Метални химични свойства. Химични свойства на металите с примери

Възстановителни свойства- Това са основните химични свойства, характерни за всички метали. Те се проявяват в сътрудничество с най-различни окислители, включително окислители на околната среда. Като цяло, взаимодействието на метал с окислители може да бъде изразено от схемата:

ME + окислител" Мен.(+ X),

Където (+ x) е положителна степен на окисление на мен.

Примери за окисление на метали.

FE + O 2 → FE (+3) 4FE + 3O 2 \u003d 2 Fe 2 O 3

Ti + i 2 → ti (+4) ti + 2i 2 \u003d tii 4

Zn + h + → zn (+2) zn + 2H + \u003d zn 2 + + h2

Редица метални дейности

Възстановяването на металите се различават един от друг. Електродните потенциали на Е. се използват като количествена характеристика на редукционните свойства на металите.

Колкото по-активно е метал, толкова по-негативно е стандартен потенциал на електрода e o.

Метали, разположени в един ред като низходяща окислителна активност, образуват серия от активност.

Редица метални дейности

Мен.

Ли.

К.

Ок.

На.

Mg.

Ал

Mn.

ZN.

CR.

Fe.

Ni.

SN.

PB.

H 2.

Cu.

AG.

AU.

Me z +.

Li +.

K +.

СА 2+.

Na +.

Mg 2+.

Al 3+.

Mn 2+.

Zn 2+.

CR 3+.

Fe 2+.

Ni 2+.

SN 2+.

PB 2+.

Н +.

Cu 2+.

AG +.

AU 3+.

E o, b

-3,0

-2,9

-2,87

-2,71

-2,36

-1,66

-1,18

-0,76

-0,74

-0,44

-0,25

-0,14

-0,13

+0,34

+0,80

+1,50

Металът, с по-отрицателна стойност на ЕО, е в състояние да възстанови металната катион с по-положителен потенциал на електрода.

Възстановяване на метал от разтвор на нейната сол с друг метал с по-висока редуцираща активност се нарича циментация. Циментацията се използва в металургичните технологии.

По-специално, CD се получава чрез възстановяване от разтвор на солената цинк.

Zn + CD 2+ \u003d CD + Zn 2+

3.3. 1. Взаимодействие на кислородните метали

Кислородът е силен окислен агент. Тя може да окислява огромното мнозинство от металитеAU. иPT. . Металите във въздуха са в контакт с кислород, така че при изучаването на химията на металите винаги привличат вниманието към характеристиките на взаимодействието на метал с кислород.

Всеки знае, че желязото в влажния въздух е покрито с ръжда - хидратен железен оксид. Но много метали в компактно състояние с не твърде високи температури показват устойчивост на окисление, тъй като на повърхността им се образуват тънки защитни филми. Тези филми от окислителни продукти не позволяват на окислител да се свърже с метала. Феноменът на образуване на повърхността на металните защитни слоеве, които предотвратяват металната окисление, се нарича - метална пасивация.

Повишена температура допринася за окисление на метали с кислород. Металната дейност се повишава в едно богато състояние. Повечето метали под формата на прахови изгаряния в кислород.

s-Metals.

Показана е най-голямата редуцираща активностс.-Metals.Металите Na, K, RB Cs са в състояние да запалят въздух и се съхраняват в запечатани съдове или под керосинния слой. Бъдете и mg с ниски температури на въздуха са пасивирани. Но при запалване на лентата от mg изгаряния с ослепителен пламък.

МеталиII.А-подгрупи и Li, когато взаимодействат с оксиди с кислород.

2CA + O 2 \u003d 2CAO

4 Li + O 2 \u003d 2Li 2 o

Алкални метали с изключение на. \\ TЛи., когато взаимодействат с кислород, не се образуват оксиди и пероксидиМен. 2 О. 2 и протооксидМей. 2 .

2NA + O 2 \u003d Na2O2

K + O 2 \u003d KO 2

p-Metals.

Принадлежащи металипс.- Блок във въздуха е пасивиран.

При изгаряне на кислород

метали IIII-подгрупи тип оксиди IU 2 O 3,
SN се окислява Sno. 2 и pb - до PBO.
BI отива BI 2 O 3.

d-Metals.

Всичкод.-Metals 4 периода се окисляват от кислород. SC, MN, FE лесно се окисляват. Особено устойчив на корозия ti, v, cr.

Когато изгаряне в кислород от всичкид.

Когато изгаряне в кислород от всичкид.-Elements 4 периода само с сканда, титанов и ванадий оксиди, в които е в най-високо окисление, равно на номера на групата.Останалите D-метали от 4 периода по време на изгаряне на оксиди на кислородните оксиди, в които аз е в междинно съединение, но стабилна степен на окисление.

Видове оксиди, образувани от D-метали 4 периода по време на изгаряне на кислород:

Мейо Форма zn, cu, ni, co. (при Т\u003e 1000 ° C CU формуляри CU 2 O), \\ t
IU 2 O 3образуват cr, fe и sc,
Мео 2. - Mn и ti,
V образува най-високия оксид - В. 2 О. 5 .

д.-Metals 5 и 6 периода с изключение наY, la, Повече от други метали са устойчиви на окисление. Не реагирайте с кислородAu, pt. .

Когато изгаряне в кислородд.- 5-ти 6-те периода са склонни да образуват по-високи оксиди, Изключение е металите AG, PD, RH, RU.

Видове оксиди, образувани от D-метали 5 и 6 периода по време на изгаряне на кислород:

IU 2 O 3- форма y, la; RH;
Мео 2. - ZR, HF; IR:
Me 2 o 5 - NB, ТА;
Мео 3. - mo, w
Me 2 O 7 - TC, Re
Мейо 4 - ОПЕРАЦИОННА СИСТЕМА.
Мей. - CD, Hg, PD;
Аз 2 О. - AG;

Взаимодействие на метали с киселини

В киселинни разтвори водородът е окислител. Металите, които стоят в ред активност към водород, могат да бъдат окислени от Н + катион. С отрицателен потенциал на електрода.

Много метали, окисляване, в киселинни водни разтвори много се движат към катиониMe z. + .

Анионите на редицата киселинни киселини могат да показват окислителни свойства, по-силни от Н +. Такива окислители включват аниони и най-често срещани киселини. Х. 2 ТАКА. 4 иHNO. 3 .

Аниони № 3 - показват окислителни свойства при всяка концентрация в разтвор, но продуктите за възстановяване зависят от концентрацията на киселина и естеството на окисления метал.

Аниони SO 4 2 - проявяват окислителни свойства само в концентрирани H2S04.

Продукти за възстановяване на окислител: Н +, № 3 - , ТАКА. 4 2 -

2N + + 2E - \u003d \u003dH 2.

ТАКА. 4 2- от концентриран H 2S04 ТАКА. 4 2- + 2E. - + 4 Х. + = ТАКА. 2 + 2 Х. 2 О.

(Също така е възможно да се образува S, H 2S)

№ 3 - от концентриран HNO 3 № 3 - + e - + 2H + \u003d № 2 + H 2 O
№ 3 - от разреден HNO 3 № 3 - + 3E - + 4H + \u003d No + 2H20

(Също така е възможно да се образува N2O, N2, NH4 +)

Примери за реакции на взаимодействие на метали с киселини

ZN + H2S04 (RSC) "ZNSO 4 + H 2

8AL + 15H2S04 (k.) "4AL 2 (SO 4) 3 + 3H2S + 12H2O

3Ni + 8HNO 3 (RSC) "3ni (NO 3) 2 + 2NO + 4H2O

Cu + 4hno 3 (k.) "Cu (№ 3) 2 + 2NO 2 + 2H2O

Метални окислителни продукти в кисели разтвори

Алкалните метали образуват ME + тип катион, S-метали на втората група катиони Аз 2+.

Металите на R-блока, когато се разтварят в киселини образуват катиони, посочени в таблицата.

PB и BI металите се разтварят само в азотна киселина.

Мен.	Ал	GA.	В.	Щампа	SN.	PB.	BY.
Mez +.	Al 3+.	GA 3+.	В 3+.	TL +.	SN 2+.	PB 2+.	BI 3+.
EO, B.	-1,68	-0,55	-0,34	-0,34	-0,14	-0,13	+0,317

Всички D-метали 4 периода, с изключение наCu. могат да бъдат окислени от йониN +. В кисели разтвори.

Видове катиони, образувани от D-метали 4 периода:

Аз 2+. (Форма D-метали, варираща от mn до cu)
IU 3+ (формуляр SC, Ti, V, CR и Fe в азотна киселина).
Ti и v също образуват катиони Мео 2+.

д.Елементи 5 и 6 периода са по-устойчиви на окисление от 4д.- метали.

В киселинни разтвори, Н + може да окислява: Y, LA, CD.

HNO 3 може да бъде разтворен: CD, Hg, AG. В Hot HNO 3 PD, TC, Re се разтваря.

В HotH H2S04 се разтваря: Ti, ZR, V, NB, TC, RH, AG, Hg.

Метали: Ti, ZR, HF, NB, TA, MO, W обикновено се разтварят в HNO 3 + HF сместа.

В кралската водка (HNO 3 + HCL смеси) можете да разтворете ZR, HF, MO, TC, RH, IR, PT, AU и OS с трудности). Причината за разтваряне на металите в Royal Vodka или в HNO 3 + HF сместа е образуването на сложни съединения.

Пример. Разтварянето на златото в Royal Vodka става възможно благодарение на образуването на комплекса -

AU + HNO 3 + 4HCL \u003d H + NO + 2H2O

Метално взаимодействие с вода

Окислителните водни свойства се дължатH (+1).

2N 2 O + 2E -" Н. 2 + 2H -

Тъй като концентрацията на Н + във вода е малка, окислителните свойства на ниското му. Металите могат да се разтворят във водаД.< - 0,413 B. Число металлов, удовлетворяющих этому условию, значительно больше, чем число металлов, реально растворяющихся в воде. Причиной этого является образование на поверхности большинства металлов плотного слоя оксида, нерастворимого в воде. Если оксиды и гидроксиды металла растворимы в воде, то этого препятствия нет, поэтому щелочные и щелочноземельные металлы энергично растворяются в воде. Всичкос.--Metals, с изключение наИ mg. Лесно се разтварят във вода.

2 На. + 2 Hoh. = Х. 2 + 2 ОН. -

NA енергично взаимодейства с вода с топлинно освобождаване. Оценяването H 2 може да се запали.

2h2 + O 2 \u003d 2H2O

Mg се разтварят само в кипяща вода, да бъдат защитени от окисление с инертен неразтворим оксид

Метали на R-блок - по-малко силни редуциращи агенти, отколкотос..

Сред P-металите, редуциращата активност е по-висока в металите на IIIa-подгрупа, SN и PB са слаби редуциращи агенти, BI има EO\u003e 0.

p-металите при нормални условия във водата не се разтварят. Когато защитният оксид се разтваря от повърхността в алкални разтвори, Ал, GA и SN са окислени с вода.

Сред окислена вода D-метал При нагряване SC и MN, LA, Y. желязо реагира с водна пара.

Взаимодействието на металите с алкални разтвори

В алкални разтвори водата действа като окислител.

2N 2 O + 2E - \u003dH 2 + 2H - Eo \u003d - 0.826 b (рН \u003d 14)

Окислителните свойства на водата с увеличаване на рН се намаляват поради намаляването на концентрацията на Н +. Въпреки това, някои метали, които не се разтварят във вода, се разтварят в алкални разтвори, Например, Ал, ЗН и някои други. Основната причина за разтваряне на такива метали в алкални разтвори е, че оксидите и хидроксидите на тези метали проявяват амфотерност, се разтварят в алкали, елиминират бариерата между окислителния агент и редуциращия агент.

Пример. Разтваряне AL в разтвор на NaOH.

2AL + 3H2O + 2NAOH + 3H2O \u003d 2NA + 3H2

Благодарение на наличието на свободни електрони ("електронен газ") в кристалната решетка, всички метали показват следните характеристики Общи свойства:

1) Пластмаса - Възможност за лесно промяна на формата, разтегнете в тел, валцуван в тънки листове.

2) Метален блясък и непрозрачност. Това се дължи на взаимодействието на свободните електрони с приобщаваща светлина.

3) Електропроводимост. Тя се обяснява с насоченото движение на свободните електрони от отрицателния полюс към положителното влияние на малка потенциална разлика. Когато се нагрява, електрическата проводимост намалява, защото С нарастващата температура се подобряват колебанията на атомите и йони в възлите на кристалната решетка, което затруднява движението на посоката на "електронния газ".

4) Топлопроводимост. Това се дължи на високата мобилност на свободните електрони, поради което температурата бързо подравнява масата на метала. Най-голямата топлопроводимост е бисмут и живак.

5) Твърдост. Най-трудното - хром (стъкленото стъкло); Гърдитерите са алкални метали - калий, натрий, рубидий и цезий - нарязани с нож.

6) Плътност. Това е по-малко по-малко от атомната маса на метала и повече радиус на атома. Най-лесният литий (ρ \u003d 0.53 g / cm3); Тежка осмий (ρ \u003d 22.6 g / cm3). Металите с плътност по-малко от 5 g / cm3 се считат за "лек метал".

7) Температури на топене и кипене. Най-лакътя - живак (mp \u003d -39 ° C), най-огнеупорният метал - волфрам (t ° поле \u003d 3390 ° С). Метали с t ° pl. Над 1000 ° C се считат за рефракторно, по-ниско - ниско топене.

Общи химични свойства на металите

Силни редуциращи агенти: Me 0 - nē → me n +

Редица напрежения характеризират сравнителната активност на металите при окислителни редуциращи реакции във водни разтвори.

1. Метални реакции с неметали

1) с кислород:
2 mg + 0 2 → 2mgo

2) със сиво:
HG + S → HGS

3) с халогени:
Ni + cl 2 - t ° → nicl 2

4) с азот:
3CA + N 2 - t ° → ca 3 n 2

5) с фосфор:
3CA + 2P - t ° → ca 3 p 2

6) с водород (реагират само алкални и алкални метали):
2li + h 2 → 2lih

CA + H 2 → CAH 2

2. Реакции на метали с киселини

1) метали, стоящи в електрохимичен ред подчертавания до H възстановяване на не-оксидантни киселини към водород:

Mg + 2HC1 → mgCl2 + h2

2AL + 6HCL → 2alcl 3 + 3H2

6NA + 2H 3 PO4 → 2NA 3 PO 4 + 3H2

2) с окислителни киселини:

При взаимодействие на азотна киселина на всяка концентрация и концентрирана сяра с метали водородът никога не се откроява!

Zn + 2H2S04 (K) → Znso 4 + SO 2 + 2H2O

4ZN + 5H2S04 (k) → 4ZNSO 4 + H2S + 4H2O

3ZN + 4H2S04 (k) → 3ZNSO 4 + S + 4H2O

2H2S04 (K) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H2O

10hno 3 + 4mg → 4 mg (NO 3) 2 + NH4 NO 3 + 3H20

4hno 3 (k) + cu → cu (No 3) 2 + 2NO 2 + 2H2O

3. Взаимодействието на водата с вода

1) активни (алкални и алкалоземни метали) образуват разтворима основа (алкален) и водород:

2na + 2H2O → 2NAOH + H2

Са + 2H2O → Ca (OH) 2 + Н2

2) Металите със средна активност се окисляват с вода, когато се нагрява до оксид:

Zn + H 2O - t ° → zno + h2

3) Неактивни (AU, AG, PT) - не реагират.

4. Изместване на по-активни метали с по-малко активни метали, направени от решения на техните соли:

CU + HGCL 2 → HG + CUCL 2

FE + CUSO 4 → CU + FESO 4

В индустрията често се използват не чисти метали, но смеси - сплавив които полезните свойства на един метал се допълват от полезните свойства на другия. Така медът има ниска твърдост и е неподходяща за производството на части машинни, медни сплави с цинк ( месинг) вече са твърди и широко използвани в машиностроенето. Алуминият има висока пластичност и достатъчна лекота (ниска плътност), но твърде мека. На нейната основа се приготвя сплав с магнезий, мед и манган - здрач (селски), който, без загуба на полезните свойства на алуминий, придобива висока твърдост и става подходяща в самолета. Железни сплави с въглерод (и добавки на други метали) - те са добре известни излято желязои стомана.

Металите в свободна форма са редуциращи агенти. Реактивността на някои метали обаче е малка поради факта, че те са покрити. повърхващ оксиден филм, в различни степени, устойчиви на действието на такива химически реактиви, като вода, киселинни разтвори и основи.

Например, оловото винаги е покрито с оксиден филм, той изисква не само ефекта на реагента (например, разредена азотна киселина), но и нагряване. Оксидният филм върху алуминий предотвратява реакцията му с вода, но под действието на киселини и алкали се унищожава. Хлабав оксиден филм (Ръжда), образувани на повърхността на желязото във влажен въздух, не пречи на по-нататъшното окисление на желязото.

Под влиянието концентриран образувани киселини върху метали устойчив Oxyde филм. Този феномен се нарича пасивация. Така, в концентриран сярна киселина Пасивни (и след това те не реагират с киселина) такива метали, като Ve, Bi, Co, Fe, Mg и NB, и в концентрирана азотна киселина - метали A1, VE, BI, CO, SG, FE, NB, Ni , Ръж, th и U.

Когато взаимодействат с окислители в киселинни разтвори, повечето метали отиват в катиони, зарядът на който се определя чрез стабилна степен на окисление на този елемент в съединения (Na +, СА 2+, А1 3+, Fe2+ и Fe3 +)

Редукционната активност на металите в киселинен разтвор се предава от редица напрежения. Повечето метали са преведени в разтвор с солна и разреден със сярна киселина, но cu, Ag и Hg - само сяра (концентрирани) и азотна киселини и PT и AI - "Царист водка".

Корозионни метали

Нежелана химическа собственост на металите е тяхната корозия, т.е. активно унищожаване (окисление) при контакт с вода и под влияние на кислород, разтворен в него (корозия на кислород). Например, корозията на железни продукти във водата е широко известна, в резултат на което се образува ръжда, а продуктите се разпадат в прах.

Металната корозия протича във вода и се дължи на наличието на разтворени газове от 2 и S02; Създава се киселинната среда и Н + катидите са изместени чрез активни метали под формата на водород Н2 ( корозия на водород).

Контактът на два хетерогенни метали е особено опасен за корозия ( корозия на контакт). Между един метал, например Fe и друг метал, например, SN или CU, поставен във вода, възниква галванична двойка. Електронният поток идва от по-активен метал, който стои вляво в ред на напрежения (Re), до по-малко активен метал (SN, CU) и по-активен метал е унищожен (короди).

Това е така, защото на това, че ръждата е консервирана повърхност на консервни кутии (покритие на калай) по време на съхранение в влажна атмосфера и безгрижна боравене с тях (желязото бързо се унищожава след появата на поне една малка драскотина, която допуска контакта на желязото с влага). Напротив, поцинкованата повърхност на кофата на желязото не ръжда дълго време, защото дори ако има драскотини, тя е корозирана от желязо, но цинк (по-активен метал от желязо).

Корозионната устойчивост на този метал се засилва с покритието си с по-активен метал или когато те са ги сливат; Така че, покритието на железен хром или производството на железен сплав с хром елиминира желязната корозия. Хромирани желязо и стомана, съдържащи хром ( неръждаема стомана), имат висока устойчивост на корозия.

Ако в периодичната таблица на елементите di ieteleve да се държи диагонал от берилий към Astatu, тогава елементите-метали ще бъдат оставени на дъното на диагонала (елементи от страничните подгрупи включват, подчертани в синьо) и отдясно - Метални елементи (подчертано жълто). Елементи, разположени близо до диагоналните - полуметали или металоиди (B, Si, Ge, SB и др.), Имат двоен характер (подчертан с розов цвят).

Както може да се види от фигурата, преобладаващото мнозинство от елементи са метали.

Чрез химическата си природа металите са химични елементи, чиито атоми дават електрони от външно или антисомно енергийно ниво, образувайки положително заредени йони.

Почти всички метали имат относително големи радиуси и малък брой електрони (от 1 до 3) на външното енергийно ниво. Металите се характеризират с ниски стойности на електричество и рехабилитационни свойства.

Най-типичните метали са разположени в началото на периодите (започвайки от второто), още вляво отдясно на металните свойства отслабват. В групата отгоре надолу, металните свойства се подобряват, тъй като радиусът на атомите се увеличава (поради увеличаване на броя на енергийните нива). Това води до намаляване на електрическатагустност (способността да се привличат електрони) на елементи и намаляване на рехабилитационните свойства (способността да се получат електрони в други атоми в химични реакции).

Типичен Металите са S-елементи (елементи на IA-групата от Li до Fr. Елементи на PA-групата от mg до RA). Общата електронна формула на техните NS 1-2 атоми. Те се характеризират със степените на окисление + I и + II, съответно.

Малък брой електрони (1-2) на външното енергийно ниво на типични атоми на метали предполагат светлина загуба на тези електрони и проявление на силни редуциращи свойства, които отразяват ниските стойности на електричество. Следователно ограничението на химичните свойства и методи за получаване на типични метали.

Характерна особеност на типичните метали е желанието на техните атоми да образуват катиони и йонни химични връзки с неметални атоми. Връзки с типични метали с неметали са йонни кристали "Металанион Nemetalla cation", например K + Vg -, СА 2+ на 2-. Катациите на типичните метали също се състоят от съединения със сложни аниони - хидроксиди и соли, например, mg2 + (ON -) 2, (Li +) 2СО 32-.

Метали на A-групи, образуващи амфотерност диагонал в периодичната система VE-AL-GE-SB-RO, както и метал в съседство (GA, в, TL, SN, RB, BI) не показват типични метални свойства. Обща електронна формула на техните атоми ns. 2 nP. 0-4 той предполага по-голямо разнообразие от окислителни степени, по-голямата способност да държи собствените си електрони, постепенно намаляване на тяхната реставрационна способност и появата на окислителна способност, особено при високи окислителни степени (характерни примери - съединения на TL III, PB IV, VI V). Такова химическо поведение също е характерно за повечето (D-елементи, т.е. елементи на В-групи от периодичната система (типични примери - амфотерни елементи на CR и Zn).

Това проявление на свойствата на двойствеността (амфотерност), в същото време метал (основен) и неметален, се дължи на естеството на химическата връзка. В твърдо състояние, свързването на неизични метали с неметали съдържа предимно ковалентни връзки (но по-малко трайни от връзките между неметалите). В разтвора, тези връзки са лесно счупени и съединенията се дисоциират на йони (напълно или частично). Например, метален галий се състои от молекули на GA 2, в твърдо състояние на алуминий и живачни хлориди (II), ALSL3 и NGSL2 съдържат силно ковалентни връзки, но в разтвор на ALSL 3 дисоциира почти напълно, а NGSL 2 е в много малка степен (и след това на йоните NGSL + и SL -).

Общи физични свойства на металите

1) Пластмаса - Възможност за лесно промяна на формата, разтегнете в тел, валцуван в тънки листове.

Общи химични свойства на металите

Силни редуциращи агенти: Me 0 - nē → me n +

I. Метални реакции с неметали

1) с кислород:
2 mg + 0 2 → 2mgo

2) със сиво:
HG + S → HGS

3) с халогени:
Ni + cl 2 - t ° → nicl 2

4) с азот:
3CA + N 2 - t ° → ca 3 n 2

5) с фосфор:
3CA + 2P - t ° → ca 3 p 2

6) с водород (реагират само алкални и алкални метали):
2li + h 2 → 2lih

CA + H 2 → CAH 2

II. Реакции на кисели метали

Mg + 2HC1 → mgCl2 + h2

2AL + 6HCL → 2alcl 3 + 3H2

6NA + 2H 3 PO4 → 2NA 3 PO 4 + 3H2

2) с окислителни киселини:

Zn + 2H2S04 (K) → Znso 4 + SO 2 + 2H2O

4ZN + 5H2S04 (k) → 4ZNSO 4 + H2S + 4H2O

3ZN + 4H2S04 (k) → 3ZNSO 4 + S + 4H2O

2H2S04 (K) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H2O

10hno 3 + 4mg → 4 mg (NO 3) 2 + NH4 NO 3 + 3H20

4hno 3 (k) + cu → cu (No 3) 2 + 2NO 2 + 2H2O

III. Метално взаимодействие с вода

1) активни (алкални и алкалоземни метали) образуват разтворима основа (алкален) и водород:

2na + 2H2O → 2NAOH + H2

Са + 2H2O → Ca (OH) 2 + Н2

2) Металите със средна активност се окисляват с вода, когато се нагрява до оксид:

Zn + H 2O - t ° → zno + h2

3) Неактивни (AU, AG, PT) - не реагират.

IV. Неизплатените активни метали от решения на техните соли:

CU + HGCL 2 → HG + CUCL 2

FE + CUSO 4 → CU + FESO 4

Корозионни метали

Нежелана химическа собственост на металите е тях, т.е. активно унищожаване (окисление) при контакт с вода и под влияние на кислород, разтворен в него (корозия на кислород). Например, корозията на железни продукти във водата е широко известна, в резултат на което се образува ръжда, а продуктите се разпадат в прах.

електрометалургия, т.е. производството на метали чрез електролиза на топи (за най-активни метали) или соли решения;

пирометалургия, т.е. възстановяване на метали от руди при високи температури (например получаване на желязо в процеса на домейн);

хидрометалургия, т.е. освобождаването на метали от разтворите на техните соли с по-активни метали (например, получаването на мед от смукателния разтвор 4 с действието на цинк, желязо или алуминий).

В природата, понякога метали (характерни примери - AG, AU, PT, NG), но по-често металите са под формата на връзки ( метални руди). Според разпространението в земната кора, металите са различни: от най-често срещаните - ал, Na, CA, Fe, Mg, K, Ti) до най-редките - VI, в, AG, AU, PT, Re.

Първият материал, който се научил как да използва хората за техните нужди, е камък. Въпреки това, по-късно, когато човек осъзнава свойствата на металите, камъкът се отдръпна назад. Това са тези вещества и техните сплави, които стават най-важен и основен материал в ръцете на хората. От тях бяха произведени домакински предмети, създадени са съоръжения. Следователно в тази статия ще разгледаме факта, че металите, общите характеристики, свойства и използването на които са толкова важни за този ден. В края на краищата, буквално веднага в каменната ера последва целия плеяд метал: мед, бронз и желязо.

Метали: общи характеристики

Какво обединява всички представители на тези прости вещества? Разбира се, това е структурата на тяхната кристална решетка, видовете химични връзки и характеристиките на електронната структура на атома. В крайна сметка, оттук и характерните физични свойства, които са в основата на употребата на тези материали от човека.

На първо място, обмислете металите като химически елементи на периодичната система. В него те се намират доста свободно, заемат 95 клетки от известни досега 115. Има няколко характеристики на тяхното местоположение в общата система:

Образуват главните подгрупи I и II групи, както и III, започвайки с алуминий.
Всички странични подгрупи се състоят само от метали.
Те са разположени под условния диагонал от Бора до Астата.

Въз основа на такива данни е лесно да се проследи, че неметалите се събират в горната дясна част на системата и всички останали пространства принадлежат на въпросните елементи.

Всички те имат няколко характеристики на електронната структура на атома:

Общите характеристики на металите и неметалите ви позволяват да идентифицирате модели в тяхната структура. Така че, кристалната решетка на първата е метална, специална. В възлите има няколко вида частици наведнъж:

йони;
атоми;
електрони.

Вътре в общия облак се натрупва, наречен електронен газ, който обяснява всички физически свойства на тези вещества. Видът на химическата връзка в металите е едно и също име с тях.

Физически свойства

Има редица параметри, които комбинират всички метали. Общата характеристика на техните физически свойства изглежда така.

Изброените параметри са общите характеристики на металите, т.е. всичко, което те се комбинират в едно голямо семейство. Трябва обаче да се разбира, че има изключения от всяко правило. Особено след като елементите от този вид твърде много. Ето защо, в рамките на самата семейство, има и разделения на различни групи, които ще обмислим по-долу и за които показваме характерните черти.

Химични свойства

От гледна точка на науката за химията всички метали са редуциращи агенти. Освен това, много силен. Колкото по-малко електрони на външното ниво и по-големия атомния радиус, толкова по-силен е металът по посочения параметър.

В резултат на това металите могат да реагират с:

Това е само общ преглед на химичните свойства. В крайна сметка, за всяка група елементи, те са чисто индивидуални.

Алкални земни метали

Общата характеристика на алкалните земни метали е както следва:

По този начин алкалните земни метали са общи елементи на S-семейството, показващи висока химическа активност и са силни редуциращи агенти и важни участници в биологичните процеси в организма.

Алкални метали

Общата характеристика започва с името им. Получава се за способност да се разтвори във вода, образувайки алкални - каустични хидроксиди. Реакциите с вода са много бурни, понякога с запалване. В свободната форма в природата тези вещества не са намерени, тъй като химическата им дейност е твърде висока. Те реагират с въздух, водни пари, не метали, киселини, оксиди и соли, това е почти всичко.

Това се обяснява с електронната им структура. На външното ниво само един електрон, който лесно се отказват. Това са най-силните редуциращи агенти, поради което да влязат в чиста форма, отнема много дълго време. За първи път Дейви Хемфри е направено през XVIII век чрез електролиза натриев хидроксид. Сега всички представители на тази група се произвеждат именно този метод.

Общата характеристика на алкалните метали също е фактът, че те представляват първата група от основната подгрупа на периодичната система. Всички те са важни елементи, които образуват много ценни естествени съединения, използвани от човек.

Общи характеристики на металите на D- и F-семейства

Тази група елементи включва цялата степен на окисление, от които може да варира. Това означава, че в зависимост от условията металът може да действа като роля и окислител и редуциращия агент. Тези елементи имат голяма способност да реагират. Сред тях са голям брой амфотерни вещества.

Общото име на всички тези атоми е преходни елементи. Те са го получили за факта, че според желаните свойства наистина стоят в средата, между типовите метали на S-семейството и неметалите на семейството R.

Общите характеристики на преходните метали включват обозначението на техните подобни свойства. Те са както следва:

голям брой електрони на външното ниво;
голям атомният радиус;
няколко градуса окисление (от +3 до +7);
са на D- или F-Supro;
образуват 4-6 големи периода на системата.

Като прости вещества, металите на тази група са много издръжливи, drigura и гълъб, така че те имат голяма индустриална стойност.

Странични подгрупи на периодичната система

Общите характеристики на металите на страничните подгрупи напълно съвпадат с преходния. И това не е изненадващо, защото всъщност това е напълно същото. Само страничните подгрупи на системата се формират от представители на D- и F-семейства, т.е. преходни метали. Затова можем да кажем, че тези концепции са синоними.

Най-активните и важни от тях са първият ред от 10 представители от Скандия до Цинк. Всички те имат важна индустриална стойност и често се използват от човек, особено за топене.

Сплави

Общите характеристики на металите и сплавите позволяват да се разбере къде и как да се използват тези вещества. Такива съединения са претърпели големи трансформации през последните десетилетия, в края на краищата, всички нови добавки се отварят и синтезират за подобряване на тяхното качество.

Най-известните сплави днес са:

месинг;
дурульул;
излято желязо;
стомана;
бронз;
печеля;
нихром и други.

Какво е сплав? Тази смес от метали, получена чрез топене на последната в специални устройства за пещ. Това се прави, за да се получи продукт, който е по-добър от свойствата на чистите вещества, които го образуват.

Сравнение на свойствата на металите и неметалите

Ако говорим за общи свойства, характеристиките на металите и немасалите ще бъдат различни в един много значим елемент: за последния е невъзможно да се извадят подобни характеристики, тъй като те са много различни от явните свойства на физически и химически Имоти.

Ето защо, за не метали, е невъзможно да се създаде подобна характеристика. Възможно е само отделно да се разгледат представители на всяка група и да опишат техните свойства.

Металните атоми сравнително лесно дават на валентните електрони и отиват на положително заредени йони. Следователно, металите са редуциращи агенти. Метали взаимодействат с прости вещества: Са + С12 - CAC12, активни метали реагират с вода: 2NA + 2N20 \u003d 2NAOH + H2F. Металите, които стоят в редица стандартни електрически потенциали за взаимодействие на водород с разредени киселинни разтвори (с изключение на HN03) с освобождаване на водород: Zn + 2NC1 \u003d ZnCl2 + H2F. Металите взаимодействат с водни разтвори на соли с по-малко активни метали: Ni + CUS04 \u003d NIS04 + C. Дж. Метали реагират с окислителни киселини: C. Методи за производство на метали Модерната металургия получава повече от 75 метала и многобройни сплави въз основа на тях. В зависимост от методите за получаване на метали, се различават пирохидро- и електрометалургия. Hg) пирометалургия обхваща методи за производство на метали от руди, използвайки реакции на възстановяване, проведени при високи температури. Въглища, активни метали, въглероден оксид (II), водород, метан се използват като редуциращи агенти. CU20 + C - 2SI + CO, t ° CU20 + CO-2CU + C02, t ° CG203 + 2A1 - 2SG + A1203, (алтертермия) t ° tiCl2 + 2 mg - ti + 2mgcl2, (магнитармия) t ° W03 + 3H2 \u003d W + 3H20. (хидрогенетрермомия) | C хидрометалургия е приготвянето на метали от разтвори на техните соли. Например, когато обработвате разредена сярна киселина от медна руда, съдържаща меден оксид (и), мед се движи в разтвор под формата на сулфат: CUO + H2S04 \u003d CUS04 + Н20. След това медът се отстранява от разтвора или електролизата, или с изместване с железен прах: CUS04 + Fe \u003d FES04 + Si. [S] Електрометалургия е методи за производство на метали от разтопените им оксиди или соли, използвайки електролиза: 2NACL електролиза - 2NA + CL2. Въпроси и задачи за решения за саморешения 1. Посочете позицията на металите в периодичната система на D. I. Mendeleev. 2. Покажете физическите и химичните свойства на металите. 3. Обяснете причината за общите свойства на металите. 4. Покажете промяната в химическата активност на металите на основните подгрупи I и II групи от периодичната система. 5. Как се променят металните свойства в елементите II и III периоди? Назовете най-огнеупорни и най-лакътните метали. 7. Посочете кои метали са намерени в естеството в родното състояние и които само под формата на връзки. Как може да се обясни това? 8. Каква е природата на сплавите? Как съставът на сплането влияе върху неговите свойства. Показване на конкретни примери. Посочете най-важните методи за производство на метали от руди. 10L Обадете се на сортовете на Пирометалургия. Какви редуциращи агенти се използват във всеки конкретен метод? Защо? 11. Назовете металите, получени с хидрометалургия. Каква е същността и какви са предимствата на този метод преди другите? 12. Дайте примери за получаване на метали, използвайки електрометалургия. В кой случай използвайте този метод? 13. Какви са съвременните методи за получаване на метали с висока чистота? 14. Какво е "потенциал за електрода"? Кои от металите имат най-голямо и което е най-ниският потенциал на електрода във воден разтвор? 15. Опишете редица стандартен потенциал на електрода? 16. Възможно ли е да изтекат метален желязо от воден разтвор на сулфат с метален цинк, никел, натрий? Защо? 17. Какъв е принципът на галванични елементи? Какви метали могат да се използват в тях? 18. Какви процеси се отнасят до корозия? Какви видове корозия знаете ли? 19. Какво се нарича електрохимична корозия? Какви начини за защита от него са известни? 20. Как влияе на корозията на неговия контакт с други метали? Какъв метал ще се срине първо върху повредената повърхност на консервираните, поцинковани и никелирани желязо? 21. Какъв процес се нарича електролиза? Пишете реакциите, отразяващи процесите, които се срещат при катода и анода с електролизата на стопяването на натриев хлорид, водни разтвори на натриев хлорид, меден сулфат, натриев сулфат, сярна киселина. 22. Каква роля играе електродният материал, когато процесите на електролиза преминават? Дайте примери за електролизни процеси, които изтичат с разтворими и неразтворими електроди. 23. Службата, която идва в приготвянето на медни монети, съдържа 95% мед. Определете втория метал, който е включен в сплавта, ако при обработката на едно топлинна монета се освобождават излишък от солна киселина 62.2 ml водород (п. Y.). алуминий. 24. Метален карбид шкурка с тегло 6 g е изгорен на кислород. Същевременно се образува 2.24 литра въглероден оксид (IV) (п. Y.). Определете кой метал влезе в карбид. 25. показват кои продукти се разпределят в електролизата на воден разтвор на никелов сулфат, ако процесът протича: а) с въглища; б) с никелови електроди? 26. С електролизата на водния разтвор на меден сулфат върху анода, 2,8 литра газ се разделят (п. Y.). Какво е газ? Какво и в какво количество е пуснат в катода? 27. Направете диаграма на електролизата на водния разтвор на калиев нитрат, протичащ върху електродите. Какво е равно на количеството преминало електричество, ако 280 ml газ се разделя на анода (N. u.)? Какво и в какво количество е пуснат в катода?