Kristal kafeste serbest elektronların (“elektron gazı”) varlığı nedeniyle tüm metaller aşağıdaki karakteristik genel özellikleri sergiler:

1) Plastik– kolayca şekil değiştirme, tel halinde esnetme ve ince tabakalar halinde yuvarlama yeteneği.

2) Metalik parlaklık ve donukluk. Bunun nedeni serbest elektronların metal üzerine düşen ışıkla etkileşimidir.

3) Elektiriksel iletkenlik. Küçük bir potansiyel farkının etkisi altında serbest elektronların negatif kutuptan pozitif kutba doğru yön hareketi ile açıklanır. Isıtıldığında elektrik iletkenliği azalır çünkü Sıcaklık arttıkça, kristal kafesin düğümlerindeki atom ve iyonların titreşimleri yoğunlaşır ve bu da "elektron gazının" yön hareketini zorlaştırır.

4) Termal iletkenlik. Bu, sıcaklığın metalin kütlesi üzerinde hızla eşitlenmesi nedeniyle serbest elektronların yüksek hareketliliğinden kaynaklanır. En yüksek termal iletkenlik bizmut ve cıvada bulunur.

5) Sertlik. En zoru kromdur (cam keser); en yumuşak alkali metaller - potasyum, sodyum, rubidyum ve sezyum - bıçakla kesilir.

6) Yoğunluk. Metalin atom kütlesi ne kadar küçükse ve atomun yarıçapı ne kadar büyükse, o kadar küçüktür. En hafifi lityumdur (ρ=0,53 g/cm3); en ağırı osmiyumdur (ρ=22,6 g/cm3). Yoğunluğu 5 g/cm3'ün altında olan metaller "hafif metaller" olarak kabul edilir.

7) Erime ve kaynama noktaları. En eriyebilir metal cıvadır (en = -39°C), en dayanıklı metal ise tungstendir (en = 3390°C). Erime sıcaklığına sahip metaller 1000°C'nin üstü refrakter, altı ise düşük erime noktalı olarak kabul edilir.

Metallerin genel kimyasal özellikleri

Güçlü indirgeyici maddeler: Me 0 – nē → Me n +

Bir dizi voltaj, metallerin sulu çözeltilerdeki redoks reaksiyonlarındaki karşılaştırmalı aktivitesini karakterize eder.

1. Metallerin metal olmayanlarla reaksiyonları

1) Oksijen ile:
2Mg + O2 → 2MgO

2) Kükürtlü:
Hg + S → HgS

3) Halojenlerle:
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2

4) Azotlu:
3Ca + N 2 – t° → Ca 3 N 2

5) Fosforlu:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2

6) Hidrojen ile (sadece alkali ve alkalin toprak metalleri reaksiyona girer):
2Li + H2 → 2LiH

Ca + H 2 → CaH 2

2. Metallerin asitlerle reaksiyonları

1) H'ye kadar elektrokimyasal voltaj serisindeki metaller, oksitleyici olmayan asitleri hidrojene indirger:

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

2Al+ 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2

2) Oksitleyici asitlerle:

Herhangi bir konsantrasyondaki nitrik asit ve konsantre sülfürik asit metallerle etkileşime girdiğinde Hidrojen asla açığa çıkmaz!

Zn + 2H 2 SO 4(K) → ZnS04 + SO 2 + 2H 2 O

4Zn + 5H2S04(K) → 4ZnS04 + H2S + 4H2O

3Zn + 4H 2 SO 4(K) → 3ZnS04 + S + 4H 2 O

2H 2 SO 4 (k) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO3 + 4Mg → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

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

3. Metallerin suyla etkileşimi

1) Aktif (alkali ve alkalin toprak metalleri) çözünür bir baz (alkali) ve hidrojen oluşturur:

2Na + 2H20 → 2NaOH + H2

Ca+ 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

2) Orta aktiviteye sahip metaller, bir okside ısıtıldığında su ile oksitlenir:

Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2

3) Aktif Değil (Au, Ag, Pt) - tepki vermeyin.

4. Daha az aktif metallerin, tuzlarının çözeltilerinden daha aktif metallerle yer değiştirmesi:

Cu + HgCl 2 → Hg+ CuCl 2

Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4

Endüstride genellikle saf metaller değil, bunların karışımları kullanılır. alaşımlar Bir metalin yararlı özelliklerinin diğerinin yararlı özellikleriyle tamamlandığı bir metal. Bu nedenle bakırın sertliği düşüktür ve makine parçalarının üretimi için uygun değildir; bakır ve çinko alaşımları ise ( pirinç) zaten oldukça serttir ve makine mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Alüminyum yüksek sünekliğe ve yeterli hafifliğe (düşük yoğunluk) sahiptir, ancak çok yumuşaktır. Buna dayanarak magnezyum, bakır ve manganez içeren bir alaşım hazırlanır - duralumin (duralumin), kaybetmeden faydalı özellikler alüminyum yüksek sertlik kazanır ve uçak yapımına uygun hale gelir. Demirin karbonla alaşımları (ve diğer metallerin katkı maddeleri) yaygın olarak bilinmektedir. dökme demir Ve çelik.

Serbest metaller restoratörler. Ancak bazı metaller kaplandıkları için reaktiviteleri düşüktür. yüzey oksit filmi değişen derecelerde su, asit ve alkali çözeltileri gibi kimyasal reaktiflere karşı dayanıklıdır.

Örneğin, kurşun her zaman bir oksit filmi ile kaplanır; çözeltiye geçişi yalnızca bir reaktife (örneğin seyreltik nitrik asit) maruz kalmayı değil, aynı zamanda ısıtmayı da gerektirir. Alüminyumun üzerindeki oksit filmi suyla reaksiyona girmesini önler ancak asitler ve alkaliler tarafından yok edilir. Gevşek oksit filmi (pas Nemli havada demirin yüzeyinde oluşan demirin daha fazla oksidasyonunu engellemez.

Etkisi altında konsantre metallerde asitler oluşur sürdürülebilir oksit filmi. Bu fenomene denir pasivasyon. Yani konsantre olarak sülfürik asit Be, Bi, Co, Fe, Mg ve Nb gibi metaller pasifleştirilir (ve daha sonra asitle reaksiyona girmez) ve konsantre nitrik asitte - A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb metalleri , Th ve U.

Asidik çözeltilerde oksitleyici maddelerle etkileşime girdiğinde çoğu metal, yükü belirli bir elementin bileşiklerdeki (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ ve Fe 3) kararlı oksidasyon durumu tarafından belirlenen katyonlara dönüşür. +)

Asidik bir çözeltide metallerin indirgeme aktivitesi bir dizi gerilimle iletilir. Metallerin çoğu hidroklorik ve seyreltik sülfürik asitlerle çözeltiye aktarılır, ancak Cu, Ag ve Hg - yalnızca sülfürik (konsantre) ve nitrik asitlerle ve Pt ve Au - "regia votkası" ile.

Metal korozyonu

Metallerin istenmeyen bir kimyasal özelliği korozyondur, yani. suyla temas ettiğinde ve içinde çözünmüş oksijenin etkisi altında aktif tahribat (oksidasyon). (oksijen korozyonu).Örneğin, demir ürünlerinin sudaki korozyonu yaygın olarak bilinmektedir, bunun sonucunda pas oluşur ve ürünler toza dönüşür.

Metallerin korozyonu, çözünmüş gazlar CO2 ve SO2'nin varlığından dolayı suda da meydana gelir; asidik bir ortam yaratılır ve H + katyonları, hidrojen H2 ( hidrojen korozyonu).

Birbirine benzemeyen iki metal arasındaki temas alanı özellikle aşındırıcı olabilir ( temas korozyonu). Fe gibi bir metal ile suya yerleştirilen Sn veya Cu gibi başka bir metal arasında galvanik bir çift meydana gelir. Elektron akışı, voltaj serisinin solundaki (Re) daha aktif metalden daha az aktif olan metale (Sn, Cu) doğru gider ve daha aktif olan metal yok edilir (paslanır).

Bu nedenle teneke kutuların (kalay kaplı demir) kalaylı yüzeyi nemli bir ortamda saklandığında ve dikkatsizce kullanıldığında paslanır (ütü en ufak bir çizik bile oluştuktan sonra hızla çökerek demirin nemle temas etmesine neden olur). Aksine demir kovanın galvanizli yüzeyi uzun süre paslanmaz, çünkü çizikler olsa bile paslanan demir değil çinkodur (demirden daha aktif bir metal).

Belirli bir metalin korozyon direnci, daha aktif bir metalle kaplandığında veya eritildiğinde artar; Böylece demirin kromla kaplanması veya demir-krom alaşımı yapılması demirin korozyonunu ortadan kaldırır. Krom içeren kromlu demir ve çelik ( paslanmaz çelik), yüksek korozyon direncine sahiptir.

METALLERİN METAL OLMAYANLARLA ETKİLEŞİMİ

Ametaller, metallerle reaksiyona girerek oksitleyici özellikler gösterir, onlardan elektron alır ve indirgenir.

Halojenlerle etkileşim

Halojenler (F 2, Cl 2, Br 2, I 2 ) güçlü oksitleyici maddelerdir, bu nedenle tüm metaller normal koşullar altında bunlarla reaksiyona girer:

2 Ben + N Hal 2 → 2 MeHal n

Bu reaksiyonun ürünü bir tuzdur - bir metal halojenür ( MeF n -florür, MeCl n -klorür, MeBr n -bromür, Mel n -iyodür). Bir metal ile etkileşime girdiğinde halojen en düşük oksidasyon durumuna (-1) indirgenir veNmetalin oksidasyon durumuna eşittir.

Reaksiyon hızı metalin ve halojenin kimyasal aktivitesine bağlıdır. Halojenlerin oksidatif aktivitesi grupta yukarıdan aşağıya doğru azalır. F'den I'ye).

Oksijen ile etkileşim

Hemen hemen tüm metaller oksijenle oksitlenir (hariç) Ag, Au, Pt ) ve oksitler oluşur Ben 2 Açık .

Aktif metaller Normal koşullar altında havadaki oksijenle kolaylıkla etkileşime girerler.

2 Mg + O 2 → 2 MgO (flaşlı)

Orta aktivite metalleri Ayrıca normal sıcaklıklarda oksijenle reaksiyona girer. Ancak böyle bir reaksiyonun oranı, aktif metallerin katılımından önemli ölçüde daha düşüktür.

Düşük aktif metaller ısıtıldığında oksijenle oksitlenir (oksijende yanma).

Oksitler Metaller kimyasal özelliklerine göre üç gruba ayrılabilir:

1. Bazik oksitler ( Na 2 O, CaO, Fe II O, Mn II O, Cu IO vb.) düşük oksidasyon durumlarında (+1, +2, genellikle +4'ün altında) metaller tarafından oluşturulur. Bazik oksitler, asit oksitler ve asitlerle reaksiyona girerek tuzlar oluşturur:

CaO + CO 2 → CaCO 3

CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

2. Asidik oksitler ( Cr VI O 3 , Fe VI O 3 , Mn VI O 3 , Mn 2 VII O 7 vb.) yüksek oksidasyon durumlarında (genellikle +4'ün üzerinde) metaller tarafından oluşturulur. Asidik oksitler, bazik oksitler ve bazlarla reaksiyona girerek tuzlar oluşturur:

FeO3 + K2O → K2FeO4

CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + H2O

3. Amfoterik oksitler ( BeO, Al 2 O 3, ZnO, SnO, MnO 2, Cr 2 O 3, PbO, PbO 2 vb.) ikili bir yapıya sahiptir ve hem asitlerle hem de bazlarla etkileşime girebilir:

Cr 2 Ö 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (S04) + 3H 2 Ö

Cr203 + 6NaOH → 2Na3

Sülfür ile etkileşim

Tüm metaller kükürt ile reaksiyona girer (hariç) Au ), tuzlar - sülfürler oluşturur Ben 2 Sn . Bu durumda kükürt “-2” oksidasyon durumuna indirgenir. platin ( puan ) kükürt ile yalnızca ince ezilmiş halde etkileşime girer. Alkali metaller ve Ca ve Mg ısıtıldığında kükürt ile patlayıcı bir şekilde reaksiyona girer. Zn, Al (toz halinde) ve Mg kükürt ile reaksiyona girdiğinde parlama verirler. Etkinlik serisinde soldan sağa metallerin kükürt ile etkileşim hızı azalır.

Hidrojen ile etkileşim

Bazı aktif metaller hidrojen hidritlerle bileşikler oluşturur:

2 Na + H 2 → 2 NaH

Bu bileşiklerde hidrojen nadir görülen “-1” oksidasyon durumundadır.

E.A. Nudnova, M.V. Andryuhova

Ders 11. Metallerin kimyasal özellikleri.

Metallerin basit oksitleyici maddelerle etkileşimi. Metallerin suya oranı, asitlerin, alkalilerin ve tuzların sulu çözeltileri. Oksit filmin ve oksidasyon ürünlerinin rolü. Metallerin nitrik ve konsantre sülfürik asitlerle etkileşimi.

Metaller tüm s-, d-, f elemanlarının yanı sıra alt kısımda bulunan p elemanlarını içerir periyodik tablo bordan astatine çizilen köşegenden. Bu elementlerin basit maddelerinde metalik bir bağ oluşur. Metal atomlarının dış elektron kabuğunda 1, 2 veya 3 miktarında az sayıda elektron bulunur. Metaller elektropozitif özellikler sergiler ve ikiden az olmak üzere düşük elektronegatifliğe sahiptir.

Metaller doğuştandır karakteristik özellikler. Bunlar sudan ağır, metalik parlaklığa sahip katı maddelerdir. Metaller yüksek ısı ve elektrik iletkenliğine sahiptir. Çeşitli etkilerin etkisi altında elektron emisyonu ile karakterize edilirler. dış etkiler: Isıtma sırasında, kopma sırasında ışıkla ışınlama (ekzoelektronik emisyon).

Metallerin temel özelliği, diğer maddelerin atomlarına ve iyonlarına elektron verme yetenekleridir. Metaller vakaların büyük çoğunluğunda indirgeyici ajanlardır. Ve bu onların karakteristik kimyasal özelliğidir. Metallerin, basit maddeleri (metal olmayanlar, su, asitler) içeren tipik oksitleyici maddelere oranını düşünelim. Tablo 1, metallerin basit oksitleyici maddelere oranı hakkında bilgi sağlar.

tablo 1

Metallerin basit oksitleyici maddelere oranı

Tüm metaller flor ile reaksiyona girer. İstisnalar, nem olmadığında alüminyum, demir, nikel, bakır, çinkodur. Bu elementler flor ile reaksiyona girer. başlangıç ​​anı metalleri daha fazla reaksiyondan koruyan florür filmleri oluşturur.

Aynı koşullar ve nedenlerle demir, klorla reaksiyona girerek pasifleştirilir. Oksijenle ilgili olarak, metallerin tamamı değil, yalnızca bir kısmı yoğun koruyucu oksit filmleri oluşturur. Flordan nitrojene geçerken (Tablo 1), oksidatif aktivite azalır ve dolayısıyla tüm daha büyük sayı metaller oksitlenmez. Örneğin yalnızca lityum ve alkalin toprak metalleri nitrojenle reaksiyona girer.

Metallerin suya ve oksitleyici maddelerin sulu çözeltilerine oranı.

Sulu çözeltilerde bir metalin indirgeme aktivitesi, standart redoks potansiyelinin değeri ile karakterize edilir. Tüm standart redoks potansiyelleri serisinden, Tablo 2'de listelenen bir dizi metal voltajı ayırt edilir.

Tablo 2

Gerilim metalleri aralığı

Bu gerilim serisi aynı zamanda hidrojen elektrodunun asidik (pH=0), nötr (pH=7), alkalin (pH=14) ortamlardaki elektrot potansiyellerinin değerlerini de gösterir. Belirli bir metalin stres serisindeki konumu, standart koşullar altında sulu çözeltilerde redoks etkileşimlerine girme yeteneğini karakterize eder. Metal iyonları oksitleyici maddelerdir ve metaller indirgeyici maddelerdir. Bir metal voltaj serisinde ne kadar uzakta bulunursa, iyonları sulu bir çözeltide oksitleyici bir madde olarak o kadar güçlü olur. Metal serinin başlangıcına ne kadar yakınsa indirgeyici ajan o kadar güçlüdür.

Metaller birbirlerini tuz çözeltilerinden uzaklaştırma yeteneğine sahiptir. Reaksiyonun yönü, gerilme serisindeki göreceli konumlarına göre belirlenir. Aktif metallerin hidrojeni yalnızca sudan değil aynı zamanda herhangi bir sulu çözeltiden de uzaklaştırdığı unutulmamalıdır. Bu nedenle, metallerin tuzlarının çözeltilerinden karşılıklı yer değiştirmesi, yalnızca magnezyumdan sonra stres serisinde bulunan metaller durumunda meydana gelir.

Tüm metaller aşağıdaki tabloda gösterildiği gibi üç koşullu gruba ayrılmıştır.

Tablo 3

Metallerin geleneksel bölünmesi

Su ile etkileşim. Sudaki oksitleyici madde hidrojen iyonudur. Bu nedenle, yalnızca standart elektrot potansiyelleri sudaki hidrojen iyonlarının potansiyelinden daha düşük olan metaller su tarafından oksitlenebilir. Ortamın pH'ına bağlıdır ve eşittir

φ = -0,059рН.

Nötr bir ortamda (pH=7) φ = -0,41 V. Metallerin suyla etkileşiminin doğası Tablo 4'te sunulmaktadır.

-0,41 V'den önemli ölçüde daha negatif bir potansiyele sahip olan serinin başlangıcındaki metaller, hidrojeni sudan uzaklaştırır. Ancak magnezyum zaten hidrojeni yalnızca sıcak su. Tipik olarak magnezyum ve kurşun arasında bulunan metaller hidrojeni sudan uzaklaştırmaz. Bu metallerin yüzeyinde koruyucu etkiye sahip oksit filmleri oluşur.

Tablo 4

Nötr bir ortamda metallerin suyla etkileşimi

Metallerin hidroklorik asitle etkileşimi.

Oksitleyici madde hidroklorik asit bir hidrojen iyonudur. Hidrojen iyonunun standart elektrot potansiyeli sıfıra eşit. Bu nedenle tüm aktif ve ara aktif metallerin asitle reaksiyona girmesi gerekir. Pasivasyon yalnızca kurşun için gerçekleşir.

Tablo 5

Metallerin hidroklorik asit ile etkileşimi

Bakır, düşük aktif bir metal olmasına rağmen çok konsantre hidroklorik asitte çözülebilir.

Metallerin sülfürik asitle etkileşimi farklı şekilde gerçekleşir ve konsantrasyonuna bağlıdır.

Metallerin seyreltik sülfürik asitle etkileşimi. Seyreltik sülfürik asit ile etkileşim, hidroklorik asit ile aynı şekilde gerçekleştirilir.

Tablo 6

Metallerin seyreltik sülfürik asitle reaksiyonu

Seyreltik sülfürik asit, hidrojen iyonuyla oksitlenir. Elektrot potansiyeli hidrojeninkinden daha düşük olan metallerle etkileşime girer. Kurşunun sülfürik asitle etkileşimi sırasında oluşan PbS04 tuzu çözünmez olduğundan ve metal yüzeyinde koruyucu bir film oluşturduğundan, kurşun% 80'in altındaki bir konsantrasyonda sülfürik asitte çözünmez.

Metallerin konsantre sülfürik asitle etkileşimi.

Konsantre sülfürik asitte, +6 oksidasyon durumundaki sülfür, oksitleyici bir madde görevi görür. Sülfat iyonu SO4 2-'nin bir parçasıdır. Bu nedenle konsantre asit, standart elektrot potansiyeli oksitleyici maddeninkinden daha az olan tüm metalleri oksitler. En yüksek değer oksitleyici madde olarak sülfat iyonunu içeren elektrot proseslerinde elektrot potansiyeli 0,36 V'tur. Sonuç olarak bazı düşük aktif metaller konsantre sülfürik asitle de reaksiyona girer.

Orta aktiviteli metaller (Al, Fe) için yoğun oksit filmlerin oluşması nedeniyle pasifleşme meydana gelir. Kalay, kalay (IV) sülfat oluşturmak üzere dört değerlikli duruma oksitlenir:

Sn + 4 H 2 SO 4 (kons.) = Sn(S04) 2 + 2SO 2 + 2H 2 O.

Tablo 7

Metallerin konsantre sülfürik asitle reaksiyonu

Kurşun, çözünür kurşun hidrojen sülfat oluşturmak üzere iki değerlikli duruma oksitlenir. Cıva sıcak konsantre sülfürik asitte çözünerek cıva(I) ve cıva(II) sülfatları oluşturur. Gümüş bile kaynayan konsantre sülfürik asitte çözünür.

Metal ne kadar aktif olursa, sülfürik asidin azalma derecesinin de o kadar derin olduğu akılda tutulmalıdır. Aktif metallerde asit esas olarak hidrojen sülfite indirgenir, ancak başka ürünler de mevcuttur. Örneğin

Zn + 2H2S04 = ZnS04 + S02 + 2H20;

3Zn + 4H2S04 = 3ZnS04 + S↓ +4H20;

4Zn +5H2S04 = 4ZnS04 = 4ZnS04 +H2S +4H2O.

Metallerin seyreltik nitrik asitle etkileşimi.

Nitrik asitte nitrojen, +5 oksidasyon durumunda oksitleyici bir madde olarak görev yapar. Oksitleyici madde olarak seyreltik asitin nitrat iyonu için elektrot potansiyelinin maksimum değeri 0,96 V'tur. Bu büyük değer nedeniyle nitrik asit, sülfürik asitten daha güçlü bir oksitleyici maddedir. Bu, nitrik asidin gümüşü oksitlemesinden görülebilir. Metal ne kadar aktifse ve asit ne kadar seyreltikse asit o kadar derin indirgenir.

Tablo 8

Metallerin seyreltik nitrik asitle reaksiyonu

Metallerin konsantre nitrik asitle etkileşimi.

Konsantre nitrik asit genellikle nitrojen dioksite indirgenir. Konsantre nitrik asidin metallerle etkileşimi Tablo 9'da sunulmaktadır.

Asit eksikliğinde ve karıştırmadan kullanıldığında, aktif metaller onu nitrojene, orta aktiviteli metaller ise karbon monoksite indirger.

Tablo 9

Konsantre nitrik asidin metallerle reaksiyonu

Metallerin alkali çözeltilerle etkileşimi.

Metaller alkaliler tarafından oksitlenemez. Bunun nedeni alkali metallerin güçlü indirgeyici maddeler olmasıdır. Bu nedenle iyonları en zayıf oksitleyici ajanlardır ve sulu çözeltilerde oksitleyici özellikler göstermezler. Bununla birlikte, alkalilerin varlığında suyun oksitleyici etkisi, yokluğundan daha büyük ölçüde ortaya çıkar. Bu nedenle alkali çözeltilerde metaller su ile oksitlenerek hidroksitler ve hidrojen oluşur. Oksit ve hidroksit amfoterik bileşikler ise, alkalin bir çözelti içinde çözülürler. Sonuç olarak pasif Temiz su metaller alkali çözeltilerle kuvvetli reaksiyona girer.

Tablo 10

Metallerin alkali çözeltilerle etkileşimi

Çözünme işlemi iki aşamada temsil edilir: suyla metal oksidasyonu ve hidroksitin çözünmesi:

Zn + 2HOH = Zn(OH)2 ↓ + H2;

Zn(OH)2 ↓ + 2NaOH = Na2.

Metaller aktif indirgeyici maddelerdir. pozitif derece oksidasyon. Kimyasal özellikleri nedeniyle metaller endüstride, metalurjide, tıpta ve inşaatta yaygın olarak kullanılmaktadır.

Metal aktivitesi

Reaksiyonlarda metal atomları değerlik elektronlarını bırakarak oksitlenir. Bir metal atomunun enerji seviyesi ne kadar fazla ve elektron sayısı ne kadar azsa, elektronlardan vazgeçip reaksiyona girmesi o kadar kolay olur. Bu nedenle periyodik tabloda metalik özellikler yukarıdan aşağıya ve sağdan sola doğru artar.

Pirinç. 1. Periyodik tablodaki metalik özelliklerdeki değişiklikler.

Basit maddelerin aktivitesi metallerin elektrokimyasal voltaj serilerinde gösterilir. Hidrojenin solunda aktif metaller (sola doğru aktivite artar), sağında ise aktif olmayan metaller bulunur.

Grup I'deki alkali metaller en büyük aktiviteyi sergiliyor periyodik tablo ve elektrokimyasal voltaj serisinde hidrojenin solunda duruyor. Zaten oda sıcaklığında olan birçok maddeyle reaksiyona girerler. Bunları grup II'de yer alan toprak alkali metaller takip etmektedir. Isıtıldığında çoğu maddeyle reaksiyona girerler. Alüminyumdan hidrojene (orta aktivite) kadar elektrokimyasal serideki metallerin reaksiyona girebilmesi için ek koşullar gerekir.

Pirinç. 2. Metallerin elektrokimyasal serileri.

Bazı metaller amfoterik özellikler veya dualite sergiler. Metaller, bunların oksitleri ve hidroksitleri asitler ve bazlarla reaksiyona girer. Çoğu metal yalnızca belirli asitlerle reaksiyona girerek hidrojenin yerini alır ve bir tuz oluşturur. En belirgin ikili özellikler şu şekilde sergilenir:

• alüminyum;
• yol göstermek;
• çinko;
• ütü;
• bakır;
• berilyum;
• krom.

Her metal, elektrokimyasal seride sağında duran başka bir metali tuzlardan uzaklaştırma yeteneğine sahiptir. Hidrojenin solundaki metaller onu seyreltik asitlerden uzaklaştırır.

Özellikler

Metallerin farklı maddelerle etkileşiminin özellikleri metallerin kimyasal özellikleri tablosunda sunulmaktadır.

Metaller birbirleriyle etkileşime girer ve metallerarası bileşikler oluşturur - 3Cu + Au → Cu 3 Au, 2Na + Sb → Na 2 Sb.

Başvuru

Yaygındır Kimyasal özellikler alaşımlar oluşturmak için metaller kullanılır, deterjanlar katalitik reaksiyonlarda kullanılır. Metaller pillerde, elektronik cihazlarda ve destekleyici yapılarda bulunur.

Ana uygulama alanları tabloda listelenmiştir.

Pirinç. 3. Bizmut.

Ne öğrendik?

9.sınıf kimya dersinde metallerin temel kimyasal özelliklerini öğrendik. Basit ve karmaşık maddelerle etkileşime girme yeteneği metallerin aktivitesini belirler. Bir metal ne kadar aktifse normal koşullar altında o kadar kolay reaksiyona girer. Aktif metaller halojenler, ametaller, su, asitler ve tuzlarla reaksiyona girer. Amfoterik metaller alkalilerle reaksiyona girer. Düşük aktif metaller su, halojenler ve çoğu metal olmayan maddeyle reaksiyona girmez. Uygulama alanlarını kısaca inceledik. Metaller tıpta, endüstride, metalurjide ve elektronikte kullanılmaktadır.

Konuyla ilgili deneme

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama puanı: 4.4. Alınan toplam puan: 70.

1. Metaller metal olmayanlarla reaksiyona girer.

2 Ben + N Hal 2 → 2 MeHal n

4Li + O2 = 2Li2O

Lityum dışındaki alkali metaller peroksitler oluşturur:

2Na + O2 = Na202

2. Hidrojenden önceki metaller asitlerle (nitrik ve sülfürik asitler hariç) reaksiyona girerek hidrojen açığa çıkarır

Ben + HCl → tuz + H2

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2

Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2

3. Aktif metaller su ile reaksiyona girerek alkali oluşturur ve hidrojen açığa çıkarır.

2Ben+ 2n H2O → 2Me(OH)n + N H2

Metal oksidasyonunun ürünü, hidroksiti Me(OH)n'dir (burada n, metalin oksidasyon durumudur).

Örneğin:

Ca + 2H20 → Ca(OH)2 + H2

4. Orta aktiviteli metaller ısıtıldıklarında suyla reaksiyona girerek metal oksit ve hidrojen oluştururlar.

2Me + nH2Ö → Me2Ön + nH2

Bu tür reaksiyonlardaki oksidasyon ürünü metal oksit Me20n'dir (burada n, metalin oksidasyon durumudur).

3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2

5. Hidrojenden sonraki metaller su ve asit çözeltileriyle reaksiyona girmez (nitrik ve kükürt konsantrasyonları hariç)

6. Daha aktif metaller, daha az aktif olanları tuzlarının çözeltilerinden uzaklaştırır.

CuS04 + Zn = ZnS04 + Cu

CuS04 + Fe = Fe SO4 + Cu

Aktif metaller - çinko ve demir - sülfattaki bakırın yerini aldı ve tuzlar oluşturdu. Çinko ve demir oksitlendi ve bakır azaldı.

7. Halojenler su ve alkali çözeltilerle reaksiyona girer.

Flor, diğer halojenlerden farklı olarak suyu oksitler:

2 saat 2 Ç+2F 2 = 4HF + O 2 .

soğukta: Cl2+2KOH=KClO+KCl+H2OCl2+2KOH=KClO+KCl+H2O klorür ve hipoklorit oluşur

ısıtıldığında: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O lorit ve klorat oluşur

8 Aktif halojenler (flor hariç), daha az aktif halojenleri tuzlarının çözeltilerinden uzaklaştırır.

9. Halojenler oksijenle reaksiyona girmez.

10. Amfoterik metaller (Al, Be, Zn) alkali ve asit çözeltileriyle reaksiyona girer.

3Zn+4H2SO4= 3 ZnSO4+S+4H2O

11. Magnezyum aşağıdakilerle reaksiyona girer: karbon dioksit ve silikon oksit.

2Mg + CO2 = C + 2MgO

SiO2+2Mg=Si+2MgO

12. Alkali metaller (lityum hariç) oksijenle peroksit oluşturur.

2Na + O2 = Na202

3. İnorganik bileşiklerin sınıflandırılması

Basit maddeler – Molekülleri aynı türden atomlardan (aynı elementin atomları) oluşan maddeler. Kimyasal reaksiyonlarda başka maddeler oluşturacak şekilde ayrışamazlar.

Karmaşık maddeler (veya kimyasal bileşikler), molekülleri farklı türdeki atomlardan (farklı kimyasal elementlerin atomları) oluşan maddelerdir. Kimyasal reaksiyonlarda başka maddeler oluşturmak üzere ayrışırlar.

Basit maddeler iki büyük gruba ayrılır: metaller ve metal olmayanlar.

Metaller – karakteristik metalik özelliklere sahip bir grup element: katılar (cıva hariç) metalik bir parlaklığa sahiptir, iyi ısı ve elektrik iletkenleridir, dövülebilir (demir (Fe), bakır (Cu), alüminyum (Al), cıva ( Hg), altın (Au), gümüş (Ag), vb.).

Ametaller – bir grup element: metalik bir parlaklığa sahip olmayan, yalıtkan olan ve kırılgan olan katı, sıvı (brom) ve gaz halindeki maddeler.

A karmaşık maddeler sırasıyla dört gruba veya sınıfa ayrılır: oksitler, bazlar, asitler ve tuzlar.

Oksitler - bunlar molekülleri oksijen atomları ve başka bazı maddeler içeren karmaşık maddelerdir.

Sebepler - bunlar metal atomlarının bir veya daha fazla hidroksil grubuna bağlandığı karmaşık maddelerdir.

Elektrolitik ayrışma teorisi açısından bazlar, sulu bir çözeltide ayrışması metal katyonları (veya NH4+) ve hidroksit anyonları OH- üreten karmaşık maddelerdir.

Asitler - bunlar, molekülleri metal atomlarıyla değiştirilebilen veya değiştirilebilen hidrojen atomları içeren karmaşık maddelerdir.

Tuzlar - bunlar molekülleri metal atomlarından ve asidik kalıntılardan oluşan karmaşık maddelerdir. Tuz, bir asidin hidrojen atomlarının bir metalle kısmen veya tamamen değiştirilmesinin ürünüdür.