Металлы и неметаллы: что можно заключить по свойствам?

Опорная карта

Учебная модель · частицы и расстояния не в масштабе

Ситуация и вопрос

Перед вами три строки справочных данных, а не три неизвестных образца. Алюминий проводит электрический ток и поддаётся пластической деформации; графит проводит ток, но хрупок; сера хрупка и плохо проводит ток. Достаточно ли единственного признака «проводит», чтобы назвать вещество металлом? Сначала сформулируйте свою проверяемую гипотезу.

Новые слова без пропусков

Металл в этом уроке — класс простых веществ с характерным сочетанием свойств, например проводимостью и пластичностью. Пластичность означает возможность менять форму без разрушения в подходящих условиях. Хрупкость — склонность разрушаться при деформации. Неметалл не означает «всегда газ». Свойства относятся к веществу и его структуре, а не к цветному квадратику элемента.

Предскажите

Предскажите, что случится с правилом «любой проводник — металл», когда вы примените его к графиту. Запишите ожидаемый ответ и затем сравните его с данными. Вспомните также, что вода и лёд отличаются свойствами при одном составе: структура и условия имеют значение.

Исследуйте или разберите данные

На бумаге создайте таблицу с колонками «вещество — проводимость — деформация — вывод — предел вывода». Используйте только приведённые сведения об Al, графите C и S. Не подключайте образцы к розетке, батарейке или прибору. Не нагревайте и не дробите вещества. Здесь мы анализируем данные, а не проводим электрические испытания.

Разобранный пример

Для алюминия два признака согласуются с металлическими свойствами. Для графита проводимость сочетается с хрупкостью: это известная форма углерода, неметаллического элемента. Значит, один признак не даёт надёжной классификации. Сера показывает другое сочетание. Алмаз тоже состоит из углерода, но отличается от графита строением и электрическими свойствами.

Где легко ошибиться

Ошибка: называть любой блестящий предмет металлом или любой неметалл изолятором без исключений. Блеск бывает у разных материалов, а предмет может иметь покрытие или быть смесью. Положение элемента в таблице помогает ориентироваться, но неизвестный бытовой предмет нельзя уверенно отождествить с чистым простым веществом по фотографии.

Перенос в новый случай

Новое условие: материал X блестит и проводит ток, но данных о составе и деформации нет. Можно ли доказать, что X — чистый алюминий? Какие два вида сведений вы запросите? Отдельно объясните, почему натрий как металл и поваренная соль не обязаны иметь одинаковые свойства.

Ответ и проверка памяти

Проверка: чистый Al не доказан; нужны сведения о составе и дополнительные свойства при заданных условиях. NaCl — соединение со своей структурой, а не кусочек металлического натрия. В дневнике разделите классификацию известного вещества и идентификацию неизвестного. По памяти приведите контрпример к правилу «проводник всегда металл» и назовите, какое наблюдение заставило изменить правило.

Задание

1. Какой изученный неметалл проводит ток?
2. Достаточно ли блеска для определения Al?
3. Одинаковы ли графит и алмаз?

Ответы

Запись в дневнике

Запишите первоначальный ответ, использованные данные, исправленное объяснение и границу вывода. Затем закройте пример и объясните новый случай своими словами. Если ошиблись, укажите конкретный шаг: чтение карточки, счёт частиц, выбор модели или вывод.

Когда вернуться

Закройте страницу и через 10 минут воспроизведите карту, определите термины своими словами и решите новый случай. Через сутки и через неделю повторите без подсказки. Если ошибка осталась, вернитесь к разобранному примеру и запишите, какой шаг был пропущен.

Источники и границы модели

• IUPAC: periodic table
• RSC: carbon

Почему элементы объединяют в семейства?

Периодические тенденции и границы прогноза