Metalllarning metall bo'lmaganlar bilan reaktsiyalariga misollar. Metalllar: metallar va qotishmalarning umumiy xususiyatlari
Oddiy moddalarning tipik kimyoviy xossalari - metallar
Kimyoviy elementlarning aksariyati metallar deb tasniflanadi - ma'lum bo'lgan 114 elementdan 92 tasi. Metalllar- bu kimyoviy elementlar, uning atomlari tashqi (va ba'zi - va oldingi) elektron qatlamining elektronlarini berib, ijobiy ionlarga aylanadi. Metall atomlarining bu xossasi fakt bilan aniqlanadi ular nisbatan katta radiusga va oz sonli elektronlarga ega ekanligi(asosan 1 dan 3 gacha tashqi qatlamda). Istisno 6 ta metaldir: germaniy, qalay, tashqi qatlamdagi qo'rg'oshin atomlari 4 ta elektronga, surma va vismut atomlari - 5 ta, poloniy atomlari - 6. Metall atomlari uchun elektronegativlikning kichik qiymatlari xarakterlidir(0,7 dan 1,9 gacha) va faqat tiklovchi xususiyatlar, ya'ni elektronlarni berish qobiliyati. D.I.Mendeleyev kimyoviy elementlarning davriy sistemasida metallar bor - astatin diagonali ostida, shuningdek, uning ustida yon kichik guruhlarda joylashgan. Davrlar va asosiy kichik guruhlarda sizga ma'lum bo'lgan qonuniyatlar metallning o'zgarishida va shuning uchun elementlar atomlarining qaytaruvchi xususiyatlarida ishlaydi.
Bor yaqinida joylashgan kimyoviy elementlar - astatin diagonali (Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb va boshqalar), ikki tomonlama xususiyatlarga ega: ularning ba'zi birikmalarida ular metallar kabi harakat qiladilar, boshqalarida ular metall bo'lmagan xossalarni namoyon qiladi. Yon guruhlarda metallarning pasayish xossalari seriya sonining ko'payishi bilan kamayadi.
Sizga ma'lum bo'lgan ikkilamchi kichik guruh I guruh metallarining faolligini solishtiring: Cu, Ag, Au; II guruh yon kichik guruhi: Zn, Cd, Hg - va siz o'zingiz ko'rasiz. Buni shu bilan izohlash mumkinki, valent elektronlarning ushbu metallar atomlari yadrosi bilan bog'lanish kuchiga atom radiusi emas, balki yadro zaryadining kattaligi ko'proq ta'sir qiladi. Yadro zaryadining kattaligi sezilarli darajada oshadi, elektronlarning yadroga tortilishi kuchayadi. Shu bilan birga, atomning radiusi ortadi, lekin asosiy kichik guruhlarning metallari kabi sezilarli darajada emas.
Erning mineral va organik "hayotida" kimyoviy elementlar - metallar va tarkibida metall bo'lgan murakkab moddalar hosil qilgan oddiy moddalar muhim rol o'ynaydi. Metall elementlarning atomlari (ionlari) inson tanasi va hayvonlar almashinuvini belgilaydigan birikmalarning ajralmas qismi ekanligini eslash kifoya. Masalan, inson qonida 76 ta element topilgan, ulardan faqat 14 tasi metal emas.
Inson tanasida ba'zi elementlar, metallar (kaltsiy, kaliy, natriy, magniy) ko'p miqdorda mavjud, ya'ni ular makroelementlardir. Va xrom, marganets, temir, kobalt, mis, sink, molibden kabi metallar oz miqdorda mavjud, ya'ni bu mikroelementlardir. Agar odamning vazni 70 kg bo'lsa, unda uning tanasida (grammda): kaltsiy - 1700, kaliy - 250, natriy - 70, magniy - 42, temir - 5, sink - 3. Barcha metallar juda muhim, sog'liq muammolari paydo bo'ladi va ularning etishmasligi bilan va ortiqcha bilan.
Misol uchun, natriy ionlari organizmdagi suv tarkibini, o'tkazishni tartibga soladi asab impulslari... Uning etishmasligi bosh og'rig'iga, zaiflikka, xotiraning yomonlashishiga, ishtahani yo'qotishiga, ortiqcha bo'lsa, qon bosimining oshishi, gipertoniya, yurak kasalliklariga olib keladi.
Oddiy moddalar - metallar
Metall (oddiy moddalar) va qotishmalar ishlab chiqarishning rivojlanishi sivilizatsiyaning paydo bo'lishi (bronza, temir davri) bilan bog'liq. Taxminan 100 yil oldin boshlangan ilmiy va texnologik inqilob sanoatga ham, sohaga ham ta'sir ko'rsatdi ijtimoiy soha, metallar ishlab chiqarish bilan ham chambarchas bog'liq. Volfram, molibden, titan va boshqa metallar asosida korroziyaga chidamli, o'ta qattiq, o'tga chidamli qotishmalar yarata boshladilar, ulardan foydalanish mashinasozlik imkoniyatlarini ancha kengaytirdi. Yadro va kosmik texnologiyalarda volfram va reniy qotishmalari 3000 ° S gacha bo'lgan haroratda ishlaydigan qismlarni tayyorlash uchun ishlatiladi; tibbiyotda tantal va platina qotishmalaridan, titan va sirkoniy oksidlari asosidagi noyob keramikadan jarrohlik asboblari qo'llaniladi.
Va, albatta, unutmasligimiz kerakki, ko'pchilik qotishmalar uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lgan temir temirdan foydalanadi va ko'plab engil qotishmalarning asosini nisbatan "yosh" metallar - alyuminiy va magniy tashkil qiladi. O'ta yangi yulduzlar kompozit materiallarga aylandi, masalan, polimer yoki keramika, ular ichida (temir tayoqli beton kabi) volfram, molibden, po'lat va boshqa metallarning metall tolalari va qotishmalari bilan mustahkamlangan - barchasi maqsadga bog'liq. unga erishish uchun zarur bo'lgan materialning xususiyatlari. Rasmda metall natriyning kristall panjarasining diagrammasi ko'rsatilgan. Unda har bir natriy atomi sakkizta qo'shni bilan o'ralgan. Natriy atomi, barcha metallar singari, juda ko'p erkin valentlik orbitallarga va bir nechta valent elektronlarga ega. Natriy atomining elektron formulasi: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 0 3d 0, bu erda 3s, 3p, 3d - valentlik orbitallari.
Natriy atomining yagona valent elektroni 3s 1 to'qqizta erkin orbitaldan istalgan birini egallashi mumkin - 3s (bir), 3p (uch) va 3d (besh), chunki ular energiya darajasida unchalik farq qilmaydi. Atomlar bir-biriga yaqinlashganda, kristall panjara hosil bo'lganda, qo'shni atomlarning valent orbitallari bir-biriga yopishadi, buning natijasida elektronlar bir orbitaldan ikkinchisiga erkin harakat qiladi va metall kristalining barcha atomlari o'rtasida bog'lanish hosil qiladi. Ushbu kimyoviy bog'lanish metall deb ataladi.
Metall bog'lanish tashqi qatlamdagi atomlari ko'p sonli tashqi energetik yaqin orbitallarga nisbatan kam valent elektronga ega bo'lgan elementlardan hosil bo'ladi. Ularning valentlik elektronlari atomda zaif saqlanadi. Ulanishni amalga oshiradigan elektronlar sotsializatsiya qilinadi va butun neytral metallning butun kristall panjarasi bo'ylab harakatlanadi. Bilan moddalar metall aloqa metall kristall panjaralarga xos bo'lib, ular odatda rasmda ko'rsatilganidek sxematik tarzda tasvirlangan. Kristal panjaraning tugunlarida joylashgan kationlar va metall atomlari uning barqarorligi va mustahkamligini ta'minlaydi (sotsializatsiyalangan elektronlar qora mayda sharlar sifatida tasvirlangan).
Metall bog'lanish- Bu kristall panjaraning tugunlarida joylashgan metall atom-ionlari orasidagi metallar va qotishmalardagi bog'lanish, umumiy valent elektronlar tomonidan amalga oshiriladi. Ayrim metallar ikki yoki undan ortiq kristall shaklda kristallanadi. Moddalarning bu xossasi - bir necha kristall modifikatsiyada bo'lish - polimorfizm deyiladi. Oddiy moddalarning polimorfizmi allotropiya deb ataladi. Masalan, temirning to'rtta kristalli modifikatsiyasi mavjud bo'lib, ularning har biri ma'lum bir harorat oralig'ida barqarordir:
a - 768 ° S gacha barqaror, ferromagnit;
b - 768 dan 910 ° S gacha barqaror, ferromagnit bo'lmagan, ya'ni paramagnit;
g - 910 dan 1390 ° S gacha barqaror, ferromagnit bo'lmagan, ya'ni paramagnit;
δ - 1390 dan 1539 ° C gacha (£ ° pl temir) barqaror, ferromagnit bo'lmagan.
Qalay ikkita kristalli modifikatsiyaga ega:
a - 13,2 ° C dan pastda barqaror (p = 5,75 g / sm 3). Bu kulrang qalay. U olmos tipidagi kristall panjaraga ega (atom);
b - 13,2 ° C dan yuqori (p = 6,55 g / sm 3) barqaror. Bu oq qalay.
Oq qalay kumushsimon oq juda yumshoq metalldir. 13,2 ° C dan past sovutilganda, u kulrang kukunga aylanadi, chunki o'tish paytida uning o'ziga xos hajmi sezilarli darajada oshadi. Bu hodisa "qalay vabosi" deb ataladi.
Albatta, kimyoviy bog'lanishning maxsus turi va metallarning kristall panjarasining turi ularning fizik xususiyatlarini aniqlashi va tushuntirishi kerak. Nima ular? Bular metallning yorqinligi, egiluvchanligi, yuqori elektr o'tkazuvchanligi va issiqlik o'tkazuvchanligi, harorat oshishi bilan elektr qarshiligining oshishi va shu kabilardir. muhim xususiyatlar zichlik, yuqori erish va qaynash nuqtalari, qattiqlik, magnit xususiyatlar kabi. Metall kristall panjarali kristallga mexanik ta'sir ion-atomlar qatlamlarining bir-biriga nisbatan siljishiga olib keladi (17-rasm) va elektronlar kristall bo'ylab harakat qilganligi sababli, bog'lanishning uzilishi sodir bo'lmaydi, shuning uchun metallar yuqori plastiklik bilan ajralib turadi. Kovalent bog`li (atom kristall panjarali) qattiq jismga ham xuddi shunday ta'sir kovalent bog`larning uzilishiga olib keladi. Ion panjarasidagi bog'larning uzilishi o'xshash zaryadlangan ionlarning o'zaro itarilishiga olib keladi. Shuning uchun atom va ion kristalli panjarali moddalar mo'rt bo'ladi. Eng plastik metallar Au, Ag, Sn, Pb, Zn. Ular simga osongina tortiladi, zarb qilish, bosish, choyshablarga o'rash uchun mos keladi. Masalan, qalinligi 0,003 mm bo'lgan oltin plyonkani oltindan yasash mumkin va 0,5 g bu metalldan 1 km uzunlikdagi ipni olish mumkin. Hatto xona haroratida suyuq bo'lgan simob ham qo'rg'oshin kabi past haroratlarda qattiq holatda egiluvchan bo'ladi. Faqat Bi va Mn plastisiyaga ega emas, ular mo'rt.
Nima uchun metallar xarakterli yorqinlikka ega va ular ham shaffof emas?
Atomlararo bo'shliqni to'ldiruvchi elektronlar yorug'lik nurlarini aks ettiradi (shisha kabi uzatish o'rniga), aksariyat metallar spektrning ko'rinadigan qismining barcha nurlarini teng ravishda tarqatadi. Shuning uchun ular kumushrang oq yoki kulrang rangga ega. Stronsiy, oltin va mis ko'proq qisqa to'lqin uzunliklarini (binafsha rangga yaqin) o'zlashtiradi va yorug'lik spektrining uzun to'lqin uzunliklarini aks ettiradi, shuning uchun ular ochiq sariq, sariq va "mis" ranglarga ega. Garchi amalda metall har doim ham bizga "engil tana" ko'rinmaydi. Birinchidan, uning yuzasi oksidlanishi va yorqinligini yo'qotishi mumkin. Shuning uchun, mahalliy mis yashil rangli toshga o'xshaydi. A Ikkinchidan, va sof metall porlamasligi mumkin. Juda yupqa kumush va oltin choyshablar butunlay kutilmagan ko'rinishga ega - ular mavimsi-yashil rangga ega. Va nozik metall kukunlari quyuq kulrang, hatto qora ko'rinadi. Kumush, alyuminiy, palladiy eng yuqori reflektivlikka ega. Ular nometall, shu jumladan spotlarni ishlab chiqarishda qo'llaniladi.
Nima uchun metallar yuqori elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega?
Metalldagi xaotik harakatlanuvchi elektronlar qo'llaniladigan elektr kuchlanish ta'sirida yo'nalishli harakatga ega bo'ladi, ya'ni elektr tokini o'tkazadi. Metall haroratining oshishi bilan kristall panjara tugunlarida joylashgan atomlar va ionlarning tebranish amplitudalari ortadi. Bu elektronlarning harakatlanishini qiyinlashtiradi, metallning elektr o'tkazuvchanligi pasayadi. Past haroratlarda tebranish harakati, aksincha, juda kamayadi va metallarning elektr o'tkazuvchanligi keskin ortadi. Mutlaq nolga yaqin, metallarda qarshilik deyarli yo'q va ko'p metallarda o'ta o'tkazuvchanlik paydo bo'ladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, elektr o'tkazuvchanligiga ega bo'lgan metall bo'lmaganlar (masalan, grafit), aksincha, erkin elektronlar yo'qligi sababli past haroratlarda elektr tokini o'tkazmaydi. Va faqat haroratning oshishi va ba'zi kovalent aloqalarning yo'q qilinishi bilan ularning elektr o'tkazuvchanligi oshib boradi. Kumush, mis, shuningdek oltin, alyuminiy eng yuqori elektr o'tkazuvchanligiga ega, marganets, qo'rg'oshin va simob eng past elektr o'tkazuvchanlikka ega.
Ko'pincha, elektr o'tkazuvchanligi bilan bir xil muntazamlik bilan metallarning issiqlik o'tkazuvchanligi o'zgaradi. Bu tebranish ionlari va atomlari bilan to'qnashib, ular bilan energiya almashadigan erkin elektronlarning yuqori harakatchanligi bilan bog'liq. Harorat metall bo'lagi bo'ylab tenglashtiriladi.
Metalllarning mexanik kuchi, zichligi, erish nuqtasi juda farq qiladi.... Bundan tashqari, ion-atomlarni bog'laydigan elektronlar sonining ko'payishi va kristallarda atomlararo masofaning kamayishi bilan bu xususiyatlarning ko'rsatkichlari ortadi.
Shunday qilib, ishqoriy metallar(Li, K, Na, Rb, Cs), ularning atomlari mavjud bitta valentlik elektron, yumshoq (pichoq bilan kesilgan), past zichlikdagi (lityum p = 0,53 g / sm 3 bo'lgan eng yengil metall) va past haroratlarda eriydi (masalan, seziyning erish nuqtasi 29 ° C). Oddiy sharoitda suyuq bo'lgan yagona metall simobning erish nuqtasi -38,9 ° S dir. Atomlarning tashqi energiya darajasida ikkita elektronga ega bo'lgan kaltsiy ancha qattiqroq va yuqori haroratda eriydi (842 ° S). Skandiy ionlari tomonidan hosil qilingan kristall panjara uchta valentlik elektronga ega bo'lgan yanada kuchliroqdir. Ammo eng kuchli kristall panjaralar, yuqori zichlik va erish nuqtalari V, VI, VII, VIII guruhlarning yon guruhlari metallarida kuzatiladi. Buning sababi shundaki, d-kichik darajadagi juftlanmagan valent elektronlari bo'lgan yon kichik guruhlarning metallari tashqi qatlam elektronlari tomonidan amalga oshiriladigan metalldan tashqari, atomlar o'rtasida juda kuchli kovalent bog'lanishlar hosil bo'lishi bilan tavsiflanadi. s-orbitallar.
Eng og'ir metall- bu p = 22,5 g / sm 3 bo'lgan (juda qattiq va aşınmaya bardoshli qotishmalarning bir qismi) bo'lgan osmiy (Os), eng refrakter metall t = 3420 ° C bo'lgan volfram W (chiroq filamentlarini ishlab chiqarishda ishlatiladi), eng qattiq metall - bu krom Cr (oynani chizish). Ular metall kesuvchi asboblar, og'ir dastgohlarning tormoz tamponlari va boshqalar tayyorlanadigan materiallarning bir qismidir.Metalllar magnit maydon bilan turlicha ta'sir o'tkazadi. Temir, kobalt, nikel va gadoliniy kabi metallar yuqori magnitlanish qobiliyati bilan ajralib turadi. Ular ferromagnitlar deb ataladi. Ko'pgina metallar (gidroksidi va gidroksidi er metallari va o'tish metallarining katta qismi) zaif magnitlangan va bu holatni magnit maydonidan tashqarida saqlamaydi - bular paramagnitlardir. Metalllar tashqariga chiqarildi magnit maydon, - diamagnetlar (mis, kumush, oltin, vismut).
Metalllarning elektron tuzilishini ko'rib chiqishda biz metallarni asosiy kichik guruhlarning metallariga (s- va p-elementlar) va ikkilamchi kichik guruhlarning metallariga (o'tish d- va f-elementlar) ajratdik.
Texnologiyada metallarni har xil bo'yicha tasniflash odatiy holdir jismoniy xususiyatlar:
1. Zichlik - o'pka (s< 5 г/см 3) и тяжелые (все остальные).
2. Erish nuqtasi - eruvchan va o'tga chidamli.
Metalllarning kimyoviy xossalariga ko'ra tasnifi mavjud. Reaktivligi past bo'lgan metallar deyiladi olijanob(kumush, oltin, platina va uning analoglari - osmiy, iridiy, ruteniy, palladiy, rodyum). Yaqin -atrofda kimyoviy xossalari ajratmoq ishqoriy(I guruhning asosiy kichik guruhidagi metallar), gidroksidi tuproq(kaltsiy, stronsiy, bariy, radiy) va noyob tuproq metallari(skandiy, ittriy, lantan va lantanidlar, anemonlar va aktinidlar).
Metalllarning umumiy kimyoviy xossalari
Metall atomlari nisbatan oson valentlik elektronlarini beradi va musbat zaryadlangan ionlarga o'tadi, ya'ni ular oksidlanadi. Bu atomlarning ham, oddiy moddalarning ham asosiy umumiy xususiyati - metallar. Metalllar ichida kimyoviy reaktsiyalar har doim restavratorlar. D.I.Mendeleyev davriy sistemasining bir davri yoki bir asosiy kichik guruhining kimyoviy elementlaridan hosil bo‘lgan oddiy moddalar – metallar atomlarining qaytarilish qobiliyati tabiiy ravishda o‘zgaradi.
Kimyoviy reaksiyalarda metallning kamaytiruvchi faolligi suvli eritmalar, metall kuchlanishlarning elektrokimyoviy seriyasida o'z o'rnini aks ettiradi.
Ushbu kuchlanishlar seriyasiga asoslanib, suvli eritmalarda standart sharoitlarda (t = 25 ° C, p = 1 atm) sodir bo'ladigan reaktsiyalardagi metallarning kimyoviy faolligi haqida quyidagi muhim xulosalar chiqarish mumkin.
· Metall bu qatorda chap tomonda qanchalik ko'p bo'lsa, u shunchalik kuchli kamaytiruvchi vositadir.
· Har bir metall eritmadagi tuzlardan o'zidan keyin (o'ngda) kuchlanish qatoridagi metallarni siqib chiqarishga (kamaytirishga) qodir.
· Vodorodning chap tomonidagi kuchlanishlar ketma -ketligida joylashgan metallar uni eritmadagi kislotalardan siqib chiqarishga qodir
· Har qanday suvli eritmada eng kuchli qaytaruvchi moddalar (ishqoriy va gidroksidi tuproq) bo'lgan metallar birinchi navbatda suv bilan o'zaro ta'sir qiladi.
Metallning elektrokimyoviy qator bilan aniqlangan qaytaruvchi faolligi har doim ham davriy sistemadagi holatiga mos kelmaydi. Buning sababi shundaki, metalning bir qator kuchlanishdagi holatini aniqlashda nafaqat elektronlarning alohida atomlardan ajralib chiqish energiyasi, balki kristall panjarani yo'q qilishga sarflangan energiya ham hisobga olinadi. ionlarning hidratsiyasi paytida ajralib chiqadigan energiya sifatida. Masalan, lityum natriyga qaraganda suvli eritmalarda faolroq bo'ladi (garchi, davriy jadvaldagi o'rni bo'yicha Na faolroq metaldir). Gap shundaki, Li + ionlarining gidratlanish energiyasi Na + ning gidratlanish energiyasidan ancha yuqori, shuning uchun birinchi jarayon energetik jihatdan qulayroqdir. O'ylab ko'rgan Umumiy holat metallarning qaytaruvchi xossalarini tavsiflab, biz o'ziga xos kimyoviy reaktsiyalarga murojaat qilamiz.
Metalllarning metall bo'lmaganlar bilan o'zaro ta'siri
· Kislorod bilan ko'pchilik metallar oksidlarni hosil qiladi- asosiy va amfoterik. O'tish metallarining kislota oksidlari, masalan, xrom (VI) oksidi CrO g yoki marganets (VII) oksidi Mn 2 O 7, metallning kislorod bilan bevosita oksidlanishidan hosil bo'lmaydi. Ular bilvosita olinadi.
Ishqoriy metallar Na, K atmosfera kislorodi bilan faol reaksiyaga kirishadi peroksid hosil qiladi:
Natriy oksidi bilvosita peroksidlarni tegishli metallar bilan kaltsiylash yo'li bilan olinadi:
Litiy va ishqoriy tuproq metallari atmosfera kislorodi bilan oʻzaro taʼsirlanib, asosiy oksidlarni hosil qiladi:
Oltin va platinadan boshqa metallar, ular kislorod bilan umuman oksidlanmaydi, ular bilan kamroq faol yoki qizdirilganda o'zaro ta'sir qiladi.
· Galogenlar yordamida metallar gidroliz kislotalarning tuzlarini hosil qiladi, masalan:
· Vodorod bilan eng faol metallar gidridlarni hosil qiladi- vodorodning oksidlanish darajasi -1 bo'lgan ion tuziga o'xshash moddalar, masalan:
Ko'p o'tuvchi metallar vodorodli maxsus turdagi gidridlarni hosil qiladi - atomlar va ionlar orasidagi metallarning kristall panjarasiga vodorodning erishi yoki kiritilishi sodir bo'ladi, shu bilan birga metall o'z ko'rinishini saqlab qoladi, lekin hajmi oshadi. So'rilgan vodorod metallda, aftidan, atom shaklida bo'ladi.
Bundan tashqari, oraliq metall gidridlar ham mavjud.
· Kulrang metallar bilan tuzlar - sulfidlar hosil qiladi, masalan:
· Metalllarning azot bilan reaksiyaga kirishishi biroz qiyinroq. chunki N 2 azot molekulasidagi kimyoviy bog'lanish juda kuchli; bu holda nitridlar hosil bo'ladi. Oddiy haroratda faqat lityum azot bilan o'zaro ta'sir qiladi:
Metalllarning murakkab moddalar bilan o'zaro ta'siri
· Suv bilan. Oddiy sharoitlarda gidroksidi va ishqoriy tuproq metallari vodorodni suvdan siqib chiqaradi va eruvchan asoslar - ishqorlarni hosil qiladi, masalan:
Vodoroddan oldin bir qator kuchlanishlar qatorida turgan boshqa metallar ham ma'lum sharoitlarda vodorodni suvdan chiqarib yuborishi mumkin. Ammo alyuminiy suv bilan kuchli reaksiyaga kirishadi, agar uning yuzasidan oksid plyonkasi olib tashlangan bo'lsa:
Magniy suv bilan faqat qaynayotganda o'zaro ta'sir qiladi, vodorod ham ajralib chiqadi:
Agar yonayotgan magniy suvga qo'shilsa, yonish davom etadi, chunki reaktsiya davom etadi:
Temir suv bilan faqat qizg'ish holatda o'zaro ta'sir qiladi:
· Eritmadagi kislotalar bilan (HCl, H 2 SO 4 ), CH 3 COOH va boshqalar, HNO dan tashqari 3 ) vodorodgacha bo'lgan kuchlanishlar qatorida turgan metallar o'zaro ta'sir qiladi. Bu tuz va vodorod hosil qiladi.
Ammo qo'rg'oshin (va ba'zi boshqa metallar), kuchlanishlar qatorida (vodorodning chap tomonida) joylashganligiga qaramay, suyultirilgan sulfat kislotada deyarli erimaydi, chunki hosil bo'lgan qo'rg'oshin sulfat PbSO 4 erimaydi va metall yuzasida himoya plyonka hosil qiladi. .
· Eritmada kamroq faol metallarning tuzlari bilan. Ushbu reaksiya natijasida faolroq metallning tuzi hosil bo'ladi va kamroq faol metal erkin shaklda ajralib chiqadi.
Buni eslash kerak reaktsiya ketmoqda hosil bo'lgan tuz eriydigan hollarda. Metalllarni o‘z birikmalaridan boshqa metallar bilan siqib chiqarishni birinchi bo‘lib rus tilidagi buyuk olim N.N.Beketov batafsil o‘rgangan. fizik kimyo... U metallarni kimyoviy faolligiga ko'ra bir qator metall kuchlanishlarining prototipi bo'lgan "o'zgarish qatori" ga joylashtirdi.
· BILAN organik moddalar... Organik kislotalar bilan o'zaro ta'sir qilish mineral kislotalar bilan reaksiyaga o'xshaydi. Boshqa tomondan, alkogol gidroksidi metallar bilan o'zaro ta'sirlashganda kuchsiz kislotali xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin:
Fenol ham xuddi shunday javob beradi:
Metalllar haloalkanlar bilan reaksiyalarda qatnashadi, ular quyi sikloalkanlarni olish va sintezlar uchun ishlatiladi, bunda molekulaning uglerod skeleti murakkablashadi (A. Vyurts reaksiyasi):
· Gidroksidlari amfoter bo'lgan metallar eritmadagi ishqorlar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Masalan:
Metalllar bir-biri bilan hosil bo'lishi mumkin kimyoviy birikmalar, ular birgalikda metallararo birikmalar deb ataladi. Ular ko'pincha metallarning metall bo'lmagan birikmalariga xos bo'lgan atomlarning oksidlanish darajasini ko'rsatmaydi. Masalan:
Cu 3 Au, LaNi 5, Na 2 Sb, Ca 3 Sb 2 va boshqalar.
Intermetalik birikmalar odatda doimiy tarkibga ega emas, ulardagi kimyoviy bog'lanish asosan metalldir. Ushbu birikmalarning hosil bo'lishi yon kichik guruhlarning metallari uchun ko'proq xosdir.
D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlarning davriy jadvalining I-III guruhlarining asosiy kichik guruhlarining metallari
umumiy xususiyatlar
Bular I guruhning asosiy kichik guruhining metallari. Ularning tashqi energiya darajasidagi atomlarida bittadan elektron mavjud. Ishqoriy metallar - kuchli qaytaruvchi vositalar... Ularning reduktiv qobiliyati va reaktivligi elementning tartib raqamining ortishi bilan ortadi (ya'ni, davriy jadvalda yuqoridan pastga). Ularning barchasi elektron o'tkazuvchandir. Atomlar orasidagi bog'lanish kuchi ishqoriy metallar elementning tartib sonining ortishi bilan kamayadi. Ularning erish va qaynash nuqtalari ham kamayadi. Ishqoriy metallar ko'plab oddiy moddalar bilan o'zaro ta'sir qiladi - oksidlovchilar... Suv bilan reaksiyada ular suvda eriydigan asoslar (ishqorlar) hosil qiladi. Ishqoriy tuproq elementlari II guruhning asosiy kichik guruhining elementlari deyiladi. Ushbu elementlarning atomlari tashqi energiya darajasida mavjud ikkita elektron... Ular eng kuchli qaytaruvchilar,+2 oksidlanish holatiga ega. Ushbu asosiy kichik guruhda yuqoridan pastgacha guruhdagi atomlar hajmining oshishi bilan bog'liq fizik va kimyoviy xususiyatlarning o'zgarishining umumiy qonuniyatlari kuzatiladi va atomlar orasidagi kimyoviy bog'lanish ham zaiflashadi. Ion hajmining oshishi bilan kislotalilik xossalari zaiflashadi va oksidlar va gidroksidlarning asosiy xossalari ortadi.
III guruhning asosiy kichik guruhini bor, alyuminiy, galiy, indiy va talliy elementlari tashkil qiladi. Barcha elementlar p-elementlardir. Tashqi energiya darajasida ular bor uchta (s 2 p 1 ) elektron, bu xususiyatlarning o'xshashligini tushuntiradi. Oksidlanish holati +3. Guruh ichida yadro zaryadining ortishi bilan metall xossalari ortadi. Bor-metall bo'lmagan element, alyuminiy esa allaqachon metall xususiyatlarga ega. Barcha elementlar oksidlar va gidroksidlarni hosil qiladi.
Metalllarning aksariyati davriy tizimning kichik guruhlarida joylashgan. Atom orbitallarining tashqi sathi asta-sekin elektronlar bilan to'ldiriladigan asosiy kichik guruhlar elementlaridan farqli o'laroq, yordamchi kichik guruhlarning elementlari oxirgi energiya darajasining d-orbitallari va s-orbitallari bilan to'ldiriladi. keyingisi. Elektronlar soni guruh raqamiga mos keladi. Valentlik elektronlari soni teng bo'lgan elementlar bitta raqam ostida to'planadi. Kichik guruhlarning barcha elementlari metallardir.
Kichik guruhlarning metallari tomonidan hosil qilingan oddiy moddalar issiqlikka chidamli kuchli kristall panjaralarga ega. Bu metallar boshqa metallar orasida eng kuchli va o‘tga chidamli hisoblanadi. D-elementlarda ularning valentligining ortishi bilan asosiy xossalardan amfoterga o'tish orqali kislotalilikka o'tish aniq namoyon bo'ladi.
Ishqoriy metallar (Na, K)
Tashqi energiya darajasida elementlarning gidroksidi metall atomlari mavjud bir vaqtning o'zida bitta elektron yadrodan juda uzoq masofada joylashgan. Ular bu elektronni osongina beradilar, shuning uchun ular kuchli qaytaruvchi moddalardir. Barcha birikmalarda gidroksidi metallar +1 oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Ularning qaytaruvchi xossalari atom radiusi Li dan Cs gacha ortishi bilan ortadi... Ularning barchasi odatiy metallar bo'lib, kumush-oq rangga ega, yumshoq (pichoq bilan kesilgan), engil va eriydi. Hamma bilan faol munosabatda bo'ling metall bo'lmaganlar:
Barcha ishqoriy metallar kislorod bilan reaksiyaga kirishib (Li dan tashqari) peroksid hosil qiladi. Ishqoriy metallar yuqori kimyoviy faollik tufayli erkin shaklda uchramaydi.
Oksidlar- qattiq moddalar, asosiy xususiyatlarga ega. Ular peroksidlarni tegishli metallar bilan kaltsiylash orqali olinadi:
NaOH, KOH gidroksidlari- qattiq oq moddalar, gigroskopik, issiqlik chiqarish bilan suvda oson eriydi, ular ishqorlar deb ataladi:
Deyarli barcha gidroksidi metall tuzlari suvda eriydi. Ulardan eng muhimi: Na 2 CO 3 - natriy karbonat; Na 2 CO 3 10H 2 O - kristalli soda; NaHCO 3 - natriy bikarbonat, pishirish soda; K 2 CO 3 - kaliy karbonat, kaliy; Na 2 SO 4 10H 2 O - Glauber tuzi; NaCl - natriy xlorid, qutulish mumkin bo'lgan tuz.
Jadvalda I guruh elementlari
Ishqoriy tuproq metallari (Ca, Mg)
Kaltsiy (Ca) vakili hisoblanadi ishqoriy tuproq metallari, ular II guruhning asosiy kichik guruhining elementlari deb ataladi, lekin barchasi emas, balki faqat kaltsiy bilan boshlanadi va guruhdan pastga tushadi. Bular suv bilan o'zaro ta'sirlashib, gidroksidi hosil qiluvchi kimyoviy elementlardir. Tashqi energiya darajasida kaltsiy mavjud ikkita elektron, oksidlanish darajasi +2.
Kaltsiy va uning birikmalarining fizik va kimyoviy xossalari jadvalda keltirilgan.
Magniy (Mg) kaltsiy bilan bir xil atom tuzilishiga ega, uning oksidlanish darajasi ham +2. Yumshoq metall, lekin uning havodagi yuzasi kimyoviy faollikni biroz pasaytiradigan himoya plyonka bilan qoplangan. Uning yonishi ko'r-ko'rona chaqnash bilan birga keladi. MgO va Mg (OH) 2 asosiy xossalarini ko'rsatadi. Mg (OH) 2 oz eriydi, lekin fenolftalein eritmasini qip -qizil rangga bo'yaydi.
Mg + O 2 = MgO 2
MO oksidi - qattiq oq rangdagi o'tga chidamli moddalar. Texnikada CaO sönmemiş ohak deb ataladi va MgO kuygan magneziya deb ataladi, bu oksidlar qurilish materiallari ishlab chiqarishda ishlatiladi. Kaltsiy oksidining suv bilan reaksiyasi issiqlik ajralishi bilan kechadi va uni ohakni so'ndirish, natijada hosil bo'lgan Ca (OH) 2 ohakni ohak deyiladi. Kaltsiy gidroksidning tiniq eritmasi ohak suvi, Ca (OH) 2 ning suvdagi oq suspenziyasi esa ohak suti deb ataladi.
Magniy va kaltsiy tuzlari kislotalar bilan o'zaro ta'sir qilish natijasida olinadi.
CaCO 3 - kaltsiy karbonat, bo'r, marmar, ohaktosh. U qurilishda qo'llaniladi. MgCO 3 - magniy karbonat - metallurgiyada shlaklarni olib tashlash uchun ishlatiladi.
CaSO 4 2H 2 O - gips. MgSO 4 - magniy sulfat - dengiz suvida topilgan achchiq yoki Epsom tuzi deyiladi. BaSO 4 - bariy sulfat - erimasligi va rentgen nurlarini blokirovka qilish qobiliyati tufayli oshqozon -ichak trakti diagnostikasida ("barit yormasi") ishlatiladi.
Kaltsiy inson tana vaznining 1,5% ni tashkil qiladi, kaltsiyning 98% suyaklarda joylashgan. Magniy bioelement bo'lib, uning inson tanasida taxminan 40 g mavjud, u oqsil molekulalarini shakllantirishda ishtirok etadi.
Jadvaldagi ishqoriy tuproqli metallar
Alyuminiy
Alyuminiy (Al)- D. I. Mendeleyev davriy tizimining III guruhining asosiy kichik guruhining elementi. Alyuminiy atomi tashqi energiya darajasida mavjud uchta elektron, u kimyoviy o'zaro ta'sirlar paytida osonlikcha chiqaradi. Kichik guruhning avlodi va alyuminiyning yuqori qo'shnisi - bor kichikroq atom radiusiga ega (bor uchun u 0,080 nm ga, alyuminiy uchun - 0,143 nm ga teng). Bundan tashqari, alyuminiy atomida bitta oraliq sakkiz elektronli qatlam (2e; 8e; 3e) mavjud bo'lib, u tashqi elektronlarning yadroga kengayishiga to'sqinlik qiladi. Shuning uchun alyuminiy atomlarining qaytaruvchi xossalari juda aniq.
Deyarli barcha birikmalarida alyuminiy bor oksidlanish darajasi +3.
Alyuminiy oddiy moddadir
Kumush-oq engil metall. 660 ° S da eriydi. U juda plastik, osongina simga tortiladi va qalinligi 0,01 mm gacha bo'lgan folga o'raladi. U juda yuqori elektr va issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. Ular boshqa metallar bilan engil va kuchli qotishmalar hosil qiladi. Alyuminiy juda faol metalldir. Agar alyuminiy kukuni yoki yupqa alyuminiy folga juda issiq bo'lsa, unda ular alangalang va ko'r-ko'rona olov bilan yoqing:
Bu reaktsiya uchqunlar va otashinlarni yoqish paytida kuzatilishi mumkin. Alyuminiy, barcha metallar kabi, metall bo'lmaganlar bilan oson reaksiyaga kirishadi ayniqsa chang holatida. Reaksiya boshlanishi uchun galogenlar - xlor va brom bilan reaktsiyalar bundan mustasno, dastlabki isitish kerak, ammo keyin alyuminiyning metall bo'lmaganlar bilan barcha reaktsiyalari juda shiddatli ketadi va katta miqdorda issiqlik chiqishi bilan birga keladi. :
Alyuminiy suyultirilgan sulfat va xlorid kislotalarda yaxshi eriydi:
Va bu erda konsentrlangan sulfat va nitrat kislotalar alyuminiyni passivlashtiradi metall yuzasida shakllantirish zich bardoshli oksidli plyonka, bu reaktsiyaning keyingi borishiga to'sqinlik qiladi. Shuning uchun bu kislotalar alyuminiy tanklarda tashiladi.
Alyuminiy oksidi va gidroksid amfoter xususiyatga ega shuning uchun alyuminiy ishqorlarning suvli eritmalarida eriydi, tuzlar - aluminatlar hosil qiladi:
Alyuminiy metallurgiyada ularning oksidlaridan metallar - xrom, marganets, vanadiy, titan, sirkoniy olish uchun keng qo'llaniladi. Ushbu usul alumottermiya deb ataladi. Amalda, termit tez-tez ishlatiladi - Fe 3 O 4 alyuminiy kukuni bilan aralashmasi. Agar bu aralashma, masalan, magniyli lenta bilan olovga qo'yilgan bo'lsa, unda katta miqdordagi issiqlik chiqishi bilan kuchli reaktsiya paydo bo'ladi:
Chiqarilgan issiqlik hosil bo'lgan temirning to'liq erishi uchun etarli, shuning uchun bu jarayon po'latdan yasalgan buyumlarni payvandlash uchun ishlatiladi.
Alyuminiyni elektroliz yo'li bilan olish mumkin - uning oksidi Al 2 O 3 eritmasining elektr toki yordamida uning tarkibiy qismlariga parchalanishi. Ammo alyuminiy oksidining erish nuqtasi taxminan 2050 ° C ni tashkil qiladi, shuning uchun elektroliz uchun yuqori energiya xarajatlari talab qilinadi.
Alyuminiy birikmalari
Aluminosilikatlar... Bu birikmalarni alyuminiy, kremniy, gidroksidi va ishqoriy tuproq metallari oksidi natijasida hosil bo'lgan tuzlar deb hisoblash mumkin. Ular asosiy qismini tashkil qiladi qobiq... Xususan, aluminosilikatlar dala shpatlarida, eng keng tarqalgan minerallar va gillarda uchraydi.
Boksit- rok, undan alyuminiy olinadi. Uning tarkibida alyuminiy oksidi Al 2 O 3 mavjud.
Korund- Al 2 O 3 tarkibidagi mineral, juda yuqori qattiqlikka ega, uning nozik taneli navi, tarkibida aralashmalar, - zımpara, abraziv (silliqlash) material sifatida ishlatiladi. Yana bir tabiiy birikma, alumina, xuddi shu formulaga ega.
Taniqli shaffof, iflosliklar bilan bo'yalgan, korund kristallari: qizil - yoqut va ko'k - qimmatbaho toshlar sifatida ishlatiladigan safir. Hozirgi vaqtda ular sun'iy ravishda olinadi va ular nafaqat zargarlik buyumlari uchun, balki texnik maqsadlarda ham qo'llaniladi, masalan, soatlar va boshqa nozik asboblar uchun qismlar ishlab chiqarish uchun. Lazerlarda yoqut kristallari ishlatiladi.
Alyuminiy oksidi Al 2 O 3 - juda yuqori erish nuqtasi bo'lgan oq modda. Alyuminiy gidroksidi qizdirilganda parchalanish yo'li bilan olinishi mumkin:
Alyuminiy gidroksid Al (OH) 3 alyuminiy tuzlari eritmalarida ishqorlar ta'sirida jelatinli cho'kma shaklida cho'kma hosil bo'ladi:
Qanaqasiga amfoter gidroksid kislotalar va ishqor eritmalarida oson eriydi:
Aluminatlar alyuminiy kislotalarning tuzlari deyiladi-orto-alyuminiy H 2 AlO 3, meta-alyuminiy HAlO 2 (uni molekulasidan suv molekulasi olib tashlangan orto-alyuminiy kislotasi deb hisoblash mumkin). Tabiiy aluminatlarga olijanob shpinel va qimmatbaho xrizoberil kiradi. Alyuminiy tuzlari, fosfatlardan tashqari, suvda oson eriydi. Ba'zi tuzlar (sulfidlar, sulfitlar) suv bilan parchalanadi. Alyuminiy xlorid AlCl 3 ko'plab organik moddalarni ishlab chiqarishda katalizator sifatida ishlatiladi.
Jadvallardagi III guruh elementlari
O'tish elementlarining xarakteristikasi - mis, sink, xrom, temir
Mis (Cu)- birinchi guruhning ikkilamchi kichik guruhining elementi. Elektron formula: (… 3d 10 4s 1). Uning o'ninchi d-elektroni harakatchan, chunki u 4S-kichik darajadan o'tgan. Murakkablardagi mis +1 (Cu 2 O) va +2 (CuO) oksidlanish darajasini ko'rsatadi. Mis - och pushti metall, yopishqoq, yopishqoq, elektrni yaxshi o'tkazuvchi. Erish nuqtasi 1083 ° S.
Davriy tizimning I guruhining I kichik guruhining boshqa metallari singari, mis vodorodning o'ng tomonidagi faoliyat qatorida turadi va uni kislotalardan siqib chiqarmaydi, balki oksidlovchi kislotalar bilan reaksiyaga kirishadi:
Mis tuzlari eritmalariga ishqorlar ta'sirida ko'k rangli zaif asosli cho'kma paydo bo'ladi.- mis (II) gidroksid, qizdirilganda asosiy qora oksidi CuO va suvga parchalanadi:
Jadvallardagi misning kimyoviy xossalari
Rux (Zn)- II guruhning ikkilamchi kichik guruhining elementi. Uning elektron formula keyingi: (… 3d 10 4s 2). Rux atomlarida oxirgi d-pastki daraja to'liq tugallanganligi sababli, birikmalardagi sink +2 oksidlanish darajasini ko'rsatadi.
Rux kumush-oq metall bo'lib, havoda deyarli o'zgarmaydi. Uning yuzasida oksid plyonkasi mavjudligi sababli korroziyaga chidamliligiga ega. Rux yuqori haroratlarda eng faol metallardan biridir oddiy moddalar bilan reaksiyaga kirishadi:
Rux, boshqa metallar kabi, siqib chiqaradi ularning tuzlaridan kamroq faol metallar:
Zn + 2AgNO 3 = 2Ag + Zn (NO 3) 2
Sink gidroksidi amfoterin, ya'ni kislota va asosning xususiyatlarini namoyon qiladi. Rux tuzi eritmasiga ishqor eritmasi asta-sekin qo'shilishi bilan dastlab cho'kma eriydi (alyuminiy bilan ham shunday bo'ladi):
Jadvaldagi sinkning kimyoviy xossalari
Masalan xrom (Cr) buni ko'rsatish mumkin o'tish elementlarining xususiyatlari asosiy emas, balki davr bo'ylab o'zgaradi: valentlik orbitallarida elektronlar sonining o'zgarishi bilan bog'liq miqdoriy o'zgarish mavjud. Xromning maksimal oksidlanish darajasi +6. Faoliyat qatoridagi metall vodorodning chap tomonida joylashgan va uni kislotalardan siqib chiqaradi:
Bunday eritmaga ishqorli eritma qo'shilsa, Me (OH) cho'kmasi hosil bo'ladi 2 , atmosfera kislorodi bilan tez oksidlanadi:
Bu Cr 2 O 3 amfoterik oksidiga to'g'ri keladi. Xrom oksidi va gidroksid (in eng yuqori daraja oksidlanish) kislotali oksidlar va kislotalarning xususiyatlarini ko'rsatadi. Xrom kislotasi tuzlari (H 2 Cr O 4 ) kislotali muhitda dixromatlarga aylanadi- bixrom kislota tuzlari (H 2 Cr 2 O 7). Xrom birikmalari yuqori oksidlanish xususiyatiga ega.
Jadvallarda xromning kimyoviy xossalari
Temir Fe- ikkilamchi kichik guruh elementi VIII guruh va D.I.Mendeleyev davriy sistemasining 4-davr. Temir atomlari asosiy kichik guruhlar elementlarining atomlaridan biroz boshqacha tarzda joylashtirilgan. 4-davr elementiga to'g'ri keladigan bo'lsak, temir atomlari to'rtta energiya darajasiga ega, ammo oxirgisi emas, balki oxirgi, yadrodan uchinchi darajali. Oxirgi darajada, temir atomlari ikkita elektronni o'z ichiga oladi. 18 ta elektronni ushlab turadigan oxirgi sathda temir atomi 14 ta elektronga ega. Binobarin, temir atomlarida elektronlarning sathlar bo'yicha taqsimlanishi quyidagicha: 2e; 8e; 14e; 2e. Barcha metallar kabi temir atomlari qaytaruvchi xususiyatga ega, kimyoviy o'zaro ta'sirlar paytida nafaqat oxirgi darajadagi ikkita elektronni beradi va oksidlanish darajasi +2 ni, balki oxirgi darajadagi elektronni ham oladi, shu bilan birga atomning oksidlanish darajasi +3 gacha ko'tariladi.
Temir oddiy moddadir
Bu erish nuqtasi 1539 ° C bo'lgan kumushsimon oq yaltiroq metalldir. Bu juda plastik, shuning uchun u osonlik bilan qayta ishlanadi, zarb qilinadi, o'raladi, shtamplanadi. Temir magnitlanish va demagnetizatsiya qilish qobiliyatiga ega. Issiqlik va mexanik ta'sir usullari bilan unga kuch va qattiqlik berilishi mumkin. Texnik jihatdan toza va kimyoviy jihatdan toza temirni ajrating. Texnik jihatdan sof temir, aslida, kam uglerodli po'latdir, uning tarkibida 0,02-0,04% uglerod, hatto kamroq kislorod, oltingugurt, azot va fosfor mavjud. Kimyoviy toza temir tarkibida 0,01% dan kam aralashmalar mavjud. Masalan, qog'oz qisqichlari va tugmalari texnik jihatdan toza temirdan yasalgan. Bunday temir oson zanglaydi, kimyoviy toza temir esa deyarli korroziyaga uchraydi. Hozirgi vaqtda temir zamonaviy texnologiya va qishloq xo'jaligi texnikasi, transport va kommunikatsiyalarning asosidir. kosmik kemalar va umuman hamma zamonaviy tsivilizatsiya... Ko'pchilik mahsulotlar, tikuv ignasidan tortib to kosmik kemalar temir ishlatmasdan yasash mumkin emas.
Temirning kimyoviy xossalari
Temir +2 va +3 oksidlanish darajasini ko'rsatishi mumkin shunga ko'ra, temir ikki qator birikmalar beradi. Temir atomining kimyoviy reaksiyalarda beradigan elektronlar soni u bilan reaksiyaga kirishuvchi moddalarning oksidlanish qobiliyatiga bog'liq.
Masalan, galogenlar bilan temir galogenidlarni hosil qiladi, ularda oksidlanish darajasi +3 ga teng:
va oltingugurt - temir (II) sulfid bilan:
Issiq temir kislorodda yonadi temir shkalasi shakllanishi bilan:
Yuqori haroratlarda (700-900 ° S) temir suv bug'i bilan reaksiyaga kirishadi:
Temirning elektrokimyoviy kuchlanish qatoridagi holatiga ko'ra, u o'zining o'ng tomonida joylashgan metallarni tuzlarining suvli eritmalaridan siqib chiqarishi mumkin, masalan:
Temir suyultirilgan xlorid va sulfat kislotalarda eriydi, ya'ni vodorod ionlari bilan oksidlanadi:
Temir suyultirilgan nitrat kislotada eriydi, bunda kislota konsentratsiyasiga qarab temir (III) nitrat, suv va nitrat kislota qaytaruvchi mahsulotlar - N 2, NO yoki NH 3 (NH 4 NO 3) hosil bo'ladi.
Temir birikmalari
Tabiatda temir bir qator minerallarni hosil qiladi. Bular magnit temir rudasi (magnetit) Fe 3 O 4, qizil temir rudasi (gematit) Fe 2 O 3, jigarrang temir rudasi (limonit) 2Fe 2 O 3 3H 2 O. Boshqa tabiiy temir birikmasi temir yoki oltingugurt, pirit ( pirit) FeS 2, metall ishlab chiqarish uchun temir javhari sifatida xizmat qilmaydi, lekin sulfat kislota ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.
Temir ikki qator birikmalar bilan tavsiflanadi: temir (II) va temir (III) birikmalari. Temir (II) oksidi FeO va tegishli temir (II) gidroksid Fe (OH) 2 bilvosita, xususan, quyidagi transformatsiya zanjiri orqali olinadi:
Ikkala birikma ham aniq asosiy xususiyatlarga ega.
Temir (II) kationlari Fe 2 + atmosfera kislorodi tomonidan temir (III) Fe kationlariga oson oksidlanadi 3 + ... Shunday qilib, temir (II) gidroksidning oq cho'kmasi yashil rangga ega bo'lib, keyin jigarrang rangga ega bo'lib, temir (III) gidroksidga aylanadi:
Temir (III) oksidi Fe 2 O 3 va tegishli temir (III) gidroksid Fe (OH) 3 ham bilvosita, masalan, zanjir bo'ylab olinadi:
Temir tuzlari ichida sulfatlar va xloridlar eng katta texnik ahamiyatga ega.
Temir sulfat (II) FeSO 4 7H 2 O kristalli gidrati, temir sulfat sifatida tanilgan, o'simlik zararkunandalariga qarshi kurashish, mineral bo'yoqlarni tayyorlash va boshqa maqsadlarda ishlatiladi. Temir (III) xlorid FeCl 3 matolarni bo'yash uchun mordan sifatida ishlatiladi. Temir (III) sulfat Fe 2 (SO 4) 3 9H 2 O suvni tozalash va boshqa maqsadlarda ishlatiladi.
Temir va uning birikmalarining fizik va kimyoviy xossalari jadvalda keltirilgan:
Jadvallardagi temirning kimyoviy xossalari
Fe 2+ va Fe 3+ ionlari uchun sifatli reaksiyalar
Temir (II) va (III) birikmalarini tanib olish uchun Fe ionlari uchun sifatli reaksiyalarni amalga oshirish 2+ va Fe 3+ ... Fe 2+ ionlariga sifatli reaksiya temir (II) tuzlarining qizil qon tuzi deb ataladigan K 3 birikmasi bilan reaksiyasidir. Bu murakkab tuzlar deb ataladigan maxsus tuzlar guruhi bo'lib, kelajakda ular bilan tanishasiz. Ayni paytda siz bunday tuzlarning qanday ajralishini o'rganishingiz kerak:
Fe 3+ ionlari uchun reagent yana bir murakkab birikma - sariq qon tuzi - K 4 bo'lib, u eritmada xuddi shu tarzda ajraladi:
Agar Fe 2+ va Fe 3+ ionlari bo'lgan eritmalarga mos ravishda qizil qon tuzi (Fe 2+ uchun reagent) va sariq qon tuzi (Fe 3+ uchun reagent) eritmalari qo'shilsa, ikkala holatda ham bir xil ko'k cho'kma paydo bo'ladi. shakl:
Fe 3+ ionlarini aniqlash uchun temir (III) tuzlarining kaliy tiosiyanat KNCS yoki ammoniy NH 4 NCS bilan o'zaro ta'siri ham qo'llaniladi. Bunday holda, yorqin rangli FeNCNS 2+ ioni hosil bo'ladi, buning natijasida butun eritma qizg'ish qizil rangga ega bo'ladi:
Eruvchanlik jadvali
Metall atomlarining tuzilishi nafaqat oddiy moddalar - metallarning xarakterli fizik xususiyatlarini, balki ularning umumiy kimyoviy xossalarini ham belgilaydi.
Turli xilligi bilan metallarning barcha kimyoviy reaktsiyalari oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalari bo'lib, faqat ikki xil bo'lishi mumkin: birikmalar va almashtirishlar. Metalllar kimyoviy reaktsiyalar paytida elektronlarni berishga qodir, ya'ni ular qaytaruvchi moddalar bo'lib, hosil bo'lgan birikmalarda faqat ijobiy oksidlanish holatini ko'rsatadi.
V umumiy ko'rinish buni quyidagi sxema bilan ifodalash mumkin:
Me 0 - ne → Me + n,
Bu erda Me metall - oddiy modda, Me 0 + n esa metall - birikma tarkibidagi kimyoviy element.
Metalllar o'zlarining valentlik elektronlarini metall bo'lmaganlar atomlariga, vodorod ionlariga, boshqa metallar ionlariga berishga qodir va shuning uchun metall bo'lmaganlar - oddiy moddalar, suv, kislotalar, tuzlar bilan reaksiyaga kirishadi. Biroq, metallarning qaytarilish qobiliyati boshqacha. Metalllarning har xil moddalar bilan reaksiyaga kirishishi mahsulotlarining tarkibi, shuningdek, moddalarning oksidlanish qobiliyatiga va reaksiya qanday sharoitda o'tishiga bog'liq.
Yuqori haroratlarda ko'pchilik metallar kislorodda yonadi:
2Mg + O 2 = 2MgO
Bunday sharoitda faqat oltin, kumush, platina va boshqa ba'zi metallar oksidlanmaydi.
Ko'pgina metallar galogenlar bilan qizdirilmasdan reaksiyaga kirishadi. Masalan, alyuminiy kukuni brom bilan aralashtirilganda yonadi:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
Metallar suv bilan o'zaro ta'sirlashganda, ba'zi hollarda gidroksidlar hosil bo'ladi. Oddiy sharoitlarda gidroksidi metallar, shuningdek, kaltsiy, stronsiy, bariy suv bilan juda faol o'zaro ta'sir qiladi. Umuman olganda, bu reaktsiyaning sxemasi quyidagicha ko'rinadi:
Me + HOH → Me (OH) n + H 2
Boshqa metallar qizdirilganda suv bilan reaksiyaga kirishadi: qaynaganda magniy, qizil qaynaganda suv bug'ida temir. Bunday hollarda metall oksidlari olinadi.
Agar metall kislota bilan reaksiyaga kirsa, u hosil bo'lgan tuzning bir qismidir. Metall kislota eritmalari bilan o'zaro ta'sirlashganda, bu eritmada mavjud bo'lgan vodorod ionlari bilan oksidlanishi mumkin. Qisqartirilgan ionli tenglama Umuman olganda, uni quyidagicha yozish mumkin:
Men + nH + → Men n + + H 2
Konsentrlangan sulfat va nitrat kislotalar kabi kislorodli kislotalarning anionlari vodorod ionlariga qaraganda kuchliroq oksidlovchi xususiyatlarga ega. Shuning uchun, bu metallar vodorod ionlari, masalan, mis va kumush bilan oksidlanishga qodir bo'lmagan bu kislotalar bilan reaksiyaga kirishadi.
Metallar tuzlar bilan o'zaro ta'sirlashganda, almashtirish reaktsiyasi sodir bo'ladi: o'rnini bosuvchi atomlardan elektronlar - faolroq metall almashtirilgan ionlarga o'tadi - kamroq faol metall. Keyin tarmoq metallni tuzlardagi metall bilan almashtirmoqda. Bu reaksiyalar qaytarilmaydi: agar A metalli tuz eritmasidan B metallini siqib chiqarsa, B metalli tuz eritmasidan A metallini siqib chiqarmaydi.
Metalllarni ularning tuzlarining suvli eritmalaridan bir-biridan siqib chiqarish reaktsiyalarida namoyon bo'ladigan kimyoviy faollikning pasayish tartibida metallar metallarning elektrokimyoviy kuchlanishlari (aktivliklari) qatorida joylashgan:
Li → Rb → K → Ba → Sr → Ca → Na → Mg → Al → Mn → Zn → Cr → → Fe → Cd → Co → Ni → Sn → Pb → H → Sb → Bi → Cu → Hg → Ag → Pd → Pt → Au
Bu qatorning chap tomonida joylashgan metallar faolroq va quyidagi metallarni tuz eritmalaridan siqib chiqarishga qodir.
Vodorod metall kuchlanishlarining elektrokimyoviy qatoriga kiradi, chunki metallar bilan umumiy xususiyatga ega bo'lgan yagona metall bo'lmagan - musbat zaryadlangan ionlarni hosil qilish. Shuning uchun vodorod ularning tuzlarida ba'zi metallar o'rnini egallaydi va o'zini kislotalarda ko'plab metallar bilan almashtirishi mumkin, masalan:
Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 + Q
Vodorodgacha bo'lgan elektrokimyoviy kuchlanish seriyasidagi metallar uni ko'plab kislotalar (xlorid, oltingugurt va boshqalar) eritmalaridan siqib chiqaradi va undan keyingi barchalar, masalan, misni siqib chiqarmaydi.
blog. sayti, material to'liq yoki qisman nusxalangan holda, manbaga havola kerak.
Metalllarning kimyoviy xossalari: kislorod, galogenlar, oltingugurt bilan o'zaro ta'siri va suv, kislotalar, tuzlar bilan aloqasi.
Metalllarning kimyoviy xossalari ularning atomlarining musbat zaryadlangan ionlarga aylanib, tashqi energiya darajasidan osonlikcha elektron berish qobiliyatiga bog'liq. Shunday qilib, kimyoviy reaktsiyalarda metallar energiyani qaytaruvchi moddalar sifatida namoyon bo'ladi. Bu ularning umumiy kimyoviy xususiyatidir.
Alohida metall elementlarning atomlaridan elektronlarni berish qobiliyati boshqacha. Metall o'z elektronlaridan qanchalik oson voz kechsa, u shunchalik faol bo'ladi va boshqa moddalar bilan qanchalik energetik reaksiyaga kirishadi. Tadqiqotlar asosida barcha metallar faolligini kamaytirish uchun ketma-ket joylashtirilgan. Bu turkumni birinchi marta atoqli olim N.N.Beketov taklif qilgan. Metall faolligining bunday ketma -ketligi, shuningdek, metallarning siljish silsilasi yoki metall kuchlanishlarining elektrokimyoviy seriyasi deb ataladi. Bu shunday ko'rinadi:
Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Ushbu qator yordamida siz qaysi metall boshqasida faol ekanligini bilib olishingiz mumkin. Ushbu qatorda vodorod mavjud bo'lib, u metall emas. Taqqoslash uchun uning ko'rinadigan xususiyatlari nolning bir turi sifatida olinadi.
Qaytaruvchi moddalarning xususiyatlariga ega bo'lgan metallar turli oksidlovchi moddalar, birinchi navbatda metall bo'lmaganlar bilan reaksiyaga kirishadi. Metallar normal sharoitda yoki qizdirilganda oksidlar hosil qilish uchun kislorod bilan reaksiyaga kirishadi, masalan:
2Mg0 + O02 = 2Mg + 2O-2
Bu reaksiyada magniy atomlari oksidlanadi, kislorod atomlari kamayadi. Qator oxiridagi olijanob metallar kislorod bilan reaksiyaga kirishadi. Galogenlar bilan reaktsiyalar faol sodir bo'ladi, masalan, misning xlorda yonishi:
Cu0 + Cl02 = Cu + 2Cl-2
Oltingugurt bilan reaktsiyalar ko'pincha qizdirilganda sodir bo'ladi, masalan:
Fe0 + S0 = Fe + 2S-2
Mg dagi metall faollik chizig'ida bo'lgan faol metallar ishqorlar va vodorod hosil qilish uchun suv bilan reaksiyaga kirishadi:
2Na0 + 2H + 2O → 2Na + OH + H02
Al dan H2 gacha bo'lgan o'rtacha faollikdagi metallar og'irroq sharoitlarda suv bilan reaksiyaga kirishib, oksidlar va vodorod hosil qiladi:
Pb0 + H + 2O Metallarning kimyoviy xossalari: Pb + 2O + H02 kislorod bilan o'zaro ta'siri.
Metallning eritmadagi kislotalar va tuzlar bilan reaksiyaga kirishish qobiliyati uning metallarning siljish qatoridagi holatiga ham bog'liq. Vodorodning chap tomonidagi metallarning siljish qatorida joylashgan metallar odatda suyultirilgan kislotalardan vodorodni siqib chiqaradi (kamaytiradi), vodorodning o'ng tomonidagi metallar esa uni siqib chiqarmaydi. Shunday qilib, rux va magniy kislota eritmalari bilan reaksiyaga kirishib, vodorodni chiqaradi va tuzlar hosil qiladi, mis esa reaksiyaga kirishmaydi.
Mg0 + 2H + Cl → Mg + 2Cl2 + H02
Zn0 + H + 2SO4 → Zn + 2SO4 + H02.
Bu reaktsiyalarda metall atomlari qaytaruvchi, vodorod ionlari esa oksidlovchi moddalardir.
Metallar suvli eritmalardagi tuzlar bilan reaksiyaga kirishadi. Faol metallar tuzlar tarkibidan kamroq faol metallarni chiqarib tashlaydi. Buni bir qator metall faolligi bilan aniqlash mumkin. Reaksiya mahsulotlari yangi tuz va yangi metalldir. Shunday qilib, agar temir plastinka mis (II) sulfat eritmasiga botirilsa, bir muncha vaqt o'tgach, mis qizil gul ko'rinishida chiqariladi:
Fe0 + Cu + 2SO4 → Fe + 2SO4 + Cu0.
Ammo agar kumush plastinka mis (II) sulfat eritmasiga botirilsa, unda hech qanday reaktsiya bo'lmaydi:
Ag + CuSO4 ≠.
Bunday reaktsiyalarni amalga oshirish uchun suv bilan reaksiyaga kirishishga qodir bo'lgan juda faol metallarni (litiydan natriygacha) olmaslik kerak.
Shunday qilib, metallar metall bo'lmaganlar, suv, kislotalar va tuzlar bilan reaksiyaga kirisha oladi. Bularning barchasida metallar oksidlanadi va qaytaruvchi moddalardir. Metallar ishtirokidagi kimyoviy reaksiyalarning borishini bashorat qilish uchun metallarning siljish qatoridan foydalanish kerak.
Metalllarning umumiy xossalari.
Yadro bilan kuchsiz bog'langan valent elektronlarning mavjudligi metallarning umumiy kimyoviy xossalarini belgilaydi. Kimyoviy reaktsiyalarda ular doimo qaytaruvchi vosita sifatida ishlaydi, oddiy moddalar metallar hech qachon oksidlovchi xususiyatlarini ko'rsatmaydi.
Metalllarni olish:
- oksidlardan uglerod (C), uglerod oksidi (CO), vodorod (H2) yoki faolroq metal (Al, Ca, Mg) bilan qaytarilishi;
- faolroq metall bilan tuz eritmalaridan tiklanish;
- metall birikmalarining eritmalari yoki eritmalarini elektroliz qilish - elektr toki yordamida eng faol metallarni (ishqoriy, ishqoriy tuproq metallari va alyuminiy) kamaytirish.
Tabiatda metallar asosan birikmalar shaklida, faqat past faol metallar oddiy moddalar (tabiiy metallar) shaklida uchraydi.
Metalllarning kimyoviy xossalari.
1. Oddiy moddalar, metall bo'lmaganlar bilan o'zaro ta'siri:
Ko'pgina metallar galogenlar, kislorod, oltingugurt, azot kabi metall bo'lmaganlar bilan oksidlanishi mumkin. Ammo bu reaktsiyalarning aksariyati boshlash uchun oldindan qizdirishni talab qiladi. Kelajakda reaktsiya ko'p miqdorda issiqlik chiqishi bilan davom etishi mumkin, bu esa metallning yonishiga olib keladi.
Xona haroratida reaktsiyalar faqat eng faol metallar (ishqoriy va gidroksidi tuproqlar) va eng faol metall bo'lmaganlar (galogenlar, kislorod) o'rtasida mumkin. Ishqoriy metallar (Na, K) kislorod bilan reaksiyaga kirishib, peroksidlar va superoksidlar (Na2O2, KO2) hosil qiladi.
a) metallarning suv bilan o'zaro ta'siri.
Xona haroratida gidroksidi va gidroksidi tuproq metallari suv bilan o'zaro ta'sir qiladi. O'zgartirish reaktsiyasi natijasida ishqor (eruvchan asos) va vodorod hosil bo'ladi: Metal + H2O = Me (OH) + H2
Isitilganda vodorodning chap tomonidagi faollik qatoridagi qolgan metallar suv bilan ta'sir o'tkazadi. Magniy qaynoq suv bilan reaksiyaga kirishadi, alyuminiy - maxsus sirt ishlovidan so'ng, natijada erimaydigan asoslar - magniy gidroksidi yoki alyuminiy gidroksid hosil bo'ladi va vodorod ajralib chiqadi. Sinkdan (shu jumladan) qo'rg'oshingacha (shu jumladan) faollik oralig'idagi metallar suv bug'lari bilan (ya'ni 100 C dan yuqori) o'zaro ta'sir qiladi va shu bilan tegishli metallar va vodorod oksidlarini hosil qiladi.
Vodorodning o'ng tomonidagi faoliyat chizig'idagi metallar suv bilan o'zaro ta'sir qilmaydi.
b) oksidlar bilan o'zaro ta'siri:
faol metallar boshqa metallar yoki metall bo'lmaganlar oksidlari bilan almashtirish reaktsiyasi orqali o'zaro ta'sir qiladi va ularni oddiy moddalarga qaytaradi.
c) kislotalar bilan o'zaro ta'siri:
Vodorodning chap tomonida joylashgan faollik qatorida joylashgan metallar kislotalar bilan vodorod ajralishi va tegishli tuz hosil bo'lishi bilan reaksiyaga kirishadi. Vodorodning o'ng tomonidagi faollik chizig'ida turgan metallar kislotali eritmalar bilan ta'sir o'tkazmaydi.
Metalllarning azot va konsentrlangan sulfat kislotalar bilan reaksiyalari alohida o'rin tutadi. Asil metallardan (oltin, platina) tashqari barcha metallar bu oksidlovchi kislotalar bilan oksidlanishi mumkin. Ushbu reaksiyalar natijasida har doim tegishli tuzlar, suv va mos ravishda azot yoki oltingugurtni kamaytirish mahsuloti hosil bo'ladi.
d) ishqorlar bilan
Amfoter birikmalar hosil qiluvchi metallar (alyuminiy, berilliy, rux) eritmalar bilan (bu holda aluminatlar, berillatlar yoki sinkatlarning o'rta tuzlari hosil bo'ladi) yoki gidroksidi eritmalar bilan (bu holda tegishli kompleks tuzlar hosil bo'ladi) reaksiyaga kirishishga qodir. . Barcha reaksiyalarda vodorod ajralib chiqadi.
e) Metallning faollik qatoridagi holatiga muvofiq, unchalik faol bo'lmagan metallni uning tuzi eritmasidan boshqa faolroq metall bilan qaytarilishi (o'zgartirish) reaktsiyalari mumkin. Reaktsiya natijasida faolroq va oddiy moddaning tuzi - kamroq faol metall hosil bo'ladi.
Nometallarning umumiy xossalari.
Metall bo'lmagan metallar metallarga qaraganda ancha kam (22 element). Biroq, metall bo'lmaganlar kimyosi ularning atomlarining tashqi energiya darajasini ko'proq to'ldirish tufayli ancha murakkabroq.
Metall bo'lmaganlarning fizik xususiyatlari yanada xilma-xil: ular orasida gazsimon (ftor, xlor, kislorod, azot, vodorod), suyuqliklar (brom) va qattiq moddalar bor, ular erish nuqtasi jihatidan bir-biridan juda farq qiladi. Aksariyat metall bo'lmaganlar elektr tokini o'tkazmaydi, ammo kremniy, grafit, germaniy yarim o'tkazuvchanlik xususiyatiga ega.
Gazsimon, suyuq va ba'zi qattiq nometallar (yod) kristall panjaraning molekulyar tuzilishiga ega, qolgan metall bo'lmaganlar atomik kristall panjaraga ega.
Oddiy sharoitlarda ftor, xlor, brom, yod, kislorod, azot va vodorod ikki atomli molekulalar shaklida mavjud.
Ko'pgina metall bo'lmagan elementlar oddiy moddalarning bir nechta allotropik modifikatsiyalarini hosil qiladi. Shunday qilib, kislorod ikkita allotropik modifikatsiyaga ega - kislorod O2 va ozon O3, oltingugurt uchta allotropik modifikatsiyaga ega - rombik, plastmassa va monoklinik oltingugurt, fosfor uchta allotropik modifikatsiyaga ega - qizil, oq va qora fosfor, uglerod - oltita allotropik modifikatsiya, diamond diamond, soot. , karbin, fulleren, grafen.
Faqat qaytaruvchi xususiyatlarga ega bo'lgan metallardan farqli o'laroq, metall bo'lmaganlar oddiy va murakkab moddalar bilan reaksiyada ham qaytaruvchi, ham oksidlovchi vosita vazifasini bajarishi mumkin. Faoliyatiga ko'ra nometalllar elektron manfiylik qatorida ma'lum o'rinni egallaydi. Eng faol metall bo'lmagan ftordir. U faqat ko'rsatadi oksidlovchi xossalari... Faoliyat bo'yicha kislorod ikkinchi, azot uchinchi, keyin galogenlar va boshqa metall bo'lmaganlar. Vodorod metall bo'lmaganlar orasida eng past elektromanfiylikka ega.
Nometalllarning kimyoviy xossalari.
1. Oddiy moddalar bilan o'zaro ta'siri:
Metall bo'lmagan metallar metallar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Bunday reaksiyalarda metallar qaytaruvchi, nometalllar oksidlovchi vazifasini bajaradi. Murakkab reaktsiyasi natijasida ikkilik birikmalar - oksidlar, peroksidlar, nitridlar, gidridlar, anoksik kislotalarning tuzlari hosil bo'ladi.
Metall bo'lmaganlarning bir-biri bilan bo'lgan reaktsiyalarida ko'proq elektromagnit bo'lmagan metall oksidlovchi, ozroq elektrotexnik-qaytaruvchi moddaning xususiyatlarini ko'rsatadi. Murakkab reaksiya natijasida binar birikmalar hosil bo'ladi. Shuni esda tutish kerakki, metall bo'lmaganlar o'z birikmalarida o'zgaruvchan oksidlanish darajasini ko'rsatishi mumkin.
2. Murakkab moddalar bilan o'zaro ta'siri:
a) suv bilan:
Oddiy sharoitlarda faqat halogenlar suv bilan reaksiyaga kirishadi.
b) metallar va metall bo'lmaganlar oksidlari bilan:
Ko'pgina metall bo'lmaganlar yuqori haroratlarda boshqa metall bo'lmaganlarning oksidlari bilan reaksiyaga kirishib, ularni oddiy moddalarga aylantira oladi. Oltingugurtning chap tomonidagi elektronegativlik qatoridagi metall bo'lmaganlar ham metall oksidlari bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin, metallarni oddiy moddalarga qaytaradi.
v) kislotalar bilan:
Ba'zi metall bo'lmaganlar konsentrlangan sulfat yoki nitrat kislotalar bilan oksidlanishi mumkin.
d) ishqorlar bilan:
Ishqorlar ta'sirida ba'zi metall bo'lmaganlar ham oksidlovchi, ham qaytaruvchi vosita bo'lib dismutatsiyaga uchraydi.
Masalan, galogenlarning ishqorli eritmalar bilan qizdirilmas reaksiyasida: Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O yoki qizdirilganda: 3Cl2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O.
e) tuzlar bilan:
O'zaro ta'sirlashganda ular kuchli oksidlovchi bo'lib, qaytaruvchi xususiyatga ega.
Galogenlar (ftordan tashqari) gidrogal kislotalar tuzlari eritmalari bilan almashtirish reaksiyalariga kirishadi: faolroq galogen kamroq faol galogenni tuz eritmasidan siqib chiqaradi.
Odamlar o'z ehtiyojlari uchun foydalanishni o'rgangan birinchi material toshdir. Biroq, keyinchalik, odam metallarning xususiyatlaridan xabardor bo'lganida, tosh juda orqaga siljigan. Aynan shu moddalar va ularning qotishmalari odamlarning qo'lida eng muhim va asosiy materialga aylandi. Ulardan uy-ro'zg'or buyumlari, asboblar yasash va binolar qurish uchun foydalanilgan. Shuning uchun, ushbu maqolada biz metallar nima ekanligini ko'rib chiqamiz, umumiy xususiyatlar, xususiyatlari va qo'llanilishi bugungi kun uchun juda dolzarb. Axir, tom ma'noda tosh davridan keyin butun metall galaktikasi ergashdi: mis, bronza va temir.
Metalllar: umumiy xususiyatlari
Bu oddiy moddalarning barcha vakillarini nima birlashtiradi? Albatta, bu ularning kristall panjarasining tuzilishi, kimyoviy bog'lanish turlari va atomning elektron tuzilishining xususiyatlari. Axir, shuning uchun odamlar tomonidan ushbu materiallardan foydalanishga asoslangan xarakterli jismoniy xususiyatlar.
Avvalo, metallarni davriy sistemaning kimyoviy elementlari sifatida ko'rib chiqaylik. Unda ular juda erkin joylashgan bo'lib, bugungi kunda ma'lum bo'lgan 115 hujayradan 95 tasini egallaydi.Umum tizimda ularning joylashishining bir qancha xususiyatlari mavjud:
- Alyuminiydan boshlab I va II, shuningdek III guruhlarning asosiy kichik guruhlarini tashkil eting.
- Barcha yon kichik guruhlar faqat metallardan iborat.
- Ular bordan astatinga qadar an'anaviy diagonali ostida joylashgan.
Bunday ma'lumotlarga asoslanib, tizimning yuqori o'ng tomonida metall bo'lmaganlar to'planganligini va qolgan barcha bo'shliqlar biz ko'rib chiqayotgan elementlarga tegishli ekanligini kuzatish oson.
Ularning barchasi atomning elektron tuzilishining bir nechta xususiyatlariga ega:
Metall va metall bo'lmaganlarning umumiy xususiyatlari ularning tuzilishidagi naqshlarni aniqlash imkonini beradi. Shunday qilib, birinchisining kristall panjarasi metall, maxsus. Uning tugunlarida bir vaqtning o'zida bir nechta zarrachalar mavjud:
- ionlar;
- atomlar;
- elektronlar.
Ichkarida elektron gaz deb ataladigan umumiy bulut to'planadi, bu ushbu moddalarning barcha fizik xususiyatlarini tushuntiradi. Metalllardagi kimyoviy bog'lanish turi ular bilan bir xil nomga ega.
Jismoniy xususiyatlar
Barcha metallar umumiy bo'lgan bir qator parametrlar mavjud. Ularning fizik xossalari bo'yicha umumiy xarakteristikalari quyidagicha.
Ro'yxatda keltirilgan parametrlar metallarning umumiy xususiyatlari, ya'ni ularni bitta katta oilaga birlashtiradigan barcha narsalar. Biroq, har bir qoida uchun istisnolar mavjudligini tushunish kerak. Bundan tashqari, bunday elementlar juda ko'p. Shuning uchun, oilaning o'zida ham turli guruhlarga bo'linmalar mavjud bo'lib, biz ularni quyida ko'rib chiqamiz va ular uchun xarakterli xususiyatlarni ko'rsatamiz.
Kimyoviy xossalari
Kimyo fani nuqtai nazaridan barcha metallar qaytaruvchi moddalardir. Bundan tashqari, ular juda kuchli. Tashqi darajadagi elektronlar qanchalik kam bo'lsa va atom radiusi qanchalik katta bo'lsa, bu parametrdagi metall kuchliroq bo'ladi.
Natijada metallar quyidagilar bilan reaksiyaga kirishadi.
Bu kimyoviy xususiyatlarning umumiy ko'rinishi. Darhaqiqat, elementlarning har bir guruhi uchun ular faqat individualdir.
Ishqoriy tuproq metallari
Ishqoriy tuproq metallarining umumiy xususiyatlari quyidagilardan iborat:
Shunday qilib, ishqoriy er metallari s-oilasining umumiy elementlari bo'lib, ular yuqori kimyoviy faollikka ega va kuchli qaytaruvchi moddalar va organizmdagi biologik jarayonlarning muhim ishtirokchilari hisoblanadi.
Ishqoriy metallar
Umumiy tavsif ularning nomi bilan boshlanadi. Ular uni suvda erish, gidroksidi - kaustik gidroksidlarni hosil qilish qobiliyati uchun oldilar. Suv bilan reaktsiyalar juda shiddatli, ba'zida yallig'lanish bilan birga keladi. Bu moddalar tabiatda erkin holda uchramaydi, chunki ularning kimyoviy faolligi juda yuqori. Ular havo, suv bug'lari, metall bo'lmaganlar, kislotalar, oksidlar va tuzlar, ya'ni deyarli hamma narsa bilan reaksiyaga kirishadi.
Bu ularning elektron tuzilishiga bog'liq. Tashqi darajada, faqat bitta elektron bor, ular osonlikcha xayriya qilishadi. Bular eng kuchli qaytaruvchi moddalardir, shuning uchun ularni sof shaklda olish uchun uzoq vaqt kerak bo'ldi. Buni birinchi bo'lib Xamfri Devi 18 -asrning boshlarida natriy gidroksidi elektrolizi orqali amalga oshirgan. Endi ushbu guruhning barcha vakillari ushbu usul yordamida qazib olinadi.
Ishqoriy metallarning umumiy xarakteristikasi shundaki, ular davriy tizimning asosiy kichik guruhining birinchi guruhini tashkil qiladi. Ularning barchasi juda ko'p qimmatli narsalarni tashkil etuvchi muhim elementlardir tabiiy birikmalar odamlar tomonidan ishlatilgan.
d- va f- turkumlari metallarining umumiy tavsifi
Ushbu elementlar guruhiga oksidlanish darajasi har xil bo'lishi mumkin bo'lgan barcha elementlar kiradi. Bu shuni anglatadiki, sharoitga qarab, metall ham oksidlovchi, ham qaytaruvchi vosita sifatida harakat qilishi mumkin. Bunday elementlar reaktsiya qilish qobiliyatiga ega. Ular orasida amfoter moddalar juda ko'p.
Bu barcha atomlarning umumiy nomi o'tish elementlaridir. Ular buni namoyon bo'lgan xususiyatlar bo'yicha ular haqiqatan ham s-oilasining tipik metallari va p-oilasining nometallari o'rtasida o'rtada turishlari uchun oldilar.
O'tish metallarining umumiy tavsifi ularning o'xshash xususiyatlarini belgilashni nazarda tutadi. Ular quyidagichadir:
- tashqi darajadagi elektronlarning ko'pligi;
- katta atom radiusi;
- bir nechta oksidlanish darajasi (+3 dan +7 gacha);
- d yoki f darajasida;
- tizimning 4-6 katta davrini tashkil qiladi.
Oddiy moddalar sifatida bu guruh metallari juda kuchli, egiluvchan va egiluvchan, shuning uchun ular katta sanoat ahamiyatiga ega.
Davriy tizimning yon kichik guruhlari
Ikkilamchi kichik guruhlar metallarining umumiy xarakteristikalari o'tish davriga to'liq mos keladi. Va bu ajablanarli emas, chunki aslida ular bir xil narsadir. Shunchaki, tizimning yon kichik guruhlari aniq d- va f oilalari vakillari, ya'ni o'tish metallari tomonidan tashkil etilgan. Shuning uchun bu tushunchalarni sinonimlar deb aytishimiz mumkin.
Ulardan eng faol va muhimi skandiydan sinkgacha bo'lgan 10 ta vakilning birinchi qatoridir. Ularning barchasi katta sanoat ahamiyatiga ega va ular ko'pincha odamlar tomonidan, ayniqsa, eritish uchun ishlatiladi.
Qotishmalar
Metall va qotishmalarning umumiy xususiyatlari bu moddalarni qayerda va qanday ishlatish mumkinligini tushunish imkonini beradi. Bunday birikmalar so'nggi o'n yilliklarda katta o'zgarishlarga duch keldi, chunki ularning sifatini yaxshilash uchun barcha yangi qo'shimchalar topilib, sintez qilinmoqda.
Bugungi kunda eng mashhur qotishmalar:
- guruch;
- duralumin;
- quyma temir;
- po'lat;
- bronza;
- g'alaba qozonadi;
- nikrom va boshqalar.
Qotishma nima? Bu ikkinchisini maxsus pechlarda eritish natijasida olingan metallarning aralashmasi. Bu xossalari bo'yicha uni hosil qiluvchi sof moddalardan ustun bo'lgan mahsulotni olish uchun amalga oshiriladi.
Metall va metall bo'lmaganlarning xossalarini solishtirish
Agar biz umumiy xususiyatlar haqida gapiradigan bo'lsak, unda metallar va metall bo'lmaganlarning xususiyatlari juda muhim bir nuqtada farqlanadi: ikkinchisi uchun o'xshash xususiyatlarni ajratib bo'lmaydi, chunki ular namoyon bo'ladigan xususiyatlar jihatidan juda farq qiladi, ham jismoniy. va kimyoviy.
Shuning uchun metall bo'lmaganlar uchun bunday xarakteristikani yaratish mumkin emas. Siz faqat har bir guruhning vakillarini alohida ko'rib chiqishingiz va ularning xususiyatlarini tavsiflashingiz mumkin.
