы были сказал, что у меня во дворе растет дерево, сразу в воображении идея «дерева»; вы не думаете об объекте, который мы называем “кустарник”.

Элементы и их соединения можно классифицировать по их химическим и физическим характеристикам. Пара основных классификаций, которые вам, без сомнения, уже знакомы с: кислоты против оснований, металлы против неметаллов, органические соединения против неорганические соединения и т. д. Кроме того, также известно, что свойства элементов закономерно меняются в зависимости от атомный номер элементов. Этот наблюдение известно как Периодический закон, который гласит, что «Подобное физические и химические свойства периодически повторяются, когда элементы перечислены в порядке возрастания атомного номера « ¹ .Обратите внимание, что Периодический закон гласит, что свойство будет меняться в обычном порядке; либо увеличить, либо уменьшить. Он не предсказывает направление движения изменение. Периодический закон также может быть распространяется на определенные соединения элементов.

Цель эксперимента:

а) определить физические свойства некоторых элементов (а именно натрия (Na), меди (Cu), углерод (C) и сера (S)) и классифицируют элементы как металлы или неметаллы

б) определяет, может ли периодический закон применяться к растворимость ряда соединений, для которых единственная разница между соединения – это порядковый номер одного элемента в соединении.Для этой части эксперимента мы будем с использованием: карбоната лития (Li ₂ CO ₃ ), карбоната натрия (Na ₂ CO ₃ ), и карбонат калия (K ₂ CO ₃ ).

Доступные материалы

4 образца элементов, молоток, вольтметр, шпатель, сталь шерсть

Опытная (работа в паре)

а) Физический Свойства металлов и неметаллов

и.Какие физические свойства используются для определить, является ли вещество металлом или неметаллом? Какие свойства описывают металл? Неметалл?

ii. Однажды ты определились с ответами выше, вы готовы протестировать предоставленные образцы. Ваш инструктор укажет на их местонахождение и меры предосторожности.

б) Растворимость карбонатов металлов

и. Вес 0,50 г 0,05 г карбоната натрия, карбоната лития и карбоната калия и поместите каждый образец в отдельную пробирку.Обязательно промаркируйте каждую пробирку.

ii. Добавьте в каждую пробирку по 5 капель воды и перемешайте палочкой для перемешивания пару минут. ^*

iii. Если твердое вещество не растворилось, удалите палочку для перемешивания, добавьте еще 5 капель воды и снова вставьте мешалку стержень и перемешивайте пару минут.

iv. Повторяйте шаг iii, пока твердое тело не станет еле растворилась. Запишите, сколько капель воды, необходимой для растворения каждого твердого вещества.

^* Важно, чтобы вы перемешиваете смесь твердое вещество с водой в течение 2-3 минут, потому что соли растворяются по разным ставкам. Ваша цель – сравнить абсолютную растворимость солей (карбонат лития, карбонат натрия и карбонат калия), а не скорости, с которой они растворяются. Твердый считается полностью растворенным, только если раствор относительно прозрачный и частиц твердого вещества больше нет.Если вы не уверены, вещество растворяется, обратитесь к своему инструктору ПЕРЕД тем, как утилизировать решение.

Свойства, классификации и периодический закон

Имя ______________________________ Раздел _________ Дата _____________

а) Физический Свойства металлов и неметаллов

Физические свойства Углерод Медь Натрий Сера

__________ (Да / Нет) __________ __________ __________ __________

__________ (Да / Нет) __________ __________ __________ __________

__________ (Да / Нет) __________ __________ __________ __________

На основании ваших наблюдений:

Какие элементы вы бы классифицировали как металлы? ___________________

Какие элементы вы бы классифицировали как неметаллы? _________________

Где в периодической таблице находятся элементы что вы относите к категории металлов фигурируют?

(левая сторона, правая сбоку, сверху, снизу и т. д.) ______________________

Где в периодической таблице находятся появляются элементы, которые вы классифицировали как неметаллы?

(левая сторона, правая сбоку, сверху, снизу и т. д.) ______________________

б) Растворимость Карбонаты металлов

Запишите количество капель воды, которые потребовалось растворить образцы по 0,50 г каждой соли.

Соль Количество капель воды, необходимое для растворения 0,50 г

Карбонат лития ______

Карбонат калия ______

Натрия карбонат ______

Перечислите элементы лития, калия и натрия в порядке возрастания атомного номера. (наименьший атомный номер слева, наибольший атомный номер справа):

____________, ____________, г. ______________

Перечислите соединения в порядке возрастания растворимость (наименее растворим слева и наиболее растворим справа):

________________________, _____________________, ____________________

Имеет ли растворимость этих соединений подчиняться Периодическому закону? _____ Объясните свой ответ

Реальная история За «Золото дураков»

Выберите страну / регион *

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика ofCook IslandsCosta RicaCote Д’ИвуарХорватияКубаКипрЧешская РеспубликаДанияДжибутиДоминикаДоминиканская РеспубликаВосточный ТиморЭквадорЭгипетЭль-СальвадорЭкваториальная ГвинеяЭритреяЭстонияЭфиопияФолклендские острова (Мальвинские острова) Фарерские островаФиджиФинляндияФинляндияФранция ЮгославияФранция ФранцияГерманияГерманияГермания reenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао-Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSeychellesSierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited арабских EmiratesUnited KingdomUruguayUS Экваторияльная IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.S.) Острова Уоллис и Футуна Западная Сахара ЙеменЮгославия Замбия Зимбабве

Преобразование сульфида меди в медь с поверхностной серой для электрокаталитического полугидрирования алкинов с водой

Синтез материалов и характеристики

Самонесущие НК CuS были синтезированы простым сульфированием Cu (OH ) ₂ нанопроволок прекурсоров (рис. 2а и дополнительные рисунки 1а, б). Изображения, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) (рис.2d и дополнительные рис. 2a – c) показали, что нанопроволоки CuS, собранные из небольших наночастиц, выращивались непосредственно на вспененной меди (CF). Полосы решетки с межплоскостным расстоянием 0,305 нм на изображении ПЭМ высокого разрешения (дополнительный рис. 2d) были отнесены к плоскостям (102) CuS ⁴² . Изображение энергодисперсионного рентгеновского картирования (дополнительный рис. 2e) подразумевает, что Cu и сера были равномерно распределены по всей наноструктуре. Все дифракционные пики на рентгенограмме (рис.2c) может быть отнесен к гексагональной структуре CuS (JCPDS № 06-0464). Яркие пики при 932,8 эВ (Cu 2 p _3/2 ) и 952,8 эВ (Cu 2 p _1/2 ) в рентгеновских фотоэлектронных спектрах принадлежали Cu ²⁺ , тогда как характеристические сигналы при 163,5 эВ (S 2 p _3/2 ) и 162,3 эВ (S 2 p _1/2 ) были отнесены к S ^2- (дополнительные рисунки 2e и 3) ⁴³ . Эти результаты свидетельствуют об успешном синтезе НА CuS.

Рис. 2: Преобразование НК CuS в НС Cu-S под катодным потенциалом.

a Схема, иллюстрирующая электровосстановительное преобразование in situ предшественников НА CuS в НС Cu-S. b Кривые LSV в процессе электровосстановления НА CuS. c картины XRD, d изображения SEM и e S 2 p спектры НК CuS и сформированных in situ НК Cu-S.

Свежеприготовленные НК CuS затем были преобразованы в НС Cu-S посредством электрохимического восстановления в 1.0 M KOH со скоростью развертки 5 мВ с ⁻¹ (рис. 2а). Кривые линейной развертки вольтамперометрии (LSV) показали три типичных пика восстановления при −0,8, −1,05 и −1,3 В в зависимости от Hg / HgO, соответствующих восстановлению CuS / Cu ₈ S ₅ , Cu ₈ S ₅ / Cu ₂ S и Cu ₂ S / Cu соответственно. Эти пики восстановления сначала появились, постепенно исчезли и, наконец, исчезли на четвертом сканировании LSV, что указывает на быстрое полное восстановление предшественников CuS (рис.2б). Подробности будут обсуждаться позже. Этот результат согласуется с диаграммой Пурбе для системы Cu-S (дополнительный рисунок 4), в которой CuS не является термодинамически стабильным в водных растворах при pH 14 и может стать металлической Cu при потенциалах более отрицательных, чем -0,8 В по сравнению со стандартным. водородный электрод (-1,3 В относительно Hg / HgO) ^44,45 . Удаление серы, вызванное электровосстановлением, может уменьшить размер нанопроволок и вызвать превращение НА в НС (рис. 2d и дополнительные рис.5а – в). Рентгенограмма показала исчезновение CuS и присутствие Cu ₂ O после электровосстановления (рис. 2в), что могло быть связано с неизбежным окислением образца на воздухе. Четкие полосы с шагом решетки 0,24 нм на изображении HRTEM также подтвердили фазу Cu ₂ O (дополнительный рис. 5b). Данные энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDS) показали, что содержание серы в НЗ Cu-S составляет около 5,5%, что подразумевает сильное выщелачивание серы во время процесса восстановления и наличие следов серы в образовавшейся in situ Cu. -S NS (дополнительный рис.6). Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) также использовалась для исследования валентного состояния НЗ Cu-S. После электровосстановления атомный процент серы снизился с 42% до 4,6% в соответствии с результатами EDS. Пики при 163 эВ (S 2 p _3/2 ) и 162 эВ (S 2 p _1/2 ) были отнесены к S ^2-. Кроме того, новый пик при 168 эВ был получен в результате окисления поверхностных частиц серы на воздухе ⁴⁴ . В спектрах Cu максимумы при 932.8 и 953,8 эВ были отнесены к Cu ⁺ 2 p _3/2 и Cu ⁺ 2 p _1/2 Cu ₂ O, тогда как небольшие пики при 954,1 и 934,6 эВ со сателлитным пиком при 942 эВ соответствуют Cu ²⁺ CuO из-за его окисления на воздухе ⁴⁶ . Эти результаты показали, что НК CuS претерпевают морфологическую и структурную эволюцию в процессе электрохимического восстановления.

Данные рентгеновской спектроскопии (EDS) показали, что содержание серы в НЗ Cu-S составляет около 5.5%, что подразумевает сильное выщелачивание серы в процессе восстановления и наличие следов серы в образовавшихся in situ НС Cu-S (дополнительный рис. 6). XPS также использовался для исследования валентного состояния НЗ Cu-S. После электровосстановления атомный процент серы снизился с 42% до 4,6% в соответствии с результатами EDS. Пики при 163 эВ (S 2 p _3/2 ) и 162 эВ (S 2 p _1/2 ) были отнесены к S ^2-.Затем новый пик при 168 эВ был получен в результате окисления поверхностных частиц серы на воздухе ⁴⁴ . В спектрах Cu пики при 932,8 и 953,8 эВ были отнесены к Cu ⁺ 2 p _3/2 и Cu ⁺ 2 p _1/2 Cu ₂ O, тогда как небольшие пики при 954,1 и 934,6 эВ со сателлитным пиком при 942 эВ соответствуют Cu ²⁺ CuO из-за его окисления на воздухе ⁴⁶ . Эти результаты показали, что НК CuS претерпевают морфологическую и структурную эволюцию в процессе электрохимического восстановления.

Кроме того, была проведена серия исследований in situ (следующие характеристики были выполнены in situ, если не указано иное) для изучения структурной эволюции CuS в электрохимических условиях. Во-первых, потенциал-зависимая XRD использовалась для контроля фазового превращения образца (рис. 3a). Чтобы исключить интерференцию подложки, порошки CuS сначала снимали с подложки из вспененного Cu и наносили на бумагу из углеродного волокна (CP) для проведения XRD-тестов. Пик в 54 года.5 ° – один из характерных пиков ЦП (JCPDS № 26–1076). На рентгенограмме исходного образца обнаружены два пика при 48,1 ° и 59,2 °, соответствующие кристаллической грани (110) и (116) фазы ковеллита CuS. Когда приложенный потенциал был уменьшен, два вышеупомянутых пика исчезли, и новый пик при 47,5 °, вероятно, принадлежал Cu ₈ S ₅ (113), поднятому при -0,85 В относительно Hg / HgO. При −1,0 В относительно Hg / HgO три характерных пика гексагональной фазы Cu ₂ S при 46.0 °, 48,3 ° и 53,9 ° стали заметными за счет Cu ₈ S ₅ . При −1,2 В относительно Hg / HgO появились два характерных пика при 43,3 ° и 50,6 ° кубической Cu, соответствующие граням кристалла (111) и (200). С уменьшением потенциала два новых пика стали сильнее, а пики Cu ₂ S в конечном итоге исчезли. Таким образом, эти XRD-анализы показали, что процесс пониженного превращения CuS → Cu ₈ S ₅ → Cu ₂ S → Cu. На этих рентгенограммах не наблюдались пики от CuO или Cu ₂ O, что указывает на то, что обнаружение Cu ₂ O и CuO в XRD ex situ и XPS происходило из-за окисления металлической Cu под воздействием воздуха.В результате металлическая Cu со следами поверхностной серы была последней стабильной фазой для электровосстановления на месте NaS CuS, хотя она легко окислялась на воздухе.

Рис. 3: Электрохимические характеристики in situ превращения НК CuS в НС Cu-S под катодным потенциалом.

a Потенциально-зависимая рентгенограмма in situ и b потенциал-зависимые рамановские спектры in situ НК CuS. c In situ XANES и d EXAFS-спектры НА CuS при -1.3 В по сравнению с Hg / HgO. Для сравнения также приведены спектры Cu фольги, CuS и Cu ₂ S.

Процесс преобразования НК CuS в НС Cu-S был также подтвержден электрохимической спектроскопией комбинационного рассеяния света. На рисунке 3b показано, что колебание связи S – S CuS при 472 см ⁻¹ постепенно уменьшалось с уменьшением приложенного потенциала ⁴³ и полностью исчезало при −1,3 В относительно Hg / HgO, отражая, что обнаруженная сера на поверхности в EDS и XPS был изолирован в Cu-S NS.Изолированная поверхностная сера указала на S-легирование и -адсорбцию на поверхности Cu, образовавшейся in situ. Между тем, интенсивность фоновой флуоресценции Cu возрастала с уменьшением приложенного потенциала, что дополнительно объясняет преобразование CuS в Cu. Таким образом, данные комбинационного рассеяния подтвердили полное превращение CuS в Cu и поверхностное легирование S и адсорбцию на Cu, образованной in situ.

Чтобы понять реальную электронную конфигурацию и локальную координационную среду сформированных in situ Cu-S НЗ, был проведен электрохимический XAS.Расширенные спектры ближней краевой структуры рентгеновского поглощения Cu K (XANES) и соответствующие кривые производных НЗ Cu-S при -1,3 В в зависимости от Hg / HgO демонстрируют сходные черты с медной фольгой (рис. 3c). и дополнительный рис. 7), что согласуется с результатами XRD на рис. 3а ⁴⁷ . Однако положение края поглощения НЗ Cu-S было расположено между таковыми у Cu ₂ S и Cu, что позволяет предположить, что Cu-S был более окислен, чем фольга Cu (вставка на рис. 3c). Это может быть связано с существованием низкокоординированной ненасыщенной меди, которая была вызвана удалением серы при электрохимическом восстановлении.Локальная координационная среда была дополнительно проанализирована с помощью преобразованных Фурье расширенных кривых тонкой структуры поглощения рентгеновских лучей (рис. 3d). При приложенном потенциале -1,3 В относительно Hg / HgO образец в основном состоял из связей Cu-Cu с длиной связи 2,3 Å и небольшого количества связи Cu-S с длиной связи 1,8 Å. Последний дополнительно подтвердил присутствие поверхностной серы в образцах, сформированных in situ. Смоделированное координационное число полученного Cu-S было ниже, чем у фольги Cu. Таким образом, сформированные in situ НС Cu-S содержали больше низкокоординированных атомов Cu, как это наблюдалось в Cu ³⁴ на основе оксида.Кроме того, отсутствие связи Cu-O в спектрах XAS подтвердило, что фаза Cu ₂ O на рентгенограмме (рис. 2c) возникла в результате окисления активированных НС Cu-S на воздухе. Эта гипотеза была дополнительно подтверждена быстрым полным преобразованием Cu-S в Cu ₂ O после экспонирования свежих НЗ Cu-S на воздухе без смещения, как показано в результатах XAS (дополнительный рис. 8). Таким образом, сформированные in situ НС Cu-S очень нестабильны на воздухе и должны непосредственно использоваться в качестве электрокатализатора без воздействия воздуха.

Приведенные выше результаты и обсуждения ex situ и in situ продемонстрировали, что рационально спроектированное in situ электролитическое получение NaS CuS может успешно синтезировать низкокоординированную Cu с поверхностным легированием серы и адсорбцией в качестве целевых материалов. Эта стратегия электровосстановления in situ прекурсоров CuS может быть важным дополнением к набору инструментов химического конверсионного синтеза ⁴⁸ .

Электрокаталитическое полугидрирование алкинов с H

₂ O над НС Cu-S

После синтеза НС Cu-S in situ в разделенной трехэлектродной системе (дополнительный рис.9), 4-этиниланилин ( 1a ), модельный субстрат, быстро добавляли к 1,0 М электролиту KOH, содержащему 1,4-диоксан (Diox, V _Diox : V _Вода = 2: 5) в качестве сорастворителей при постоянном потенциале для оценки электрокаталитического полугидрирования алкинов. Кривые LSV показали, что плотность тока немного увеличилась между -1,15 и -1,3 В по сравнению с Hg / HgO после добавления 1a , что подразумевает более легкое восстановление 1a , чем HER в этом диапазоне потенциалов.При значениях ниже -1,3 В в зависимости от Hg / HgO две кривые LSV почти перекрываются, и увеличение плотности тока можно в основном приписать HER (дополнительный рисунок 10). Впечатляет то, что селективность более 99% по продукту алкен 2a наблюдалась в диапазоне от -1,25 до -1,5 В по сравнению с Hg / HgO (рис. 4a), что указывает на эту потенциально-независимую селективность по сравнению с НС Cu-S. От -1,3 до -1,4 В по отношению к Hg / HgO выход превращения 99% был достигнут при полном расходе 1a в течение 4,0 часов. Кривые, зависящие от времени, показали, что селективность 2a не меняется со временем реакции даже после полного исчезновения 1a (рис.4б).

Рис. 4: Характеристики сформированных in situ НС Cu-S для электрокаталитического полугидрирования алкина.

a Потенциально-зависимый и b зависящий от времени 1a выход конверсии (Con.) И 2a селективность (Sel.) По Cu-S NS. c Потенциально-зависимая 1a Con. и 2a Sel. над НК Cu. d В зависимости от цикла 1a Con. и 2a Sel. над НЗ Cu-S. Планки погрешностей соответствуют стандартному отклонению трех независимых измерений.

Эти удовлетворительные результаты продемонстрировали, что высокоселективное полугидрирование алкинов до алкенов регулируется самим катодом Cu-S NS, что едва ли невозможно для текущих отчетов. Как и ожидалось, присущая катализатору селективность позволяла поддерживать отличную селективность по алкенам (> 98%) даже в условиях постоянного тока (дополнительный рисунок 11), что дополнительно демонстрирует, что превосходная селективность по алкенам внутренне контролируется НС Cu-S, а не чем входной потенциал / ток или время реакции.Кроме того, выход преобразования и селективность 2a были намного хуже при использовании Cu, образованной in situ путем электровосстановления Cu (OH) ₂ NA, в качестве катода (рис. 4c). В частности, 2a не был обнаружен в диапазоне от -1,3 до -1,4 В относительно Hg / HgO, как мы и ожидали, что дополнительно демонстрирует уникальное преимущество наших НС Cu-S в контроле селективности алкенов. Кроме того, катод Cu-S NSs, сформированный in situ, был очень активен и долговечен для этого селективного гидрирования (рис.4г), что означает хорошую долговечность. Эксперименты по мечению дейтерием подтвердили, что H ₂ O был единственным источником водорода для этого электрохимического полугидрирования алкинов в алкены (дополнительный рис. 21). Таким образом, превосходная селективность и активность в отношении полугидрирования алкинов с водой в качестве источника водорода не зависели от потенциала и времени по сравнению с катодом Cu-S NS, сформированным in situ, что открывало многообещающий потенциал для практического и долгосрочного использования алкена. синтез.

Механистический взгляд на промотирование серы на поверхности

Было дополнительно исследовано происхождение высокой активности и селективности этого Cu-S NS-опосредованного электрокаталитического полугидрирования алкинов в алкены.Сообщалось, что введение S ^δ- в инертный металл (например, Au, In) способствует активации воды и, наконец, повышает активность и эффективность CO ₂ RR ^37,38 . Затем была исследована роль поверхностной серы в наших реакциях. Во-первых, массивы нанопроволок Cu (донорских как Cu NA) были синтезированы методом электровосстановления на месте Cu (OH) ₂ NA. После образования НК Cu in situ к раствору добавляли Na ₂ S (0,05 ммоль) и к полученному Cu-S _{добавляли} НК.Значительное увеличение начального потенциала на кривых LSV наблюдалось после введения Na ₂ S, что указывает на HER, промотированный серой (рис. 5a). Когда мы добавили небольшое количество Zn ²⁺ для блокирования участков поверхности S ^2- за счет сильного взаимодействия между Zn ²⁺ и S ^2-, активность HER Cu-S _{добавила} NAs. был явно уменьшен, подтверждая усиление поверхности S ^2- для HER (рис. 5a). Однако характеристики HER для Cu-S _{добавить} после того, как поверхность S ^2- заблокирована, все еще были лучше, чем Cu-NA.Мы предположили, что поверхность S ^2- может диффундировать и проникать в решетку, как показано на изолированной связи Cu-S в спектрах комбинационного рассеяния НЗ Cu-S (рис. 3b). Кроме того, конверсия алкина 1a и селективность алкена 2a по Cu-S _{добавить} NA составляли 99% и 99%, что очевидно выше 21% и 81% по сравнению с соответствующими Cu (OH) ₂ -производная Cu без поверхностная сера соответственно. Впечатляет то, что Cu-S _{добавляет} NA, продемонстрировав сопоставимые характеристики с Cu-S NS, что позволяет предположить, что добавление Na ₂ S может эффективно модулировать активность и селективность полугидрирования алкинов.Однако после удаления поверхностно адсорбированного S ^2- с помощью Zn ²⁺ (обозначается как Cu-S _{и добавляется} -Zn ²⁺ NA), конверсия 2a заметно снизилась, но 2a Селективность практически не изменилась. Эти наблюдения показали, что сера, адсорбированная на поверхности, способствует образованию активного H * в результате электролиза воды, а легирование S ^2- в решетку Cu значительно повышает селективность алкенов, совместно определяя высокоэффективное полугидрирование алкинов в алкены по сравнению с НС Cu-S.Действительно, кинетический изотопный эффект со значением 3,2 ( k _H / k _D ) при -1,3 В относительно Hg / HgO в системе НС Cu-S свидетельствовал о диссоциации H _{. 2} O в качестве стадии, определяющей скорость полугидрирования алкинов в алкены (дополнительный рис. 12). Таким образом, возможно, был сделан вывод, что сера, адсорбированная на поверхности, может ускорять производство H * посредством электролиза воды и впоследствии способствовать гидрированию алкинов в алкены.

Рис. 5: Влияние ионов и катионов серы на электролит.

a кривые LSV, записанные в 1,0 M KOH без 1a и b 1a Con. и 2a Sel. получено с 0,1 ммоль 1a на различных катодах. c LSV-кривые, записанные в 1,0 M MOH (M = Na ⁺ , K ⁺ и TMA ⁺ ) электролите без 1a на катоде Cu-S NSs. d 1a Con. и 2a Sel.полученный в 1,0 M MOH (M = Na ⁺ , K ⁺ и TMA ⁺ ) электролите с 1a над катодом Cu-S NSs. Планки погрешностей соответствуют стандартному отклонению трех независимых измерений.

Недавние исследования показали, что адсорбированные на поверхности анионы (например, S ^δ- , Cl ^–, F ^–) играют жизненно важную роль в ускорении активации H ₂ O в щелочной среде ^{37 , 38} . Анион-гидратированные катионные сетки (S ^δ- -K ⁺ (H ₂ O) _n ) могут образовываться в структуре двойного слоя за счет нековалентного кулоновского взаимодействия между поверхностным анионом и гидратированный катион.Предлагаемый комплекс катион / анионная пара способствовал диссоциации H ₂ O с образованием активных частиц H *, что обычно было медленным шагом и сдерживало HER через стадию Фольмера (2H ₂ O + M + 2e ^– → 2M-H * + 2OH ^– ). Поэтому были проведены контрольные эксперименты, чтобы проверить, присутствует ли подобный промотирующий эффект в нашей гидрогенизированной реакции. Когда вместо электролита КОН использовали 1,0 М раствор гидроксида тетраметиламмония, НС Cu-S проявляли очень низкую активность HER и медленную скорость гидрирования алкинов при -1.3 V в зависимости от Hg / HgO при определенных условиях (рис. 5c, d), что может быть связано с более слабым взаимодействием между S ^2- и TMA ⁺ , чем гидратированный K ⁺ , и, следовательно, более низкой способностью к способствовать диссоциации H ₂ O. При изменении катиона с K ⁺ на Na ⁺ наблюдалось небольшое снижение как для HER, так и для превращения 1a (рис. 5c, d). Мы обосновали, что лучшая производительность для K ⁺ может быть связана с меньшим числом ионной гидратации и радиусом гидратированного катиона K ⁺ (H ₂ O) _n ( n = 7 для K ⁺ vs.13 для Na ⁺ ) ⁴⁹ , что привело к более сильному взаимодействию с S ^2- на поверхности Cu, тем самым способствуя активации воды. Кроме того, для Cu (OH) ₂ -производной Cu без поверхностной серы мы не могли наблюдать заметных различий в активности HER после добавления различных катионов (дополнительный рис. 13). Эти результаты показали, что адсорбированный на поверхности S ^2- на Cu усиливает активность полугидрирования алкинов, способствуя активации H ₂ O через взаимодействие S ^2- с гидратированными катионами.

Расчеты по теории функционала плотности (DFT) были выполнены для фундаментального понимания стимулирующего происхождения поверхностной серы в этом электрохимическом полугидрировании алкинов в алкены. Сначала мы рассчитали свободные энергии Гиббса (Δ G ) для HER на чистой Cu, а также на НС Cu-S, допированных и адсорбированных серой. Значения Δ G образования H * на атомах Cu вблизи и вдали от атомов S в Cu-S составляли -19,3 и -12,54 кДж / моль, соответственно, что было более положительным, чем значение -21.23 кДж / моль для чистой Cu (рис. 6а). Относительно слабое сродство к H * Cu-S было благоприятным для последующего полугидрирования алкинов, что и объясняет результаты экспериментов. Кроме того, свободная энергия алкена 2a на Cu-S была положительна, чем на чистой Cu, что указывает на то, что 2a легко десорбируется из Cu-S (рис. 6b). Мы также сравнили Δ G для дальнейшего гидрирования 2a путем добавления еще одного водорода к Cu-S и чистой Cu соответственно. Модель Δ G из +3.13 кДж / моль предполагают, что избыточное гидрирование алкенов до алканов было термодинамически невыгодным для НС Cu-S, что подразумевает присущую алкенам высокую селективность по сравнению с НС Cu-S (рис. 6b). Фактически, 2a может быть полностью гидрирован до соответствующих алканов над Cu (OH) ₂ -производным Cu, но 2a не может быть далее гидрирован до алкана над Cu-S NS, что подтверждает теоретическое обсуждение (дополнительный рис. 14). Поэтому возможный механизм реакции был предложен на рис.6c (например, 1a ). Сеть S ^δ− -K ⁺ (H ₂ O) _n образовалась в результате взаимодействия между поверхностью S ^δ− и гидратированным K ⁺ . Приповерхностные молекулы воды были легко активированы с образованием адсорбированных частиц H * на атоме Cu, близком к S. В нашей щелочной системе (pH = 13,6) процесс переноса электронов с протонами может не участвовать в полугидрировании. алкинов из-за крайне низкой концентрации протона ⁵⁰ .Таким образом, мы пришли к выводу, что путь присоединения H * к алкинам объясняет образование алкеновых продуктов. Впоследствии H * был перенесен на 1a , который был активирован и адсорбирован на соседнем атоме Cu, а затем соединен с другим H * с образованием алкенового продукта 2a . Из-за слабой адсорбции 2a на Cu-S и термодинамических ограничений для дальнейшего гидрирования 2a десорбируется с регенерацией поверхности Cu-S для следующего цикла.

Рис. 6: Теоретическое понимание происхождения активности и селективности Cu-S по отношению к электрокаталитическому полугидрированию алкина.

a Расчетные диаграммы свободной энергии для адсорбции водорода и диаграмма свободной энергии b для реакции полугидрирования алкинов над Cu и Cu-S. c Предлагаемый механизм реакции полугидрирования алкинов на катоде Cu-S.

Универсальность электрокаталитического полугидрирования алкинов с H

₂ O над НС Cu-S

Была проверена общая применимость этого электрохимического полугидрирования над НС Cu-S (Таблица 1).Серия концевых алкинов с электроноакцепторными и -донирующими заместителями на арильном кольце хорошо прореагировала, чтобы доставить соответствующие алкены с превосходной селективностью (99%) и выходами конверсии от хорошего до высокого (от 2a до 2i ). В частности, легко восстанавливаемые связи C-Cl, C-Br и C = O, которые обычно затруднялись традиционными методами, хорошо сохранялись во время электрохимического процесса, обеспечивая хорошие шансы для сборки более сложных молекул ( 2d – f ).Группы -NH ₂ , -COOH, пиридил и тиенил, которые обычно вызывают дезактивацию металлических катализаторов, почти не влияют на активность и селективность продукта, демонстрируя надежные свойства нашего катода Cu-S NS ( 2a , 2g , 2i – j ). Интересно, что при замене H ₂ O на D ₂ O наш метод был легко применен к селективному синтезу дейтерированных алкенов с высокими выходами, селективностью и дейтерированной эффективностью (99%), которые могут служить важными строительными блоками для синтез дейтерированных молекул лекарств, передовых функциональных материалов или молекул зондов для изучения механизма реакции ^51,52 .

Таблица 1 Объем субстрата для электрокаталитического переноса полугидрирования алкинов с H ₂ O над катодом Cu-S NSs ^a .

Как обсуждалось выше в разделе о механизмах, введение Na ₂ S в Cu, образовавшуюся in situ, может усилить полугидрирование алкинов. Таким образом, мы проверяем универсальность стратегии, модифицированной серой, в других реакциях гидрирования. Гидродегалогенирование было выбрано в качестве модельной реакции из-за его важной роли в органическом синтезе ³² .Как и ожидалось, очевидное улучшение электрохимического превращения 2-иодбензилового спирта в бензиловый спирт наблюдалось после добавления 0,05 ммоль S ^2- в систему за счет использования в качестве катода образованных in situ НК Cu (рис. 7), дальнейшая демонстрация общей применимости этого метода обработки серой.

Рис. 7: Характеристики Cu НА с добавлением и без добавления Na ₂ S для гидродегалогенирования 2-иодбензилового спирта.

a LSV-кривые Cu НА с добавлением и без добавления Na ₂ S для гидродегалогенирования 2-йодбензилового спирта в 1.0 М КОН. b Con. 2-иодбензилового спирта на катоде Cu NAs с S ^2- и без него, соответственно.

Камни и минералы: повседневное использование

	Гипс, мел и сланец Гипс повсеместно используется в нашей жизни как основа для гипсокартона. Он содержит воду в своей минеральной структуре, которую он теряет при нагревании, обеспечивая начальную линию защиты от пожаров в зданиях. До появления досок сухого стирания все образование основывалось на классных досках, сделанных из сланца, который представляет собой глину, приготовленную под воздействием тепла и давления глубоко под землей.Мел – это известняк, состоящий из скелетов миллионов микробов, которые когда-то жили на дне моря, так что это действительно ископаемое.
	Глиняный аргиллит Керамика, от простых горшков для растений до экстравагантного фарфора, изготавливается из глиняного аргиллита. Это просто скала, образовавшаяся из уплотнения грязи. Если он закопан достаточно глубоко, он становится шифером.
	Гранит, соль, кварц и мрамор Столешницы из гранита и мрамора сделаны из камня.Гранит образуется, когда магма остывает внутри земли и никогда не извергается из вулкана. Чем медленнее он остывает, тем больше образуются минеральные зерна. Мрамор образуется из известняка, который готовится под действием тепла и давления внутри земли. Соль – это минерал, состоящий из элементов натрия и хлора, каждый из которых смертельно опасен сам по себе. Вместе они составляют незаменимое питательное вещество. Большая часть соли образуется при испарении морской воды. Сегодня морская соль производится путем испарения морской воды, в то время как обычная соль добывается из древних отложений, образовавшихся при испарении морской воды в теплые периоды в прошлом. Стекло образуется при плавлении кварца, основного минерала, содержащегося в песке. Песок – это все, что остается после измельчения гранита ручьями, реками и океанскими волнами. Как минерал кварц, кремнезем очень твердый, поэтому он остается неповрежденным в песке, даже когда все другие минералы из гранита разрушаются. Когда оно превращается в стекло, оно теряет свою минеральную прочность, но становится более прозрачным и может образовываться в процессе плавления.
	Сера и кремень Сера встречается в природе как элемент и является неотъемлемой частью пороха, который создает взрывной потенциал в фейерверках и когда-то использовался в качестве топлива для пуль. .Сера также является неотъемлемой частью спичек – одного из наиболее эффективных способов разжечь огонь. Огонь также можно разжечь кремнем и сталью, как показано здесь. Кремень – это форма кварца, который образуется в известняках в виде конкреций.
	Гранат и тальк Гранат – это драгоценный камень, состоящий из металлов (кальция, магния, железа, алюминия и / или хрома), связанных с кремнеземом. Он имеет относительно высокую твердость, тверже, чем кварцевый песок, поэтому мелкие зерна используются в качестве абразива как для пескоструйной обработки, так и для наждачной бумаги. Напротив, тальк, используемый в детской присыпке, является очень мягким минералом. Он состоит из магния и кремнезема, связанных с водой, поэтому он имеет некоторые из тех же элементов, что и гранат, но расположение его минеральной структуры делает его очень слабым – отсюда его мягкость. Мыльный камень состоит в основном из талька.
	Пемза и обсидиан Породы на этом шельфе образованы в результате извержений вулканов. Обсидиан образуется, когда лава очень быстро остывает, образуя натуральное стекло.Его можно сломать, чтобы получить чрезвычайно твердые, острые края, которые многие культуры использовали для снарядов и ножей. Даже сегодня некоторые хирургические скальпели делают из обсидиана, как видно в правом нижнем углу изображения. Пемза также образуется при быстром охлаждении лавы. В этом случае лава остывает, поскольку растворенные газы выходят, создавая большое количество замороженных пузырьков в ее структуре. Представьте, что вы замораживаете взбитую колу, когда она выливается из бутылки. Пемза используется в качестве абразива, на что здесь указывают предварительно выцветшие джинсы, подвергшиеся истиранию с помощью пемзы, и мыло марки Lava, в состав которого входит пемза в качестве чистящего средства для мытья очень грязных рук.
	Медь и цинк Медь используется в производстве электрических проводов, медных труб для воды, медной посуды и в компьютере, который вы используете для просмотра этой веб-галереи. Медь имеет низкое сопротивление электрическому заряду и ее относительно много по сравнению со своими элементарными сестрами, золотом и серебром, поэтому она используется для электропроводки. Его можно найти как в элементарном состоянии, так и в виде руды, в которой медь связана с другими элементами. Сообщается, что цинк полезен для сокращения продолжительности простудных заболеваний, поэтому его часто включают в безрецептурные средства от простуды. Не было убедительных результатов, подтверждающих это использование, но цинк является важным элементом, поэтому прием его в качестве добавки в разумных дозах не может иметь каких-либо побочных эффектов. Цинк часто встречается в природе в сфалерите, минерале, включающем серу и железо. Цинк также используется для цинкования, поскольку он относительно инертен по сравнению со сталью и может предотвратить ржавление при использовании в качестве покрытия.
	Железо и алюминий Трудно не испытывать железо и алюминий в повседневной жизни. Железные руды обычно представляют собой соединения железа и кислорода, также известные как ржавчина. Большая часть этих руд образовалась, когда первые фотосинтезирующие микробы начали закачивать кислород в океаны Земли. В некотором смысле, железные руды – это ископаемые, поэтому все железо и сталь, которые мы используем, сделаны из ископаемых. Железо обычно используется в различных соединениях с углеродом и кремнием.Различные соотношения других элементов определяют его физические свойства, которые различаются между чугуном, как в сковороде, и сталью, как в многоразовой кофейной чашке. Алюминий встречается в природе в виде боксита, состоящего из алюминия, связанного с водой. Раньше очистка бокситов была дорогой и медленной, поэтому алюминий был редким и ценным металлом в 18-19 веках. Поэтому верх монумента Вашингтона был покрыт алюминием – как будто его покрыли серебром! С конца 1880-х годов алюминиевая руда очищалась с помощью электричества, и она стала дешевой и доступной.Бенджамин Франклин подумал бы, что все мы живем как короли, если бы он знал, что мы небрежно пьем из алюминиевых банок и используем алюминиевую фольгу, чтобы сохранить свои остатки.
	Серебро и золото Эта полка украшена серебром и золотом, элементами, близкими к меди. В периодической таблице все они находятся в одном столбце, и это отражает схожие структуры их атомов, которые придают им схожие химические свойства. Все они хорошо проводят тепло и электричество.Золото и серебро на самом деле являются лучшими проводниками, чем медь, поэтому они используются в высокотехнологичных электронных устройствах, таких как сотовые телефоны и некоторое аудиооборудование. Они также встречаются реже, чем медь, поэтому ювелирные изделия из золота и серебра более ценны и поэтому их чаще используют для украшения, чем из-за их электрических свойств. Золото чаще всего встречается в природе как чистый элемент, но серебро часто встречается как в чистом виде, так и в рудах.
	Ртуть и свинец На этой полке используются ртуть и свинец, два важных плотных металла.Ртуть – единственный металл, который находится в жидком состоянии при комнатной температуре, поэтому он так долго используется в термометрах. Когда металл расширяется и сжимается в ответ на температуру, он перемещается вверх и вниз по тонкой трубке, позволяя считывать температуру. Элементарная ртуть ядовита, вызывая проблемы с умом и координацией, поэтому люди отказались от ртутных термометров и других предметов повседневного использования. Ртуть в природе не встречается в чистом виде. Его добывают из ртутных руд, таких как киноварь (также называемая киноварь).Киноварь состоит из ртути и серы и с древних времен использовалась как красный пигмент. Свинец – очень плотный, очень мягкий металл с низкой температурой плавления, что позволяет ему легко образовываться. Его плотность и простота формования сделали его наиболее распространенным металлом для пуль с момента появления огнестрельного оружия. Он также использовался для рыболовных грузов, как показано здесь. Его плотность настолько велика, что он используется в качестве радиационной защиты. Мы чаще всего видим его в кабинетах стоматологов в свинцовом фартуке, который мы носим, ​​чтобы защитить себя от рентгеновских лучей, но он также используется для защиты ядерных реакторов, потому что он может улавливать любое рассеянное излучение до того, как оно попадет в окружающую среду.Свинец, как и ртуть, ядовит, поэтому он начинает выпадать из повседневного использования. Сегодня его чаще всего используют в свинцово-кислотных аккумуляторах автомобилей. Свинец чаще всего встречается в природе в виде галенита, соединения с серой.
	Известняк, песок и гравий Бетон, который составляет большую часть городского ландшафта, на самом деле является искусственной реконструкцией природного камня, конгломерата. Чтобы сделать бетон, мы смешиваем песок и щебень с цементом.Цемент создается путем нагревания измельченного известняка с другими минералами. Когда известняк достаточно горячий, он выделяет углекислый газ и превращается в негашеную известь, основной ингредиент цемента. Когда негашеная известь в цементе вступает в реакцию с водой, она образует устойчивый кристалл: это то, что происходит, когда бетон «высыхает». В процессе производства цемента из известняка выделяется углекислый газ, следовательно, цементная промышленность уступает только производству электроэнергии по выбросам углекислого газа в атмосферу.
	Нефть Когда мы описываем нефть и уголь как ископаемое топливо, мы имеем в виду это: они производятся путем варки разложившихся растений и животных глубоко в земной коре на протяжении многих миллионов лет.Ископаемое топливо – это форма солнечной энергии: это энергия солнца, задержанная растениями миллионы лет назад. Нефть образуется в горючих сланцах, но когда она становится жидкой, она имеет тенденцию подниматься, пока не окажется в пористой породе-резервуаре, как показано здесь. Бурение пластов высвобождает нефть для использования людьми. Найти нефть – непростая задача, объединяющая науку о геологии с искусством воображения, где нефть будет течь в земной коре.
	Уголь и графит Уголь – это просто остатки древесных растений, которые погибли в болотистых условиях и превратились в твердую массу.Большое количество древесины накопилось на Земле в течение каменноугольного периода, от 359 до 299 миллионов лет назад, потому что растения развили древесину, и никакие организмы на Земле не развили способность переваривать древесину в течение 50-60 миллионов лет! Подумайте о мире, где стволы деревьев никогда не разлагаются, потому что нет микробов, которые знают, как их разрушить. Это каменноугольный мир, оставивший нам в наследство уголь. Графит – это элементарный углерод, как и алмаз. Разница в том, что алмаз образуется при чрезвычайно высоком давлении, что заставляет атомы углерода выстраиваться в один прочный минерал.Графит образуется при гораздо более низких давлениях и имеет минеральную структуру, которая делает его скользким и легко ломается. Мы используем его для «грифеля» в карандашах, потому что он делает хорошую, но стираемую отметку. Мы также используем его как порошок для смазки. И уголь, и графит состоят в основном из углерода.
	Нефтепродукты Здесь мы видим некоторые из многих продуктов, произведенных из нефти или сырой нефти. Масло используется как машинная смазка, как и масло 10W-40.Вся резина и пластмассы здесь сделаны из масла, в том числе и газовые баллончики. Газ может также представлять собой бензин, повсеместное топливо, получаемое из сырой нефти. Дизельное топливо также очищается из сырой нефти. Некоторые ученые предположили, что будущие поколения будут поражены тем, что мы сожгли так много нефти в качестве топлива вместо того, чтобы использовать ее для более постоянных применений, таких как пластмассы. Попробуйте вспомнить день своей жизни без пластика.

Каковы физические свойства и области применения серы? – MVOrganizing

Каковы физические свойства и использование серы?

Чистая сера – это хрупкое твердое вещество бледно-желтого цвета без вкуса и запаха, плохо проводящее электричество и не растворимое в воде.Реагирует со всеми металлами, кроме золота и платины, с образованием сульфидов; он также образует соединения с несколькими неметаллическими элементами.

Каковы 3 химических свойства металлов?

Химические свойства металлов

• Плотность металлов обычно высокая.
• Металлы ковкие и пластичные.
• Металлы образуют сплав с другими металлами или неметаллами.
• Некоторые металлы вступают в реакцию с воздухом и вызывают коррозию.
• Металлы являются хорошими проводниками тепла и электричества.
• Обычно металлы находятся в твердом состоянии при комнатной температуре.

Каковы свойства металлов и их применение?

Свойства металлов

• Блеск: Металлы блестят при резке, царапинах или полировке.
• Ковкость: Металлы прочные, но податливые, а это значит, что их можно легко согнуть или придать форму.
• Электропроводность: Металлы отлично проводят электричество и тепло.

Каковы наиболее общие свойства металлов?

Свойства металлов

• Металлы имеют относительно высокие температуры плавления.Это объясняет, почему все металлы, кроме ртути, являются твердыми при комнатной температуре.
• Большинство металлов являются хорошими проводниками тепла.
• Металлы обычно блестящие.
• Большинство металлов пластичны.
• Металлы обычно податливы.

Какие свойства имеют все металлы?

Металлы проводят электричество, пластичны, пластичны и имеют «металлический» блеск.

Каковы физические свойства металла?

Физические свойства

Металлы	Неметаллы
Хорошие проводники электричества	Плохие проводники электричества
Хорошие проводники тепла	Плохие проводники тепла
Высокая плотность	Низкая плотность
Ковкий и пластичный	Хрупкий

Является ли никель хорошим проводником электричества?

Этот чрезвычайно полезный металл – No.28 в периодической таблице элементов, между элементами кобальта и меди. Никель является довольно хорошим проводником электричества и тепла и является одним из четырех элементов (кобальт, железо, никель и гадолиний), которые являются ферромагнитными (легко намагничиваются) при комнатной температуре.

Что из перечисленного является лучшим проводником электричества?

Медь

Почему серебро – лучший проводник электричества?

Самым электропроводящим элементом является серебро, за ним следуют медь и золото.Серебро – лучший проводник, потому что его электроны свободнее двигаться, чем электроны других элементов, что делает его более подходящим для проведения электричества и тепла, чем любой другой элемент.

Почему серебро не используется в проводах?

Хотя серебро является очень хорошим проводником электричества, оно не используется в электропроводке в первую очередь из-за его стоимости. Это очень дорого по сравнению с широко используемым материалом для проводки – медью. Еще одна причина отказа от использования серебра заключается в том, что оно легко окисляется и тускнеет при контакте с воздухом.

Почему серебро и медь являются хорошими проводниками?

Самым электропроводящим элементом является серебро, за ним следуют медь и золото. Относительно того, почему серебро является лучшим проводником, ответ заключается в том, что его электроны движутся свободнее, чем электроны других элементов. Это связано с его валентностью и кристаллической структурой. Большинство металлов проводят электричество.

Какой металл лучше всего проводит тепло, серебро или медь?

1 Ответ. Серебро является лучшим проводником тепла и электричества среди металлов со значением теплопроводности около 430 Вт / (мК).❖ Золото и медь прилично близки к серебру. ❖ Серебро также имеет самую высокую теплопроводность среди всех элементов и самый высокий коэффициент отражения света.

Какой лучший проводник тепла – серебро или медь?

Медь – хороший проводник тепла. Это означает, что если вы нагреете один конец куска меди, другой конец быстро достигнет той же температуры. Большинство металлов являются довольно хорошими проводниками; Однако, кроме серебра, лучше всего медь.

Серебро – лучший проводник тепла и электричества?

Серебро – отличный проводник тепла, а нержавеющая сталь – плохой проводник.Фактически, серебро в два раза лучше проводит проводник, чем алюминий, и почти в 10 раз лучше, чем проводник, чем низкоуглеродистая сталь. Медь и золото – единственные металлы, которые по теплопроводности близки к серебру.