Metalli kemialliset ominaisuudet. Metallien kemialliset ominaisuudet esimerkit

Restoratiiviset ominaisuudet- Nämä ovat kaikkien metallien tärkeimmät kemialliset ominaisuudet. Ne ilmenevät yhteistyössä monipuolisimpien hapettavien aineiden, mukaan lukien ympäristö hapettavat aineet. Yleensä metallien vuorovaikutus hapettavien aineiden kanssa voidaan ekspressoida kaaviossa:

ME + OXIDIZER" Minä.(+ X),

Missä (+ x) on positiivinen hapettuminen minusta.

Esimerkkejä metallien hapetuksesta.

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

Useita metallien toimintaa

Metallien restaurointiominaisuudet eroavat toisistaan. E. E: n elektrodipotentiaaleja käytetään metallien vähennysominaisuuksien kvantitatiivisena piirteenä.

Mitä aktiivisempi metalli, sitä negatiivisemmin sen standardi elektrodi potentiaali E O.

Metallit, jotka sijaitsevat peräkkäin laskevan oksidatiivisen aktiivisuuden, muodostavat sarjan aktiivisuutta.

Useita metallien toimintaa

Minä.

Liittää

CA.

Na.

Mg.

Mn.

Zn.

Fe.

Ni.

Sn.

Pb.

H2.

Cu.

AU.

Me z +.

Li +.

K +.

Ca 2+.

Na +.

Mg 2+

Al 3+.

MN 2+.

Zn 2+

CR 3+

Fe 2+

Ni 2+

SN 2+.

Pb 2+.

H +.

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

Metalli, jolla on entistä negatiivinen arvo EO: n, pystyy palauttamaan metalli-kationin positiivisemmalla elektrodipotentiaalilla.

Metallin palauttaminen sen suolan liuoksesta toisen metallin kanssa, jolla on korkeampi pelkistävä aktiivisuus, kutsutaan sementoiksi. Sementtiä käytetään metallurgisissa teknologioissa.

Erityisesti CD saadaan palauttamalla se suolan sinkin liuoksesta.

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

3.3. 1. Happeiden metallien vuorovaikutus

Happi on vahva hapettava aine. Se voi hapettaa metallien ylivoimainen enemmistöAU. jaPt. . Metallit ilmassa ovat kosketuksissa hapen kanssa, joten kun tutkitaan metallien kemiaa aina kiinnittää huomiota metallin vuorovaikutuksen ominaisuuksiin hapen kanssa.

Kaikki tietävät, että raudan kosteassa ilmassa on peitetty ruosteisella hydratoidulla rautaoksidilla. Mutta monia pienikokoisia metalleja, joissa ei ole liian korkeita lämpötiloja, näytä vastustuskyky hapettumiseen, kuten ohut suojakalvot muodostetaan niiden pinnalle. Nämä hapettumistuotteista olevat kalvot eivät salli hapettimen kosketusta metallin kanssa. Metallikerroksen estävän muodostumisen fenomeni, joka estää metallihapetusta, kutsutaan metallioksidaation.

Lisääntynyt lämpötila edistää metallien hapettamista happea. Metallitoiminta nousee pienessä rikas tilassa. Useimmat metallit jauheen polttamisen muodossa happessa.

s-Metallit

Suurin vähentävä toiminta näkyys.-Metals.Metallit Na, K, Rb CS pystyvät sytyttämään ilmaa, ja ne varastoidaan suljetuissa astioissa tai kerosiinikerroksen alla. BE ja MG, jossa on alhaiset ilman lämpötilat, passivoidaan. Mutta kun syttyy nauha mg palovammoja häikäisevällä liekillä.

MetallitII.A-alaryhmät ja Li Kun vuorovaikutuksessa hapen muodostavat oksidit.

2CA + O 2 \u003d 2CAO

4 Li + O 2 \u003d 2Li 2 O

Alkalimetallit paitsiLiittää, kun vuorovaikutuksessa hapen kanssa ei ole muodostettu oksideja ja peroksidejaMinä. 2 O. 2 ja protooxidesMeo. 2 .

2NA + O 2 \u003d Na 2 O 2

K + O 2 \u003d KO 2

p-metallit

Metallit kuuluvatp.- Lohko ilmassa on passivoitu.

Kun poltat happea

metallit IIII-alaryhmät muodostavat tyypin oksidit IU 2 O 3,
SN hapetetaan Sno. 2 ja Pb - to PBO.
Bi menee BI 2 O 3.

d-metallit

Kaikkid.-Metals 4 jaksoja hapetetaan happea. SC, MN, FE on helposti hapetettu. Erityisen resistenttiä korroosiota ti, v, Kr.

Kun polttaminen happea kaikistad.

Kun polttaminen happea kaikistad.-Elementit 4 Ainoastaan \u200b\u200bScandiumia, titaania ja vanadiinia, joissa on oksideja, joissa se on korkeimmalla hapetuksella, joka on yhtä suuri kuin ryhmänumero.4 jakson jäljelle jääneet D-metallit palamisen aikana happessa muodostuvat oksideja, joissa minua on välituotteessa, mutta vakaa hapettumisaste.

D-metallien 4 jaksojen muodostamien oksidien tyypit hapen palamisen aikana:

Meo Lomake Zn, Cu, Ni, Co. (t\u003e 1000 ° C CU: n muodossa Cu 2 O),
IU 2 O 3muodostaa cr, fe ja sc,
Meo 2. - Mn ja Ti,
V muodostaa korkeimman oksidin - V. 2 O. 5 .

d.-Metals 5 ja 6 jaksoa lukuun ottamattaY, LA, Enemmän kuin muut metallit ovat vastustuskykyisiä hapettumiseen. Älä reagoi hapen kanssaAU, PT. .

Kun polttaminen happead.- Metalls 5. 6 jaksoja yleensä muodostavat korkeammat oksidit, Poikkeus on metallien AG, PD, RH, Ru.

D-metallien 5 ja 6 jakson muodostamat oksidit palamisen aikana

IU 2 O 3- muoto Y, LA; RH;
Meo 2. - Zr, HF; IR:
Minä 2 o 5 - Huom., TA;
Meo 3. - mo, w
Minä 2 o 7 - TC, RE
Meo 4 - OS.
Meo. - CD, HG, PD;
Me 2 O. - AG;

Metallien vuorovaikutus happojen kanssa

Happo-liuoksissa vetykationi on hapettava aine. Metallit, jotka seisovat vedyn aktiivisuuteen, voi hapettaa H + kation. Joilla on negatiivisia elektrodipotentiaaleja.

Monet metallit, hapettavat, happamissa vesiliuoksissa monet siirtyvät kationeihinMe Z. + .

Happojen rivin anionit kykenevät näyttämään hapettavia ominaisuuksia, vahvempi kuin H +. Tällaisia \u200b\u200bhapettimia ovat anionit ja yleiset hapot. H. 2 NIIN. 4 jaHNO. 3 .

Anionit nro 3 - Näyttelyt oksidatiiviset ominaisuudet millä tahansa pitoisuudella liuoksessa, mutta talteenottotuotteet riippuvat hapon konsentraatiosta ja hapettuneesta metallia.

AnionitSo 4 2 - Näyttelyssä oksidatiiviset ominaisuudet vain konsentroidussa H2S04: ssa.

Oksidifier Recovery -tuotteet: H +, NO 3 - , NIIN. 4 2 -

2N + + 2E - \u003dH2

NIIN. 4 2- väkevistä H2S04: sta NIIN. 4 2- + 2e. - + 4 H. + = NIIN. 2 + 2 H. 2 O.

(On myös mahdollista muodostaa s, h 2 s)

Ei 3 - keskittyn HNO 3: sta NO 3 - + E - + 2h + \u003d NO 2 + H 2 O
Ei 3 - laimennetusta HNO 3: sta NO 3 - + 3E - + 4H + \u003d Ei + 2H 2 O

(On myös mahdollista muodostaa N2O, N2, NH 4 +)

Esimerkkejä metallien vuorovaikutuksen reaktioista happojen kanssa

Zn + H 2SO 4 (RSC) "ZnSO 4 + H2

8AL + 15H 2S04 (k.) "4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2O

3ni + 8hno 3 (RSC) "3ni (ei 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

Cu + 4hno 3 (k.) "Cu (nro 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2O

Metal hapetustuotteet happamissa liuoksissa

Alkalimetallit muodostavat Me + tyyppikation, S-metalleja toisen ryhmän muodon kationit Me 2+.

R-lohkon metallit, jotka liuotetaan happoihin, muodostavat taulukossa esitetyt kationit.

PB ja BI-metallit liukenevat vain typpihapolla.

Minä.	Al	Ga.	SISÄÄN.	Tl	Sn.	Pb.	Bi
Mez +.	Al 3+.	GA 3+.	3+: ssä.	TL +.	SN 2+.	Pb 2+.	BI 3+
EO, B.	-1,68	-0,55	-0,34	-0,34	-0,14	-0,13	+0,317

Kaikki D-Metallit 4 jaksoja lukuun ottamattaCu. Voidaan hapettaa ioneillaN +. Happamissa liuoksissa.

D-metallien 4 jakson muodostamia kationeja:

Me 2+ (Muoto D-Metallit, jotka vaihtelevat MN: stä Cu: ksi)
IU 3+ (muodosta SC, TI, V, CR ja FE typpihapolla).
TI ja V myös muodostavat kationeja Meo 2+

d.Elementit 5 ja 6 jaksoa ovat hapettumista enemmän kuin 4d.- Metallit.

Hapon liuoksissa H + voi hapettaa: Y, LA, CD.

HNO 3 voidaan liuottaa: CD, HG, AG. Hot HNO 3 PD, TC, RE on liuennut.

Hot H2S04 liukenee: Ti, Zr, V, NB, TC, RE, RH, AG, HG.

Metallit: Ti, Zr, HF, NB, TA, MO, W liuotetaan yleensä HNO 3 + HF -seokseen.

Royal Vodka (HNO 3 + HCl -seos) voit liuottaa ZR, HF, MO, TC, RH, IR, PT, AU ja OS: n vaikeus. Syynä metallien liukenemiseen kuninkaallisessa vodkaa tai HNO 3 + HF-seoksessa on monimutkaisten yhdisteiden muodostuminen.

Esimerkki. Kultajen purkaminen Royal Vodka mahdollistaa kompleksin muodostumisen vuoksi -

AU + HNO 3 + 4HCL \u003d H + Ei + 2H 2O

Metalli vuorovaikutus veden kanssa

Oksidatiiviset veden ominaisuudetH (+1).

2N 2 O + 2E -" N. 2 + 2h -

Koska H +: n pitoisuus vedessä on pieni, sen alhaisen oksidatiiviset ominaisuudet. Metallit voivat liuottaa veteenE.< - 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. Kaikkis.-Metals, paitsiOlla ja mg. Helposti liuotetaan veteen.

2 Na. + 2 Hoh. = H. 2 + 2 Vai niin. -

Na voimakkaasti vuorovaikutuksessa veden kanssa lämmön vapauttaminen. Arvioitu H2 voi sytyttää.

2H 2 + O 2 \u003d 2H 2 O

MG liukenee vain kiehuvaan veteen, suojataan hapettumisesta inertin liukenemattoman oksidin kanssa

R-lohkon metallit - vähemmän vahvat pelkistävät aineet kuins..

P-metallien joukossa vähentävä toiminta on korkeampi IIIA-alaryhmän metallien, SN ja PB ovat heikot pelkistävät aineet, BI: llä on EO\u003e 0.

p-metallit normaaleissa olosuhteissa vedessä eivät liukene. Kun suojusoksidi liuotetaan pinnasta alkalisissa liuoksissa, Al, GA ja SN hapetetaan vedellä.

D-metallivesi hapettaa Kun lämmitys SC ja MN, LA, Y. Silitys Reagoi vesihöyryn kanssa.

Metallien vuorovaikutus Alkalis-ratkaisuilla

Alkaliuoksissa vesi toimii hapettimena.

2N 2 O + 2E - \u003dH 2 + 2H - EO \u003d - 0,826 B (pH \u003d 14)

Veden oksidatiiviset ominaisuudet kasvavat pH: lla vähennetään H +: n pitoisuuden vähenemisen vuoksi. Kuitenkin, jotkut metallit, jotka eivät liukene veteen, liuotetaan alkalisuojoihin, Esimerkiksi Al, Zn ja muut. Tärkein syy tällaisten metallien liukenemiseen emäksisissä liuoksissa on se, että näiden metallien oksidit ja hydroksidit ovat amfoteroituneita liuottaen alkaliin, eliminoimalla hapettavan aineen ja pelkistimen välisen esteen.

Esimerkki. Liukeneminen Al NaOH: n liuoksessa.

2AAL + 3H 2 O + 2NAOH + 3H 2O \u003d 2Na + 3H2

Maksullisten elektronien ("elektronisen kaasun") läsnäolon ansiosta kaikki metallit ovat seuraavat ominaisuudet:

1) Muovi - Kyky helposti muuttaa muotoa, venyttää lanka, rullataan ohuiksi arkkeiksi.

2) Metal Shine ja opasiteetti. Tämä johtuu vapaiden elektronien vuorovaikutuksesta, jossa on osallinen valo.

3) Sähkönjohtavuus. Se selitetään vapaiden elektronien suunnatulla liikkeellä negatiivisesta navasta pienen potentiaalin eron positiiviseen vaikutukseen. Kun lämmitetään, sähkönjohtavuus vähenee, koska Lisääntyvä lämpötila, atomien vaihtelut ja ioneja kristallihuoneen solmuissa parannetaan, mikä vaikeuttaa "elektronisen kaasun" suuntaviivoja.

4) Lämmönjohtokyky. Se johtuu vapaiden elektronien suuresta liikkuvuudesta johtuen, jonka lämpötila kohdistuu nopeasti metallin massan. Suurin lämmönjohtavuus on vismutti ja elohopea.

5) Kovuus. Vaikein - kromi (leikkaus lasi); Lammut ovat alkalimetallit - kalium, natrium, rubidium ja cesium - leikataan veitsellä.

6) Tiheys. Se on vähemmän kuin metallin ja enemmän atomin säde. Helpoin litium (ρ \u003d 0,53 g / cm3); Raskas - osmium (ρ \u003d 22,6 g / cm3). Metallit, joiden tiheys on alle 5 g / cm3, pidetään "kevytmetallina".

7) Sulatus ja kiehuvat lämpötilat. Kyynärpäämetalli - elohopea (MP \u003d -39 ° C), tulenkestävä metalli - volframi (T ° kenttä \u003d 3390 ° C). Metallit, joissa on t ° pl. Yli 1000 ° C pidetään tulenkestävissä, alemmassa matalalla sulavana.

Metallien yleiset kemialliset ominaisuudet

Vahvat pelkistävät aineet: Me 0 - nē → Me n +

Useita jännityksiä, jotka kuvaavat metallien vertailevaa aktiivisuutta oksidatiivisissa reaktioissa vesipitoisissa liuoksissa.

1. Metallireaktiot muiden kuin metallien kanssa

1) hapen kanssa:
2mg + o 2 → 2MGO

2) harmaalla:
HG + S → HGS

3) halogeenilla:
Ni + Cl 2 - T ° → NICL 2

4) typessä:
3CA + N 2 - T ° → CA 3 N 2

5) fosforin kanssa:
3CA + 2P - T ° → CA 3 P2

6) vety (vain emäksiset ja maa-alkalimetallit reagoivat):
2LI + H 2 → 2LIH

Ca + H 2 → CAH 2

2. Metallien reaktiot hapojen kanssa

1) Metallit, jotka seisovat sähkökemiallisessa rivissä korostuneiden jännitysryhmien jopa h palauttamaan ei-hapettomia happoja vety:

Mg + 2HCL → MgCl2 + H2

2Al + 6HCL → 2Alcl 3 + 3H 2

6NA + 2H 3 PO 4 → 2NA 3 PO 4 + 3H 2

2) hapettavat hapot:

Typpihapon vuorovaikutuksessa minkä tahansa konsentraation ja konsentroitu rikki metallien kanssa vety ei koskaan erotu!

Zn + 2H 2S04 (k) → ZNSO 4 +S02 + 2H 2O

4zn + 5H2S04 (k) → 4ZNS04 + H 2 S + 4H 2O

3Zn + 4H 2S04 (k) → 3ZNSO 4 + S + 4H 2O

2H 2S04 (K) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2O

10HNO 3 + 4mg → 4mg (ei 3) 2 + NH 4N 3 + 3H 2 O

4HNO 3 (K) + Cu → Cu (nro 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2O

3. Veden vuorovaikutus vedellä

1) Aktiiviset (alkaliset ja maa-alkalimetallit) muodostavat liukoisen pohjan (alkalin) ja vedyn:

2NA + 2H 2 O → 2NAOH + H2

Ca + 2H 2 O → CA (OH) 2 + H2

2) Medium-aktiivisuuden metallit hapetetaan vedellä, kun se kuumennetaan oksidiksi:

Zn + H 2 O - T ° → ZNO + H2

3) Ei aktiivinen (AU, AG, PT) - Älä reagoi.

4. Siirrä enemmän aktiivisia metalleja, jotka ovat vähemmän aktiivisia metalleja, jotka on valmistettu suolojen liuoksista:

Cu + HgCl 2 → Hg + CUCL 2

FE + CUSO 4 → CU + FEESO 4

Teollisuudessa käytetään usein puhdasta metallista, mutta seokset - seoksetjossa yhden metallin hyödyllisiä ominaisuuksia täydennetään muiden hyödyllisten ominaisuuksien avulla. Joten kuparilla on alhainen kovuus ja se ei sovellu koneen osien valmistukseen, kupariseokset sinkin kanssa ( messinki) ovat jo kiinteitä ja laajalti käytetty koneenrakennuksessa. Alumiinilla on korkea plastisuus ja riittävä helppo (pieni tiheys), mutta liian pehmeä. Sen perusteella valmistetaan magnesiumin, kuparin ja mangaanin kanssa valmistettu seos - duralumini (dural), joka menettää alumiinin hyödyllisiä ominaisuuksia, hankkii suurta kovuutta ja sopii ilma-aluksiin. Rautaseokset hiili (ja muiden metallien lisäaineet) - Nämä ovat tunnettuja valurautaja teräs.

Metallit vapaassa muodossa ovat pelkistävät aineet. Joidenkin metallien reaktiivisuus on kuitenkin pieni johtuen siitä, että ne katetaan. pinta-oksidikalvo, vaihtelevissa tutkinnossa, joka on kestänyt tällaisten kemiallisten reagenssien, kuten veden, happoliuosten ja alkalisten toiminnan vaikutuksesta.

Esimerkiksi lyijy on aina peitetty oksidikalvolla, se vaatii vain reagenssin vaikutusta (esimerkiksi laimennettava typpihappo), mutta myös lämmitys. Alumiinin oksidikalvo estää sen reaktion veden kanssa, mutta happojen ja alkisten vaikutuksen alaisena tuhotaan. Loose oksidikalvo (ruoste), joka on muodostettu raudan pinnalle märässä ilmassa, ei häiritse raudan edelleen hapettamista.

Vaikutuksen alaisena keskitetty Muodostuneiden metallien hapot kestävä Oxyde-elokuva. Tätä ilmiötä kutsutaan passivointi. Joten keskittynyt rikkihappo Suunniteltu (ja sen jälkeen ne eivät reagoi hapon kanssa) Tällaisia \u200b\u200bmetalleja, kuten VE, BI, CO, Fe, Mg ja NB ja väkevöity in typpihappo - Metallit A1, VE, BI, CO, SG, FE, NB, NB, NB , Rye, th ja U.

Kun vuorovaikutuksessa hapettavien aineiden kanssa hapetusliuoksissa useimmat metallit menevät kationeiksi, mikä määräytyy tämän elementin vakaasta hapettumisasteesta yhdisteissä (Na +, CA 2+, A1 3+, Fe 2+ ja Fe 3 +)

Metallien pelkistävä toiminta happoliuoksessa lähetetään useilla jännitteillä. Useimmat metallit käännetään liuokseen, jossa on suolahappo ja laimennettu rikkihapoilla, mutta Cu, Ag ja Hg - vain rikki (konsentroitu) ja typpihapot sekä PT ja AI - "Tsarist Vodka".

Korroosiometallit

Metallien ei-toivottu kemiallinen ominaisuus on niiden korroosio, ts. Aktiivinen tuhoa (hapettuminen) kosketuksessa veden kanssa ja siihen liitetyn hapen vaikutuksen alaisena (hapen korroosio). Esimerkiksi raudan tuotteiden korroosiota vedessä on laajalti tunnettu, minkä seurauksena ruoste muodostuu ja tuotteet murenevat jauheena.

Metallikorroosion etenee myös vedessä johtuen myös liuenneiden kaasujen läsnäolosta 2 ja S02; Happoa väliaine luodaan ja h + kationit siirtyvät aktiivisilla metalleilla vedyn H2: n muodossa ( vetykorroosio).

Kahden heterogeenisen metallien kosketus on erityisen korroosiota ( ota yhteyttä korroosioon). Yhden metallin, esimerkiksi FE: n ja muun metallin, esimerkiksi veteen sijoitetaan SN tai Cu, tapahtuu elektrolmeroidun parin. Elektronin virtaus tulee aktiivisemmalta metallia, joka seisoo vasemmalla rivillä jännityksistä (RE), vähemmän aktiiviseen metalliin (SN, CU) ja aktiivisempi metalli tuhoutuu (korroosit).

Se johtuu siitä, että ruoste on tina-tölkkien pintauspinta (tina päällystetty) varastoinnin aikana märässä ilmakehässä ja huolimaton niiden käsittely (rauta on nopeasti tuhoutunut sen jälkeen, kun ainakin pieni naarmu, joka myöntää raudan kosketuksen kosteuden kanssa). Päinvastoin, rautakauhan galvanoitu pinta ei ruostu pitkään, koska vaikka on naarmuja, se on rautaa, mutta sinkki (aktiivisemmin metallia kuin rauta).

Tämän metallin korroosionkestävyys paranee sen pinnoitteella aktiivisemmalla metallilla tai kun ne sulautuvat ne; Joten rautakromin päällysttäminen tai raudan seosten valmistus kromi eliminoi rautakorroosion. Kromattu rauta ja teräs, joka sisältää kromia ( ruostumaton teräs), on korkea korroosionkestävyys.

Jos elementtien määräaikaisessa taulukossa on dieleveve pitämään diagonaalin Berylliumista ASTATulle, sitten elementit metallit jäävät diagonaalisen alareunaan (sivuryhmien elementit ovat korostettu sinisellä) ja oikealla - ei- Metallielementit (korostettu keltainen). Elementit, jotka sijaitsevat lähellä diagonaalia - puolimetalleja tai metalloideja (B, SI, GE, SB jne.), On kaksoismerkki (korostettu vaaleanpunaisella värillä).

Kuten kuviosta voidaan nähdä, osa elementtien ylivoimainen enemmistö on metalleja.

Kemiallisella luonteella metallit ovat kemiallisia elementtejä, joiden atomit antavat elektroneja ulkoisesta tai antisom-energiatasosta, muodostaen positiivisesti varautuneita ioneja.

Lähes kaikilla metalleilla on suhteellisen suuri säde ja pieni määrä elektroneja (1 - 3) ulkoisella energiatasolla. Metalleille on ominaista alhaiset elektronebility-arvot ja kuntoutusominaisuudet.

Tyypillisimmät metallit sijaitsevat kauden alussa (alkaen toisesta), jäljellä jälleen metalliominaisuuksien oikealle. Ryhmässä ylhäältä alas metalliominaisuuksia parannetaan, koska atomien säde kasvaa (energian määrän lisääntymisen vuoksi). Tämä johtaa elektronisten elementtien vähenemiseen (kyky houkutella elektronit) elementtejä ja vähentää kuntoutusominaisuuksia (kyky antaa elektroneja muihin atomeihin kemiallisissa reaktioissa).

Tyypillinen Metallit ovat S-elementtejä (IA-ryhmän elementit Li: sta FR: ksi. PA-ryhmän elementit mg: stä RA: ksi). Niiden NS 1-2-atomien kokonaisvaltainen kaava. Niille on tunnusomaista vastaavasti hapettumisen asteet + I ja + II.

Pieni määrä elektroneja (1-2) tyypillisten metallien ulkoisen energian tasolla merkitsee näiden elektronien valonhäviä ja voimakkaiden pelkistävien ominaisuuksien ilmentymistä, jotka heijastavat alhaisia \u200b\u200bsähkölähtöarvoja. Siksi kemiallisten ominaisuuksien ja menetelmien enimmäismäärä tyypillisten metallien saamiseksi.

Tyypillisten metallien ominaispiirre on heidän atomiensa halu muodostaa kationit ja ioni kemialliset sidokset, joissa ei-metalliatomia. Tyypillisten metallien liitännät, joissa ei-metallit ovat ioniset kiteet "Metallansion Nemetallan kationi", esimerkiksi K + VG -, CA 2+ / 2-. Tyypillisten metallien katiot koostuvat myös yhdisteistä, joilla on monimutkaiset anionit - hydroksidit ja suolat, esimerkiksi Mg 2+ (ON -) 2, (li +) 2сo 3 2-.

A-ryhmien metallit, amfotaerisuus diagonaali jaksollisessa järjestelmässä VE-AL-GE-GE-SB-RO, sekä metalli vieressä (GA, IN, TL, SN, RB, BI) eivät näytä tyypillisiä metalliominaisuuksia. Yleinen elektroninen kaava niiden atomeista ns. 2 np. 0-4 se olettaa suuremman moninaisuuden hapettumisasteesta, suurempi kyky pitää omia elektroniaan, asteittainen väheneminen niiden korjaava kyky ja hapettuva kyvyn ulkonäkö etenkin suurissa hapetusasteissa (ominaispiirteet - TL III, PB IV, VI) V).). Tällainen kemiallinen käyttäytyminen on myös ominaista useimmille (D-elementtejä, eli B-ryhmien elementtejä jaksollisesta järjestelmästä (tyypilliset esimerkit - CR: n ja Zn: n amfoteeriset elementit).

Tämä kaksinaisuus (amfoterisuus) ominaisuudet samanaikaisesti metalli (emäksinen) ja ei-metallinen, johtuu kemiallisen sidoksen luonteesta. Kiinteässä tilassa ei-metallien kanssa ei-metallien liittäminen sisältää pääasiassa kovalenttisia sidoksia (mutta vähemmän kestäviä kuin ei-metallien väliset yhteydet). Liuoksessa nämä sidokset ovat helposti rikki, ja yhdisteet erotetaan ioneihin (täysin tai osittain). Esimerkiksi metalli-gallium koostuu GA 2-molekyyleistä, alumiinin ja elohopeankloridien (II) kiinteässä tilassa, ALSL3 ja NGSL2 sisältävät voimakkaasti kovalenttisia sidoksia, mutta liuoksessa Alsl 3: n liuoksessa on lähes kokonaan ja NGSL 2 on Erittäin pienessä asteessa (ja sitten ionien NGSL + ja SL -).

Metallien yleiset fysikaaliset ominaisuudet

Maksullisten elektronien ("elektronisen kaasun") läsnäolon ansiosta kaikki metallit ovat seuraavat ominaisuudet:

1) Muovi - Kyky helposti muuttaa muotoa, venyttää lanka, rullataan ohuiksi arkkeiksi.

2) Metal Shine ja opasiteetti. Tämä johtuu vapaiden elektronien vuorovaikutuksesta, jossa on osallinen valo.

4) Lämmönjohtokyky. Se johtuu vapaiden elektronien suuresta liikkuvuudesta johtuen, jonka lämpötila kohdistuu nopeasti metallin massan. Suurin lämmönjohtavuus on vismutti ja elohopea.

5) Kovuus. Vaikein - kromi (leikkaus lasi); Lammut ovat alkalimetallit - kalium, natrium, rubidium ja cesium - leikataan veitsellä.

Metallien yleiset kemialliset ominaisuudet

Vahvat pelkistävät aineet: Me 0 - nē → Me n +

Useita jännityksiä, jotka kuvaavat metallien vertailevaa aktiivisuutta oksidatiivisissa reaktioissa vesipitoisissa liuoksissa.

I. Metallireaktiot ei-metallien kanssa

1) hapen kanssa:
2mg + o 2 → 2MGO

2) harmaalla:
HG + S → HGS

3) halogeenilla:
Ni + Cl 2 - T ° → NICL 2

4) typessä:
3CA + N 2 - T ° → CA 3 N 2

5) fosforin kanssa:
3CA + 2P - T ° → CA 3 P2

6) vety (vain emäksiset ja maa-alkalimetallit reagoivat):
2LI + H 2 → 2LIH

Ca + H 2 → CAH 2

II. Hapon metallireaktiot

1) Metallit, jotka seisovat sähkökemiallisessa rivissä korostuneiden jännitysryhmien jopa h palauttamaan ei-hapettomia happoja vety:

Mg + 2HCL → MgCl2 + H2

2Al + 6HCL → 2Alcl 3 + 3H 2

6NA + 2H 3 PO 4 → 2NA 3 PO 4 + 3H 2

2) hapettavat hapot:

Typpihapon vuorovaikutuksessa minkä tahansa konsentraation ja konsentroitu rikki metallien kanssa vety ei koskaan erotu!

Zn + 2H 2S04 (k) → ZNSO 4 +S02 + 2H 2O

4zn + 5H2S04 (k) → 4ZNS04 + H 2 S + 4H 2O

3Zn + 4H 2S04 (k) → 3ZNSO 4 + S + 4H 2O

2H 2S04 (K) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2O

10HNO 3 + 4mg → 4mg (ei 3) 2 + NH 4N 3 + 3H 2 O

4HNO 3 (K) + Cu → Cu (nro 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2O

III. Metalli vuorovaikutus veden kanssa

1) Aktiiviset (alkaliset ja maa-alkalimetallit) muodostavat liukoisen pohjan (alkalin) ja vedyn:

2NA + 2H 2 O → 2NAOH + H2

Ca + 2H 2 O → CA (OH) 2 + H2

2) Medium-aktiivisuuden metallit hapetetaan vedellä, kun se kuumennetaan oksidiksi:

Zn + H 2 O - T ° → ZNO + H2

3) Ei aktiivinen (AU, AG, PT) - Älä reagoi.

IV. Vähemmän aktiivisten metallien erimielisyys suolojen ratkaisuista:

Cu + HgCl 2 → Hg + CUCL 2

FE + CUSO 4 → CU + FEESO 4

Korroosiometallit

Metallien ei-toivottu kemiallinen ominaisuus on ne, eli aktiivinen tuhoaminen (hapettuminen) kosketuksessa veden kanssa ja siihen liitetyn happeen vaikutuksen alaisena (hapen korroosio). Esimerkiksi raudan tuotteiden korroosiota vedessä on laajalti tunnettu, minkä seurauksena ruoste muodostuu ja tuotteet murenevat jauheena.

sähkömetallurgia, ts. Metallien tuotanto sulaa (aktiivisille metalleille) tai suolojen liuoksille;

pyrometallurgia, ts. Metallien palauttaminen malmista korkeissa lämpötiloissa (esimerkiksi raudan hankkiminen verkkotunnuksen prosessissa);

hydrometallurgia, ts. Metallien vapautuminen suolojensa liuoksista aktiivisemmilla metalleilla (esimerkiksi kuparin valmistaminen imuliuoksesta 4 sinkin, raudan tai alumiinin vaikutuksesta).

Luontona, joskus natiivit metallit (ominaisuudet esimerkit - AG, AU, PT, NG), mutta useammin metallit ovat liitäntöjen muodossa ( metallimalmit). Maapallon kuoren esiintyvyyden mukaan metallit ovat erilaisia: yleisimpiä - Al, Na, CA, Fe, Mg, K, TI) harvinaisille - VI, IN, AG, AU, PT, RE.

Ensimmäinen materiaali, joka oppi, kuinka käyttää ihmisiä heidän tarpeisiinsa on kivi. Kuitenkin myöhemmin, kun henkilö tuli tietoiseksi metallien ominaisuuksista, kivi muutti takaisin. Näitä aineita ja niiden seosista tuli tärkein ja tärkein materiaali ihmisten käsissä. Näistä kotitaloustuotteet valmistettiin, rakennettiin tilat. Siksi tässä artikkelissa tarkastellaan sitä, että metallit, yleiset ominaisuudet, ominaisuudet ja käyttö ovat yhtä tärkeitä tälle päivälle. Loppujen lopuksi kirjaimellisesti välittömästi kivikaudella seurasi koko Pleiad Metal: kupari, pronssi ja rauta.

Metallit: Yleiset ominaisuudet

Mikä yhdistää kaikki näiden yksinkertaisten aineiden edustajat? Tietenkin tämä on niiden kristallin ristikkorakenne, kemiallisten joukkojen tyypit ja atomin elektronisen rakenteen ominaisuudet. Loppujen lopuksi siis tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet, jotka ovat käyttäneet näiden materiaalien käyttämistä ihmisellä.

Ensinnäkin harkita metallia jaksollisen järjestelmän kemiallisina elementteinä. Sieltä ne sijaitsevat aivan vapaasti, miehittävät 95 solua niistä, jotka tunnetaan tähän mennessä 115. Yleisessä järjestelmässä on useita ominaisuuksia.

Muodosta tärkeimmät alaryhmät I ja II-ryhmät sekä III alumiinista.
Kaikki sivuryhmät koostuvat vain metalleista.
Ne sijaitsevat BORA: n ehdollisen diagonaalin alapuolella astataan.

Tällaisten tietojen perusteella on helppo jäljittää, että ei-metalleja kerätään järjestelmän oikeassa yläkulmassa, ja kaikki muut tilat kuuluvat kyseisiin elementteihin.

Kaikilla niillä on useita ominaisuuksia atomin elektronisen rakenteen:

Metallien ja muiden kuin metallien yleiset ominaisuudet mahdollistaa niiden rakenteen kuvioiden tunnistamisen. Joten ensimmäinen on metallinen, erikoinen. Solmuissa on useita hiukkasia kerralla:

ionit;
atomeja;
elektronit.

Kokonaispilven sisällä kerääntyy, kutsutaan elektronikaasu, joka selittää kaikki näiden aineiden fysikaaliset ominaisuudet. Metallien kemiallisen sidoksen tyyppi on sama nimi niiden kanssa.

Fyysiset ominaisuudet

On olemassa useita parametreja, jotka yhdistävät kaikki metallit. Fysikaalisten ominaisuuksien yleinen ominaisuus näyttää tältä.

Listatut parametrit ovat metallien yleiset ominaisuudet, toisin sanoen ne yhdistetään yhteen suureen perheeseen. On kuitenkin ymmärrettävä, että kaikista säännöksistä on poikkeuksia. Erityisesti tämäntyyppisten elementtien jälkeen. Siksi itsessään perheessä on myös eri ryhmiä, joita tarkastelemme alla ja jonka mukaan me ilmaisemme ominaispiirteet.

Kemialliset ominaisuudet

Kemian tieteen näkökulmasta kaikki metallit vähentävät aineita. Lisäksi erittäin vahva. Vähemmän elektronit ulkoisella tasolla ja suurempi atomien säde, sitä vahvempi metalli määritellyllä parametrilla.

Tämän seurauksena metallit pystyvät reagoimaan:

Tämä on vain yleinen katsaus kemiallisista ominaisuuksista. Loppujen lopuksi jokaiselle elementtiryhmälle ne ovat puhtaasti yksilöitä.

Alkaliset maadoitusmetallit

Alkalisen maadoitusmetallien yleinen ominaisuus on seuraava:

Siten emäksiset maadoitusmetallit ovat S-perheen yleisiä elementtejä, jotka osoittavat suurta kemiallista aktiivisuutta ja ovat voimakkaita pelkistäviä aineita ja tärkeitä osallistujia biologisissa prosesseissa kehossa.

Alkalimetallit

Yleinen ominaisuus alkaa nimensä. Hänet saatiin kyvystä liuottaa veteen, muodostaa alkali - kaustiset hydroksidit. Reaktiot veden kanssa ovat erittäin myrskyisiä, joskus sytytys. Luonnossa vapaalla muodossa näitä aineita ei löydy, koska niiden kemiallinen toiminta on liian korkea. Ne reagoivat ilman, vesihöyryn, ei-metallien, happojen, oksidien ja suolojen kanssa, toisin sanoen lähes kaikkea.

Tämä selitetään niiden sähköisellä rakenteella. Ulkoisella tasolla vain yksi elektroni, jota he helposti luopuvat. Nämä ovat vahvimmat vähentävät aineet, minkä vuoksi päästään puhtaaseen muotoon Kesti melko pitkään. Ensimmäistä kertaa Davy Hemphri tehtiin XVIII-luvulla elektrolyysin natriumhydroksidilla. Nyt kaikki tämän ryhmän edustajat tuotetaan täsmälleen tämän menetelmän.

Alkalimetallien yleinen ominaisuus on myös se, että ne muodostavat säännöllisen järjestelmän tärkeimmän alaryhmän ensimmäisen ryhmän. Kaikki niistä ovat tärkeitä elementtejä, jotka muodostavat monia arvokkaita luonnollisia yhdisteitä, joita henkilö käyttää.

D- ja F-perheiden metallien yleiset ominaisuudet

Tämä elementtien ryhmä sisältää kaiken hapettumisen aste, jonka voi vaihdella. Tämä tarkoittaa sitä, että olosuhteista riippuen metalli voi toimia roolina ja hapettimena ja pelkistimena. Näillä elementeillä on suuri kyky reagoida. Niistä ovat suuri määrä amfootteisia aineita.

Kaikkien näiden atomien yleinen nimi on siirtymäkauden elementtejä. He saivat sen siitä, että haluttujen ominaisuuksien mukaan todella seisovat keskellä S-perhe- ja ei-metallien typsien metallien välillä.

Siirtymämetallien yleiset ominaisuudet edellyttävät niiden samankaltaisten ominaisuuksien nimeämistä. Ne ovat seuraavat:

suuri määrä elektroneja ulkoisella tasolla;
suuri atomien säde;
useita hapettumista (+3 - +7);
ovat D- tai F-Supro;
muoto 4-6 suuria järjestelmiä.

Yksinkertaisina aineina tämän ryhmän metallit ovat erittäin kestäviä, Drigura ja Dove, joten niillä on suuri teollinen arvo.

Jaksollisen järjestelmän sivuryhmät

Sidosryhmien metallien yleiset ominaisuudet ovat täysin samansuuntaisia \u200b\u200bsiirtymäkauden aikana. Ja se ei ole yllättävää, koska se itse asiassa se on täysin sama. Järjestelmän vain sivuryhmät muodostavat D- ja F-perheiden edustajat, eli siirtymämetallit. Siksi voimme sanoa, että nämä käsitteet ovat synonyymejä.

Aktiivisin ja tärkein niistä ovat ensimmäinen rivi 10 edustajaa Scandasta sinkkiä. Kaikilla niillä on tärkeä teollinen arvo, ja henkilö käyttää usein henkilö, erityisesti sulatus.

Seokset

Metallien ja seosten yleiset ominaisuudet mahdollistaa sen ymmärtämisen, missä ja miten näitä aineita käytetään. Tällaiset yhdisteet ovat viime vuosikymmeninä suuria transformaatioita, loppujen lopuksi kaikki uudet lisäaineet avataan ja syntetisoidaan niiden laadun parantamiseksi.

Tunnetuimmat seokset ovat tänään:

messinki;
duralumini;
valurauta;
teräs;
pronssi;
voittaa;
nichrome ja muut.

Mikä on seos? Tämä metallien seos, joka saadaan jättämällä jälkimmäiset erikoisuunissa. Tämä tehdään, jotta saataisiin tuote, joka on parempi kuin puhtaiden aineiden ominaisuudet, jotka muodostavat sen.

Metallien ja muiden kuin metallien ominaisuuksien vertailu

Jos puhumme tavallisista ominaisuuksista, metallien ja muiden kuin metallien ominaisuudet ovat erilaiset yhdessä merkittävässä erässä: jälkimmäiselle on mahdotonta yhdistää samankaltaisia \u200b\u200bominaisuuksia, koska ne ovat hyvin erilaisia \u200b\u200bkuin fyysisen että kemikaalin ilmeiset ominaisuudet Ominaisuudet.

Siksi ei-metalleja varten on mahdotonta luoda samanlainen ominaisuus. On mahdollista vain erikseen ottaa huomioon kunkin ryhmän edustajat ja kuvaile niiden ominaisuuksia.

Metal-atomeja suhteellisen helposti antaa valenssin elektronit ja siirtyä positiivisesti varautuneisiin ioneihin. Siksi metallit vähentävät aineita. Metallit ovat vuorovaikutuksessa yksinkertaisten aineiden kanssa: Ca + C12 - CAC12, aktiiviset metallit reagoi vedellä: 2Na + 2N20 \u003d 2NAOH + H2F. Metallit, jotka seisovat useissa vakioelektrodipotentiaaleissa vedyn vuorovaikutuksessa laimeiden happoliuosten (paitsi HN03) kanssa vedyn vapauttamalla: Zn + 2NC1 \u003d ZnCl2 + H2F. Metallit reagoivat vähemmän aktiivisten metallien suolojen vesiliuosten kanssa: Ni + Cus04 \u003d NIS04 + C. J. Metallit reagoivat hapettavien happojen kanssa: C. Metallit tuotantomenetelmät Moderni metallurgia saa yli 75 metallia ja lukuisia seoksia niihin. Riippuen metallien, pyrohydro- ja sähkömetallurgian hankkimisesta erotetaan. HG) Pyrometallurgia kattaa menetelmiä metallien tuottamiseksi malmista käyttäen korkeissa lämpötiloissa suoritetut talteenottoreaktiot. Hiili, aktiiviset metallit, hiilimonoksidi (II), vety, metaania käytetään pelkistyneinä aineina. CU20 + C - 2SI + CO, T ° CU20 + CO - 2CU + C02, t ° CG203 + 2A1 - 2SG + A1203, (altertermia) T ° TiCl2 + 2mg - Ti + 2mgCl2, (Magittenteria) T ° W03 + 3H2 \u003d W + 3H20. (Hydrogenotermus) C Hydrometallurgia on metallien valmistus niiden suolojen liuoksista. Esimerkiksi kuparimalmin laimea rikkihappoa, joka sisältää kuparioksidia, kupari liikkuu liuokseen sulfaatin muodossa: CUO + H2S04 \u003d CUS04 + H20. Sitten kupari poistetaan liuoksesta tai elektrolyysistä tai siirtymää rauta-jauheen kanssa: CUS04 + FE \u003d FES04 + SI. [S] sähkömetallurgian on menetelmiä metallien niiden sulat oksidit tai suolat käyttämällä elektrolyysin: 2NACL elektrolyysin - 2NA + CL2. Itsepäätösten kysymykset ja tehtävät 1. Ilmoittakaa metallien asema D. I. Mendeleevin säännöllisessä järjestelmässä. 2. Näytä metallien fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. 3. Selitä metallien ominaisuuksien yleisyyden syy. 4. Osoita jaksollisen järjestelmän tärkeimpien alaryhmien I ja II ryhmien metallien kemiallisen toiminnan muutos. 5. Miten metalliominaisuudet muuttuvat elementteissä II ja III -jaksoissa? Nimeä tulenkestävimmät ja kyynärpäämetallit. 7. Ilmoita, mitkä metallit löytyvät luonnosta kotimaassa ja jotka vain liitoksina. Miten tämä voidaan selittää? 8. Mikä on seosten luonne? Miten seosten koostumus vaikuttaa sen ominaisuuksiin. Näytä tietyissä esimerkeissä. Määritä tärkeimmät menetelmät metallien tuottamiseksi malmilta. 10L Soita Pyrometallurgian lajikkeisiin. Mitä pelkistäviä aineita käytetään kussakin tietyssä menetelmässä? Miksi? 11. Nimeä metallit, jotka saadaan hydrometallurgia. Mikä on olemus ja mitkä ovat tämän menetelmän edut ennen muita? 12. Anna esimerkkejä metallien hankkimisesta sähkömetallurgian avulla. Missä tapauksessa käytä tätä menetelmää? 13. Mitkä ovat nykyaikaiset menetelmät korkean puhtauden metallien saamiseksi? 14. Mikä on "elektrodi potentiaali"? Mitkä metalleista ovat suurimmat ja mikä on alhaisin elektrodipotentiaali vesiliuoksessa? 15. Kuvaile useita vakioelektrodipotentiaaleja? 16. Onko mahdollista metallirauta sulfaatin vesiliuoksesta metallisen sinkki, nikkeli, natrium? Miksi? 17. Mikä on galvanointielementtien periaate? Mitä metalleja voidaan käyttää niissä? 18. Mitä prosesseja liittyy korroosioon? Millaisia \u200b\u200bkorroosioita tunnet? 19. Mitä kutsutaan sähkökemialliseksi korroosioksi? Mitä suojaavat seistä tiedetään sinulle? 20. Miten se vaikuttaa raudan korroosioon muiden metallien kanssa? Mikä metalli romahtaa ensin tinattujen, sinkittyjen ja nikkelipinnoitetun raudan vaurioituneelle pinnalle? 21. Millaista prosessia kutsutaan elektrolyysiksi? Kirjoita reaktiot, jotka heijastavat katodissa ja anodissa esiintyviä prosesseja natriumkloridin sulan elektrolyysillä, natriumkloridin, kuparisulfaatin, natriumsulfaatin, rikkihapon vesiliuoksella. 22. Mikä rooli elektrodimateriaali pelaa, kun elektrolyysiprosesseja virtaa? Anna esimerkkejä elektrolyysiprosesseista vuotamalla liukoisilla ja liukenevalla elektrodeilla. 23. Kupari kolikoiden valmistukseen tulossa oleva seos sisältää 95% kuparia. Määritä seoksessa oleva toinen metalli, joka sisältyy seokseen, jos yksittäisen lämpökolikon käsittelyn käsittelyyn liiallinen kloorivetyhappoa vapautettiin 62,2 ml vetyä (n. Y.). alumiini. 24. Metallikarbidihuonekappi, jonka paino on 6 g, poltetaan happea. Samanaikaisesti muodostettiin 2,24 litraa hiilioksidia (iv) (n. Y.). Määritä, mikä metalli tuli karbidiin. 25. Osoita, mitkä tuotteet jaetaan nikkelisulfaatin vesiliuoksen elektrolyysissä, jos prosessi etenee: a) hiilellä; b) nikkelielektrodien kanssa? 26. Kuparisulfaatin vesisulfaatin elektrolyysillä anodilla, 2,8 litraa kaasua erotettiin (n. Y.). Mikä on kaasu? Mitä ja missä määrin se vapautettiin katodilla? 27. Tee kaavio elektrodeihin virtaavan kaliumnitraatin vesiliuoksen elektrolyysistä. Mikä on yhtä suuri kuin läpäissyt sähkön määrä, jos 280 ml kaasua erotettiin anodilla (N. U.)? Mitä ja missä määrin se vapautettiin katodilla?