Оглавление

2. Неорганическая химия Читать 0 мин.

2.2. Химические свойства металлов

По своим химическим свойствам все металлы являются восстановителями, все они сравнительно легко отдают валентные электроны, переходят в положительно заряженные ионы, то есть окисляются. Восстановительную активность металла в химических реакциях, протекающих в водных растворах, отражает его положение в электрохимическом ряду напряжений металлов, или ряду стандартных электродных потенциалов металлов.

Чем левее стоит металл в ряду стандартных электродных потенциалов, тем более сильным восстановителем он является, самый сильный восстановитель — металлический литий, золото — самый слабый, и, наоборот, ион золото (III) — самый сильный окислитель, литий (I) — самый слабый.

Каждый металл способен восстанавливать из солей в растворе те металлы, которые стоят в ряду напряжений после него, например, железо может вытеснять медь из растворов ее солей. Однако следует помнить, что металлы щелочных и щелочно‒земельных металлов будут взаимодействовать непосредственно с водой.

Металлы, стоящее в ряду напряжений левее водорода, способны вытеснять его из растворов разбавленных кислот, при этом растворяться в них.

Восстановительная активность металла не всегда соответствует его положению в периодической системе, потому что при определении места металла в ряду учитывается не только его способность отдавать электроны, но и энергия, которая затрачивается на разрушение кристаллической решетки металла, а также энергия, затрачиваемая на гидратацию ионов.

Физические свойства металлов:

1. Плотность металлов:

Легкие: Al, Na, Mg,Sn, Ga

Тяжелые: Cu, Pb, Fe, Hg, Cd

2. Температура плавления:

Легкоплавкие (t<1000C): Al, Na, Hg, Zn, Ti, Bi

Тугоплавкие (t>1000C): W, Cr, Fe, Mo, Nb

3. Твердость:

Мягкие: Na, Pb, Ba, In, Cd

Твердые: Cr, Fe, Zn, Ag

4. Общие свойства металлов: твердая кристаллическая структура, у большинства – серый цвет, металлический блеск, электро- и теплопроводность, ковкость и пластичность.

Способы получение металлов:

1. Пирометаллургия

  • Карботермия (при высоких температурах):

FeO + C = Fe + CO

Fe3O4 + 4C = 3Fe + 4CO2

  • Гидротермия (восстановление водородом)

WO3 + 3H2 = W + 3H2O

Fe2O3 + 3H2 = 2Fe + 3H2O

  • Вакуумтермия (восстановление более активными металлами)

KCl + Na = NaCl + K

TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2

3BaO + 2Al = Al2O3 + 3Ba

2. Гидрометаллургия (как правило в несколько стадий)

1) CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O

2) CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu

3. Электрометаллургия – электролиз расплавов и растворов(подробнее эта тема рассматривается на уроке – электролиз)

Na[AlF4]

  • 2Al2O3 = 4Al + 3O2
  • 2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + O2 + 2H2SO4
  • KCl = K + Cl2
  • 4NaOH = 4Na + O2 + 2H2O

Химические свойства металлов:

Вещество

Металл и условие реакции

Пример

С ПРОСТЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

   

Галогены:

F2, Cl2, Br2, I2

Большинство металлов

Fe(Сr) + Г2 = 2FeГ3

НО: Fe(Cr) + I2 = FeI2

С кислородом

Li, Ca, Al, Fe и другие

4Li + O2 = 2Li2O

4Al+ 3O2 = 2Al2O3

3Fe + 2O2 = Fe3O4

Na, K

2Na + O2 = Na2O2 (пероксид натрия)

K + O2 = KO2 (супероксид калия)

 

C серой образуются сульфида

Металлы реагируют при нагревании

2Na + S = Na2S

Fe + S = FeS

Cr + S = CrS

2Al + 3S = Al2S3

С азотом образуются нитриды

Реагируют при нагревании

6Li + N2 = 2Li3N

3Ca + N2 = Ca3N2

Fe + N2 = НЕ РЕАГИРУЕТ!

2Cr + N2 = 2CrN

С фосфором образуются фосфиды

При нагревании

Na + P = Na3P

Fe + P =FexPy (бертолиды)

С углеродом образуются карбиды

При нагревании

2Li + 2C = Li2C2

Ca + 2C = CaC2

4Al + 3C = Al4C3

C кремнием образуются силициды

При нагревании

6Li + 2Si = Li6Si2

Mg + Si = Mg2Si

C водородом образуются гидриды

С кальцием при нагревании

2Li + H2 = 2LiH

Ca + H2 = CaH2

Al + H2 = НЕ РЕАГИРУЕТ!

СО СЛОЖНЫМИ

ВЕЩЕСТВАМИ

   

С водой

При нагревании, кроме Na, Ca, Sr, Ba, K, Li

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2

В присутствии амальгамы

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2

 

С солями

Вытесняют менее активный металл.

Реакция не идет с металлами от Li до Na (в ряду активности метллов)

Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu

2Mg + TiCl4 = 2MgCl2 + Ti

Реакции с оксидами азота

 

2Cu + NO2 = N2 + 2CuO

Cu + N2O = N2 + CuO

2Cu + 2NO = N2 + 2CuO

Сталь – сплав железа и углеродаНекоторые широко используемые сплавы:

Бронза – сплав меди с оловом

Латунь – сплав меди с цинком

Амальгамы – сплавы металлов, содержащие ртуть

Прочитано Отметь, если полностью прочитал текст
Ништяк!

Решено верно

Браво!

Решено верно

Крутяк!

Решено верно

Зачёт!

Решено верно

Чётко!

Решено верно

Бомбезно!

Решено верно

Огонь!

Решено верно

Юхууу!

Решено верно

Отпад!

Решено верно

Шикарно!

Решено верно

Блестяще!

Решено верно

Волшебно!

Решено верно