Metalai užima Periodinė elementų lentelė apatiniame kairiajame kampe. Metalai priklauso s elementų, d elementų, f elementų ir iš dalies - p elementų šeimoms.
Būdingiausia metalų savybė yra jų gebėjimas atiduoti elektronus ir transformuotis į teigiamo krūvio jonus. Be to, metalai gali turėti tik teigiamą oksidacijos būseną.
Aš - ne = Me n +
1. Metalų sąveika su nemetalais.
a ) Metalų sąveika su vandeniliu.
Šarminiai ir šarminių žemių metalai tiesiogiai reaguoja su vandeniliu, sudarydami hidridus.
Pavyzdžiui:
Ca + H 2 = CaH 2
Susidaro nestechiometriniai junginiai, turintys joninę kristalinę struktūrą.
b) Metalų sąveika su deguonimi.
Visi metalai, išskyrus Au, Ag, Pt, yra oksiduojami atmosferos deguonimi.
Pavyzdys:
2Na + O 2 = Na 2 O 2 (peroksidas)
4K + O 2 = 2K 2 O
2Mg + O 2 = 2MgO
2Cu + O 2 = 2CuO
c) Metalų sąveika su halogenais.
Visi metalai reaguoja su halogenais, sudarydami halogenidus.
Pavyzdys:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
Tai daugiausia joniniai junginiai: MeHal n
d) Metalų sąveika su azotu.
Šarminiai ir šarminių žemių metalai sąveikauja su azotu.
Pavyzdys:
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2
Mg + N 2 = Mg 3 N 2 - nitridas.
e) Metalų sąveika su anglimi.
Metalų ir anglies junginiai - karbidai. Jie susidaro lydalams sąveikaujant su anglimi. Aktyvieji metalai sudaro stechiometrinius junginius su anglimi:
4Al + 3C = Al 4 C 3
Metalai – d-elementai sudaro nestechiometrinės sudėties junginius, tokius kaip kietieji tirpalai: WC, ZnC, TiC – naudojami itin kietiems plienams gauti.
2. Metalų sąveika su vandeniu.
Metalai reaguoja su vandeniu, kurie turi didesnį neigiamą potencialą nei vandens redokso potencialas.
Aktyvūs metalai aktyviau reaguoja su vandeniu, skaidydami vandenį išskirdami vandenilį.
Na + 2H 2 O = H2 + 2NaOH
Mažiau aktyvūs metalai lėtai skaido vandenį ir procesas stabdomas dėl netirpių medžiagų susidarymo.
3. Metalų sąveika su druskos tirpalais.
Tokia reakcija galima, jei reaguojantis metalas yra aktyvesnis nei druskoje:
Zn + CuSO 4 = Cu 0 ↓ + ZnSO 4
0,76 B., = + 0,34 B.
Metalas, kurio standartinis elektrodo potencialas yra daugiau neigiamas arba mažiau teigiamas, išstumia kitą metalą iš savo druskos tirpalo.
4. Metalų sąveika su šarmų tirpalais.
Metalai, kurie išskiria amfoterinius hidroksidus arba turi aukštą oksidacijos laipsnį, esant stipriam oksidantui, gali sąveikauti su šarmais. Kai metalai sąveikauja su šarmų tirpalais, vanduo yra oksidatorius.
Pavyzdys:
Zn + 2NaOH + 2H 2O = Na 2 + H 2
1 Zn 0 + 4OH - - 2e = 2- oksidacija
Zn 0 – reduktorius
1 2H 2 O + 2e = H 2 + 2OH - redukcija
H 2 O - oksidatorius
Zn + 4OH - + 2H 2 O = 2- + 2OH - + H2
Metalai, turintys didelę oksidacijos būseną, lydymosi metu gali sąveikauti su šarmais:
4Nb + 5O 2 + 12KOH = 4K 3 NbO 4 + 6H 2 O
5. Metalų sąveika su rūgštimis.
tai sudėtingos reakcijos, sąveikos produktai priklauso nuo metalo aktyvumo, nuo rūgšties tipo ir koncentracijos bei nuo temperatūros.
Pagal savo aktyvumą metalai sutartinai skirstomi į aktyvius, vidutinio aktyvumo ir mažo aktyvumo.
Rūgštys paprastai skirstomos į 2 grupes:
I grupė - rūgštys su mažu oksidaciniu gebėjimu: HCl, HI, HBr, H 2 SO 4 (praskiestas), H 3 PO 4, H 2 S, oksidatorius čia yra H +. Sąveikaujant su metalais išsiskiria deguonis (H 2). Metalai, turintys neigiamą elektrodo potencialą, reaguoja su pirmosios grupės rūgštimis.
II grupė – rūgštys, pasižyminčios dideliu oksidaciniu gebėjimu: H 2 SO 4 (konc.), HNO 3 (praskiestas), HNO 3 (konc.). Šiose rūgštyse rūgščių anijonai yra oksidatoriai:. Anijonų mažinimo gaminiai gali būti labai įvairūs ir priklausyti nuo metalo aktyvumo.
H 2 S – su aktyviais metalais
H 2 SO 4 + 6е S 0 ↓ - su vidutinio aktyvumo metalais
SO 2 – su mažai aktyviais metalais
NH 3 (NH 4 NO 3) – su aktyviais metalais
HNO 3 + 4,5e N 2 O, N 2 - su vidutinio aktyvumo metalais
NE – su mažai aktyviais metalais
HNO 3 (konc.) - NO 2 - su bet kokio aktyvumo metalais.
Jei metalai turi kintamą valentiškumą, tai su I grupės rūgštimis metalai įgyja mažiausią teigiamą oksidacijos būseną: Fe → Fe 2+, Cr → Cr 2+. Sąveikaujant su II grupės rūgštimis, oksidacijos būsena yra +3: Fe → Fe 3+, Cr → Cr 3+, o vandenilis niekada neišsiskiria.
Kai kurie metalai (Fe, Cr, Al, Ti, Ni ir kt.) tirpaluose stiprios rūgštys būdami oksiduoti, jie yra padengti tankia oksido plėvele, kuri apsaugo metalą nuo tolesnio tirpimo (pasyvavimo), tačiau kaitinant oksido plėvelė ištirpsta, ir reakcija vyksta.
Mažai tirpūs metalai, turintys teigiamą elektrodo potencialą, gali ištirpti I grupės rūgštyse esant stipriems oksidatoriams.
1. Metalai reaguoja su nemetalais.
2 Aš + n Hal 2 → 2 MeHal n
4Li + O2 = 2Li2O
Šarminiai metalai, išskyrus litį, sudaro peroksidus:
2Na + O 2 = Na 2 O 2
2. Metalai, stovintys prieš vandenilį, reaguoja su rūgštimis (išskyrus azoto ir sieros koncentraciją) Išskirdami vandenilį
Me + HCl → druska + H2
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2
Pb + 2 HCl → PbCl2 ↓ + H2
3. Aktyvieji metalai reaguoja su vandeniu, sudarydami šarmą ir išskiria vandenilį.
2Me + 2n H 2 O → 2Me (OH) n + n H 2
Metalo oksidacijos produktas yra jo hidroksidas - Me (OH) n (kur n yra metalo oksidacijos būsena).
Pavyzdžiui:
Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2
4. Vidutinio aktyvumo metalai kaitinant reaguoja su vandeniu ir susidaro metalo oksidas ir vandenilis.
2Me + nH 2 O → Me 2 O n + nH 2
Tokiose reakcijose oksidacijos produktas yra metalo oksidas Me 2 O n (kur n yra metalo oksidacijos būsena).
3Fe + 4H2O → Fe2O3FeO + 4H2
5. Metalai po vandenilio nereaguoja su vandeniu ir rūgščių tirpalais (išskyrus azoto ir sieros koncentraciją)
6. Aktyvesni metalai išstumia mažiau aktyvius metalus iš savo druskų tirpalų.
CuSO 4 + Zn = Zn SO 4 + Cu
CuSO 4 + Fe = Fe SO 4 + Cu
Aktyvūs metalai – cinkas ir geležis pakeitė varį sulfate ir susidarė druskos. Cinkas ir geležis buvo oksiduojami, o varis redukuotas.
7. Halogenai reaguoja su vandeniu ir šarmo tirpalu.
Fluoras, skirtingai nei kiti halogenai, oksiduoja vandenį:
2H 2 O + 2F 2 = 4HF + O 2 .
šaltyje: susidaro Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2OCl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O chloridas ir hipochloritas
kaitinant: susidaro 3Cl2 + 6KOH− → KClO3 + 5KCl + 3H2O3Cl2 + 6KOH → t, ∘CKClO3 + 5KCl + 3H2O loridas ir chloratas
8 Aktyvūs halogenai (išskyrus fluorą) išstumia mažiau aktyvius halogenus iš jų druskų tirpalų.
9. Halogenai nereaguoja su deguonimi.
10. Amfoteriniai metalai (Al, Be, Zn) reaguoja su šarmų ir rūgščių tirpalais.
3Zn + 4H2SO4 = 3 ZnSO4 + S + 4H2O
11. Magnis reaguoja su anglies dioksidas ir silicio oksidas.
2Mg + CO2 = C + 2MgO
SiO2 + 2Mg = Si + 2MgO
12. Šarminiai metalai (išskyrus litį) su deguonimi sudaro peroksidus.
2Na + O 2 = Na 2 O 2
3. Neorganinių junginių klasifikacija
Paprastos medžiagos - medžiagos, kurių molekulės susideda iš vienos rūšies atomų (vieno elemento atomų). V cheminės reakcijos negali suirti ir sudaryti kitas medžiagas.
Sudėtingos medžiagos (arba cheminiai junginiai) – medžiagos, kurių molekulės susideda iš skirtingų tipų atomų (įvairių cheminių elementų atomų). Vykstant cheminėms reakcijoms, jie suyra, sudarydami keletą kitų medžiagų.
Paprastos medžiagos skirstomos į dvi dideles grupes: metalus ir nemetalus.
Metalai - elementų grupė, pasižyminti būdingomis metalinėmis savybėmis: kietosios medžiagos (išskyrus gyvsidabrį) turi metalinį blizgesį, geri vadovaišiluma ir elektra, kalioji (geležis (Fe), varis (Cu), aliuminis (Al), gyvsidabris (Hg), auksas (Au), sidabras (Ag) ir kt.).
Nemetalai - elementų grupė: kietas, skystas (bromas) ir dujinių medžiagų kurie neturi metalinio blizgesio, yra trapūs izoliatoriai.
A sudėtingos medžiagos savo ruožtu skirstomi į keturias grupes arba klases: oksidus, bazes, rūgštis ir druskas.
Oksidai - tai sudėtingos medžiagos, kurių molekulių sudėtis apima deguonies atomus ir kai kurias kitas medžiagas.
Pamatai Sudėtingos medžiagos, kuriose metalų atomai yra sujungti su viena ar daugiau hidroksilo grupių.
Elektrolitinės disociacijos teorijos požiūriu bazės yra sudėtingos medžiagos, kurioms disociuojant vandeniniame tirpale susidaro metalų katijonai (arba NH4 +) ir hidroksido - OH- anijonai.
Rūgštis – Tai sudėtingos medžiagos, kurių molekulėse yra vandenilio atomų, kuriuos galima pakeisti arba pakeisti metalo atomais.
Druska Tai sudėtingos medžiagos, kurių molekulės sudarytos iš metalo atomų ir rūgščių liekanų. Druska yra dalinio arba visiško metalo pakeitimo rūgšties vandenilio atomais produktas.
Metalo atomai gana lengvai dovanoja valentinius elektronus ir virsta teigiamai įkrautais jonais. Todėl metalai yra reduktorius. Metalai sąveikauja su paprastomis medžiagomis: Ca + C12 - CaC12, Aktyvieji metalai reaguoja su vandeniu: 2Na + 2H20 = 2NaOH + H2f. Metalai, esantys standartinių elektrodų potencialų diapazone iki vandenilio, sąveikauja su atskiestų rūgščių tirpalais (išskyrus HNO3) ir išsiskiria vandenilis: Zn + 2HC1 = ZnCl2 + H2f. Metalai reaguoja su vandeniniais mažiau aktyvių metalų druskų tirpalais: Ni + CuSO4 = NiS04 + Cu J. Metalai reaguoja su oksiduojančiomis rūgštimis: C. Metalų gavimo būdai Šiuolaikinė metalurgija gauna daugiau nei 75 metalus ir daugybę jų pagrindu pagamintų lydinių. Priklausomai nuo metalų gavimo būdų, išskiriama pirohidrometalurgija ir elektrometalurgija. GG) Pirometalurgija apima metalų gavimo iš rūdų metodus naudojant redukcijos reakcijos vykusioje aukšta temperatūra... Kaip reduktorius naudojamos anglys, aktyvieji metalai, anglies monoksidas (II), vandenilis, metanas. Cu20 + C - 2Cu + CO, t ° Cu20 + CO - 2Cu + C02, t ° Cg203 + 2A1 - 2Cg + A1203, (alumotermija) t ° TiCl2 + 2Mg - Ti + 2MgCl2, (magnio karštis) t 3 H2 = W + 3H20. (hidrogenotermija) | C Hidrometalurgija yra metalų gamyba iš jų druskų tirpalų. Pavyzdžiui, apdorojant vario rūdą, kurioje yra vario (I) oksido, praskiesta sieros rūgštimi, varis ištirpsta sulfato pavidalu: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H20. Tada varis pašalinamas iš tirpalo elektrolizės būdu arba išstumiant geležies milteliais: CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu. [h] Elektrometalurgija – tai metalų gavimo iš jų išlydytų oksidų arba druskų būdas elektrolizės būdu: elektrolizė 2NaCl - 2Na + Cl2. Savarankiško sprendimo klausimai ir užduotys 1. Nurodykite metalų padėtį periodinė sistema D.I. Mendelejevas. 2. Parodykite metalų fizines ir chemines savybes. 3. Paaiškinkite metalų savybių bendrumo priežastį. 4. Parodykite periodinės sistemos pagrindinių I ir II pogrupių metalų cheminio aktyvumo kitimą. 5. Kaip kinta II ir III periodų elementų metalinės savybės? Įvardykite ugniai atspariausius ir mažai tirpstančius metalus. 7. Nurodykite, kurie metalai gamtoje randami natūralios būklės, o kurie – tik junginių pavidalu. Kaip tai galima paaiškinti? 8. Kokia lydinių prigimtis? Kaip lydinio sudėtis veikia jo savybes. Parodykite su konkrečiais pavyzdžiais. Prašome nurodyti esminiai būdai metalų gavimas iš rūdų. 10l Įvardinkite pirometalurgijos rūšis. Kokie reduktoriai naudojami kiekvienam konkrečiam metodui? Kodėl? 11. Įvardykite metalus, kurie gaunami naudojant hidrometalurgiją. Kokia yra esmė ir kokie privalumai šis metodas prieš kitus? 12. Pateikite metalų gavimo naudojant elektrometalurgiją pavyzdžių. Kokiu atveju šis metodas naudojamas? 13. Kas yra moderniais būdais metalų gavimas aukštas laipsnis Grynumas? 14. Kas yra "elektrodų potencialas"? Kuris iš metalų turi didžiausią, o kurio mažiausią elektrodo potencialą vandeniniame tirpale? 15. Apibūdinkite standartinių elektrodų potencialų skaičių? 16. Ar galima metalinę geležį išstumti iš vandeninio jos sulfato tirpalo naudojant metalinį cinką, nikelį, natrį? Kodėl? 17. Koks galvaninių elementų veikimo principas? Kokie metalai juose gali būti naudojami? 18. Kokie procesai yra koroziniai? Kokias korozijos rūšis žinote? 19. Kas vadinama elektrochemine korozija? Kokius apsaugos nuo jos būdus žinote? 20. Kaip jos sąlytis su kitais metalais veikia geležies koroziją? Kuris metalas pirmiausia lūžs ant pažeisto alavuotos, cinkuotos ir nikeliuotos geležies paviršiaus? 21. Koks procesas vadinamas elektrolize? Parašykite reakcijas, atspindinčias katode ir anode vykstančius procesus natrio chlorido lydalo elektrolizės metu, vandeniniai tirpalai natrio chloridas, vario sulfatas, natrio sulfatas, sieros rūgštis. 22. Kokį vaidmenį elektrodo medžiaga atlieka elektrolizės procesų eigoje? Pateikite elektrolizės procesų su tirpiais ir netirpiais elektrodais pavyzdžius. 23. Lydinyje, iš kurio gaminamos varinės monetos, yra 95 % vario. Jei yra perteklius, nustatykite antrąjį lydinyje esantį metalą druskos rūgšties Išsiskyrė 62,2 ml vandenilio (n.u.). aliuminio. 24. 6 g sveriantis metalo karbido mėginys sudeginamas deguonimi. Šiuo atveju susidarė 2,24 litro anglies monoksido (IV) (n.u.). Nustatykite, kuris metalas buvo įtrauktas į karbidą. 25. Parodykite, kokie produktai išsiskirs elektrolizės metu nikelio sulfato vandeniniam tirpalui, jei procesas vyksta: a) anglimi; b) su nikelio elektrodais? 26. Kai elektrolizė vandeninis tirpalas vario sulfatas Prie anodo išsiskyrė 2,8 litro dujų (n.u.). Kokios tai dujos? Kas ir kokiais kiekiais buvo išleista ant katodo? 27. Padarykite ant elektrodų tekančio kalio nitrato vandeninio tirpalo elektrolizės schemą. Kiek praleidžiamos elektros, jei prie anodo buvo išleista 280 ml dujų (n.u.)? Kas ir kokiais kiekiais buvo išleista ant katodo?
Metalo atomų sandara lemia ne tik charakteristiką fizines savybes paprastos medžiagos- metalai, bet ir jų bendrosios cheminės savybės.
Esant didelei įvairovei, visos cheminės metalų reakcijos yra redokso reakcijos ir gali būti tik dviejų tipų: junginių ir pakaitų. Metalai gali paaukoti elektronus cheminių reakcijų metu, tai yra, būdami reduktoriai, susidarančių junginių oksidacijos būsena yra tik teigiama.
V bendras vaizdas tai galima išreikšti schema:
Ме 0 – ne → Aš + n,
kur Me yra metalas – paprasta medžiaga, o Me 0 + n yra metalas cheminis elementas jungtyje.
Metalai gali paaukoti savo valentinius elektronus nemetalų atomams, vandenilio jonams, kitų metalų jonams, todėl reaguos su nemetalais – paprastomis medžiagomis, vandeniu, rūgštimis, druskomis. Tačiau metalų redukcinis gebėjimas skiriasi. Metalų reakcijos produktų sudėtis su įvairių medžiagų taip pat priklauso nuo medžiagų oksidacinio gebėjimo ir sąlygų, kuriomis vyksta reakcija.
Aukštoje temperatūroje dauguma metalų dega deguonimi:
2Mg + O 2 = 2MgO
Tik auksas, sidabras, platina ir kai kurie kiti metalai tokiomis sąlygomis nėra oksiduojami.
Daugelis metalų reaguoja su halogenais nekaitindami. Pavyzdžiui, aliuminio milteliai, sumaišyti su bromu, užsidega:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
Kai metalai sąveikauja su vandeniu, kai kuriais atvejais susidaro hidroksidai. Įprastomis sąlygomis šarminiai metalai, taip pat kalcis, stroncis, baris, labai aktyviai sąveikauja su vandeniu. Šios reakcijos schema apskritai atrodo taip:
Ме + HOH → Me (OH) n + H2
Kiti metalai reaguoja su vandeniu kaitinant: magnis, kai verda, geležis vandens garuose, kai verda raudonai. Tokiais atvejais gaunami metalų oksidai.
Jei metalas reaguoja su rūgštimi, tai yra susidariusios druskos dalis. Kai metalas sąveikauja su rūgšties tirpalais, jį gali oksiduoti šiame tirpale esantys vandenilio jonai. Sutrumpintas joninė lygtis apskritai tai galima parašyti taip:
Me + nH + → Me n + + H 2
Deguonies turinčių rūgščių, tokių kaip koncentruotos sieros ir azoto rūgštys, anijonai pasižymi stipresnėmis oksidacinėmis savybėmis nei vandenilio jonai. Todėl su šiomis rūgštimis reaguoja tie metalai, kurių negali oksiduoti vandenilio jonai, pavyzdžiui, varis ir sidabras.
Metalams sąveikaujant su druskomis, vyksta pakeitimo reakcija: elektronai iš pakeičiančiojo atomų – aktyvesnis metalas pereina į pakeisto – mažiau aktyvaus metalo jonus. Tada tinklas yra metalo pakeitimas metalu druskose. Šios reakcijos nėra grįžtamos: jei metalas A išstumia metalą B iš druskos tirpalo, tai metalas B neišstums metalo A iš druskos tirpalo.
Mažėjančia cheminio aktyvumo tvarka, pasireiškiančia metalų išstūmimo vienas nuo kito iš jų druskų vandeninių tirpalų reakcijose, metalai yra elektrocheminėje metalų įtampų (aktyvumo) serijoje:
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
Šioje eilutėje kairėje esantys metalai yra aktyvesni ir gali išstumti iš druskos tirpalų šiuos metalus.
Vandenilis yra įtrauktas į elektrocheminę metalų įtampų seriją, kaip vienintelis nemetalas, kuris atsiskiria nuo metalų bendra nuosavybė- formuoti teigiamo krūvio jonus. Todėl vandenilis pakeičia kai kuriuos metalus jų druskose ir pats gali būti pakeistas daugeliu metalų rūgštyse, pavyzdžiui:
Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 + Q
Metalai, esantys elektrocheminėje įtampų serijoje iki vandenilio, išstumia jį iš daugelio rūgščių (vandenilio chlorido, sieros ir kt.) tirpalų, o visi, pavyzdžiui, po jos, neišstumia vario.
tinklaraštį., visiškai ar iš dalies nukopijuojant medžiagą, būtina nuoroda į šaltinį.
Dėl to, kad kristalinėje gardelėje yra laisvųjų elektronų ("elektronų dujų"), visi metalai pasižymi šiomis būdingomis bendromis savybėmis:
1) Plastmasinis- galimybė lengvai keisti formą, būti ištrauktam į vielą, susuktam į plonus lakštus.
2) Metalinis blizgesys ir neskaidrumas. Taip yra dėl laisvųjų elektronų sąveikos su šviesa, patenkančia į metalą.
3) Elektrinis laidumas... Tai paaiškinama kryptingu laisvųjų elektronų judėjimu iš neigiamo į teigiamą polių, veikiant nedideliam potencialų skirtumui. Kaitinant sumažėja elektros laidumas, nes kylant temperatūrai, vietose atsiranda atomų ir jonų virpesių kristalinė gardelė, o tai apsunkina kryptingą „elektronų dujų“ judėjimą.
4) Šilumos laidumas. Tai sukelia didelis laisvųjų elektronų mobilumas, dėl kurio greitai išlyginama temperatūra per metalo masę. Bismutas ir gyvsidabris turi didžiausią šilumos laidumą.
5) Kietumas. Kiečiausias yra chromas (pjauna stiklą); minkštiausi – šarminiai metalai – kalis, natris, rubidis ir cezis – pjaustomi peiliu.
6) Tankis. Kuo mažesnė metalo atominė masė ir kuo didesnis atomo spindulys, tuo jis mažesnis. Lengviausias yra ličio (ρ = 0,53 g / cm3); sunkiausias yra osmis (ρ = 22,6 g / cm3). Metalai, kurių tankis mažesnis nei 5 g / cm3, laikomi „lengvaisiais metalais“.
7) Lydymosi ir virimo taškai. Mažiausiai tirpstantis metalas yra gyvsidabris (mp = -39 °C), daugiausia ugniai atsparus metalas- volframas (t ° pl. = 3390 ° C). Metalai, kurių t ° pl. virš 1000 ° C yra laikomi ugniai atspariais, žemiau - žemo lydymosi.
Bendrosios cheminės metalų savybės
Stiprios reduktorius: Me 0 - nē → Me n +
Nemažai įtempių apibūdina lyginamąjį metalų aktyvumą redokso reakcijose vandeniniuose tirpaluose.
1. Metalų reakcijos su nemetalais
1) Su deguonimi:
2Mg + O 2 → 2MgO
2) Su pilka spalva:
Hg + S → HgS
3) Su halogenais:
Ni + Cl 2 - t ° → NiCl 2
4) Su azotu:
3Ca + N 2 - t ° → Ca 3 N 2
5) Su fosforu:
3Ca + 2P - t ° → Ca 3P 2
6) Su vandeniliu (reaguoja tik šarminiai ir šarminiai žemės metalai):
2Li + H2 → 2LiH
Ca + H 2 → CaH 2
2. Metalų reakcijos su rūgštimis
1) Metalai elektrocheminėje įtampų serijoje iki H redukuoja neoksiduojančias rūgštis į vandenilį:
Mg + 2HCl → MgCl 2 + H2
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H 2
6Na + 2H3PO4 → 2Na3PO4 + 3H2
2) Su oksiduojančiomis rūgštimis:
Sąveikaudama bet kokios koncentracijos azoto rūgštį ir koncentruotą sierą su metalais vandenilis niekada neišleidžiamas!
Zn + 2H 2 SO 4 (К) → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
4Zn + 5H2SO4 (К) → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
3Zn + 4H2SO4 (К) → 3ZnSO4 + S + 4H2O
2H 2 SO 4 (k) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O
10HNO3 + 4Mg → 4Mg (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
4HNO 3 (c) + Cu → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
3. Metalų sąveika su vandeniu
1) Aktyvūs (šarminiai ir šarminiai žemės metalai) sudaro tirpią bazę (šarmą) ir vandenilį:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2
2) Vidutinio aktyvumo metalus oksiduoja vanduo, kai kaitinami iki oksido:
Zn + H 2 O - t ° → ZnO + H 2
3) Neaktyvus (Au, Ag, Pt) – nereaguoti.
4. Mažiau aktyvių metalų išstūmimas iš jų druskų tirpalų aktyvesniais metalais:
Cu + HgCl 2 → Hg + CuCl 2
Fe + CuSO 4 → Cu + FeSO 4
Pramonėje dažnai naudojami ne gryni metalai, o jų mišiniai - lydiniai, kuriame vieno metalo naudingąsias savybes papildo kito metalo naudingosios savybės. Taigi varis yra mažo kietumo ir mažai naudojamas mašinų dalims gaminti, o vario-cinko lydiniai ( Žalvaris) jau gana tvirti ir plačiai naudojami mechaninėje inžinerijoje. Aliuminis pasižymi dideliu lankstumu ir pakankamu lengvumu (mažo tankio), bet per minkštas. Jo pagrindu paruošiamas lydinys su magniu, variu ir manganu - duraliuminis (duraliuminis), kuris neprarandant naudingų savybių aliuminio, įgauna didelį kietumą ir tampa tinkamas lėktuvų konstrukcijoms. Geležies lydiniai su anglimi (ir kitų metalų priedais) yra plačiai žinomi ketaus ir plieno.
Laisvieji metalai yra reduktorius. Tačiau kai kurių metalų reaktyvumas yra mažas dėl to, kad jie yra padengti paviršiaus oksido plėvelė, v įvairaus laipsnio atsparus cheminių medžiagų, tokių kaip vanduo, rūgščių ir šarmų tirpalai, poveikiui.
Pavyzdžiui, švinas visada yra padengtas oksido plėvele, jo perėjimui į tirpalą reikia ne tik reagento (pavyzdžiui, praskiestos azoto rūgšties), bet ir kaitinimo. Ant aliuminio esanti oksido plėvelė neleidžia jam reaguoti su vandeniu, tačiau ją sunaikina rūgštys ir šarmai. Laisva oksido plėvelė (rūdys), susidaręs ant geležies paviršiaus drėgname ore, netrukdo tolesnei geležies oksidacijai.
Esant įtakai koncentruotas ant metalų susidaro rūgštys pastovus oksido plėvelė. Šis reiškinys vadinamas pasyvavimas... Taigi, koncentruotai sieros rūgšties metalai, tokie kaip Be, Bi, Co, Fe, Mg ir Nb, pasyvinami (ir tada nereaguoja su rūgštimi), o metalai A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb koncentruotoje azoto rūgštyje, Th ir U.
Sąveikaujant su oksidatoriais rūgštiniuose tirpaluose dauguma metalų virsta katijonais, kurių krūvį lemia stabili oksidacijos būsena šio elemento junginiuose (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ ir Fe 3+)
Metalų redukcinis aktyvumas rūgštiniame tirpale perduodamas tam tikromis įtampomis. Dauguma metalų paverčiami druskos ir praskiestų sieros rūgščių tirpalu, tačiau Cu, Ag ir Hg – tik sieros (koncentruotos) ir azoto rūgštys, o Pt ir Au – „aqua regia“.
Metalų korozija
Nepageidaujama cheminė metalų savybė yra jų korozija, t.y. aktyvus skilimas (oksidacija) susilietus su vandeniu ir veikiant jame ištirpusiam deguoniui. (deguonies korozija). Pavyzdžiui, plačiai žinoma geležies gaminių korozija vandenyje, dėl kurios susidaro rūdys ir gaminiai subyra į miltelius.
Metalų korozija vandenyje vyksta ir dėl ištirpusių dujų CO 2 ir SO 2; susidaro rūgštinė aplinka, o H + katijonus išstumia aktyvūs metalai vandenilio H 2 pavidalu ( vandenilio korozija).
Dviejų skirtingų metalų sąlyčio vieta ( kontaktinė korozija). Galvaninė pora susidaro tarp vieno metalo, pavyzdžiui, Fe, ir kito metalo, pavyzdžiui, Sn arba Cu, patalpinto į vandenį. Elektronų srautas eina nuo aktyvesnio metalo, kuris yra įtampų eilėje į kairę (Fe), į mažiau aktyvų metalą (Sn, Cu), o aktyvesnis metalas sunaikinamas (rūdija).
Būtent dėl to alavuotas paviršius rūdija. skardines(alavuota geležis), kai laikoma drėgnoje atmosferoje ir neatsargiai su jais elgiamasi (geležis greitai sunaikinama, kai atsiranda net nedidelis įbrėžimas, todėl geležis gali liestis su drėgme). Atvirkščiai, geležinio kaušo cinkuotas paviršius ilgai nerūdija, nes net ir esant įbrėžimams rūdija ne geležis, o cinkas (aktyvesnis metalas už geležį).
Tam tikro metalo atsparumas korozijai padidėja, kai jis yra padengtas aktyvesniu metalu arba kai jie sulydomi; taigi geležies padengimas chromu arba geležies-chromo lydinio gamyba pašalina geležies koroziją. Chromuota geležis ir plienas, kurių sudėtyje yra chromo ( Nerūdijantis plienas ), pasižymi dideliu atsparumu korozijai.
