Metallerin karakteristik kimyasal özellikleri. Aktif metaller

Kolayca reaksiyona giren metallere aktif metaller denir. Bunlara alkali, alkalin toprak metalleri ve alüminyum dahildir.

Periyodik tablodaki konumu

Periyodik tabloda elementlerin metalik özellikleri soldan sağa doğru azalır. Bu nedenle, I ve II gruplarının unsurları en aktif olarak kabul edilir.

Pirinç. 1. Periyodik tablodaki aktif metaller.

Tüm metaller indirgeyici maddelerdir ve dış enerji seviyesinde elektronlarla kolayca ayrılırlar. Aktif metallerin yalnızca bir veya iki değerlik elektronu vardır. Bu durumda enerji seviyelerinin artmasıyla birlikte metalik özellikler yukarıdan aşağıya doğru artar, çünkü Elektron atomun çekirdeğinden ne kadar uzaktaysa ayrılması o kadar kolay olur.

Alkali metaller en aktif olarak kabul edilir:

lityum;
sodyum;
potasyum;
rubidyum;
sezyum;
Fransızca

Alkali toprak metalleri şunları içerir:

berilyum;
magnezyum;
kalsiyum;
stronsiyum;
baryum;
radyum.

Bir metalin aktivite derecesi, metal voltajlarının elektrokimyasal serisiyle belirlenebilir. Bir element hidrojenin soluna ne kadar uzaksa o kadar aktiftir. Hidrojenin sağındaki metaller aktif değildir ve yalnızca konsantre asitlerle reaksiyona girebilir.

Pirinç. 2. Metallerin elektrokimyasal serileri.

Kimyadaki aktif metallerin listesi aynı zamanda grup III'te ve hidrojenin solunda bulunan alüminyumu da içerir. Ancak alüminyum aktif ve orta derecede aktif metallerin sınırında yer alır ve normal şartlarda bazı maddelerle reaksiyona girmez.

Özellikler

Aktif metaller yumuşaktır (bıçakla kesilebilir), hafiftir ve erime noktası düşüktür.

Temel Kimyasal özellikler metaller tabloda sunulmaktadır.

Reaksiyon	Denklem	İstisna
Alkali metaller oksijenle etkileşime girdiğinde havada kendiliğinden tutuşur	K + Ö2 → KO2	Lityum oksijenle yalnızca yüksek sıcaklıklarda reaksiyona girer
Alkali toprak metaller ve alüminyum havada oksit filmler oluşturur ve ısıtıldığında kendiliğinden tutuşur.	2Ca + Ö2 → 2CaO
Basit maddelerle reaksiyona girerek tuzlar oluşturur	Ca + Br2 → CaBr2; - 2Al + 3S → Al 2 S 3	Alüminyum hidrojenle reaksiyona girmez
Suyla şiddetli reaksiyona girerek alkaliler ve hidrojen oluşturur	- Ca + 2H20 → Ca(OH)2 + H2	Lityum ile reaksiyon yavaştır. Alüminyum ancak oksit filmi çıkarıldıktan sonra suyla reaksiyona girer
Asitlerle reaksiyona girerek tuzlar oluşturur	Ca + 2HCl → CaCl2 + H2; 2K + 2HMnO4 → 2KMnO4 + H2
Tuz çözeltileriyle etkileşime girerek önce suyla, sonra tuzla reaksiyona girer.	2Na + CuCl2 + 2H20: 2Na + 2H20 → 2NaOH + H2; - 2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2 ↓ + 2NaCl

Aktif metaller kolayca reaksiyona girer, bu nedenle doğada yalnızca karışımlarda (mineraller, kayalar) bulunurlar.

Pirinç. 3. Mineraller ve saf metaller.

Ne öğrendik?

Aktif metaller, I ve II gruplarının elemanlarını içerir - alkali ve toprak alkali metallerin yanı sıra alüminyum. Aktiviteleri atomun yapısına göre belirlenir; birkaç elektron dış enerji seviyesinden kolayca ayrılır. Bunlar basit ve karmaşık maddelerle hızla reaksiyona girerek oksitler, hidroksitler ve tuzlar oluşturan yumuşak hafif metallerdir. Alüminyum hidrojene daha yakındır ve maddelerle reaksiyonu ek koşullar gerektirir - yüksek sıcaklıklar, oksit filminin tahrip edilmesi.

Konuyla ilgili deneme

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama puanı: 4.4. Alınan toplam puan: 401.

Metaller, en basit maddeler halinde sunulan bir grup element anlamına gelir. Yüksek elektriksel ve termal iletkenlik, pozitif sıcaklık direnci katsayısı, yüksek süneklik ve metalik parlaklık gibi karakteristik özelliklere sahiptirler.

Şu ana kadar keşfedilen 118 kimyasal elementten aşağıdakilerin metal olarak sınıflandırılması gerektiğini unutmayın:

toprak alkali metaller grubu arasında 6 element vardır;
alkali metaller arasında 6 element vardır;
geçiş metalleri arasında 38;
hafif metaller 11 grubunda;
Yarı metaller arasında 7 element vardır.
Lantanitler ve lantan arasında 14,
Aktinitler ve deniz anemonları grubunda 14,
Berilyum ve magnezyum tanımın dışındadır.

Buna göre 96 element metal olarak sınıflandırılır. Metallerin neyle reaksiyona girdiğine daha yakından bakalım. Çoğu metalin dış elektronik seviyesinde 1'den 3'e kadar az sayıda elektronu olduğundan, reaksiyonlarının çoğunda indirgeyici ajan olarak görev yapabilirler (yani elektronlarını diğer elementlere verirler).

En basit elementlerle reaksiyonlar

Altın ve platin dışında kesinlikle tüm metaller oksijenle reaksiyona girer. Ayrıca reaksiyonun gümüş ile yüksek sıcaklıklarda meydana geldiğini, ancak gümüş (II) oksidin normal sıcaklıklarda oluşmadığını da unutmayın. Metalin özelliklerine bağlı olarak oksijenle reaksiyon sonucu oksitler, süperoksitler ve peroksitler oluşur.

İşte her kimya eğitiminin örnekleri:

lityum oksit – 4Li+O2 =2Li2O;
potasyum süperoksit – K+O2 =K02;
sodyum peroksit – 2Na+O2 =Na202.

Bir peroksitten oksit elde etmek için aynı metalle indirgenmesi gerekir. Örneğin, Na 2 O 2 +2Na=2Na 2 O. Düşük ve orta aktif metallerde benzer bir reaksiyon yalnızca ısıtıldığında meydana gelir, örneğin: 3Fe+2O 2 =Fe 3 O 4.

Metaller nitrojenle yalnızca aktif metallerle reaksiyona girebilir, ancak oda sıcaklığı Yalnızca lityum etkileşime girerek nitrürler oluşturabilir - 6Li+N 2 =2Li 3 N, ancak ısıtıldığında aşağıdaki kimyasal reaksiyon meydana gelir: 2Al+N 2 =2AlN, 3Ca+N 2 =Ca 3 N 2.
Altın ve platin hariç, kesinlikle tüm metaller oksijenle olduğu gibi kükürtle de reaksiyona girer. Demirin yalnızca kükürt ile ısıtıldığında reaksiyona girerek sülfür oluşturabileceğini unutmayın: Fe+S=FeS
Hidrojenle yalnızca aktif metaller reaksiyona girebilir. Bunlar berilyum hariç IA ve IIA gruplarının metallerini içerir. Bu tür reaksiyonlar yalnızca ısıtıldığında meydana gelebilir ve hidritler oluşturulabilir.
Hidrojenin oksidasyon durumu ?1 olarak kabul edildiğinden, bu durumda metaller indirgeyici maddeler olarak hareket eder: 2Na + H2 = 2NaH.
En aktif metaller aynı zamanda karbonla da reaksiyona girer. Bu reaksiyonun sonucunda asetilenitler veya metanitler oluşur.

Hangi metallerin suyla reaksiyona girdiğini ve bu reaksiyon sonucunda ne ürettiklerini düşünelim. Asetilenler su ile reaksiyona girdiğinde asetilen verecek ve suyun metanitlerle reaksiyonu sonucunda metan elde edilecektir. İşte bu reaksiyonların örnekleri:

Asetilen – 2Na+2C= Na2C2;
Metan - Na2C2+2H20=2NaOH+C2H2.

Asitlerin metallerle reaksiyonu

Metaller asitlerle de farklı şekilde reaksiyona girebilir. Yalnızca metallerin hidrojene kadar elektrokimyasal aktivite serisindeki metaller tüm asitlerle reaksiyona girer.

Metallerin hangi maddelerle reaksiyona girdiğini gösteren bir ikame reaksiyonu örneği verelim. Başka bir şekilde bu reaksiyona redoks adı verilir: Mg+2HCl=MgCl2 +H2^.

Bazı asitler hidrojenden sonra gelen metallerle de etkileşime girebilir: Cu+2H 2 SO 4 =CuSO 4 +SO 2 ^+2H 2 O.

Böyle bir seyreltik asidin, gösterilen klasik şemaya göre bir metalle reaksiyona girebileceğini unutmayın: Mg + H2S04 = MgS04 + H2^.

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 kararlı oksidasyon durumuyla belirlenen katyonlara dönüşür. bu elementin bileşiklerde (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ ve Fe 3+)

Asidik bir çözeltide metallerin indirgeme aktivitesi bir dizi gerilimle iletilir. Çoğu metal, hidroklorik ve seyreltik sülfürik asitlerle çözeltiye aktarılır, ancak Cu, Ag ve Hg - yalnızca sülfürik (konsantre) ve nitrik asitler ve Pt ve Ai - “kraliyet votkası”.

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 demir ve çelik ( paslanmaz çelik), yüksek korozyon direncine sahiptir.

D.I. Mendeleev'in periyodik element tablosunda berilyumdan astatine bir köşegen çizersek, o zaman köşegen boyunca sol altta metal elementler olacaktır (bunlar aynı zamanda maviyle vurgulanan yan alt grupların elemanlarını da içerir) ve sağ üstte - metal olmayan elemanlar (sarı ile vurgulanmıştır). Çaprazın yakınında bulunan elementler - yarı metaller veya metaloidler (B, Si, Ge, Sb, vb.) ikili bir karaktere sahiptir (pembe renkle vurgulanmıştır).

Şekilden de görülebileceği gibi elementlerin büyük çoğunluğu metaldir.

Kimyasal yapıları gereği metaller, atomları dış veya dış enerji düzeylerinden elektron vererek pozitif yüklü iyonlar oluşturan kimyasal elementlerdir.

Hemen hemen tüm metaller nispeten büyük yarıçaplara ve dış enerji seviyesinde az sayıda elektrona (1'den 3'e kadar) sahiptir. Metaller düşük elektronegatiflik değerleri ve indirgeyici özelliklerle karakterize edilir.

En tipik metaller periyotların başında yer alır (ikinciden başlayarak), daha sonra soldan sağa doğru metalik özellikler zayıflar. Grupta yukarıdan aşağıya doğru atomların yarıçapı arttıkça (enerji seviyelerinin artması nedeniyle) metalik özellikler artar. Bu, elementlerin elektronegatifliğinde (elektron çekme yeteneği) bir azalmaya ve indirgeme özelliklerinde (kimyasal reaksiyonlarda diğer atomlara elektron bağışlama yeteneği) bir artışa yol açar.

Tipik metaller s-elementlerdir (Li'den Fr'ye IA grubunun elemanları. Mg'den Ra'ya PA grubunun elemanları). Atomlarının genel elektronik formülü ns 1-2'dir. Sırasıyla oksidasyon durumları + I ve + II ile karakterize edilirler.

Tipik metal atomlarının dış enerji seviyesindeki elektron sayısının az olması (1-2), bu elektronların kolayca kaybolduğu ve düşük elektronegatiflik değerlerinin de yansıttığı gibi güçlü indirgeyici özellikler sergiledikleri anlamına gelir. Bu, sınırlı kimyasal özellikleri ve tipik metalleri elde etme yöntemlerini ima eder.

Tipik metallerin karakteristik bir özelliği, atomlarının metal olmayan atomlarla katyonlar ve iyonik kimyasal bağlar oluşturma eğilimidir. Tipik metallerin ametallerle bileşikleri, "metal olmayan metalanyonun" iyonik kristalleridir, örneğin K + Br-, Ca2+ O2-. Tipik metallerin katyonları aynı zamanda karmaşık anyonlara sahip bileşiklere de dahil edilir - hidroksitler ve tuzlar, örneğin Mg2+ (OH -) 2, (Li +)2C03 2-.

Periyodik Tablo Be-Al-Ge-Sb-Po'da amfoterik köşegeni oluşturan A grubu metaller ve bunlara komşu metaller (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) tipik metalik özellikler göstermez. özellikler. Atomlarının genel elektronik formülü ns 2 n.p. 0-4 oksidasyon durumlarının daha çeşitli olmasını, kendi elektronlarını tutma yeteneğinin daha fazla olmasını, indirgeme yeteneklerinde kademeli bir azalmayı ve özellikle yüksek oksidasyon durumlarında oksitleme yeteneğinin ortaya çıkmasını içerir (tipik örnekler Tl III, Pb IV, Bi v bileşikleridir) . Benzer kimyasal davranış çoğu (d-elementler, yani Periyodik Tablonun B-gruplarının elementleri (tipik örnekler amfoterik elementler Cr ve Zn'dir) için karakteristiktir.

Hem metalik (bazik) hem de metalik olmayan dualite (amfoterik) özelliklerin bu tezahürü, kimyasal bağın doğasından kaynaklanmaktadır. Katı halde, atipik metallerin ametallerle olan bileşikleri ağırlıklı olarak kovalent bağlar içerir (ancak ametaller arasındaki bağlardan daha az güçlüdür). Çözeltide bu bağlar kolayca kırılır ve bileşikler iyonlara (tamamen veya kısmen) ayrışır. Örneğin, metal galyum Ga2 moleküllerinden oluşur; katı halde, alüminyum ve cıva (II) AlCl3 ve HgCl2 klorürleri güçlü kovalent bağlar içerir, ancak AlCl3 çözeltisinde neredeyse tamamen ayrışır ve HgCl2 - çok küçük bir ölçüde (ve daha sonra HgCl + ve Cl - iyonlarına).

Metallerin genel fiziksel özellikleri

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.

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

Metallerin genel kimyasal özellikleri

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

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

I. 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

II. 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

III. Metallerin su ile 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.

IV. 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 - alüminyumun faydalı özelliklerini kaybetmeden yüksek sertlik elde eden ve uçak yapımı için uygun hale gelen duralumin (duralumin). Demirin karbonla alaşımları (ve diğer metallerin katkı maddeleri) yaygın olarak bilinmektedir. dökme demir Ve çelik.

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, suyla temas ettiğinde ve içinde çözünmüş oksijenin etkisi altında aktif olarak yok olmalarıdır (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).

elektrometalurji yani eriyiklerin (en aktif metaller için) veya tuz çözeltilerinin elektrolizi yoluyla metallerin elde edilmesi;

pirometalurji yani metallerin yüksek sıcaklıklarda cevherlerden geri kazanılması (örneğin, yüksek fırın prosesinde demir üretimi);

hidrometalurji yani metallerin kendi tuzlarının çözeltilerinden daha aktif metallerle ayrılması (örneğin çinko, demir veya alüminyumun etkisiyle bir CuS04 çözeltisinden bakır üretimi).

Yerli metaller bazen doğada bulunur (tipik örnekler Ag, Au, Pt, Hg'dir), ancak daha sıklıkla metaller bileşikler formunda bulunur ( metal cevherler). Metaller yer kabuğunda bol miktarda değişiklik gösterir: en yaygın olanlardan - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) en nadir olanlara - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.

Metallerin teknolojik, fiziksel, mekanik ve kimyasal özellikleri bulunmaktadır. Fiziksel özellikler renk ve elektriksel iletkenliği içerir. Bu grubun özellikleri aynı zamanda metalin termal iletkenliğini, eriyebilirliğini ve yoğunluğunu da içerir.

Mekanik özellikler plastisite, elastikiyet, sertlik, mukavemet ve tokluğu içerir.

Metallerin kimyasal özellikleri arasında korozyon direnci, çözünürlük ve oksitlenebilirlik bulunur.

Akışkanlık, sertleşebilirlik, kaynaklanabilirlik ve dövülebilirlik gibi özellikler teknolojiktir.

Fiziki ozellikleri

Renk. Metaller ışığı kendilerinden geçirmezler yani opaktırlar. Yansıyan ışıkta her öğenin kendi gölgesi, rengi vardır. Teknik metaller arasında yalnızca bakır ve alaşımları renklidir. Geriye kalan elemanlar gümüş-beyazdan çelik-griye kadar değişen bir renk tonuyla karakterize edilir.
Eriyebilirlik. Bu özellik, bir elementin sıcaklığın etkisi altında katı halden sıvı duruma geçme yeteneğini gösterir. Eriyebilirlik metallerin en önemli özelliği olarak kabul edilir. Isıtma işlemi sırasında tüm metaller katı halden sıvı duruma geçer. Erimiş madde soğutulduğunda, sıvıdan katı duruma ters bir geçiş meydana gelir.
Elektiriksel iletkenlik. Bu özellik serbest elektronların elektriği aktarma yeteneğini gösterir. Metalik cisimlerin elektriksel iletkenliği, metalik olmayan cisimlerinkinden binlerce kat daha fazladır. Sıcaklık arttıkça elektriğin iletkenliği azalır, sıcaklık düştükçe de buna bağlı olarak artar. Alaşımların elektriksel iletkenliğinin her zaman alaşımı oluşturan herhangi bir metalinkinden daha düşük olacağı unutulmamalıdır.
Manyetik özellikler. Açıkçası manyetik (ferromanyetik) elementler yalnızca kobalt, nikel, demir ve bunların bazı alaşımlarını içerir. Ancak belirli bir sıcaklığa ısıtıldığında bu maddeler manyetizmalarını kaybederler. Oda sıcaklığında bazı demir alaşımları ferromanyetik değildir.
Termal iletkenlik. Bu özellik, ısının, kendisini oluşturan parçacıkların gözle görülür bir hareketi olmadan, daha fazla ısıtılmış bir gövdeden daha az ısıtılmış bir gövdeye aktarılma yeteneğini gösterir. Yüksek düzeyde ısı iletkenliği, metallerin eşit ve hızlı bir şekilde ısıtılmasını ve soğutulmasını sağlar. Teknik unsurlar arasında bakır en yüksek göstergeye sahiptir.

Metaller kimyada özel bir yere sahiptir. Uygun özelliklerin varlığı, belirli bir maddenin belirli bir alanda kullanılmasına izin verir.

Metallerin kimyasal özellikleri

Korozyon direnci. Korozyon, bir maddenin elektrokimyasal veya kimyasal etkileşim sonucu tahrip olmasıdır. çevre. En yaygın örnek demirin paslanmasıdır. Korozyon direnci birçok metalin en önemli doğal özelliklerinden biridir. Bu bakımdan gümüş, altın, platin gibi maddelere asil denir. Nikel yüksek korozyon direncine sahiptir ve diğer demir dışı malzemeler demir dışı olanlara göre daha hızlı ve daha şiddetli tahribata maruz kalır.
Oksitlenebilirlik. Bu özellik, elementin oksitleyici maddelerin etkisi altında O2 ile reaksiyona girme yeteneğini gösterir.
Çözünürlük. Sıvı halde sınırsız çözünürlüğe sahip olan metaller, katılaştıklarında katı çözeltiler oluşturabilirler. Bu çözümlerde, bir bileşendeki atomlar başka bir bileşene yalnızca belirli sınırlar dahilinde dahil edilir.

Metallerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin bu elementlerin temel özelliklerinden biri olduğu unutulmamalıdır.