Химия 9 класс: металлы и неметаллы

Как быстро разобраться, кто такие металлы и неметаллы

Если в формулах путаются кислород, железо и их свойства, тема кажется набором несвязанных правил. Разберём её с нуля: научимся отличать металлы от неметаллов, предсказывать их свойства и составлять простые уравнения реакций.

Металлы и неметаллы — две большие группы химических элементов. К металлам относятся железо, медь, алюминий, натрий, кальций. К неметаллам — кислород, водород, сера, хлор, углерод. В периодической таблице металлы находятся в левой и центральной части, а неметаллы — в правой верхней части. Водород стоит слева, но по свойствам относится к неметаллам.

Главное различие связано со строением атомов. Атомы металлов обычно легко отдают внешние электроны и превращаются в положительные ионы. Атомы неметаллов чаще принимают электроны или образуют общие электронные пары.

Например, натрий отдаёт один электрон, а хлор принимает его:

\( Na \to Na^+ + e^- \)
\( Cl + e^- \to Cl^- \)
\( Na^+ + Cl^- \to NaCl \)

Так образуется хлорид натрия, обычная поваренная соль. В химии важно смотреть не только на название элемента, но и на его положение в таблице и тип связи.

Как узнавать металлы по их свойствам

У металлов есть общие физические признаки. Большинство из них имеют металлический блеск, хорошо проводят электрический ток и тепло. Они обычно твёрдые, ковкие и пластичные. Благодаря этим свойствам из меди делают провода, из алюминия — детали и фольгу, а из железа — инструменты и конструкции.

Есть исключения. Ртуть при обычной температуре жидкая. Натрий и калий мягкие, их можно резать ножом, но самостоятельно делать это нельзя: они активно реагируют с водой и воздухом.

В химических реакциях металлы часто проявляют восстановительные свойства: отдают электроны другим частицам. Активность металлов сравнивают по ряду активности. Чем левее и выше металл в этом ряду, тем легче он вступает в реакции.

Реакция	Что происходит
Металл + кислород	Образуется оксид металла
Металл + кислота	Образуются соль и водород, если металл стоит до водорода
Металл + соль	Более активный металл вытесняет менее активный

\( 2Mg + O_2 \to 2MgO \)
\( Zn + 2HCl \to ZnCl_2 + H_2↑ \)

Магний при горении соединяется с кислородом, а цинк вытесняет водород из соляной кислоты.

Как отличать неметаллы и понимать их реакции

Неметаллы не имеют единого набора внешних признаков. Кислород и водород — газы, сера — твёрдое жёлтое вещество, бром — жидкость, а углерод встречается в виде графита и алмаза. Поэтому надёжнее опираться на химические свойства.

Неметаллы могут принимать электроны или объединяться с другими атомами. Многие из них поддерживают горение или реагируют с металлами. Кислород образует оксиды, водород при взаимодействии с кислородом даёт воду, а хлор реагирует с натрием.

\( 2H_2 + O_2 \to 2H_2O \)
\( 2Na + Cl_2 \to 2NaCl \)
\( S + O_2 \to SO_2 \)

Обрати внимание на индексы: O₂ и Cl₂ — молекулы простых веществ, состоящие из двух атомов. Индекс относится только к формуле вещества. Коэффициент перед формулой показывает количество частиц и меняет число атомов сразу во всей формуле.

Некоторые неметаллы образуют несколько простых веществ. Например, кислород O₂ и озон O₃ состоят из атомов одного элемента, но имеют разные свойства. Такие формы называют аллотропными видоизменениями.

В личном кабинете «Просто Урок» можно бесплатно потренироваться читать формулы и отличать простые вещества от сложных.

Как составлять уравнения без угадывания

Любое уравнение удобно решать по алгоритму. Сначала прочитай условие и определи тип реакции. Затем запиши формулы исходных веществ и продуктов. После этого расставь коэффициенты, чтобы число атомов каждого элемента слева и справа совпало.

Рассмотрим реакцию алюминия с кислородом. Образуется оксид алюминия Al₂O₃. Сначала записываем схему:

\( Al + O_2 \to Al_2O_3 \)

Справа два атома алюминия и три атома кислорода. Чтобы выровнять кислород, удобно поставить коэффициент 2 перед Al₂O₃ и 3 перед O₂. После этого ставим 4 перед алюминием:

\( 4Al + 3O_2 \to 2Al_2O_3 \)

Проверка: алюминия по 4 атома с каждой стороны, кислорода по 6. Уравнение составлено правильно.

Важно не менять индексы внутри формул. Если изменить Al₂O₃ на AlO или Al₂O₃ на Al₂O₂, получится уже другое вещество. Менять можно только коэффициенты перед формулами.

Какие ошибки встречаются чаще всего

Первая ошибка — определять металл только по внешнему виду. Блеск не всегда помогает, особенно если вещество покрыто налётом. Используй положение элемента в периодической таблице и его химические свойства.

Вторая ошибка — забывать о двухатомных молекулах простых веществ. В школьных уравнениях водород, кислород, азот, фтор, хлор, бром и йод часто записываются так: H₂, O₂, N₂, F₂, Cl₂, Br₂, I₂.

Третья ошибка — неверно применять ряд активности. Медь не вытесняет водород из обычной соляной кислоты, потому что стоит после водорода. А цинк вытесняет:

Cu + HCl → реакция не идёт
\( Zn + 2HCl \to ZnCl_2 + H_2↑ \)

Четвёртая ошибка — не проверять количество атомов после расстановки коэффициентов. Сделай короткую таблицу подсчёта в черновике. Такой навык полезен и при разборе реакций в бесплатной практике личного кабинета.

Что запомнить и что сделать дальше

Металлы обычно отдают электроны, проводят ток и тепло, образуют основные оксиды и могут вытеснять менее активные металлы или водород из кислот. Неметаллы чаще принимают электроны или образуют общие электронные пары, а их физические свойства сильно различаются.

Для решения уравнений запомни три шага: определить вещества, записать правильные формулы, расставить коэффициенты без изменения индексов. Особое внимание уделяй двухатомным молекулам и ряду активности металлов.

К концу темы нужно уметь:

• отличать металлы и неметаллы по таблице и свойствам;
• называть физические и химические свойства основных представителей;
• составлять уравнения реакций с кислородом, кислотами и солями;
• объяснять роль коэффициентов и индексов;
• проверять сохранение числа атомов.

Следующий шаг простой: зарегистрируйся в личном кабинете «Просто Урок» и бесплатно реши 5 заданий по теме. Так ты сразу увидишь, какие правила уже понятны, а какие стоит повторить.