Exemple de reacții de metale cu nemetale. Metale: Caracteristicile generale ale metalelor și aliajelor
Proprietățile chimice caracteristice ale substanțelor simple - metale
Majoritatea elementelor chimice aparțin metalelor - 92 din 114 elemente cunoscute. Metale - aceasta este elemente chimice, ale căror atomi dau electroni de strat electronic extern (și unică și antisomină), transformându-se în ioni pozitivi. Această proprietate a atomilor de metale este determinată de că au raze relativ mari și un număr mic de electroni (În esență de la 1 la 3 pe stratul exterior). Excepția este de numai 6 metale: Germania, atomii de staniu, plumb pe stratul exterior are 4 electroni, atomi de antimoniu și bismut - 5, atomi de polonium - 6. Pentru atomii metalelor au caracterizat valori mici de electronegabilitate(de la 0,7 la 1,9) și exclusiv proprietăți de restaurare, adică capacitatea de a da electroni. În sistemul periodic de elemente chimice, metalele D. I. MENDELEEV sunt sub diagonale BOR - ATAT, precum și deasupra acesteia, în subgrupuri laterale. În perioadele și subgrupurile principale, regularitățile din modificarea metalică și, prin urmare, proprietățile de restaurare ale atomilor elementelor sunt valide.
Elemente chimice situate lângă Diagonal Bor - Astaat (Be, Al, Ti, GE, NB, SB, etc.), posedă proprietăți duale: Într-unii dintre compușii săi se comportă ca metale, în altele - sunt prezentate proprietățile non-metalelor. În subgrupurile adverse, proprietățile de restaurare ale metalelor cu o creștere a numărului de secvență sunt reduse cel mai adesea.
Comparați activitatea metalelor cunoscute de dvs. Grupul de subgrupuri laterale: Cu, AG, AU; Al doilea grup al subgrupului lateral: Zn, CD, HG - și veți fi siguri de el singur. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că puterea alimentării cu electroni de valență cu nucleul atomii de date metalelor este mai afectată de sarcina kernelului și nu de raza atomului. Mărimea încărcării kernelului crește semnificativ, atragerea electronilor la kernel este îmbunătățită. Radiusul atomului este, de asemenea, în creștere, dar nu atât de mult ca subgrupurile principale.
Substanțe simple formate din elemente chimice - metale și substanțe care conțin metalice complexe joacă un rol crucial în "viața" minerală și organică a Pământului. Este suficient să se amintească că atomii (ionii) elementelor metalice sunt o parte integrantă a compușilor care determină metabolismul din corpul uman, animalelor. De exemplu, în sângele unei persoane a găsit 76 de elemente, iar numai 14 nu sunt metale.
În corpul uman, unele elemente de metale (calciu, potasiu, sodiu, magneziu) sunt prezente în cantități mari, adică sunt macroelemente. Și astfel de metale, cum ar fi cromul, manganul, fierul, cobaltul, cuprul, zincul, molibdenul sunt prezente în cantități mici, adică sunt oligoelemente. Dacă o persoană cântărește 70 kg, atunci în corpul său este conținut (în grame): Calciu - 1700, potasiu - 250, sodiu - 70, magneziu - 42, fier - 5, zinc - 3. Toate metalele sunt extrem de importante, probleme de sănătate apar și cu lipsa lor și în exces.
De exemplu, ionii de sodiu reglează conținutul de apă în organism, transmisie impulsuri nervoase. Dezavantajul său duce la dureri de cap, slăbiciune, memorie slabă, pierderea apetitului și excesul - la o creștere a tensiunii arteriale, hipertensiunii, boli de inimă.
Substanțe simple - metale
Odată cu dezvoltarea producției de metale (substanțe simple) și aliaje, este asociată apariția civilizației (vârsta de bronz, epoca fierului). Revoluția științifică și tehnică afectată și industria, care a început cu aproximativ 100 de ani în urmă și sfera socialăDe asemenea, strâns legată de producția de metale. Bazându-se pe tungsten, molibden, titan și alte metale au început să creeze aliaje refractare rezistente la coroziune, superhard, a căror aplicare a extins în mare măsură ingineria mecanică. În tehnologia nucleară și cosmică, aliajele de tungsten și de reniu fac părți care funcționează la temperaturi de până la 3000 ° C; Medicina utilizează instrumente chirurgicale de la tantal și aliaje de platină, ceramică unică bazată pe oxizi de titan și zirconiu.
Și, bineînțeles, nu trebuie să uităm că în majoritatea aliajelor este utilizat un fier metalic lung și baza a mai multor aliaje ușoare este comparativ "tineri" metale - aluminiu și magneziu. Supernovae a devenit materiale compozite reprezentând, de exemplu, un polimer sau ceramică, care în interior (sub formă de beton cu tije de fier) \u200b\u200bsunt întărite cu fibre metalice de la tungsten, molibden, oțel și alte metale și aliaje - totul depinde de obiectivul necesar pentru a realiza proprietățile materialului. Figura prezintă schema laticii cristale a sodiului metalic. În ea, fiecare atom de sodiu este înconjurat de opt vecini. La atomul de sodiu, ca toate metalele, există multe orbite gratuite de valență și mici electroni de valență. Atom de sodiu Formula electronică: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 0 3D 0, unde 3s, 3p, 3D - Orbitale de orbită.
Singurul electron de valență al atomului de sodiu 3s 1 Poate ocupa oricare dintre orbitele de nouă ori - 3S (1), 3R (trei) și 3D (cinci), deoarece acestea nu sunt foarte diferite în nivelul energiei. Sub apropierea atomilor atunci când se formează zăbrele cristaline, orbitele de valență ale atomilor vecini sunt suprapuși, datorită căreia electronii se mișcă liber de la un orbital la altul, comunicând între toți atomii cristalului metalic. O astfel de conexiune chimică se numește metalică.
Elemente de legătură metalic a căror atomi de pe stratul exterior au mici electroni de valență comparativ cu un număr mare de orbite externe de energie. Electronii lor de valență sunt slab ținute în atom. Electronii care comunică, sunt comune și se deplasează de-a lungul întregii laturi de cristal în general neutru. Substanțe S. conectare metalică Laturi de cristale metalice inerente, care sunt de obicei descrise schematic, după cum se arată în figură. Cationii și metalele atomi situate în nodurile zăbrelei de cristal oferă stabilitatea și forța (electronii obișnuiți sunt descriși sub formă de bile mici mici).
Comunicarea metalelor - Aceasta este o conexiune în metale și aliaje între ionii atomi de metale situate în nodurile zăbrelelor cristaline efectuate de electronii de valență comunală. Unele metale cristalizează în două sau mai multe forme cristaline. Această proprietate a substanțelor este de a exista în mai multe modificări cristaline - numit polimorfism. Polimorfismul substanțelor simple este cunoscut sub numele de Allhotropia. De exemplu, fierul are patru modificări cristaline, fiecare dintre acestea fiind stabil la un anumit interval de temperatură:
a - rezistente la 768 ° C, feromagnetic;
β - rezistente la 768 la 910 ° C, non-feromagnetice, adică paramagnetice;
γ este rezistent de la 910 la 1390 ° C, neferromagnetic, adică paramagnetic;
Δ - rezistent la 1390 la 1539 ° C (£ pl fier), neferromagnetic.
TIN are două modificări de cristal:
A - Rezistent sub 13,2 ° C (p \u003d 5,75 g / cm3). Acesta este un staniu gri. Are o latură cristalină de diamant (atomic);
β este rezistent mai mare de 13,2 ° C (p \u003d 6,55 g / cm3). Acesta este un staniu alb.
Tin alb - metal alb argintiu-alb foarte moale. Când se răcește sub 13,2 ° C, acesta este înclinat în pulberea cenușie, deoarece volumul său specific crește semnificativ. Acest fenomen a primit numele "plăgiului de tablă".
Desigur, un tip special de legătură chimică și tipul de metale Crystal Lattice ar trebui să determine și să explice proprietățile fizice. Ce sunt ei? Este un luciu metalic, plasticitate, conductivitate electrică ridicată și conductivitate termică, o creștere a rezistenței electrice la creșterea temperaturii, precum și astfel proprietăți semnificativecum ar fi densitatea, temperaturile ridicate de topire și fierbinte, duritatea, proprietățile magnetice. Efectul mecanic asupra cristalului cu o zăbrele cu cristale metalice determină deplasarea straturilor de atomi de ioni față de celălalt (fig.17), iar de când electronii se deplasează peste tot cristalul, pauzele de legătură nu apar, prin urmare mari Plasticitatea este caracteristică metalelor. Un efect similar asupra unui solid cu legături covalente (lattice cristaline atomice) conduce la o rupere a legăturilor covalente. Ruptura conexiunilor din lattice ion duce la o repulsie reciprocă cu același nume de ioni încărcați. Prin urmare, substanțele cu laturi atomice și ionice sunt fragile. Cele mai multe metale plastice sunt Au, Ag, Sn, Pb, Zn. Ele sunt ușor trase într-un fir, forjare suficientă, presarea, rularea în foi. De exemplu, de la aur poate fi realizat dintr-o folie de aur cu o grosime de 0,003 mm, iar de la 0,5 g din acest metal poate fi scos un fir de o lungime de 1 km. Chiar și Mercur, care la temperatura camerei este lichid, la temperaturi scăzute în stare solidă devine o forjare, cum ar fi plumbul. Nu posedă plasticitate numai bi și mn, sunt fragile.
De ce sunt metalele o strălucire caracteristică și sunt, de asemenea, opac?
Electronii care completează spațiul interatomic reflectă razele luminoase (și nu sunt omorizate ca sticla), majoritatea metalelor riscă în mod egal toate razele părții vizibile a spectrului. Prin urmare, ei au alb argintiu sau gri. Stronțiul, aurul și cuprul sunt mai absorbite de valurile scurte (aproape de culoarea violet) și reflectă valurile lungi ale spectrului de lumină, astfel încât acestea au culori deschise galben, galben și "cupru". Deși în practică, metalul nu ne pare întotdeauna cu un "corp ușor". În primul rând, suprafața sa poate oxida și pierde strălucirea. Prin urmare, cuprul nativ arată verzui. DAR În al doilea rândȘi metalul pur nu poate fericirea. Foi foarte subtile de argint și aur au un aspect complet neașteptat - au albastru-verde. Și pulberile mici ale metalelor par a fi gri închis, chiar negru. Argint, aluminiu, paladiu au cea mai mare reflexie. Acestea sunt utilizate în fabricarea oglinzilor, inclusiv în spoturile.
De ce metalele au conductivitate electrică ridicată și conductori termici?
Electrii în mișcare haotică în metal sub influența tensiunii electrice aplicate dobândesc mișcarea direcțională, adică, se efectuează curent electric. Cu creșterea temperaturii metalice, amplitudinile oscilațiilor în nodurile laturii cristale ale atomilor și ionilor cresc. Acest lucru face dificilă deplasarea electronilor, conductivitatea electrică a cadelor metalice. La temperaturi scăzute, mișcarea oscilantă, dimpotrivă, este puternic redusă și conductivitatea electrică a metalelor crește brusc. În apropierea zero absolută, rezistența la metal este practic absentă, majoritatea metalelor apar superconductivitate.
Trebuie remarcat faptul că ne-metalele cu conductivitate electrică (de exemplu, grafit), la temperaturi scăzute, dimpotrivă, nu efectuează un curent electric datorită lipsei de electroni liberi. Și numai cu creșterea temperaturii și distrugerea unor obligațiuni covalente, conductivitatea lor electrică începe să crească. Cea mai mare conductivitate electrică este argintul, cuprul, precum și aurul, aluminiu, cel mai mic - mangan, plumb, mercur.
Cel mai adesea cu același model, precum și conductivitatea electrică, conductivitatea termică a metalelor se schimbă. Se datorează mobilității mari a electronilor liberi, care, îndreptată spre ionii și atomii oscilați, schimbul de energie cu ei. Există o aliniere a temperaturii în întreaga bucată de metal.
Rezistența mecanică, densitatea, punctul de topire a metalelor sunt foarte diferite. Mai mult, cu o creștere a numărului de electroni care leagă atomii de ioni și scăderea distanței intetratomice în cristale, indicatorii acestor proprietăți cresc.
Asa de, metale alcaline (Li, K, Na, Rb, CS), care au atomi un electron de valență, moale (tăiată de un cuțit), cu o densitate mică (litiu - cel mai ușor metal cu p \u003d 0,53 g / cm3) și topit la temperaturi scăzute (de exemplu, punctul de topire a cesului este de 29 ° C). Singurul metal, lichid în condiții normale - Mercur - are un punct de topire egal cu -38,9 ° C. Calciul având doi electroni la nivelul energiei externe a atomilor este mult mai greu și topit la o temperatură mai mare (842 ° C). Un fel mai puternic este o rețea cristalină formată din ioni de scandiu, care are trei electroni de valență. Dar cele mai durabile laturi cristaline, densitate mare și puncte de topire sunt observate în metalele de subgrupuri laterale V, VI, VII, VIII. Acest lucru se datorează faptului că, pentru metalele subgrupurilor laterale care au electroni de valență neplăcută pe D-Prying, se caracterizează prin formarea legăturilor covalente foarte puternice între atomi, în plus față de metal, realizate electric de către electronii stratului exterior cu orbitele S.
Metal greu - acestea sunt osmiu (OS) cu p \u003d 22,5 g / cm3 (componenta aliajelor Superhard și rezistente la uzură), cel mai refractar metal este tungsten w cu t \u003d 3420 ° C (utilizat pentru fabricarea filamentelor de lămpi), Cel mai greu metal - acesta este un crom cr (zgârieturi). Acestea fac parte din materialele din care este fabricat instrumentul de tăiere metalică, plăcuțele de frână de mașini grele etc. Metalele interacționează diferit cu un câmp magnetic. Astfel de metale, cum ar fi fierul, cobaltul, nichelul și gadoliniul, sunt evidențiate cu capacitatea sa de a mări. Ele sunt numite feromagneți. Majoritatea metalelor (metale alcaline și alcaline ale pământului și o parte semnificativă a metalelor de tranziție) sunt slab magnetizate și nu păstrează această stare în afara câmpului magnetic - acestea sunt paramagnetice. Metale, evacuate camp magnetic- Diamagnetică (cupru, argint, aur, bismut).
La examinarea structurii electronice a metalelor, am împărțit metale la metalele subgrupelor principale (elemente S și P) și metalele subgrupurilor laterale (elemente D- și F tranzitorii).
În tehnica, este obișnuit să clasificați metalele pe diverse proprietăți fizice:
1. Densitate - plămâni (P< 5 г/см 3) и тяжелые (все остальные).
2. Temperatura de topire - topire și refractare scăzută.
Există clasificări ale metalelor pentru proprietățile chimice. Sunt numite metale cu activitate chimică scăzută nobil(Argint, aur, platină și analogii săi - osmia, iridiu, ruteniu, paladiu, rodiu). Aproape de proximitate proprietăți chimice Pune in evidenta alcalin(Metale ale grupului principal de subgrup), pământ alcalin(calciu, stronțiu, bariu, radium) și metale pământești rare(Scandiu, Yttria, Lantan și Lantanoide, Actinia și Aktinoide).
Proprietățile chimice generale ale metalelor
Atomii de metal sunt relativ ușor dați electronilor de valență și du-te la ioni încărcați pozitiv, care este, oxidat. Aceasta este principala proprietate generală și atomi și substanțe simple - metale. Metale B. reacții chimice Reducând întotdeauna agenții. Capacitatea de reducere a atomilor de substanțe simple - metale formate de elementele chimice ale unei perioade sau de un subgrup principal al sistemului periodic D. I. Mendeleev variază în mod natural.
Activitatea reductivă a metalului în reacțiile chimice care procesează soluții apoase, reflectă poziția sa în rândul electrochimic al metalelor.
Pe baza acestei serii de stres, putem trage următoarele concluzii importante cu privire la activitatea chimică a metalelor în reacțiile care apar în soluții apoase în condiții standard (t \u003d 25 ° C, p \u003d 1 atm).
· La stânga este metalul din acest rând, agentul de reducere mai puternic este.
· Fiecare metal este capabil să expună (restaurează) de la săruri în soluții. Acele metale care se află într-un rând de stresuri după aceasta (spre dreapta).
· Metalele situate într-un rând de tensiune la stânga hidrogenului sunt capabile să o expună din acizi în soluție
· Metale, care sunt cei mai puternici agenți de reducere (pământ alcalin și alcalin), interacționează în orice soluții apoase în primul rând cu apă.
Activitatea reductivă a metalului, determinată de rândul electrochimic, nu corespunde întotdeauna poziției sale în sistemul periodic. Acest lucru se datorează faptului că, pentru a determina poziția metalului într-un rând de stresuri, nu numai energia separării electronilor de atomi individuali este luată în considerare, dar și energia cheltuită pentru distrugerea zăbrească cristalului, precum și energia emisă în timpul hidratării ionilor. De exemplu, litiul este mai activ în soluții apoase decât sodiu (deși furnizarea din sistemul periodic NA este metal mai activ). Faptul este că energia de hidratare a ionilor Li + este mult mai mare decât energia hidratării Na +, astfel încât primul proces este energetic mai profitabil. Examinat dispoziții generaleCaracterizarea proprietăților de reabilitare a metalelor, ne întoarcem la reacții chimice specifice.
Interacțiuni metalice cu nemetale
· Cu oxigen majoritatea metalelor se formează oxizi- Basic și amfoteric. Oxizii de acid ai metalelor de tranziție, cum ar fi oxidul de crom (VI) CRO sau oxidul de mangan (VII) Mn 2O7, nu sunt formate cu oxidare directă a metalului cu oxigen. Ele sunt obținute indirect.
ALKALI Metale Na, K reacționează activ cu oxigenul de aerCând formează peroxizi:
Oxidul de sodiu este obținut indirect, atunci când se calculează peroxizi cu metale adecvate:
Metalele de la Lium și alcalină interacționează cu oxigenul de aer, formând oxizi majori:
Alte metale, cu excepția metalelor de aur și a platinului, care în general nu sunt oxidate de oxigenul aerian, interacționează mai puțin activ sau când sunt încălzite:
· Cu halogeni, metale formează săruri de acizi halogeni, de exemplu:
· Cu hidrogen cele mai active metale forme hidruri - substanțe ionice creeping în care hidrogenul are un grad de oxidare -1, de exemplu:
Multe metale de tranziție formează o hidrură de tip special cu hidrogen - există o dizolvare sau introducere a hidrogenului în latticul cristal al metalelor dintre atomi și ioni, în timp ce metalul își păstrează aspectul, dar crește volumul. Hidrogenul absorbit este în metal, care este imaginar, în formă atomică.
Există, de asemenea, hidruri de metale intermediare.
· Cu metale gri formează săruri - sulfuri, de exemplu:
· Cu metale de azot reacționează oarecum mai dificil, T. K. Conexiunea chimică în molecula de azot N2 este foarte puternică; În același timp, se formează nitridele. La temperatura normală, interacționează cu numai azotul litiu:
Interacțiuni metalice cu substanțe complexe
· Cu apă. Alcalina și metalele de pământ alcalin în condiții normale care deplasând hidrogenul din apă și formează baze solubile - alcaline, de exemplu:
Alte metale într-un rând de tensiuni la hidrogen pot fi, de asemenea, suprimate prin hidrogen din apă în anumite condiții. Dar aluminiu interacționează strict cu apă, numai dacă este scos din suprafața sa un film de oxid:
Magneziul interacționează cu apă numai în timpul fierberii, iar hidrogenul este evidențiat:
Dacă magneziul arzător este adăugat la apă, arderea continuă, deoarece fluxurile de reacție:
Fierul interacționează cu apă numai într-o formă rară:
· Cu acizi în soluție (HCI, H 2 ASA DE. 4 ), Ch. 3 COOH, etc., cu excepția HNO 3 ) Metalele interacționează într-un rând de tensiuni la hidrogen. În același timp, sarea și hidrogenul sunt formate.
Dar plumb (și alte metale), în ciuda poziției sale într-un rând de stres (în stânga hidrogenului), aproape dezasamblat în acid sulfuric diluat, deoarece sulfatul rezultat al PBSO 4 insolubil și creează o peliculă de protecție pe suprafața metalul.
· Sărbători mai puțin active în soluție. Ca urmare a unei astfel de reacții, se formează o sare a metalelor mai active și se distinge mai puțin metalul activ în formă liberă.
Trebuie să-și amintească asta reacția este În cazurile în care se formează solubilul solubil. Deplasarea metalelor din conexiunile cu alte metale pentru prima dată studiată N. N. Beetov - mare om de știință rus în domeniu chimie Fizica. A plasat metale pentru activitatea chimică în "Rândul creuzetului", care a devenit un prototip al unui număr de tensiuni de metale.
· De la substanțe organice. Interacțiunea cu acizii organici este similară cu reacțiile cu acizi minerali. Alcoolii pot prezenta proprietăți acide slabe atunci când interacționează cu metale alcaline:
Fenolul reacționează în mod similar:
Metalele sunt implicate în reacții de halogene, care sunt utilizate pentru a obține cicloalcani inferiori și pentru sinteză, în timpul căreia este complicată scheletul de carbon al moleculei (reacția A. Würsts):
· Cu alcalii, metalele interacționează în soluție, dintre care hidroxizii sunt amfoterni. De exemplu:
· Metalele se pot forma reciproc compuși chimicicare a primit numele comun al compușilor intermetalici. Cel mai adesea nu apar gradele de oxidare a atomilor, care sunt caracteristice compușilor metalelor cu nemetale. De exemplu:
Cu 3 UA, Lani 5, Na2 SB, CA 3 SB 2, etc.
Compușii intermediali de obicei nu au o compoziție constantă, legătura chimică în ele este în principal metalică. Formarea acestor compuși este mai caracteristică a metalelor subgrupurilor laterale.
Metalele principalelor subgrupuri ale grupurilor I-III ale sistemului periodic de elemente chimice D. I. Mendeleev
caracteristici generale
Acestea sunt metale ale grupului principal de subgrup I. Atomii lor la nivelul energiei externe au un electron. Metale alcaline - agenți puternici de reducere. Capacitatea lor de reducere și creșterea activității chimice cu o creștere a numărului de secvență al elementului (adică, de sus în jos în tabelul periodic). Toate posedă conductivitate electronică. Rezistența comunicării între atomi metale alcaline scade cu o creștere a numărului de secvență al elementului. A redus, de asemenea, punctele de topire și de fierbere. Metalele alcaline interacționează cu multe substanțe simple - oxidificatoare.. În reacțiile de apă, ele formează baze solubile (alcaline) în apă solubile în apă. Elemente de pământ alcaline Elementele subgrupului principal al grupului II sunt numite. Atomii acestor elemente conțin la nivelul energiei externe două electroni. Sunt cel mai puternic agenți de reducere au un grad de oxidare +2. În acest subgrup principal, modelele generale în schimbarea proprietăților fizice și chimice asociate cu o creștere a dimensiunii atomilor peste grupul de sus în jos sunt, de asemenea, slăbite de legătura chimică între atomi. Cu o creștere a dimensiunii ionului, acidul și proprietățile principale ale oxizilor și hidroxizilor sunt îmbunătățite.
Principalul subgrup al grupei III este elemente ale borului, aluminiu, galiu, lingură de indiu și înălțime. Toate elementele aparțin elementelor P. În nivelul energiei externe, ei au trei (S. 2 p. 1 ) ElectronCe explică similitudinea proprietăților. Gradul de oxidare este de +3. În interiorul grupului, cu o creștere a încărcării kernelului, creșterea proprietăților metalice. BOR - Element-Nonmetall, iar aluminiu are proprietăți metalice deja metalice. Toate elementele formează oxizi și hidroxizi.
Majoritatea metalelor sunt în subgrupuri ale sistemului periodic. Spre deosebire de elementele subgrupurilor principale, în care există o umplutură treptată a electronilor de apariție a orbitelor atomice, elementele subgrupurilor laterale sunt umplute cu orbitele D penultimele la nivelul energiei și cel din urmă S-Orbital. Numărul de electroni corespunde numărului grupului. Elemente cu un număr egal de electroni de valență Introduceți grupul sub un număr. Toate elementele subgrupurilor sunt metale.
Substanțele simple formate din subgrupurile metalelor au rezistente la încălzire a laturilor durabile de cristal rezistente la încălzire. Aceste metale sunt cele mai durabile și refractare, printre alte metale. Elementele D sunt manifestate luminos de tranziție cu o creștere a valenței lor din proprietățile principale prin amfoterice la acid.
Metale alcaline (NA, K)
La nivelul energiei externe, atomii de metale alcaline de elemente conțin un electronsituat la o distanță mare de kernel. Ei dau cu ușurință acest electron, deci sunt agenți de reducere puternici. În toți compușii, metalele alcaline prezintă gradul de oxidare +1. Proprietățile lor de reabilitare cu creșterea razei de atomi sunt amplificate de la Li la CS. Toate sunt metale tipice, au culoare albă de argint, moale (tăiată cu cuțit), lumină și topire scăzută. Interacționează activ cu toți nemmetallas.:
Toate metalele alcaline la reacția cu oxigen (eliminare Li) formează peroxizi. În formă liberă, metalele alcaline nu sunt găsite datorită activității lor chimice ridicate.
Oxizi. - Solide, au proprietăți de bază. Acestea sunt obținute prin calcinarea peroxizilor cu metale adecvate:
NaOH, KOH Hidroxizi - substanțele albe solide, higroscopice, sunt bine solubile în apă cu eliberare de căldură, acestea sunt legate de alcalin:
Sărurile de metale alcaline sunt aproape solubile în apă. Cel mai important dintre ele: Na2C03 - carbonat de sodiu; Na2C03 10H20 - sifon cristalin; NaHC03 - bicarbonat de sodiu, sodă alimentară; K2C03 - carbonat de potasiu, potasiu; Na2S04 10h 2 o - Sare Glauberova; NaCl - clorură de sodiu, sare de produse alimentare.
Elemente ale grupului I în tabele
Metale alcaline de pământ (ca, mg)
Calciul (CA) este un reprezentant metale alcaline de pământcare sunt numite elemente ale subgrupului principal al grupului II, dar nu toate, dar numai începând cu calciu și în jos grupul. Acestea sunt elementele chimice care, interacționând cu apă, formează alcalii. Calciul la nivelul energiei externe conține doi electroni, gradul de oxidare +2.
Proprietățile fizice și chimice ale calciului și conexiunile sale sunt prezentate în tabel.
Magneziu (mg) Are aceeași structură a unui atom ca calciu, gradul de oxidare a acesteia este de asemenea +2. Metal moale, dar suprafața sa în aer este acoperită cu un film de protecție care reduce ușor activitatea chimică. Arderea lui este însoțită de un focar orbitor. MGO și MG (OH) 2 prezintă proprietăți majore. Deși mg (OH) 2 și un mic solid, dar colorarea soluției de fenolftaleină în culoarea de zmeură.
MG + O 2 \u003d MGO 2
MO Oxizi sunt substanțe refractare albe solide. În tehnica Cao se numește var de var și MGO - Magnesia, acești oxizi sunt utilizați în producția de materiale de construcție. Reacția oxidului de calciu cu apă este însoțită de eliberarea căldurii și se numește stingere a varului, iar varul CA (OH) 2 - Hawed Lime. O soluție clară de hidroxid de calciu se numește apă de var și suspensie albă ca (OH) 2 în lapte de apă - var.
Sărurile de magneziu și de calciu sunt obținute prin reacția lor cu acizi.
CACO 3 - carbonat de calciu, cretă, marmură, calcar. Utilizate în construcții. MgCO 3 - Carbonat de magneziu - aplicat în metalurgie pentru scutirea de la zgură.
CASO 4 2H 2 O - Gypsum. MgS04 - Sulfat de magneziu - este numit amar sau engleză, sare, conținut în apă de mare. BASO 4 - Sulfat de bariu - datorită insoluabilității și capacității de a întârzia razele X aplicate în diagnosticare ("Barrit Porridge") a tractului gastrointestinal.
Ponderea conturilor de calciu pentru 1,5% din greutatea corporală umană, 98% din calciu este cuprinsă în oase. Magneziul este un bio-element, în corpul unei persoane de aproximativ 40 g, este implicat în formarea de molecule de proteine.
Metale alcaline de pământ în tabele
Aluminiu
Aluminiu (AL) - elementul subgrupului principal al III al grupului de sistem periodic D. I. Mendeleev. Atomul de aluminiu conține la nivelul energiei externe trei electronipe care le oferă cu ușurință în interacțiunile chimice. Echipa generică a subgrupului și a vecinului superior al aluminiu - bor - raza atomului este mai mică (în bor este de 0,080 nm, aluminiu este de 0,143 nm). În plus, se afișează un strat intermediar de opt electroni (2e, 8e, 3e) la atomul de aluminiu, care împiedică lungimea electronilor externi la kernel. Prin urmare, la atomii de aluminiu, reducerea proprietăților sunt exprimate destul de puternic.
Aproape toți compușii ei aluminiu are gradul de oxidare este de +3..
Substanță simplă de aluminiu
Metal de culoare albă-albă. Se topește la 660 ° C. Foarte plastic, este ușor tras într-un fir și laminat în grosimea foliei la 0,01 mm. Are o conductivitate electrică foarte mare și o conductivitate termică. Formă cu alte metale luminoase și aliaje durabile. Aluminiu este un metal foarte activ. Dacă pulberea de aluminiu sau folie de aluminiu subțire este puternic căldură, atunci ei inflamabil și arde cu flacără orbitoare:
Această reacție poate fi observată la arderea luminilor Bengal și a focurilor de artificii. Aluminiu, ca toate metalele, reacționează ușor cu non-metale, în special în stare de pulbere. Pentru a începe reacția, trebuie să fie necesară încălzirea inițială, cu excepția reacțiilor cu halogen - clor și brom, dar apoi toate reacțiile din aluminiu cu ne-metale sunt foarte violente și însoțite de eliberarea unei cantități mari de căldură:
Aluminiu bine dizolvat în sulf diluat și acizi clorhidric:
Si aici sulful concentrat și acizii azotici trec aluminiuFormarea pe suprafața metalului film de oxid de dimensiuni durabilecare împiedică fluxul de reacție suplimentar. Prin urmare, acești acizi sunt transportați în rezervoare din aluminiu.
Oxidul și hidroxidul de aluminiu au proprietăți amfotericePrin urmare, aluminiul se dizolvă în soluții apoase de către alcaline, care formează săruri - aluminați:
Aluminiu este utilizat pe scară largă în metalurgie pentru producerea de metale - crom, mangan, vanadiu, titan, zirconiu de la oxizii lor. Această metodă se numește Alylummith. În practică, termodul este adesea utilizat - un amestec de Fe3O4 cu pulbere de aluminiu. Dacă acest amestec se reglează, de exemplu, cu o bandă de magneziu, atunci apare o reacție energetică cu punctul culminant al unei cantități mari de căldură:
Căldura evidențiată este destul de suficient pentru a finaliza topirea fierului format, astfel încât acest proces este utilizat pentru sudarea produselor din oțel.
Aluminiu poate fi obținut prin electroliză - descompunerea topiturii al 2O3 oxidul său în componente utilizând un curent electric. Dar punctul de topire al oxidului de aluminiu este de aproximativ 2050 ° C, astfel încât electroliza necesită costuri ridicate ale energiei.
Compuși din aluminiu
Aluminosilicate. Acești compuși pot fi considerați ca săruri formate din metale de alumină, siliciu, alcalină și alcalină. Ele constituie cea mai mare parte scoarța terestră. În special, aluminosilicații fac parte din câmpuri - cele mai frecvente minerale și argile.
Bauxită- Rasa de munte din care se obține aluminiu. Conține Alumina Al 2 O 3.
Corindon- mineralele compoziției Al 2O3, are o duritate foarte mare, soiul său cu granulație fină, care conține impurități - se utilizează ca material abraziv (șlefuit). Aceeași formulă are o altă conexiune naturală - alumină.
Ei bine cunoscuți transparenți, vopsită de impurități, cristale corundu: roșu - rubine și albastru - safire care folosesc ca pietre prețioase. În prezent, acestea sunt obținute artificial și utilizate nu numai pentru bijuterii, ci și pentru scopuri tehnice, de exemplu, pentru fabricarea detaliilor de ore și alte dispozitive exacte. Cristalele Ruby sunt utilizate în lasere.
Oxid de aluminiu aluminiu 2 O. 3 - Substanța albă cu un punct de topire foarte mare. Acesta poate fi obținut prin descompunere atunci când încălzirea hidroxidului de aluminiu:
Hidroxid de aluminiu al (OH) 3 se cade sub forma unui student sub acțiunea alcaliei pentru soluții de săruri de aluminiu:
Cum hidroxidul amfoteric Este ușor de dizolvat în acizi și soluții alcalise:
Aluminati. Numite săruri de acizi de aluminiu instabili - orealuminiu H2 alo 3, metaluminum halo 2 (poate fi considerat ca un acid ortotaluminiu, din care molecula de apă a fost îndepărtată de moleculă). Aluminiții naturali includ un spinel nobil și Chrysoberill prețios. Sărurile de aluminiu, în plus față de fosfați, sunt bine solubile în apă. Unele săruri (sulfuri, sulfiți) descompun apa. Clorura de aluminiu ALCI3 este utilizată ca un catalizator în producția de substanțe organice foarte multe.
Elemente ale grupului III în tabele
Caracteristicile elementelor de tranziție - cupru, zinc, crom, fier
Cupru (cu) - Elementul subgrupului lateral al primului grup. Formula electronică: (... 3D 10 4S 1). Cel de-al zecelea D-Electron este mobil, deoarece sa mutat de la 4S-SUBASSEL. Cuprul din compuși prezintă gradul de oxidare +1 (cu 2 o) și +2 (Cuo). Cupru - culoare roz roz, tambur, vâscos, dirijor excelent de energie electrică. Punct de topire 1083 ° C.
Ca și alte subgrupe de metale I a sistemului periodic, cupru este utilă pentru rândul dreptului de hidrogen și nu o deplasează de acizi, ci reacționează cu acizi oxidanți:
Sub acțiunea de alcalini asupra soluțiilor de săruri de cupru scade sedimentul unei baze slabe de albastru- hidroxid de cupru (II), care, atunci când este încălzit, se descompune pe oxidul principal al Cuo Negru și Apă:
Proprietățile chimice ale cuprului în tabele
Zinc (Zn)- elementul unui subgrup lateral al grupării II. A lui formula electronică Înainte: (... 3D 10 4S 2). Deoarece în atomii de zinc, penultimul D-Superler este complet finalizat, zincul din conexiuni arată gradul de oxidare +2.
Zinc - culoarea de culoare albă din metal, practic nu se schimbă în aer. Are rezistență la coroziune, care este explicată prin prezența unui film de oxid pe suprafața sa. Zinc - una dintre cele mai active metale, la temperaturi ridicate reacționează cu substanțe obișnuite:
Zinc ca alte metale huses metale mai puțin active din sărurile lor:
Zn + 2agno 3 \u003d 2Ag + Zn (nr. 3) 2
Hidroxid de zinc Amfoterren, adică prezintă proprietăți și acizi și motive. Cu o maree treptată a soluției alcaline la o soluție de sare de zinc, precipitatul a fost dizolvat la început (are loc în mod similar cu aluminiu):
Proprietățile chimice ale zincului în tabele
De exemplu Crom (cr) Puteți arăta asta proprietățile elementelor de tranziție se schimbă de-a lungul perioadei care nu sunt fundamentale: Se produce o schimbare cantitativă, asociată cu o schimbare a numărului de electroni pe valența orbitală. Gradul maxim de oxidare a cromului +6. Metalul într-un rând de activitate este în partea stângă a hidrogenului și îl deplasează de la acizi:
La adăugarea unei soluții de alcaline la o astfel de soluție, se formează un precipitat al ME (OH) 2 care este rapid oxidată de oxigenul aerian:
Aceasta corespunde oxidului amfoteric CR203. Oxidul și hidroxidul de crom (în gradul înalt. Oxidarea) prezintă proprietățile oxizilor și acizilor acide, respectiv. Săruri de acid cromic (h 2 Cr O. 4 ) În mediul acid se transformă în dicromați - sărurile acidului dicromic (H2C CR207). Compușii de crom au o capacitate mare oxidativă.
Proprietățile chimice ale cromului în tabele
Fier FE.- elementul unui subgrup lateral Grupul VIII. și a patra perioadă a sistemului periodic D. I. Mendeleev. Atomii de fier sunt oarecum diferiți de atomii elementelor subgrupurilor principale. Așa cum ar trebui să fie elementul din a patra perioadă, atomii de fier au patru nivele de energie, dar nu ultima, dar penultima, a treia din nucleu, nivelul este completat din ele. La ultimul nivel, atomii de fier conțin doi electroni. În penultimul, care poate găzdui 18 electroni, atomul de fier are 14 en-uri. În consecință, distribuția electronilor pe nivele din atomii de fier este de asemenea: 2e; 8e; 14e; 2e. Ca toate metalele, atomii de fier arată proprietăți de reabilitare, renunțând la interacțiunile chimice nu numai doi electroni de la ultimul nivel și achiziționarea gradului de oxidare +2, dar și un electron de la nivelul penultimului, în timp ce gradul de oxidare a atomului se ridică la +3.
Substanță simplă de fier
Acesta este un metal strălucitor alb argintiu cu un punct de topire de 1539 ° C. Foarte plastic, deci este ușor de manevrat, merge, laminate, ștampile. Fierul are capacitatea de a mări și demagnetiza. Se poate administra o rezistență și duritate mai mare prin metode de impact termic și mecanic. Există fier din punct de vedere tehnic curat și chimic. Fierul pur din punct de vedere tehnic, de fapt, este o oțel cu carbon scăzut, conține 0,02-0,04% carbon, și oxigen, sulf, azot și fosfor - chiar mai puțin. Fierul chimic pur conține mai puțin de 0,01% impurități. Dinicul din punct de fier din punct de vedere tehnic sunt făcute, de exemplu, cleme de papetărie și butoane. Un astfel de fier este ușor corodat, în timp ce fierul curat chimic nu este aproape nu coroziune. În prezent, fierul este baza echipamentelor moderne și a ingineriei agricole, a transportului și a mijloacelor de comunicare, nave spațiale Și în general, toată civilizația modernă. Majoritatea produselor, variind de la acul de cusut și finisarea nave spațialenu pot fi fabricate fără utilizarea glandei.
Proprietățile chimice ale fierului
Fierul poate arăta gradul de oxidare +2 și +3În consecință, fierul dă două rânduri de compuși. Numărul de electroni pe care atomul de fier le oferă în reacții chimice depinde de capacitatea oxidativă a substanțelor care reacționează cu ea.
De exemplu, cu halogeni, formează halogenuri de fier în care are un grad de oxidare +3:
Și cu gri - sulfură de fier (II):
Rularea arsurilor de fier în oxigen Cu formarea scalei de fier:
La temperaturi ridicate (700-900 ° C) fier reacționează cu vapori de apă:
În conformitate cu poziția de fier într-un rând electrochimic de stres, poate prezenta metale cu dreptul acesteia, de la soluții apoase ale sărurilor lor, de exemplu:
În acizi clorhidric și sulfurici diluați, se dizolvă fier, adică oxidate prin ioni de hidrogen:
Fier solubil și în acid azotic diluatÎn același timp, se formează azotat (III) (III) (III), produse de recuperare a apei și a acidului azotic - N2, NO sau NH3 (NH4N03) în funcție de concentrația acidului.
Compuși jean
În natură, fierul formează un număr de minerale. Acesta este un zheleznyak (magnetit) Fe3O4, Zhematte roșii (hematite) Fe 2 O 3, Brown Zhemennyak (limonită) 2FE 2O3 3H 2 O. O altă conexiune naturală de fier - fier sau sulf, cercan (pirită) FES 2, nu servește ca minereu de fier pentru a obține un metal, dar este utilizat pentru producerea de acid sulfuric.
Pentru fier, două rânduri de conexiuni sunt caracteristice: compuși de fier (II) și fier (III).Oxidul de fier (II) FEO și hidroxidul corespunzător de fier (II) FE (OH) 2 este indirect, în special, în conformitate cu următorul lanț de transformări:
Ambii compuși au proprietăți de bază pronunțate luminos.
Cationi de fier (II) Fe 2 + Ușor oxidate de oxigenul aerului la fier (III) cationi de alimentare 3 + . Prin urmare, precipitatul alb al hidroxidului de fier (II) achiziționează o culoare verde și apoi devine maro, transformând în hidroxid de fier (III):
Oxid de fier (III) Fe 2 O. 3 și hidroxidul de fier (III) corespunzător (OH) 3 (OH) 3 de asemenea, de asemenea, indirect, de exemplu, după lanț:
Sulfații și clorurile au cea mai mare importanță tehnică din sărurile fierului.
FEESO 4 7H20 Sulfat Hydallin 2, cunoscută numită tabără de fier, este utilizată pentru combaterea dăunătorilor de plante, pentru prepararea vopselelor minerale și în alte scopuri. Clorura de fier (III) FEL 3 este utilizată ca sudoare când țesutul este vopsit. Sulfat de fier (III) Fe 2 (S04) 3 9H20 este utilizat pentru purificarea apei și în alte scopuri.
Proprietățile fizice și chimice ale fierului și conexiunile sale sunt rezumate în tabel:
Proprietățile chimice ale fierului în tabele
Reacții de calitate la ionii Fe 2+ și Fe 3+
Să recunoască compușii de fier (II) și (iii) efectuați reacții de înaltă calitate la ionii Fe 2+ și Fe. 3+ . Un răspuns de înaltă calitate la ionii FE 2+ este reacția sărurilor de fier (II) cu un compus K3, numit salina roșie a sângelui. Acesta este un grup special de săruri, care sunt numite cuprinzătoare, cu ei veți cunoaște mai târziu. De asemenea, este necesar să se asimileze modul în care astfel de săruri se disociază:
FE 3+ Reactivul de ioni este un alt compus complex - sare de sânge galben - K4, care se disociază într-o soluție în mod similar:
Dacă soluțiile care conțin ionii Fe 2+ și Fe 3+ se adaugă, respectiv, soluțiile salinei roșii de sânge (reactiv pe Fe 2+) și sarea de sânge galbenă (reactiv pe Fe 3+), apoi în ambele cazuri la fel Precipitatul albastru cade:
Pentru detectarea ionilor Fe 3+, se utilizează interacțiunea cu săruri de fier (III) cu KNCS KNCS sau NH4 NH4 NH4 de amoniu. În același timp, se formează o ion de culoare strălucitoare de Fencns 2+, ca urmare a cărora întreaga soluție dobândește culoarea intensă roșie:
Mâna de solubilitate
Structura atomilor metale determină nu numai proprietățile fizice caracteristice ale substanțelor simple - metale, ci și proprietățile chimice generale.
Cu un soi mare, toate reacțiile chimice ale metalelor se referă la redox și pot fi doar două tipuri: compuși și substituții. Metalele sunt capabile de reacții chimice pentru a da electroni, adică să fie agenți reducători, manifesta doar un grad pozitiv de oxidare în compușii rezultați.
ÎN general Acest lucru poate fi exprimat de schemă:
Eu 0 - ne → me + n,
În cazul în care metalul este o substanță simplă și un 0 + N este un element chimic metalic în compus.
Metalele sunt capabile să dea atomii de electroni de valență de nemetale, ioni de hidrogen, ioni de alte metale și, prin urmare, vor reacționa cu nemetale - substanțe simple, apă, acizi, săruri. Cu toate acestea, capacitatea de restaurare a metalelor este diferită. Compoziția reacției metalelor cu substanțe diferite depinde de capacitatea oxidativă a substanțelor și condițiilor în care se produce reacția.
La temperaturi ridicate, majoritatea metalelor ard în oxigen:
2 mg + o 2 \u003d 2mgo
Nu este oxidat în aceste condiții doar aur, argint, platină și alte metale.
Cu halogeni, multe metale reacționează fără încălzire. De exemplu, pulberea de aluminiu când se amestecă cu brom se aprinde:
2AL + 3BR 2 \u003d 2Albr 3
În unele cazuri, hidroxizii sunt formați în unele cazuri. Foarte activ în condiții normale interacționează cu metalele alcaline cu apă, precum și cu calciu, stronțiu, bariu. Schema acestei reacții, în general, arată astfel:
ME + HOH → ME (OH) N + H 2
Alte metale reacționează cu apă atunci când sunt încălzite: magneziu când fierbe, fier în perechi de apă în timpul fierberii roșii. În aceste cazuri sunt obținute oxizi de metal.
Dacă metalul reacționează cu acid, atunci face parte din sarea generată. Când metalul interacționează cu soluțiile acide, acesta poate oxida ionii de hidrogen disponibili în această soluție. Abreviat ecuația ionului În general, puteți înregistra acest lucru:
ME + NH + → ME N + + H 2
Proprietăți oxidative puternice decât ionii de hidrogen, au anioni de astfel de acizi care conțin oxigen, cum ar fi sulf concentrat și azot. Prin urmare, acele metale reacționează cu acești acizi care nu sunt capabili să oxidizeze ioni de hidrogen, de exemplu, cupru și argint.
În interacțiunea metalelor cu săruri, apare o reacție de substituție: electronii din atomii de înlocuire - metalul mai activ merg la ionii metalelor substituite - mai puțin active. Această rețea are loc o substituție metalică cu metal în săruri. Aceste reacții nu sunt reversibile: dacă metalul și deplasează metalul în săruri, atunci metalul nu va prezenta metalul și din soluția de săruri.
În ordinea scăderii activității chimice expuse în reacțiile de deplasare a metalelor reciprocă din soluții apoase ale sărurilor lor, metalele sunt situate într-un rând electrochimic de stres (activitate) de metale:
Li → Rb → K → Na → Mg → AL → Mn → Zn → CR → → Fe → Zn → CR → → FE → CD → CO → → FE → CD → CO → NI → SN → PB → Cu → SB → BI → Cu → Hg → AG → PD → PT → Au
Metalele situate în această serie de stânga sunt mai active și mai capabile să depășească următoarele metale din soluții de săruri.
Hidrogenul este inclus în rândul electrochimic al tensiunilor metalice, ca singurul nemetal, care separă cu metale, pentru a forma ioni încărcați pozitiv. Prin urmare, hidrogenul înlocuiește unele metale în sărurile lor și poate fi înlocuit cu multe metale în acizi, de exemplu:
Zn + 2 HCI \u003d ZNCL 2 + H 2 + Q
Metalele îndreptate spre un rând electrochimic de tensiuni la hidrogen sunt deplasate din soluții de mulți acizi (sare, sulf, etc.), iar toate următoarele, de exemplu, cuprul nu se deplasează.
blog.set, cu copierea completă sau parțială a referinței materiale la sursa originală este necesară.
Proprietățile chimice ale metalelor: interacțiunea cu oxigen, halogeni, gri și atitudine față de apă, acizi, săruri.
Proprietățile chimice ale metalelor se datorează capacității atomilor lor de a da cu ușurință electronilor de la un nivel de energie extern, transformându-se în ioni încărcați pozitiv. Astfel, în reacțiile chimice, metalele se prezintă cu agenți de reducere energetică. Aceasta este principala lor proprietate chimică globală.
Abilitatea de a da electroni în atomi de elemente metalice individuale este diferită. Cu cât metalul îi oferă electronii, cu atât mai activă și reacționează energic cu alte substanțe. Pe baza cercetării, toate metalele au fost localizate la rând pentru a reduce activitatea lor. Această serie a propus mai întâi un om de știință remarcabil N. N. Beetov. Un astfel de număr de activitate metalică se numește și un număr de metale sau un număr electrochimic de tensiune metalelor. Are următoarea formă:
Li, K, VA, CA, NA, MG, AL, ZN, FE, NI, SN, PB, H2, CU, HG, AG, PT, Au
Cu această serie, puteți detecta ce metal este un altul activ. Acest rând este hidrogen, care nu este metal. Proprietățile sale vizibile sunt luate pentru comparație pentru un fel de zero.
Având proprietățile agenților reducători, metalele reacționează cu oxidanți diferiți, în primul rând cu ne-metale. Cu oxigen, metalele reacționează în condiții normale sau atunci când sunt încălzite cu formarea de oxizi, de exemplu:
2mg0 + O02 \u003d 2 mg + 2O-2
În această reacție, atomii de magneziu sunt oxidați, sunt restaurate atomii de oxigen. Metalele nobile de la capătul rândului reacționează cu oxigenul. Apar activ cu halogeni, de exemplu, combustia cuprului în clor:
Cu0 + Cl02 \u003d Cu + 2CL-2
Reacțiile cu sulf, cel mai adesea apar atunci când sunt încălzite, de exemplu:
Fe0 + S0 \u003d Fe + 2S-2
Metalele active care se află într-o serie de metale în MG reacționează cu apă pentru a forma alcalii și hidrogen:
2A0 + 2H + 2O → 2NA + OH + H02
Metalele de activitate medie din Al la H2 reacționează cu apă în condiții mai stricte și formează oxizi și hidrogen:
PB0 + H + 2O Proprietăți chimice ale metalelor: Interacțiuni cu PB + 2O + H02 Oxigen.
Abilitatea metalului de a reacționa cu acizii și sărurile din soluție depinde, de asemenea, de poziția sa în gama esențială de metale. Metalele îndreptate spre un șir de metal în partea stângă a hidrogenului sunt, de obicei, deplasați (restabilit) hidrogen din acizi diluați și metalul în picioare cu partea dreaptă a hidrogenului, nu este aglomerată. Deci, zincul și magneziu reacționează cu soluții acide, evidențiind hidrogenul și formarea unei sări, iar cuprul nu reacționează.
Mg0 + 2H + CI → MG + 2CIL2 + H02
Zn0 + H + 2S04 → Zn + 2S04 + H02.
Atomii de metal în aceste reacții sunt agenți reducători, iar ionii de hidrogen sunt oxidanți.
Metalele reacționează cu sărurile în soluții apoase. Metalele active înlocuiesc metalele mai puțin active din compoziția sărurilor. Este posibil să se determine acest lucru pentru o serie de activități metalice. Produsele de reacție sunt o sare nouă și un metal nou. Deci, dacă placa de fier este scufundată într-o soluție de cupru de sulfat (II), după o anumită perioadă de timp, acesta va evidenția cupru sub formă de zbor roșu:
Fe0 + Cu + 2S04 → Fe + 2S04 + Cu0.
Dar dacă sulfatul este scufundat într-o soluție de sulfat de cupru (II), atunci nu va avea loc nicio reacție:
AG + CUSO4 ≠.
Pentru a efectua astfel de reacții, este imposibil să se ia metale prea active (de la litiu la sodiu), care sunt capabile să reacționeze cu apă.
În consecință, metalele sunt capabile să reacționeze cu nemetale, apă, acizi și săruri. În toate aceste cazuri, metalele sunt oxidate și sunt agenți reducători. Pentru a prezice fluxul de reacții chimice cu participarea metalelor, ar trebui să se utilizeze gama esențială de metale.
Proprietăți generale ale metalelor.
Prezența slabă asociată cu nucleul electronilor de valență determină proprietățile chimice generale ale metalelor. În reacțiile chimice, ele acționează întotdeauna ca agent reducător, pur și simplu substanțe de metale nu prezintă niciodată proprietăți oxidative.
Producția de metale:
- reducerea monoxidului de carbon (C) monoxid de carbon (CO), hidrogen (H2) sau metal mai activ (AL, CA, MG);
- Restaurarea de soluții de săruri cu metale mai active;
- Electroliza soluțiilor sau topiturile compușilor metalici - Restaurarea celor mai active metale (alcalină, metal alcalin și aluminiu) cu un curent electric.
În natură, metalele se găsesc în primul rând sub formă de compuși, se găsesc numai metalele cu substanțe simple (metale native).
Proprietățile chimice ale metalelor.
1. Interacțiuni cu substanțe simple non-metalice:
Majoritatea metalelor pot fi oxidate cu astfel de ne-metale ca halogen, oxigen, sulf, azot. Dar pentru începutul majorității unor astfel de reacții, este necesară preîncălzirea. În viitor, reacția poate merge cu eliberarea unei cantități mari de căldură, ceea ce duce la aprinderea metalului.
La temperatura camerei, reacțiile sunt posibile numai între cele mai active metale (pământ alcalin și alcalin) și cele mai active ne-metale (halogene, oxigen). Metale alcaline (Na, K) în reacția cu peroxizi de oxigen și suprapuneri (Na2O2, KO2).
a) Interacțiunea metalelor cu apă.
La temperatura camerei cu apă, metalele alcaline și alcaline de pământ interacționează. Ca urmare a reacției substituției, se formează un teren (bază solubilă) și hidrogen: metal + H2O \u003d Me (OH) + H2
Atunci când sunt încălzite cu apă, metalele rămase într-un rând de activitate din stânga hidrogenului interacționează. Magneziu reacționează cu apă clocotită, aluminiu - după tratamentul special de suprafață, ca rezultat, se formează baze insolubile - hidroxid de magneziu sau hidroxid de aluminiu - și hidrogen se distinge. Metalele, care se află într-un rând de activitate de zinc (inclusiv) la plumb (inclusiv) interacționează cu vaporii de apă (adică peste 100 s), se formează oxizii metalelor și hidrogenului respectiv.
Metalele în picioare într-un rând de activitate în partea dreaptă a hidrogenului, nu interacționează cu apa.
b) Interacțiunea cu oxidul:
Metalele active interacționează în reacțiile cu oxizi de alte metale sau ne-metale, restaurându-le la substanțe simple.
c) interacțiunea acidă:
Metalele situate într-o serie de activitate din stânga hidrogenului reacționează cu acizi cu hidrogen este eliberat și formarea unei sări adecvate. Metale, într-o serie de activitate, dreptul de hidrogen, cu soluții acide nu interacționează.
Un loc special este ocupat de reacțiile metalelor cu acid sulfuric nitric și concentrat. Toate metalele în afară de nobil (aur, platină) pot fi oxidate de acești acizi oxidanți. Ca urmare a acestor reacții, se vor forma întotdeauna săruri, apă și o recuperare de azot sau un produs de sulf, respectiv.
d) cu alcalii
Metalele care formează compuși amfoterici (aluminiu, beriliu, zinc) sunt capabili să reacționeze cu topituri (în același timp, se formează sărurile medii ale aluminienilor, berylații sau scoatas) sau soluțiile alcaline (se formează sărurile complexe corespunzătoare). Toate reacțiile vor evidenția hidrogenul.
e) În conformitate cu poziția metalului într-o serie de activitate, reacția reducerii (deplasarea) unui metal mai puțin activ din soluția de sare cu un alt metal mai activ este posibilă. Ca urmare a reacției, se formează o sare de substanță mai activă și mai simplă - mai puțin activă metalică.
Proprietăți generale ale non-metalelor.
Numeriile sunt mult mai mici decât metalele (22 elemente). Cu toate acestea, chimia nonmetalelor este mult mai complicată datorită populației mai mari a nivelului energetic extern al atomilor lor.
Proprietățile fizice ale non-metalelor sunt mai diverse: printre ele există gaze (fluor, clor, oxigen, azot, hidrogen), lichide (brom) și solide care sunt foarte diferite una de cealaltă prin punctul de topire. Majoritatea non-metalelor nu efectuează curent electric, dar siliciu, grafit, Germania au proprietăți semiconductoare.
Gaze, lichide și unele grele ne-metale (iod) au structura moleculară a zăbrelei cristaline, restul de metale au o rețea de cristal atomic.
Fluorina, clorul, bromul, iodul, oxigenul, azotul și hidrogen în condiții normale există sub formă de molecule diatomice.
Multe elemente non-metalice formează mai multe modificări altropice ale substanțelor simple. Astfel, oxigenul are două modificări alotropice - oxigenul O2 și ozonul O3, sulful are trei modificări alotropice - un sulf rombic, plastic și monoclinic, fosfor are trei modificări alotropice - fosfor roșu, alb și negru, carbon - șase modificări alotropice - funingine, grafit , Diamond, Carbin, Fullerene, Grafen.
Spre deosebire de metale, arătând numai proprietăți de reabilitare, ne-metale în reacții cu simple și substanțe complexe Ele pot acționa atât ca agent reducător, cât și ca rol de oxidant. În funcție de activitatea sa, non-metalele ocupă un anumit loc într-un număr de electronegativitate. Fluorin este considerat cel mai activ nonmetal. El expune numai proprietăți oxidative. În al doilea rând, în activitate - oxigen, pe al treilea azot, apoi halogeni și alte ne-metale. Hidrogenul are cea mai mică electronegatie între ne-metale.
Proprietățile chimice ale ne-metalelor.
1. Interacțiuni cu substanțe simple:
Numeriile interacționează cu metalele. Într-o astfel de reacție, metalele acționează ca agent reducător, ne-metale - ca agent de oxidare. Ca urmare a reacției compusului, se formează compușii binari - oxizi, peroxizi, nitruri, hidruri, săruri ale acizilor de oxigen.
În reacțiile non-metalelor, mai multă electronică negativă prezintă proprietățile oxidantului, mai puțin electronegativ - proprietățile agentului reducător. Ca urmare a reacției de conectare, se formează compușii binari. Trebuie să se reamintească faptul că non-metalele pot prezenta grade variabile de oxidare în compușii lor.
2. Interacțiuni cu substanțele complexe:
a) cu apă:
Doar halogeni interacționează în condiții normale de apă.
b) cu metale și oxizi nemetali:
Multe nemetale pot reacționa la temperaturi ridicate cu oxizi de alte ne-metale, restaurându-le la substanțe simple. Non-metale, care sunt situate într-un număr de electronegabilitate în partea stângă a sulfului, pot interacționa cu oxizii metalici, restaurarea metalelor la substanțe simple.
c) cu acizi:
Unele nemetale pot fi oxidate cu acizi sulfurici sau azotici concentrați.
d) cu alcalii:
Sub acțiunea alcaliei, unele non-metale pot fi perturbate, fiind atât un agent de oxidare, cât și un agent reducător.
De exemplu, în reacția de halogeni cu soluții alcaline fără încălzire: Cl2 + 2Naoh \u003d NaCI + NaCLO + H20 sau când este încălzit: 3Cl2 + 6NaoH \u003d 5nacl + naclo3 + 3H2O.
e) cu săruri:
Când interacționează, care sunt oxidanți puternici, reabilitarea proprietăților.
Halogeni (cu excepția Fluorinei) Introduceți reacția de substituție cu soluții de săruri de acizi hidrogen cu halogen: un halogen mai activ deplasează un halogen mai puțin activ din soluția de sare.
Primul material care a învățat cum să folosească oamenii pentru nevoile lor este o piatră. Cu toate acestea, mai târziu, când o persoană a devenit conștientă de proprietățile metalelor, piatra sa mutat înapoi. Aceste substanțe și aliajele lor au devenit cel mai important și mai important material din mâinile oamenilor. Dintre acestea, articolele de uz casnic au fost fabricate, au fost construite facilități. Prin urmare, în acest articol vom privi în același loc metale, caracteristici generale, Proprietăți și utilizarea căreia atât de importantă pentru această zi. La urma urmei, imediat imediat la vârsta de piatră a urmat întregul metal Pleiad: cupru, bronz și fier.
Metale: Caracteristici generale
Ce unește toți reprezentanții acestor substanțe simple? Desigur, aceasta este structura laticii lor de cristal, tipurile de obligațiuni chimice și caracteristicile structurii electronice a atomului. La urma urmei, prin urmare, proprietățile fizice caracteristice care stau la baza utilizării acestor materiale de către om.
În primul rând, luați în considerare metalele ca elemente chimice ale sistemului periodic. În ea, ele sunt situate destul de liber, ocupând 95 de celule de la cele cunoscute până în prezent 115. Există mai multe caracteristici ale locației lor în sistemul general:
- Formați principalele subgrupuri I și Grupuri II, precum și III, începând cu aluminiu.
- Toate subgrupurile laterale constau doar din metale.
- Acestea sunt situate sub diagonala condiționată de la Bora până la Astata.
Pe baza acestor date, este ușor să se urmărească faptul că non-metalele sunt colectate în partea dreaptă superioară a sistemului, iar tot restul spațiului aparține elementelor în cauză.
Toate au mai multe caracteristici ale structurii electronice a atomului:
Caracteristicile generale ale metalelor și non-metalelor vă permit să identificați modelele în structura lor. Deci, latticul cristal al primului este metalic, special. În nodurile există mai multe tipuri de particule simultan:
- ioni;
- atomi;
- electroni.
În interiorul norului total este acumulat, numit gaz de electroni, care explică toate proprietățile fizice ale acestor substanțe. Tipul de legătură chimică în metale este același nume cu ei.
Proprietăți fizice
Există un număr de parametri care combină toate metalele. Caracteristica generală a proprietăților lor fizice arată așa.
Parametrii enumerați sunt caracteristicile generale ale metalelor, adică tot ceea ce sunt combinate într-o singură familie mare. Cu toate acestea, trebuie să se înțeleagă că există excepții de la orice regulă. Mai ales că elementele de acest fel prea mult. Prin urmare, în cadrul familiei în sine, există și diviziile sale diferitelor grupuri pe care le vom lua în considerare mai jos și pentru care indicăm caracteristicile caracteristice.
Proprietăți chimice
Din punctul de vedere al științei chimiei, toate metalele sunt agenți reducători. Mai mult, foarte puternic. Cei mai puțini electroni la nivel extern și cu cât este mai mare raza atomică, cu atât metalul este mai puternic prin parametrul specificat.
Ca rezultat, metalele sunt capabile să reacționeze cu:
Aceasta este doar o imagine de ansamblu generală a proprietăților chimice. La urma urmei, pentru fiecare grup de elemente, ele sunt pur individuale.
Metale alcaline de pământ
Caracteristica generală a metalelor de pământ alcalin este după cum urmează:
Astfel, metalele de pământ alcaline sunt elemente comune ale familiei S, care prezintă o activitate chimică ridicată și fiind agenți de reducere puternici și participanți importanți la procesele biologice din organism.
Metale alcaline
Caracteristica globală începe cu numele lor. El a fost obținut pentru capacitatea de a se dizolva în apă, formând hidroxizi alcalini caustici. Reacțiile cu apă sunt foarte furtunoase, uneori cu aprindere. În forma liberă în natură, aceste substanțe nu sunt găsite, deoarece activitatea lor chimică este prea mare. Acestea reacționează cu aerul, vaporii de apă, ne-metale, acizi, oxizi și săruri, adică aproape totul.
Acest lucru este explicat prin structura lor electronică. La nivel extern, doar un singur electron, pe care îl renunță cu ușurință. Aceștia sunt cei mai puternici agenți reducători, motiv pentru care să ajungă în formă pură, a durat destul de mult timp. Pentru prima dată, Davy Hemfri a fost realizată în secolul al XVIII-lea prin electroliză hidroxid de sodiu. Acum toți reprezentanții acestui grup sunt elaborați tocmai această metodă.
Caracteristica generală a metalelor alcaline este, de asemenea, faptul că ele constituie primul grup al subgrupului principal al sistemului periodic. Toate acestea sunt elemente importante care formează o mulțime de valoroși conexiuni naturalefolosit de om.
Caracteristicile generale ale metalelor din familiile D- și F-
Acest grup de elemente include tot gradul de oxidare care poate varia. Aceasta înseamnă că, în funcție de condițiile, metalul poate acționa ca rol și oxidantul și agentul de reducere. Aceste elemente au o mare capacitate de a reacționa. Printre acestea sunt un număr mare de substanțe amfoteroase.
Numele general al tuturor acestor atomi este elementele tranzitorii. Ei l-au primit pentru faptul că, conform proprietăților dorite, stau într-adevăr în mijloc, între metalele tifize ale familiei S și nemoanamentale ale familiei R.
Caracteristicile generale ale metalelor de tranziție implică desemnarea proprietăților lor similare. Acestea sunt după cum urmează:
- un număr mare de electroni la nivel extern;
- o rază atomică mare;
- mai multe grade de oxidare (de la +3 la +7);
- sunt pe D- sau F-Supra;
- formularul 4-6 Perioade mari ale sistemului.
Ca substanțe simple, metalele acestui grup sunt foarte durabile, Dragura și Dove, deci au o valoare industrială mare.
Subgrupuri laterale ale sistemului periodic
Caracteristicile generale ale metalelor subgrupurilor laterale coincide complet cu tranziția. Și nu este surprinzător, deoarece, de fapt, este complet același lucru. Doar subgrupurile laterale ale sistemului sunt formate de reprezentanți ai familiilor D- și F, adică metalele de tranziție. Prin urmare, putem spune că aceste concepte sunt sinonime.
Cel mai activ și important dintre ele sunt primul rând din 10 reprezentanți ai scandiei la zinc. Toate au o valoare industrială importantă și sunt adesea folosite de o persoană, în special pentru a topi.
Aliaje
Caracteristicile generale ale metalelor și aliajelor fac posibilă înțelegerea unde și cum să utilizați aceste substanțe. Astfel de compuși au suferit transformări mari în ultimele decenii, la urma urmei, toți noii aditivi sunt deschise și sintetizați pentru a-și îmbunătăți calitatea.
Cele mai renumite aliaje de astăzi sunt:
- alamă;
- duralumină;
- fontă;
- oţel;
- bronz;
- victorie;
- nichrome și alții.
Ce este aliajul? Acest amestec de metale obținute prin topirea acestuia din urmă la dispozitive de cuptor special. Acest lucru se face pentru a obține un produs superior proprietăților substanțelor pure, care o formează.
Compararea proprietăților metalelor și a nemetalelor
Dacă vorbim despre proprietăți comune, caracteristicile metalelor și non-metalelor vor fi diferite într-un element foarte important: pentru acesta din urmă este imposibil să singuri caracteristici similare, deoarece acestea sunt foarte diferite de proprietățile manifest ale fizice și chimice proprietăți.
Prin urmare, pentru nemetale, este imposibil să se creeze o caracteristică similară. Este posibil doar separat să ia în considerare reprezentanții fiecărui grup și să-și descrie proprietățile.
