ધાતુઓના ગુણધર્મો પર આધારિત રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ. એસિડ સાથે ધાતુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

ધાતુઓના રાસાયણિક ગુણધર્મો: ઓક્સિજન, હેલોજન, સલ્ફર અને પાણી, એસિડ, ક્ષાર સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા.

ધાતુઓના રાસાયણિક ગુણધર્મો તેમના અણુઓની બાહ્ય ઊર્જા સ્તરથી ઇલેક્ટ્રોનને સરળતાથી છોડી દેવાની ક્ષમતા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, જે હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા આયનોમાં ફેરવાય છે. આમ, રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં, ધાતુઓ ઊર્જાસભર ઘટાડનાર એજન્ટો સાબિત થાય છે. આ તેમની મુખ્ય સામાન્ય રાસાયણિક મિલકત છે.

ઇલેક્ટ્રોન દાન કરવાની ક્ષમતા વ્યક્તિગત ધાતુ તત્વોના અણુઓમાં બદલાય છે. ધાતુ તેના ઈલેક્ટ્રોનને જેટલું સહેલાઈથી છોડી દે છે, તે વધુ સક્રિય હોય છે અને તે અન્ય પદાર્થો સાથે વધુ જોરશોરથી પ્રતિક્રિયા આપે છે. સંશોધનના આધારે, બધી ધાતુઓ તેમની પ્રવૃત્તિમાં ઘટાડો કરવાના ક્રમમાં ગોઠવવામાં આવી હતી. આ શ્રેણી પ્રથમ ઉત્કૃષ્ટ વૈજ્ઞાનિક એન.એન. બેકેટોવ દ્વારા પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી હતી. ધાતુઓની આ પ્રવૃત્તિ શ્રેણીને ધાતુઓની વિસ્થાપન શ્રેણી અથવા મેટલ વોલ્ટેજની ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણી પણ કહેવામાં આવે છે. તે આના જેવું દેખાય છે:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

આ શ્રેણીની મદદથી તમે શોધી શકો છો કે બીજી કઈ ધાતુમાં સક્રિય છે. આ શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજન છે, જે ધાતુ નથી. તેના દૃશ્યમાન ગુણધર્મોને શૂન્યના પ્રકાર તરીકે સરખામણી માટે લેવામાં આવે છે.

ઘટાડતા એજન્ટોના ગુણધર્મો ધરાવતા, ધાતુઓ વિવિધ ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, મુખ્યત્વે બિન-ધાતુઓ સાથે. ધાતુઓ સામાન્ય સ્થિતિમાં ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અથવા જ્યારે ઓક્સાઇડ બનાવવા માટે ગરમ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે:

2Mg0 + O02 = 2Mg+2O-2

આ પ્રતિક્રિયામાં, મેગ્નેશિયમના અણુઓ ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે અને ઓક્સિજન પરમાણુમાં ઘટાડો થાય છે. શ્રેણીના અંતે ઉમદા ધાતુઓ ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. હેલોજન સાથેની પ્રતિક્રિયાઓ સક્રિયપણે થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ક્લોરિનમાં તાંબાનું દહન:

Cu0 + Cl02 = Cu+2Cl-2

સલ્ફર સાથેની પ્રતિક્રિયાઓ મોટેભાગે ગરમ થાય ત્યારે થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે:

Fe0 + S0 = Fe+2S-2

Mg માં ધાતુઓની પ્રવૃત્તિ શ્રેણીમાં સક્રિય ધાતુઓ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને આલ્કલીસ અને હાઇડ્રોજન બનાવે છે:

2Na0 + 2H+2O → 2Na+OH + H02

Al થી H2 સુધીની મધ્યમ ગતિશીલ ધાતુઓ વધુ ગંભીર પરિસ્થિતિઓમાં પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે અને ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોજન બનાવે છે:

Pb0 + H+2O ધાતુઓના રાસાયણિક ગુણધર્મો: ઓક્સિજન Pb+2O + H02 સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા.

દ્રાવણમાં એસિડ અને ક્ષાર સાથે પ્રતિક્રિયા કરવાની ધાતુની ક્ષમતા ધાતુઓની વિસ્થાપન શ્રેણીમાં તેની સ્થિતિ પર પણ આધાર રાખે છે. હાઇડ્રોજનની ડાબી બાજુની ધાતુઓની વિસ્થાપન પંક્તિમાં ધાતુઓ સામાન્ય રીતે પાતળું એસિડમાંથી હાઇડ્રોજનને વિસ્થાપિત કરે છે (ઘટાડે છે), જ્યારે હાઇડ્રોજનની જમણી બાજુએ સ્થિત ધાતુઓ તેને વિસ્થાપિત કરતી નથી. આમ, ઝીંક અને મેગ્નેશિયમ એસિડ સોલ્યુશન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, હાઇડ્રોજન મુક્ત કરે છે અને ક્ષાર બનાવે છે, પરંતુ તાંબુ પ્રતિક્રિયા આપતું નથી.

Mg0 + 2H+Cl → Mg+2Cl2 + H02

Zn0 + H+2SO4 → Zn+2SO4 + H02.

આ પ્રતિક્રિયાઓમાં ધાતુના અણુઓ ઘટાડતા એજન્ટો છે, અને હાઇડ્રોજન આયનો ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો છે.

ધાતુઓ જલીય દ્રાવણમાં ક્ષાર સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. સક્રિય ધાતુઓ ક્ષારની રચનામાંથી ઓછી સક્રિય ધાતુઓને વિસ્થાપિત કરે છે. આ ધાતુઓની પ્રવૃત્તિ શ્રેણી દ્વારા નક્કી કરી શકાય છે. પ્રતિક્રિયા ઉત્પાદનો એક નવું મીઠું અને નવી ધાતુ છે. તેથી, જો લોખંડની પ્લેટને કોપર (II) સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ડૂબવામાં આવે છે, તો થોડા સમય પછી તેના પર લાલ કોટિંગના રૂપમાં તાંબુ બહાર આવશે:

Fe0 + Cu+2SO4 → Fe+2SO4 + Cu0.

પરંતુ જો ચાંદીની પ્લેટ કોપર (II) સલ્ફેટના દ્રાવણમાં ડૂબી જાય, તો પછી કોઈ પ્રતિક્રિયા થશે નહીં:

Ag + CuSO4 ≠ .

આવી પ્રતિક્રિયાઓ કરવા માટે, તમે એવી ધાતુઓનો ઉપયોગ કરી શકતા નથી જે ખૂબ સક્રિય હોય (લિથિયમથી સોડિયમ સુધી) જે પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે.

તેથી, ધાતુઓ બિન-ધાતુઓ, પાણી, એસિડ અને ક્ષાર સાથે પ્રતિક્રિયા કરવા સક્ષમ છે. આ બધા કિસ્સાઓમાં, ધાતુઓ ઓક્સિડાઇઝ્ડ છે અને ઘટાડનાર એજન્ટો છે. ધાતુઓ સાથે સંકળાયેલી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓના અભ્યાસક્રમની આગાહી કરવા માટે, ધાતુઓની વિસ્થાપન શ્રેણીનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ.

સરળ પદાર્થોની લાક્ષણિક રાસાયણિક ગુણધર્મો - ધાતુઓ

મોટાભાગના રાસાયણિક તત્વોને ધાતુ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે - 114 જાણીતા તત્વોમાંથી 92. ધાતુઓ- આ એવા રાસાયણિક તત્વો છે કે જેના પરમાણુ બાહ્ય (અને કેટલાક બાહ્ય) ઇલેક્ટ્રોન સ્તરમાંથી ઇલેક્ટ્રોન છોડે છે, હકારાત્મક આયનોમાં ફેરવાય છે. મેટલ અણુઓની આ મિલકત દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે કે તેમની પાસે પ્રમાણમાં મોટી ત્રિજ્યા અને ઓછી સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન છે(મોટે ભાગે 1 થી 3 બાહ્ય સ્તર પર). એકમાત્ર અપવાદો 6 ધાતુઓ છે: બાહ્ય સ્તર પર જર્મેનિયમ, ટીન અને લીડ પરમાણુમાં 4 ઇલેક્ટ્રોન, એન્ટિમોની અને બિસ્મથ પરમાણુ હોય છે - 5, પોલોનિયમ પરમાણુ - 6. ધાતુના અણુઓ માટે નાના ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી મૂલ્યો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે(0.7 થી 1.9 સુધી) અને ફક્ત પુનઃસ્થાપન ગુણધર્મો, એટલે કે ઇલેક્ટ્રોન દાન કરવાની ક્ષમતા. D.I. મેન્ડેલીવના રાસાયણિક તત્વોના સામયિક કોષ્ટકમાં, ધાતુઓ બોરોન નીચે સ્થિત છે - એસ્ટાટાઇન કર્ણ, તેમજ તેની ઉપર, ગૌણ પેટાજૂથોમાં. પીરિયડ્સ અને મુખ્ય પેટાજૂથોમાં, ધાતુમાં થતા ફેરફારો અને તેથી તત્વોના અણુઓના ઘટાડાના ગુણધર્મોમાં જાણીતા દાખલાઓ છે.

બોરોન-એસ્ટાટાઇન કર્ણની નજીક સ્થિત રાસાયણિક તત્વો (Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb, વગેરે) દ્વિ ગુણધર્મો ધરાવે છે: તેમના કેટલાક સંયોજનોમાં તેઓ ધાતુઓની જેમ વર્તે છે, અન્યમાં તેઓ બિન-ધાતુઓના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. ગૌણ પેટાજૂથોમાં, ધાતુઓના ઘટાડતા ગુણધર્મો મોટાભાગે વધતા અણુ સંખ્યા સાથે ઘટે છે.

તમને જાણીતા ગૌણ પેટાજૂથના જૂથ I ની ધાતુઓની પ્રવૃત્તિની તુલના કરો: Cu, Ag, Au; ગૌણ પેટાજૂથનું જૂથ II: Zn, Cd, Hg - અને તમે તમારા માટે જોશો. આ હકીકત દ્વારા સમજાવી શકાય છે કે આ ધાતુઓના અણુઓમાં વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન અને ન્યુક્લિયસ વચ્ચેના બોન્ડની મજબૂતાઈ મોટાભાગે પરમાણુ ચાર્જની તીવ્રતાથી પ્રભાવિત છે, અને અણુની ત્રિજ્યા દ્વારા નહીં. પરમાણુ ચાર્જ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે, અને ન્યુક્લિયસ તરફ ઇલેક્ટ્રોનનું આકર્ષણ વધે છે. આ કિસ્સામાં, જો કે અણુ ત્રિજ્યા વધે છે, તે મુખ્ય પેટાજૂથોની ધાતુઓ જેટલું નોંધપાત્ર નથી.

રાસાયણિક તત્વો દ્વારા રચાયેલા સરળ પદાર્થો - ધાતુઓ અને જટિલ ધાતુ ધરાવતા પદાર્થો પૃથ્વીના ખનિજ અને કાર્બનિક "જીવન" માં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. તે યાદ રાખવું પૂરતું છે કે ધાતુના તત્વોના અણુઓ (આયન) એ સંયોજનોનો અભિન્ન ભાગ છે જે મનુષ્ય અને પ્રાણીઓના શરીરમાં ચયાપચય નક્કી કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, માનવ રક્તમાં 76 તત્વો મળી આવ્યા હતા, અને તેમાંથી માત્ર 14 ધાતુઓ નથી.

માનવ શરીરમાં, કેટલાક ધાતુ તત્વો (કેલ્શિયમ, પોટેશિયમ, સોડિયમ, મેગ્નેશિયમ) મોટી માત્રામાં હાજર છે, એટલે કે તે મેક્રો તત્વો છે. અને ક્રોમિયમ, મેંગેનીઝ, આયર્ન, કોબાલ્ટ, કોપર, જસત, મોલીબડેનમ જેવી ધાતુઓ ઓછી માત્રામાં હાજર છે, એટલે કે આ ટ્રેસ તત્વો છે. જો કોઈ વ્યક્તિનું વજન 70 કિલો છે, તો તેના શરીરમાં (ગ્રામમાં): કેલ્શિયમ - 1700, પોટેશિયમ - 250, સોડિયમ - 70, મેગ્નેશિયમ - 42, આયર્ન - 5, જસત - 3. તમામ ધાતુઓ અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે, સ્વાસ્થ્ય સમસ્યાઓ ઊભી થાય છે અને તેમની ઉણપ સાથે, અને તેમની અધિકતા સાથે.

ઉદાહરણ તરીકે, સોડિયમ આયનો શરીરમાં પાણીની સામગ્રી અને ચેતા આવેગના પ્રસારણને નિયંત્રિત કરે છે. તેની ઉણપથી માથાનો દુઃખાવો, નબળાઈ, યાદશક્તિ નબળી પડી જાય છે, ભૂખ ઓછી લાગે છે અને તેની વધુ પડતી બ્લડ પ્રેશર, હાયપરટેન્શન અને હૃદયરોગમાં વધારો થાય છે.

સરળ પદાર્થો - ધાતુઓ

સંસ્કૃતિનો ઉદભવ (કાંસ્ય યુગ, આયર્ન યુગ) ધાતુઓ (સરળ પદાર્થો) અને એલોયના ઉત્પાદનના વિકાસ સાથે સંકળાયેલ છે. લગભગ 100 વર્ષ પહેલાં શરૂ થયેલી વૈજ્ઞાનિક અને તકનીકી ક્રાંતિ, ઉદ્યોગ અને સામાજિક ક્ષેત્ર બંનેને અસર કરતી, ધાતુના ઉત્પાદન સાથે પણ ગાઢ સંબંધ ધરાવે છે. ટંગસ્ટન, મોલિબ્ડેનમ, ટાઇટેનિયમ અને અન્ય ધાતુઓના આધારે, તેઓએ કાટ-પ્રતિરોધક, સુપર-હાર્ડ, પ્રત્યાવર્તન એલોય બનાવવાનું શરૂ કર્યું, જેનો ઉપયોગ મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગની ક્ષમતાઓને મોટા પ્રમાણમાં વિસ્તૃત કરે છે. પરમાણુ અને અવકાશ તકનીકમાં, ટંગસ્ટન અને રેનિયમ એલોયનો ઉપયોગ એવા ભાગો બનાવવા માટે થાય છે જે 3000 °C સુધીના તાપમાને કાર્ય કરે છે; દવામાં, ટેન્ટેલમ અને પ્લેટિનમ એલોયથી બનેલા સર્જિકલ સાધનો અને ટાઇટેનિયમ અને ઝિર્કોનિયમ ઓક્સાઇડ પર આધારિત અનન્ય સિરામિક્સનો ઉપયોગ થાય છે.

અને, અલબત્ત, આપણે ભૂલવું જોઈએ નહીં કે મોટાભાગના એલોય લાંબા સમયથી જાણીતા મેટલ આયર્નનો ઉપયોગ કરે છે, અને ઘણા પ્રકાશ એલોયનો આધાર પ્રમાણમાં "યુવાન" ધાતુઓ - એલ્યુમિનિયમ અને મેગ્નેશિયમથી બનેલો છે. સંયુક્ત સામગ્રી સુપરનોવા બની ગઈ છે, જેનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પોલિમર અથવા સિરામિક્સ, જે અંદર (લોખંડના સળિયા સાથેના કોંક્રિટની જેમ) ટંગસ્ટન, મોલિબડેનમ, સ્ટીલ અને અન્ય ધાતુઓ અને એલોયના ધાતુના તંતુઓથી મજબૂત બને છે - તે બધું લક્ષ્ય સેટ પર આધારિત છે, તેને પ્રાપ્ત કરવા માટે જરૂરી સામગ્રીના ગુણધર્મો. આકૃતિ સોડિયમ ધાતુની સ્ફટિક જાળીનો આકૃતિ દર્શાવે છે. તેમાં, દરેક સોડિયમ અણુ આઠ પડોશીઓથી ઘેરાયેલું છે. સોડિયમ અણુ, તમામ ધાતુઓની જેમ, ઘણા ખાલી વેલેન્સ ઓર્બિટલ્સ અને થોડા વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે. સોડિયમ અણુનું ઇલેક્ટ્રોનિક સૂત્ર: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 0 3d 0, જ્યાં 3s, 3p, 3d - વેલેન્સ ઓર્બિટલ્સ.

સોડિયમ અણુ 3sનું સિંગલ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન 1 નવ મુક્ત ભ્રમણકક્ષાઓમાંથી કોઈપણ પર કબજો કરી શકે છે - 3s (એક), 3p (ત્રણ) અને 3d (પાંચ), કારણ કે તેઓ ઊર્જા સ્તરમાં બહુ ભિન્ન નથી. જ્યારે અણુઓ એકબીજાની નજીક આવે છે, જ્યારે સ્ફટિક જાળી રચાય છે, ત્યારે પડોશી અણુઓની સંયોજક ઓર્બિટલ્સ ઓવરલેપ થાય છે, જેના કારણે ઇલેક્ટ્રોન એક ભ્રમણકક્ષાથી બીજી ભ્રમણકક્ષામાં મુક્તપણે ફરે છે, મેટલ ક્રિસ્ટલના તમામ અણુઓ વચ્ચે બંધન સ્થાપિત કરે છે. આવા રાસાયણિક બંધનને ધાતુ કહેવાય છે.

મેટાલિક બોન્ડ એવા તત્વો દ્વારા રચાય છે કે જેમના બાહ્ય સ્તરના અણુઓમાં ઊર્જાસભર રીતે નજીક હોય તેવી મોટી સંખ્યામાં બાહ્ય ભ્રમણકક્ષાની સરખામણીમાં ઓછા વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. તેમના સંયોજક ઇલેક્ટ્રોન અણુમાં નબળા રીતે રાખવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોન કે જે સંચારનું સંચાલન કરે છે તે સામાજિક બને છે અને સામાન્ય રીતે તટસ્થ ધાતુની સ્ફટિક જાળીમાં ફરે છે. મેટાલિક બોન્ડ સાથેના પદાર્થોને મેટાલિક ક્રિસ્ટલ જાળી દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે યોજનાકીય રીતે દર્શાવવામાં આવે છે. સ્ફટિક જાળીના સ્થળો પર સ્થિત કેશન્સ અને ધાતુના અણુઓ તેની સ્થિરતા અને શક્તિ પ્રદાન કરે છે (સામાજિક ઇલેક્ટ્રોનને નાના કાળા દડા તરીકે દર્શાવવામાં આવ્યા છે).

મેટલ કનેક્શન- આ સ્ફટિક જાળીના ગાંઠો પર સ્થિત ધાતુના અણુઓ વચ્ચે ધાતુઓ અને એલોયમાં એક બોન્ડ છે, જે વહેંચાયેલ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. કેટલીક ધાતુઓ બે અથવા વધુ સ્ફટિકીય સ્વરૂપોમાં સ્ફટિકીકરણ કરે છે. પદાર્થોની આ મિલકત - ઘણા સ્ફટિકીય ફેરફારોમાં અસ્તિત્વમાં છે - તેને પોલીમોર્ફિઝમ કહેવામાં આવે છે. સરળ પદાર્થોના બહુરૂપતાને એલોટ્રોપી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, આયર્નમાં ચાર સ્ફટિકીય ફેરફારો છે, જેમાંથી દરેક ચોક્કસ તાપમાન શ્રેણીમાં સ્થિર છે:

α - 768 °C સુધી સ્થિર, ફેરોમેગ્નેટિક;

β - 768 થી 910 °C સુધી સ્થિર, બિન-ફેરોમેગ્નેટિક, એટલે કે પેરામેગ્નેટિક;

γ - 910 થી 1390 °C સુધી સ્થિર, બિન-ફેરોમેગ્નેટિક, એટલે કે પેરામેગ્નેટિક;

δ - 1390 થી 1539 °C (£° pl આયર્ન), નોન-ફેરોમેગ્નેટિક સુધી સ્થિર.

ટીનમાં બે સ્ફટિકીય ફેરફારો છે:

α - 13.2 °C (p = 5.75 g/cm3) થી નીચે સ્થિર. આ ગ્રે ટીન છે. તેમાં હીરા-પ્રકારની સ્ફટિક જાળી (પરમાણુ) છે;

β - 13.2 °C (p = 6.55 g/cm3) ઉપર સ્થિર. આ સફેદ ટીન છે.

સફેદ ટીન એ ચાંદી-સફેદ, ખૂબ જ નરમ ધાતુ છે. જ્યારે 13.2 °C થી નીચે ઠંડુ થાય છે, ત્યારે તે ગ્રે પાવડરમાં ક્ષીણ થઈ જાય છે, કારણ કે સંક્રમણ દરમિયાન તેનું ચોક્કસ પ્રમાણ નોંધપાત્ર રીતે વધે છે. આ ઘટનાને "ટીન પ્લેગ" કહેવામાં આવતું હતું.

અલબત્ત, એક ખાસ પ્રકારના રાસાયણિક બંધન અને ધાતુઓની સ્ફટિક જાળીના પ્રકારે તેમના ભૌતિક ગુણધર્મો નક્કી કરવા અને સમજાવવા જોઈએ. તેઓ શું છે? આ ધાતુની ચમક, નમ્રતા, ઉચ્ચ વિદ્યુત અને થર્મલ વાહકતા, વધતા તાપમાન સાથે વિદ્યુત પ્રતિકારમાં વધારો, તેમજ ઘનતા, ઉચ્ચ ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ, કઠિનતા અને ચુંબકીય ગુણધર્મો જેવા નોંધપાત્ર ગુણધર્મો છે. ધાતુની સ્ફટિક જાળીવાળા સ્ફટિક પર યાંત્રિક અસર એકબીજાની તુલનામાં આયન-અણુના સ્તરોના વિસ્થાપનનું કારણ બને છે (ફિગ. 17), અને ઇલેક્ટ્રોન સમગ્ર સ્ફટિકમાં ફરતા હોવાથી, બોન્ડ તૂટી પડતું નથી, તેથી ધાતુઓ વધુ લાક્ષણિકતા ધરાવે છે. પ્લાસ્ટિસિટી સહસંયોજક બોન્ડ્સ (એટમિક ક્રિસ્ટલ જાળી) સાથેના ઘન પર સમાન અસર સહસંયોજક બોન્ડના તૂટવા તરફ દોરી જાય છે. આયનીય જાળીમાં બોન્ડ તોડવાથી સમાન ચાર્જ થયેલા આયનોના પરસ્પર વિકાર તરફ દોરી જાય છે. તેથી, અણુ અને આયનીય ક્રિસ્ટલ જાળીવાળા પદાર્થો નાજુક હોય છે. સૌથી વધુ નમ્ર ધાતુઓ છે Au, Ag, Sn, Pb, Zn. તેઓ સરળતાથી વાયરમાં દોરવામાં આવે છે, તેને બનાવટી, દબાવી અથવા શીટ્સમાં ફેરવી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 0.003 મીમીની જાડાઈ સાથે સોનાનો વરખ સોનામાંથી બનાવી શકાય છે, અને આ ધાતુના 0.5 ગ્રામમાંથી 1 કિમી લાંબો દોરો બનાવી શકાય છે. પારો પણ, જે ઓરડાના તાપમાને પ્રવાહી હોય છે, તે સીસાની જેમ નીચા તાપમાને તેની નક્કર અવસ્થામાં નિંદનીય બને છે. માત્ર Bi અને Mn પાસે પ્લાસ્ટિસિટી નથી; તેઓ બરડ છે.

શા માટે ધાતુઓમાં લાક્ષણિક ચમક હોય છે અને તે અપારદર્શક પણ હોય છે?

આંતર-પરમાણુ જગ્યા ભરતા ઇલેક્ટ્રોન પ્રકાશ કિરણોને પ્રતિબિંબિત કરે છે (તેને કાચની જેમ પ્રસારિત કરવાને બદલે), અને મોટાભાગની ધાતુઓ સ્પેક્ટ્રમના દૃશ્યમાન ભાગના તમામ કિરણોને સમાન રીતે વિખેરી નાખે છે. તેથી તેઓ ચાંદીના સફેદ અથવા રાખોડી રંગના હોય છે. સ્ટ્રોન્ટિયમ, સોનું અને તાંબુ ટૂંકી તરંગલંબાઇ (વાયોલેટની નજીક)ને વધુ પ્રમાણમાં શોષી લે છે અને પ્રકાશ સ્પેક્ટ્રમની લાંબી તરંગલંબાઇને પ્રતિબિંબિત કરે છે, અને તેથી તેમાં હળવા પીળા, પીળા અને "તાંબા" રંગો હોય છે. જોકે વ્યવહારમાં, ધાતુ હંમેશા અમને "પ્રકાશ શરીર" જેવું લાગતું નથી. પ્રથમ, તેની સપાટી ઓક્સિડાઇઝ કરી શકે છે અને તેની ચમક ગુમાવી શકે છે. તેથી, મૂળ તાંબુ લીલા રંગના પથ્થર જેવું લાગે છે. અને બીજું, શુદ્ધ ધાતુ પણ ચમકતી નથી. ચાંદી અને સોનાની ખૂબ જ પાતળી શીટ્સ સંપૂર્ણપણે અણધારી દેખાવ ધરાવે છે - તેમાં વાદળી-લીલો રંગ હોય છે. અને ઝીણા ધાતુના પાવડર ઘેરા રાખોડી, કાળા પણ દેખાય છે. ચાંદી, એલ્યુમિનિયમ અને પેલેડિયમ સૌથી વધુ પરાવર્તકતા ધરાવે છે. તેઓ સ્પોટલાઇટ્સ સહિત અરીસાના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગમાં લેવાય છે.

શા માટે ધાતુઓમાં ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતા હોય છે અને ગરમીનું સંચાલન કરે છે?

ધાતુમાં અસ્તવ્યસ્ત રીતે ફરતા ઇલેક્ટ્રોન, લાગુ વિદ્યુત વોલ્ટેજના પ્રભાવ હેઠળ, દિશાત્મક ચળવળ પ્રાપ્ત કરે છે, એટલે કે, તેઓ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું સંચાલન કરે છે. જેમ જેમ ધાતુનું તાપમાન વધે છે તેમ, સ્ફટિક જાળીના ગાંઠો પર સ્થિત અણુઓ અને આયનોના કંપન કંપનવિસ્તારમાં વધારો થાય છે. આનાથી ઈલેક્ટ્રોનને ખસેડવાનું મુશ્કેલ બને છે અને મેટલની વિદ્યુત વાહકતા ઘટી જાય છે. નીચા તાપમાને, ઓસીલેટરી ગતિ, તેનાથી વિપરીત, મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડો થાય છે અને ધાતુઓની વિદ્યુત વાહકતા તીવ્રપણે વધે છે. નિરપેક્ષ શૂન્યની નજીક, ધાતુઓમાં વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈ પ્રતિકાર હોતો નથી;

એ નોંધવું જોઇએ કે બિન-ધાતુઓ કે જેમાં વિદ્યુત વાહકતા હોય છે (ઉદાહરણ તરીકે, ગ્રેફાઇટ), નીચા તાપમાને, તેનાથી વિપરીત, મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની અછતને કારણે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનું સંચાલન કરતા નથી. અને માત્ર વધતા તાપમાન અને કેટલાક સહસંયોજક બોન્ડના વિનાશ સાથે તેમની વિદ્યુત વાહકતા વધવા લાગે છે. ચાંદી, તાંબુ, તેમજ સોના અને એલ્યુમિનિયમમાં સૌથી વધુ વિદ્યુત વાહકતા છે, મેંગેનીઝ, સીસું અને પારો સૌથી નીચો છે.

મોટેભાગે, ધાતુઓની થર્મલ વાહકતા વિદ્યુત વાહકતા જેવી જ પેટર્ન સાથે બદલાય છે. તે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની ઉચ્ચ ગતિશીલતાને કારણે છે, જે, વાઇબ્રેટિંગ આયનો અને અણુઓ સાથે અથડાઈને, તેમની સાથે ઊર્જાનું વિનિમય કરે છે. ધાતુના સમગ્ર ટુકડામાં તાપમાન સમાન છે.

ધાતુઓની યાંત્રિક શક્તિ, ઘનતા, ગલનબિંદુ ખૂબ જ અલગ છે. તદુપરાંત, આયન-અણુઓને જોડતા ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં વધારો અને સ્ફટિકોમાં આંતર-પરમાણુ અંતરમાં ઘટાડો સાથે, આ ગુણધર્મોના સૂચકાંકો વધે છે.

તેથી, આલ્કલી ધાતુઓ(Li, K, Na, Rb, Cs), જેના પરમાણુ હોય છે એક વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન, નરમ (છરી વડે કાપી), ઓછી ઘનતા સાથે (લિથિયમ એ p = 0.53 g/cm 3 સાથે સૌથી હળવી ધાતુ છે) અને નીચા તાપમાને પીગળે છે (ઉદાહરણ તરીકે, સીઝિયમનું ગલનબિંદુ 29 ° સે છે). એકમાત્ર ધાતુ જે સામાન્ય સ્થિતિમાં પ્રવાહી હોય છે તે પારો છે, જેનું ગલનબિંદુ -38.9 °C છે. કેલ્શિયમ, જે તેના પરમાણુના બાહ્ય ઉર્જા સ્તરમાં બે ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે, તે વધુ કઠણ છે અને ઊંચા તાપમાને (842 °C) પીગળી જાય છે. તેનાથી પણ વધુ ટકાઉ એ સ્કેન્ડિયમ આયનો દ્વારા રચાયેલી સ્ફટિક જાળી છે, જેમાં ત્રણ વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. પરંતુ સૌથી મજબૂત સ્ફટિક જાળી, ઉચ્ચ ઘનતા અને ગલન તાપમાન ગૌણ પેટાજૂથો V, VI, VII, VIII ની ધાતુઓમાં જોવા મળે છે. આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે બાજુના પેટાજૂથોની ધાતુઓ, જેમાં ડી-સબલેવલ પર અજોડ સંયોજક ઇલેક્ટ્રોન હોય છે, તે અણુઓ વચ્ચે ખૂબ જ મજબૂત સહસંયોજક બોન્ડની રચના દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે, ધાતુ ઉપરાંત, બાહ્યના ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા હાથ ધરવામાં આવે છે. એસ-ઓર્બિટલ્સમાંથી સ્તર.

સૌથી ભારે ધાતુ- આ p = 22.5 g/cm 3 સાથે ઓસ્મિયમ (Os) છે (સુપર-હાર્ડ અને વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક એલોયનો એક ઘટક), સૌથી પ્રત્યાવર્તન ધાતુ ટંગસ્ટન W છે જે t = 3420 ° C (અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા બનાવવા માટે વપરાય છે) ફિલામેન્ટ્સ), સૌથી સખત ધાતુ છે - આ Cr ક્રોમ (સ્ક્રેચ ગ્લાસ) છે. તે સામગ્રીનો ભાગ છે જેમાંથી મેટલ-કટીંગ ટૂલ્સ, ભારે મશીનોના બ્રેક પેડ વગેરે ધાતુઓ ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે વિવિધ રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. આયર્ન, કોબાલ્ટ, નિકલ અને ગેડોલીનિયમ જેવી ધાતુઓ તેમની અત્યંત ચુંબકીય ક્ષમતા માટે અલગ છે. તેમને ફેરોમેગ્નેટ કહેવામાં આવે છે. મોટાભાગની ધાતુઓ (આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ અને સંક્રમણ ધાતુઓનો નોંધપાત્ર ભાગ) નબળી રીતે ચુંબકીય હોય છે અને આ સ્થિતિને ચુંબકીય ક્ષેત્રની બહાર જાળવી રાખતી નથી - તે પેરામેગ્નેટિક છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર દ્વારા બહાર ધકેલાયેલી ધાતુઓ ડાયમેગ્નેટિક છે (તાંબુ, ચાંદી, સોનું, બિસ્મથ).

ધાતુઓની ઇલેક્ટ્રોનિક રચનાને ધ્યાનમાં લેતી વખતે, અમે ધાતુઓને મુખ્ય પેટાજૂથો (s- અને p- તત્વો) ની ધાતુઓ અને ગૌણ પેટાજૂથોની ધાતુઓ (સંક્રમણ d- અને f- તત્વો) માં વિભાજિત કરીએ છીએ.

તકનીકીમાં, વિવિધ ભૌતિક ગુણધર્મો અનુસાર ધાતુઓનું વર્ગીકરણ કરવાનો રિવાજ છે:

1. ઘનતા - પ્રકાશ (p< 5 г/см 3) и тяжелые (все остальные).

2. ગલનબિંદુ - નીચા-ગલન અને પ્રત્યાવર્તન.

તેમના રાસાયણિક ગુણધર્મો પર આધારિત ધાતુઓનું વર્ગીકરણ છે. ઓછી રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ ધરાવતી ધાતુઓ કહેવામાં આવે છે ઉમદા(ચાંદી, સોનું, પ્લેટિનમ અને તેના એનાલોગ - ઓસ્મિયમ, ઇરિડિયમ, રૂથેનિયમ, પેલેડિયમ, રોડિયમ). રાસાયણિક ગુણધર્મોની સમાનતાના આધારે, તેઓ તફાવત કરે છે આલ્કલાઇન(જૂથ I ના મુખ્ય પેટાજૂથની ધાતુઓ), આલ્કલાઇન પૃથ્વી(કેલ્શિયમ, સ્ટ્રોન્ટીયમ, બેરિયમ, રેડિયમ), તેમજ દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓ(સ્કેન્ડિયમ, યટ્રીયમ, લેન્થેનમ અને લેન્થેનાઇડ્સ, એક્ટિનિયમ અને એક્ટિનાઇડ્સ).

ધાતુઓના સામાન્ય રાસાયણિક ગુણધર્મો

મેટલ અણુ પ્રમાણમાં સરળ છે વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન દાન કરોઅને સકારાત્મક ચાર્જ આયનોમાં ફેરવાય છે, એટલે કે, તેઓ ઓક્સિડાઇઝ્ડ છે. આ અણુઓ અને સરળ પદાર્થો - ધાતુઓ બંનેની મુખ્ય સામાન્ય મિલકત છે. રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓમાં ધાતુઓ હંમેશા ઘટાડતી એજન્ટો હોય છે. સરળ પદાર્થોના અણુઓની ઘટાડવાની ક્ષમતા - એક સમયગાળાના રાસાયણિક તત્વો અથવા D. I. મેન્ડેલીવના સામયિક કોષ્ટકના એક મુખ્ય પેટાજૂથ દ્વારા રચાયેલી ધાતુઓ કુદરતી રીતે બદલાય છે.

જલીય દ્રાવણમાં થતી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ધાતુની ઘટાડાની પ્રવૃત્તિ ધાતુઓની ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં તેની સ્થિતિ દ્વારા પ્રતિબિંબિત થાય છે.

વોલ્ટેજની આ શ્રેણીના આધારે, પ્રમાણભૂત પરિસ્થિતિઓ (t = 25 °C, p = 1 atm) હેઠળ જલીય દ્રાવણમાં થતી પ્રતિક્રિયાઓમાં ધાતુઓની રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ વિશે નીચેના મહત્વપૂર્ણ તારણો દોરવામાં આવી શકે છે.

· આ હરોળમાં ધાતુ જેટલી ડાબી બાજુએ છે, તેટલું વધુ શક્તિશાળી ઘટાડનાર એજન્ટ છે.

· દરેક ધાતુ દ્રાવણમાં રહેલા ક્ષારમાંથી વિસ્થાપિત (ઘટાડવા) માટે સક્ષમ છે તે ધાતુઓ જે તેના પછી તાણની શ્રેણીમાં (જમણી બાજુએ) સ્થિત છે.

· હાઇડ્રોજનની ડાબી બાજુએ વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં સ્થિત ધાતુઓ તેને દ્રાવણમાં એસિડથી વિસ્થાપિત કરવામાં સક્ષમ છે.

· ધાતુઓ કે જે સૌથી મજબૂત ઘટાડનાર એજન્ટો છે (આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી) તે કોઈપણ જલીય દ્રાવણમાં મુખ્યત્વે પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે.

ધાતુની ઘટાડાની પ્રવૃત્તિ, જે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણીમાંથી નક્કી થાય છે, તે હંમેશા સામયિક કોષ્ટકમાં તેની સ્થિતિને અનુરૂપ હોતી નથી.

આ એ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવ્યું છે કે તાણની શ્રેણીમાં ધાતુની સ્થિતિ નક્કી કરતી વખતે, વ્યક્તિગત અણુઓમાંથી ઇલેક્ટ્રોન એબ્સ્ટ્રેક્શનની ઊર્જા જ ધ્યાનમાં લેવામાં આવતી નથી, પણ સ્ફટિક જાળીના વિનાશ પર ખર્ચવામાં આવતી ઊર્જા પણ ધ્યાનમાં લેવામાં આવે છે. આયનોના હાઇડ્રેશન દરમિયાન મુક્ત થતી ઊર્જા તરીકે. ઉદાહરણ તરીકે, લિથિયમ સોડિયમ કરતાં જલીય દ્રાવણમાં વધુ સક્રિય છે (જોકે સામયિક પ્રણાલીમાં સ્થિતિ દ્વારા Na વધુ સક્રિય ધાતુ છે). હકીકત એ છે કે Li + આયનોની હાઇડ્રેશન ઊર્જા Na + ની હાઇડ્રેશન ઊર્જા કરતાં ઘણી વધારે છે, તેથી પ્રથમ પ્રક્રિયા ઊર્જાસભર રીતે વધુ અનુકૂળ છે. ધાતુઓના ઘટાડાના ગુણધર્મોને દર્શાવતી સામાન્ય જોગવાઈઓની તપાસ કર્યા પછી, ચાલો ચોક્કસ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ તરફ આગળ વધીએ.

· બિન-ધાતુઓ સાથે ધાતુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયામોટાભાગની ધાતુઓ ઓક્સિજન સાથે ઓક્સાઇડ બનાવે છે

- મૂળભૂત અને એમ્ફોટેરિક. એસિડિક સંક્રમણ મેટલ ઓક્સાઇડ, જેમ કે ક્રોમિયમ (VI) ઓક્સાઇડ CrOg અથવા મેંગેનીઝ (VII) ઓક્સાઇડ Mn 2 O 7, ઓક્સિજન સાથે ધાતુના સીધા ઓક્સિડેશન દ્વારા રચાતા નથી. તેઓ પરોક્ષ રીતે પ્રાપ્ત થાય છે.આલ્કલી ધાતુઓ Na, K હવામાં ઓક્સિજન સાથે સક્રિય રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે

, પેરોક્સાઇડ બનાવે છે:

સોડિયમ ઓક્સાઇડ અનુરૂપ ધાતુઓ સાથે પેરોક્સાઇડને કેલ્સિન કરીને પરોક્ષ રીતે મેળવવામાં આવે છે:

લિથિયમ અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ વાતાવરણીય ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, મૂળભૂત ઓક્સાઇડ બનાવે છે:

· અન્ય ધાતુઓ, સોના અને પ્લેટિનમ ધાતુઓ સિવાય, જે વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા બિલકુલ ઓક્સિડાઇઝ્ડ નથી, તેની સાથે ઓછી સક્રિય રીતે અથવા જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે:હેલોજન સાથે, ધાતુઓ હાઇડ્રોહેલિક એસિડના ક્ષાર બનાવે છે

· , ઉદાહરણ તરીકે:સૌથી વધુ સક્રિય ધાતુઓ હાઇડ્રોજન સાથે હાઇડ્રાઇડ્સ બનાવે છે

- આયનીય મીઠા જેવા પદાર્થો જેમાં હાઇડ્રોજનની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ -1 હોય છે, ઉદાહરણ તરીકે:

ઘણી સંક્રમણ ધાતુઓ હાઇડ્રોજન સાથે વિશિષ્ટ પ્રકારના હાઇડ્રાઇડ્સ બનાવે છે - એવું છે કે હાઇડ્રોજન અણુઓ અને આયનો વચ્ચેના ધાતુઓની સ્ફટિક જાળીમાં ઓગળી જાય છે અથવા દાખલ થાય છે, જ્યારે ધાતુ તેનો દેખાવ જાળવી રાખે છે, પરંતુ વોલ્યુમમાં વધારો કરે છે. શોષાયેલ હાઇડ્રોજન ધાતુમાં છે, દેખીતી રીતે અણુ સ્વરૂપમાં.

· મધ્યવર્તી મેટલ હાઇડ્રાઇડ્સ પણ છે.હેલોજન સાથે, ધાતુઓ હાઇડ્રોહેલિક એસિડના ક્ષાર બનાવે છે

· ગ્રે ધાતુઓ ક્ષાર બનાવે છે - સલ્ફાઇડ્સધાતુઓ નાઇટ્રોજન સાથે કંઈક વધુ મુશ્કેલ રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે

, કારણ કે નાઇટ્રોજન પરમાણુ N2 માં રાસાયણિક બંધન ખૂબ જ મજબૂત છે; આ કિસ્સામાં, નાઇટ્રાઇડ્સ રચાય છે. સામાન્ય તાપમાને, માત્ર લિથિયમ નાઇટ્રોજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

· પાણી સાથે. સામાન્ય સ્થિતિમાં, આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ પાણીમાંથી હાઇડ્રોજનને વિસ્થાપિત કરે છે અને દ્રાવ્ય પાયા બનાવે છે - આલ્કલીસ, ઉદાહરણ તરીકે:

અન્ય ધાતુઓ જે હાઇડ્રોજન પહેલા વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં હોય છે, તે પણ અમુક પરિસ્થિતિઓમાં, હાઇડ્રોજનને પાણીમાંથી વિસ્થાપિત કરી શકે છે. પરંતુ એલ્યુમિનિયમ પાણી સાથે હિંસક પ્રતિક્રિયા આપે છે જો તેની સપાટી પરથી ઓક્સાઇડ ફિલ્મ દૂર કરવામાં આવે:

મેગ્નેશિયમ જ્યારે ઉકાળવામાં આવે ત્યારે જ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે, અને હાઇડ્રોજન પણ મુક્ત થાય છે:

જો બર્નિંગ મેગ્નેશિયમ પાણીમાં ઉમેરવામાં આવે છે, તો કમ્બશન ચાલુ રહે છે કારણ કે પ્રતિક્રિયા થાય છે:

જ્યારે તે ગરમ હોય ત્યારે જ આયર્ન પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

· દ્રાવણમાં એસિડ સાથે (HCl, H 2 SO 4 ), સીએચ 3 COOH અને અન્ય, HNO સિવાય 3 ) ધાતુઓ કે જે હાઇડ્રોજન સુધીની વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં હોય છે.આ મીઠું અને હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરે છે.

પરંતુ લીડ (અને કેટલીક અન્ય ધાતુઓ), વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં (હાઈડ્રોજનની ડાબી બાજુએ) તેની સ્થિતિ હોવા છતાં, પાતળું સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં લગભગ અદ્રાવ્ય છે, કારણ કે પરિણામી લીડ સલ્ફેટ PbSO 4 અદ્રાવ્ય છે અને તેની સપાટી પર રક્ષણાત્મક ફિલ્મ બનાવે છે. મેટલ

· દ્રાવણમાં ઓછી સક્રિય ધાતુઓના ક્ષાર સાથે. આ પ્રતિક્રિયાના પરિણામે, વધુ સક્રિય ધાતુનું મીઠું રચાય છે અને ઓછી સક્રિય ધાતુ મુક્ત સ્વરૂપમાં મુક્ત થાય છે.

તે યાદ રાખવું આવશ્યક છે કે પ્રતિક્રિયા એવા કિસ્સાઓમાં થાય છે જ્યાં પરિણામી મીઠું દ્રાવ્ય હોય છે. અન્ય ધાતુઓ દ્વારા તેમના સંયોજનોમાંથી ધાતુઓના વિસ્થાપનનો સૌપ્રથમ વિગતવાર અભ્યાસ ભૌતિક રસાયણશાસ્ત્રના ક્ષેત્રમાં એક મહાન રશિયન વૈજ્ઞાનિક એન.એન. બેકેટોવ દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો. તેમણે ધાતુઓને તેમની રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ અનુસાર "વિસ્થાપન શ્રેણી" માં ગોઠવી, જે ધાતુના તાણની શ્રેણીનો પ્રોટોટાઇપ બની.

· કાર્બનિક પદાર્થો સાથે. કાર્બનિક એસિડ સાથેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ખનિજ એસિડ સાથેની પ્રતિક્રિયાઓ જેવી જ છે. આલ્કલી ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે આલ્કોહોલ્સ નબળા એસિડિક ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરી શકે છે:

ફેનોલ સમાન રીતે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

ધાતુઓ હેલોઆલ્કેન સાથેની પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે, જેનો ઉપયોગ નીચલા સાયક્લોઆલ્કેન મેળવવા માટે અને સંશ્લેષણ માટે થાય છે જે દરમિયાન પરમાણુનું કાર્બન હાડપિંજર વધુ જટિલ બને છે (એ. વુર્ટ્ઝ પ્રતિક્રિયા):

· ધાતુઓ કે જેના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ એમ્ફોટેરિક છે તે દ્રાવણમાં આલ્કલી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે.ઉદાહરણ તરીકે:

· ધાતુઓ એકબીજા સાથે રાસાયણિક સંયોજનો બનાવી શકે છે, જેને સામૂહિક રીતે ઇન્ટરમેટાલિક સંયોજનો કહેવામાં આવે છે. તેઓ મોટાભાગે અણુઓની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ પ્રદર્શિત કરતા નથી, જે બિન-ધાતુઓ સાથેના ધાતુઓના સંયોજનોની લાક્ષણિકતા છે. ઉદાહરણ તરીકે:

Cu 3 Au, LaNi 5, Na 2 Sb, Ca 3 Sb 2, વગેરે.

આંતરમેટાલિક સંયોજનોમાં સામાન્ય રીતે સ્થિર રચના હોતી નથી; ગૌણ પેટાજૂથોની ધાતુઓ માટે આ સંયોજનોની રચના વધુ લાક્ષણિક છે.

D. I. મેન્ડેલીવ દ્વારા રાસાયણિક તત્વોના સામયિક કોષ્ટકના I-III જૂથોના મુખ્ય પેટાજૂથોની ધાતુઓ

સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓ

આ જૂથ I ના મુખ્ય પેટાજૂથની ધાતુઓ છે. બાહ્ય ઉર્જા સ્તર પરના તેમના અણુઓમાં દરેકમાં એક ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. આલ્કલી ધાતુઓ - મજબૂત ઘટાડતા એજન્ટો. તેમની ઘટતી શક્તિ અને રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ તત્વની અણુ સંખ્યા (એટલે ​​​​કે, સામયિક કોષ્ટકમાં ઉપરથી નીચે સુધી) વધવાની સાથે વધે છે. તે બધામાં ઇલેક્ટ્રોનિક વાહકતા છે. આલ્કલી ધાતુના અણુઓ વચ્ચેના બોન્ડની મજબૂતાઈ તત્વની અણુ સંખ્યા વધવા સાથે ઘટે છે. તેમના ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ પણ ઘટે છે. આલ્કલી ધાતુઓ ઘણા સરળ પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે - ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો. પાણી સાથેની પ્રતિક્રિયામાં તેઓ પાણીમાં દ્રાવ્ય પાયા (આલ્કલીસ) બનાવે છે. આલ્કલાઇન પૃથ્વી તત્વોજૂથ II ના મુખ્ય પેટાજૂથના તત્વો કહેવામાં આવે છે. આ તત્વોના અણુઓ બાહ્ય ઊર્જા સ્તર પર સમાવે છે દરેક બે ઇલેક્ટ્રોન. તેઓ છે સૌથી મજબૂત ઘટાડતા એજન્ટો,+2 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ છે. આ મુખ્ય પેટાજૂથમાં, ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોમાં ફેરફારની સામાન્ય પેટર્ન જોવા મળે છે, જે જૂથમાં ઉપરથી નીચે સુધીના અણુઓના કદમાં વધારો સાથે સંકળાયેલ છે, અને અણુઓ વચ્ચેનું રાસાયણિક બંધન પણ નબળું પડે છે. જેમ જેમ આયનનું કદ વધે છે તેમ, ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોક્સાઇડના એસિડિક ગુણધર્મો નબળા બને છે અને મૂળભૂત વધે છે.

જૂથ III ના મુખ્ય પેટાજૂથમાં બોરોન, એલ્યુમિનિયમ, ગેલિયમ, ઇન્ડિયમ અને થેલિયમ તત્વોનો સમાવેશ થાય છે. બધા તત્વો પી-તત્વો છે. બાહ્ય ઊર્જા સ્તરે તેમની પાસે છે ત્રણ(ઓ) 2 પી 1 ) ઇલેક્ટ્રોન, જે ગુણધર્મોની સમાનતા સમજાવે છે. ઓક્સિડેશન સ્થિતિ +3. જૂથની અંદર, જેમ જેમ ન્યુક્લિયર ચાર્જ વધે છે તેમ, ધાતુના ગુણધર્મો વધે છે. બોરોન એ બિન-ધાતુ તત્વ છે, જ્યારે એલ્યુમિનિયમ પહેલેથી જ ધાતુના ગુણધર્મો ધરાવે છે. બધા તત્વો ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોક્સાઇડ બનાવે છે.

મોટાભાગની ધાતુઓ સામયિક કોષ્ટકના પેટાજૂથોમાં જોવા મળે છે. મુખ્ય પેટાજૂથોના તત્વોથી વિપરીત, જ્યાં અણુ ભ્રમણકક્ષાનું બાહ્ય સ્તર ધીમે ધીમે ઈલેક્ટ્રોનથી ભરેલું હોય છે, ઉપાંતીય ઉર્જા સ્તરના ડી-ઓર્બિટલ્સ અને છેલ્લા એકના એસ-ઓર્બિટલ્સ ગૌણ પેટાજૂથોના તત્વોમાં ભરવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા જૂથ સંખ્યાને અનુરૂપ છે. સમાન સંખ્યામાં વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન ધરાવતા તત્વો સમાન સંખ્યા હેઠળ જૂથબદ્ધ કરવામાં આવે છે. બધા પેટાજૂથ તત્વો ધાતુઓ છે.

પેટાજૂથ ધાતુઓ દ્વારા રચાયેલા સરળ પદાર્થોમાં મજબૂત સ્ફટિક જાળી હોય છે જે ગરમી માટે પ્રતિરોધક હોય છે. આ ધાતુઓ અન્ય ધાતુઓમાં સૌથી મજબૂત અને સૌથી પ્રત્યાવર્તનશીલ છે. ડી-એલિમેન્ટ્સમાં, એમ્ફોટેરિક દ્વારા એમ્ફોટેરિક દ્વારા તેમની વેલેન્સીમાં વધારો સાથેનું સંક્રમણ સ્પષ્ટપણે દૃશ્યમાન છે.

આલ્કલી ધાતુઓ (Na, K)

બાહ્ય ઉર્જા સ્તરે, તત્વોના અલ્કલી ધાતુના અણુઓ ધરાવે છે દરેક એક ઇલેક્ટ્રોન, કોરથી એક મહાન અંતરે સ્થિત છે. તેઓ સરળતાથી આ ઈલેક્ટ્રોનને છોડી દે છે, તેથી તેઓ મજબૂત ઘટાડનાર એજન્ટ છે. બધા સંયોજનોમાં, આલ્કલી ધાતુઓ +1 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ દર્શાવે છે. Li થી Cs સુધીના અણુ ત્રિજ્યામાં વધારો સાથે તેમના ઘટાડાના ગુણધર્મો વધે છે. તે તમામ લાક્ષણિક ધાતુઓ છે, ચાંદી-સફેદ રંગ ધરાવે છે, નરમ હોય છે (છરી વડે કાપી શકાય છે), હળવા અને ફ્યુઝિબલ હોય છે. દરેક સાથે સક્રિય રીતે સંપર્ક કરો બિન-ધાતુઓ:

તમામ આલ્કલી ધાતુઓ, જ્યારે ઓક્સિજન સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે (લિના અપવાદ સાથે), પેરોક્સાઇડ બનાવે છે. આલ્કલી ધાતુઓ તેમની ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને કારણે મુક્ત સ્વરૂપમાં જોવા મળતી નથી.

ઓક્સાઇડ- મૂળભૂત ગુણધર્મો સાથે ઘન. તેઓ અનુરૂપ ધાતુઓ સાથે કેલ્સિનિંગ પેરોક્સાઇડ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:

હાઇડ્રોક્સાઇડ NaOH, KOH- નક્કર સફેદ પદાર્થો, હાઇગ્રોસ્કોપિક, ગરમીના પ્રકાશન સાથે પાણીમાં દ્રાવ્ય, તેઓને આલ્કલી તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે:

આલ્કલી ધાતુના ક્ષાર લગભગ તમામ પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે. તેમાંના સૌથી મહત્વપૂર્ણ: Na 2 CO 3 - સોડિયમ કાર્બોનેટ; Na 2 CO 3 10H 2 O - સ્ફટિકીય સોડા; NaHCO 3 - સોડિયમ બાયકાર્બોનેટ, ખાવાનો સોડા; K 2 CO 3 - પોટેશિયમ કાર્બોનેટ, પોટાશ; Na 2 SO 4 10H 2 O - ગ્લુબરનું મીઠું; NaCl - સોડિયમ ક્લોરાઇડ, ટેબલ મીઠું.

કોષ્ટકોમાં જૂથ I તત્વો

આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ (Ca, Mg)

કેલ્શિયમ (Ca) એક પ્રતિનિધિ છે આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ, જે જૂથ II ના મુખ્ય પેટાજૂથના તત્વોના નામ છે, પરંતુ બધા નહીં, પરંતુ ફક્ત કેલ્શિયમથી શરૂ કરીને અને જૂથની નીચે. આ રાસાયણિક તત્વો છે જે પાણી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે આલ્કલી બનાવે છે. બાહ્ય ઊર્જા સ્તર પર કેલ્શિયમ સમાવે છે બે ઇલેક્ટ્રોન, ઓક્સિડેશન સ્થિતિ +2.

કેલ્શિયમ અને તેના સંયોજનોના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો કોષ્ટકમાં રજૂ કરવામાં આવ્યા છે.

મેગ્નેશિયમ (એમજી)કેલ્શિયમ જેવું જ અણુ માળખું ધરાવે છે, તેની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ પણ +2 છે. તે નરમ ધાતુ છે, પરંતુ તેની સપાટી હવામાં રક્ષણાત્મક ફિલ્મથી ઢંકાયેલી હોય છે, જે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતાને સહેજ ઘટાડે છે. તેનું કમ્બશન બ્લાઇંડિંગ ફ્લેશ સાથે છે. MgO અને Mg(OH) 2 મૂળભૂત ગુણધર્મો દર્શાવે છે. જો કે Mg(OH) 2 સહેજ દ્રાવ્ય છે, તે ફિનોલ્ફથાલિન સોલ્યુશનને કિરમજી રંગ આપે છે.

Mg + O 2 = MgO 2

MO ઓક્સાઇડ સખત, સફેદ, પ્રત્યાવર્તન પદાર્થો છે. ઇજનેરીમાં, CaO ને ક્વિકલાઈમ કહેવામાં આવે છે, અને MgO ને બર્ન મેગ્નેશિયા કહેવામાં આવે છે, આ ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ મકાન સામગ્રીના ઉત્પાદનમાં થાય છે. પાણી સાથે કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડની પ્રતિક્રિયા ગરમીના પ્રકાશન સાથે થાય છે અને તેને ચૂનોનું સ્લેકિંગ કહેવામાં આવે છે, અને પરિણામી Ca(OH) 2ને સ્લેક્ડ લાઈમ કહેવામાં આવે છે. કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના પારદર્શક દ્રાવણને ચૂનાનું પાણી કહેવામાં આવે છે અને પાણીમાં Ca(OH) 2 નું સફેદ સસ્પેન્શન ચૂનાનું દૂધ કહેવાય છે.

મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમ ક્ષાર એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને મેળવવામાં આવે છે.

CaCO 3 - કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ, ચાક, આરસ, ચૂનાનો પત્થર. બાંધકામમાં વપરાય છે. MgCO 3 - મેગ્નેશિયમ કાર્બોનેટ - સ્લેગ દૂર કરવા માટે ધાતુશાસ્ત્રમાં વપરાય છે.

CaSO 4 2H 2 O - જીપ્સમ. MgSO 4 - મેગ્નેશિયમ સલ્ફેટ - કડવો, અથવા અંગ્રેજી, મીઠું કહેવાય છે, જે દરિયાના પાણીમાં જોવા મળે છે. BaSO 4 - બેરિયમ સલ્ફેટ - તેની અદ્રાવ્યતા અને એક્સ-રેને અવરોધિત કરવાની ક્ષમતાને કારણે, તેનો ઉપયોગ જઠરાંત્રિય માર્ગના ડાયગ્નોસ્ટિક્સ ("બેરાઇટ પોર્રીજ") માં થાય છે.

માનવ શરીરના વજનમાં કેલ્શિયમનો હિસ્સો 1.5% છે, કેલ્શિયમનો 98% હાડકામાં જોવા મળે છે. મેગ્નેશિયમ એક જૈવ તત્વ છે; માનવ શરીરમાં તે લગભગ 40 ગ્રામ છે;

કોષ્ટકોમાં આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ

એલ્યુમિનિયમ (Al)- D. I. મેન્ડેલીવના સામયિક કોષ્ટકના જૂથ III ના મુખ્ય પેટાજૂથનું તત્વ. એલ્યુમિનિયમ અણુ બાહ્ય ઊર્જા સ્તર પર સમાવે છે ત્રણ ઇલેક્ટ્રોન, જે તે રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન સરળતાથી પ્રકાશિત કરે છે. પેટાજૂથના પૂર્વજ અને એલ્યુમિનિયમના ઉપલા પડોશી - બોરોન - નાના અણુ ત્રિજ્યા ધરાવે છે (બોરોન માટે તે 0.080 એનએમ છે, એલ્યુમિનિયમ માટે - 0.143 એનએમ). વધુમાં, એલ્યુમિનિયમ અણુમાં એક મધ્યવર્તી આઠ-ઇલેક્ટ્રોન સ્તર (2e; 8e; 3e) હોય છે, જે બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનને ન્યુક્લિયસ સુધી પહોંચતા અટકાવે છે. તેથી, એલ્યુમિનિયમ અણુઓના ઘટાડાના ગુણધર્મો તદ્દન ઉચ્ચારવામાં આવે છે.

તેના લગભગ તમામ સંયોજનોમાં, એલ્યુમિનિયમ છે ઓક્સિડેશન સ્થિતિ +3.

એલ્યુમિનિયમ એક સરળ પદાર્થ છે

ચાંદી-સફેદ પ્રકાશ ધાતુ. 660 °C પર ઓગળે છે. તે ખૂબ જ પ્લાસ્ટિક છે, સરળતાથી વાયરમાં દોરવામાં આવે છે અને 0.01 મીમી જાડા સુધી ફોઇલમાં ફેરવવામાં આવે છે. તે ખૂબ ઊંચી વિદ્યુત અને થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે. તેઓ અન્ય ધાતુઓ સાથે હળવા અને મજબૂત એલોય બનાવે છે. એલ્યુમિનિયમ ખૂબ જ સક્રિય ધાતુ છે. જો એલ્યુમિનિયમ પાવડર અથવા પાતળા એલ્યુમિનિયમ વરખને મજબૂત રીતે ગરમ કરવામાં આવે છે, તો તેઓ અંધ જ્યોત સાથે સળગાવો અને બાળી નાખો:

જ્યારે સ્પાર્કલર્સ અને ફટાકડા બળે છે ત્યારે આ પ્રતિક્રિયા જોઇ શકાય છે. એલ્યુમિનિયમ, તમામ ધાતુઓની જેમ, બિન-ધાતુઓ સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપે છે, ખાસ કરીને પાવડર સ્વરૂપમાં. પ્રતિક્રિયા શરૂ કરવા માટે, હેલોજન - ક્લોરિન અને બ્રોમિન સાથેની પ્રતિક્રિયાઓને બાદ કરતાં, પ્રારંભિક ગરમી જરૂરી છે, પરંતુ પછી બિન-ધાતુઓ સાથેની એલ્યુમિનિયમની બધી પ્રતિક્રિયાઓ ખૂબ જ હિંસક રીતે આગળ વધે છે અને મોટી માત્રામાં ગરમીના પ્રકાશન સાથે હોય છે. :

એલ્યુમિનિયમ પાતળું સલ્ફ્યુરિક અને હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડમાં સારી રીતે ઓગળી જાય છે:

પણ કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક અને નાઈટ્રિક એસિડ પેસિવેટ એલ્યુમિનિયમ, મેટલ સપાટી પર રચના ગાઢ ટકાઉ ઓક્સાઇડ ફિલ્મ, જે પ્રતિક્રિયાની આગળની પ્રગતિને અટકાવે છે. તેથી, આ એસિડ્સ એલ્યુમિનિયમની ટાંકીઓમાં વહન કરવામાં આવે છે.

એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોક્સાઇડ એમ્ફોટેરિક ગુણધર્મો ધરાવે છે, તેથી એલ્યુમિનિયમ આલ્કલીના જલીય દ્રાવણમાં ઓગળી જાય છે, ક્ષાર બનાવે છે - એલ્યુમિનેટ:

એલ્યુમિનિયમનો ઉપયોગ ધાતુશાસ્ત્રમાં ધાતુઓ બનાવવા માટે થાય છે - ક્રોમિયમ, મેંગેનીઝ, વેનેડિયમ, ટાઇટેનિયમ, ઝિર્કોનિયમ તેમના ઓક્સાઇડમાંથી. આ પદ્ધતિને એલ્યુમિનોથર્મી કહેવામાં આવે છે. વ્યવહારમાં, થર્માઇટનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે - એલ્યુમિનિયમ પાવડર સાથે ફે 3 ઓ 4 નું મિશ્રણ. જો આ મિશ્રણને આગ લગાડવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, મેગ્નેશિયમ ટેપનો ઉપયોગ કરીને, તો પછી એક ઉત્સાહી પ્રતિક્રિયા થાય છે, જે મોટી માત્રામાં ગરમી મુક્ત કરે છે:

પરિણામી આયર્નને સંપૂર્ણપણે ઓગળવા માટે છોડવામાં આવેલી ગરમી પૂરતી છે, તેથી આ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ સ્ટીલ ઉત્પાદનોને વેલ્ડિંગ કરવા માટે થાય છે.

એલ્યુમિનિયમ વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ દ્વારા મેળવી શકાય છે - તેના ઓક્સાઇડ Al 2 O 3 નું વિઘટન તેના ઘટક ભાગોમાં ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનો ઉપયોગ કરીને. પરંતુ એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડનું ગલનબિંદુ લગભગ 2050 °C છે, તેથી વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ માટે મોટી માત્રામાં ઊર્જાની જરૂર પડે છે.

એલ્યુમિનિયમ જોડાણો

એલ્યુમિનોસિલિકેટ્સ. આ સંયોજનોને એલ્યુમિનિયમ, સિલિકોન, આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓના ઓક્સાઇડ દ્વારા રચાયેલા ક્ષાર તરીકે ગણી શકાય. તેઓ પૃથ્વીના પોપડાનો મોટો ભાગ બનાવે છે. ખાસ કરીને, એલ્યુમિનોસિલિકેટ્સ ફેલ્ડસ્પર્સનો ભાગ છે - સૌથી સામાન્ય ખનિજો અને માટી.

બોક્સાઈટ- એક ખડક જેમાંથી એલ્યુમિનિયમ મેળવવામાં આવે છે. તેમાં એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ Al 2 O 3 છે.

કોરન્ડમ- અલ 2 ઓ 3 ની રચનાનું ખનિજ, ખૂબ જ ઉચ્ચ કઠિનતા ધરાવે છે, તેની ઝીણી દાણાવાળી વિવિધતા જેમાં અશુદ્ધિઓ હોય છે - એમરીનો ઉપયોગ ઘર્ષક (ગ્રાઇન્ડીંગ) સામગ્રી તરીકે થાય છે. અન્ય કુદરતી સંયોજન, એલ્યુમિના, સમાન સૂત્ર ધરાવે છે.

પારદર્શક, અશુદ્ધિઓ સાથે રંગીન, કોરન્ડમ સ્ફટિકો જાણીતા છે: લાલ - માણેક અને વાદળી - નીલમ, જેનો ઉપયોગ કિંમતી પથ્થરો તરીકે થાય છે. હાલમાં, તેઓ કૃત્રિમ રીતે મેળવવામાં આવે છે અને તેનો ઉપયોગ ફક્ત ઘરેણાં માટે જ નહીં, પણ તકનીકી હેતુઓ માટે પણ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ઘડિયાળો અને અન્ય ચોકસાઇવાળા સાધનોના ભાગોના ઉત્પાદન માટે. લેસરોમાં રૂબી ક્રિસ્ટલનો ઉપયોગ થાય છે.

એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ Al 2 ઓ 3 - ખૂબ ઊંચા ગલનબિંદુ સાથેનો સફેદ પદાર્થ. એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડને ગરમ કરીને વિઘટન કરીને મેળવી શકાય છે:

એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ Al(OH) 3 એલ્યુમિનિયમ ક્ષારના ઉકેલો પર આલ્કલીસની ક્રિયા હેઠળ જિલેટીનસ અવક્ષેપના સ્વરૂપમાં અવક્ષેપ:

કેવી રીતે એમ્ફોટેરિક હાઇડ્રોક્સાઇડતે એસિડ અને આલ્કલી સોલ્યુશનમાં સરળતાથી ઓગળી જાય છે:

એલ્યુમિનેટ કરે છેઅસ્થિર એલ્યુમિનિયમ એસિડના ક્ષારને કહેવામાં આવે છે - ઓર્થોએલ્યુમિનિયમ H 2 ​​AlO 3, મેટા-એલ્યુમિનિયમ HAlO 2 (તેને ઓર્થોએલ્યુમિનિયમ એસિડ તરીકે ગણી શકાય, જેના પરમાણુમાંથી પાણીનો પરમાણુ દૂર કરવામાં આવ્યો છે). કુદરતી એલ્યુમિનેટમાં નોબલ સ્પિનલ અને કિંમતી ક્રાયસોબેરિલનો સમાવેશ થાય છે. એલ્યુમિનિયમ ક્ષાર, ફોસ્ફેટ્સ સિવાય, પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય હોય છે. કેટલાક ક્ષાર (સલ્ફાઇડ્સ, સલ્ફાઇટ્સ) પાણી દ્વારા વિઘટિત થાય છે. એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડ AlCl 3 નો ઉપયોગ ઘણા કાર્બનિક પદાર્થોના ઉત્પાદનમાં ઉત્પ્રેરક તરીકે થાય છે.

કોષ્ટકોમાં જૂથ III તત્વો

સંક્રમણ તત્વોની લાક્ષણિકતાઓ - તાંબુ, જસત, ક્રોમિયમ, આયર્ન

કોપર (Cu)- પ્રથમ જૂથના ગૌણ પેટાજૂથનું તત્વ. ઇલેક્ટ્રોનિક ફોર્મ્યુલા: (…3d 10 4s 1). તેનું દસમું ડી-ઈલેક્ટ્રોન મોબાઈલ છે, કારણ કે તે 4S સબલેવલ પરથી ખસી ગયું છે. સંયોજનોમાં કોપર +1 (Cu 2 O) અને +2 (CuO) ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ દર્શાવે છે. તાંબુ હળવા ગુલાબી રંગની ધાતુ છે, જે નિષ્ક્રિય, ચીકણું અને વીજળીનું ઉત્તમ વાહક છે. ગલનબિંદુ 1083 °C.

સામયિક પ્રણાલીના જૂથ I ના પેટાજૂથ I ની અન્ય ધાતુઓની જેમ, તાંબુ પ્રવૃત્તિ શ્રેણીમાં હાઇડ્રોજનની જમણી બાજુએ રહે છેઅને તેને એસિડથી વિસ્થાપિત કરતું નથી, પરંતુ ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

તાંબાના ક્ષારના દ્રાવણ પર આલ્કલીસના પ્રભાવ હેઠળ, વાદળી રંગના નબળા આધારનો અવક્ષેપ થાય છે.- કોપર (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ, જે જ્યારે ગરમ થાય છે ત્યારે મૂળભૂત બ્લેક ઓક્સાઇડ CuO અને પાણીમાં વિઘટિત થાય છે:

કોષ્ટકોમાં તાંબાના રાસાયણિક ગુણધર્મો

ઝીંક (Zn)- જૂથ II ના ગૌણ પેટાજૂથનું તત્વ. તેનું ઇલેક્ટ્રોનિક સૂત્ર નીચે મુજબ છે: (…3d 10 4s 2). જસતના અણુઓમાં ઉપાંત્ય ડી-સબલેવલ સંપૂર્ણપણે પૂર્ણ હોવાથી, સંયોજનોમાં ઝીંક +2 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ દર્શાવે છે.

ઝીંક એ ચાંદી-સફેદ ધાતુ છે જે વ્યવહારીક રીતે હવામાં બદલાતી નથી. તેની સપાટી પર ઓક્સાઇડ ફિલ્મની હાજરીને કારણે તે કાટ પ્રતિરોધક છે. ઝીંક એ એલિવેટેડ તાપમાને સૌથી વધુ સક્રિય ધાતુઓમાંની એક છે સરળ પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

ઝીંક, અન્ય ધાતુઓની જેમ, વિસ્થાપિત થાય છે તેમના ક્ષારમાંથી ઓછી સક્રિય ધાતુઓ:

Zn + 2AgNO 3 = 2Ag + Zn(NO 3) 2

ઝિંક હાઇડ્રોક્સાઇડ એમ્ફોટેરિક છે, એટલે કે, એસિડ અને બેઝ બંનેના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. જ્યારે ઝીંક મીઠાના દ્રાવણમાં આલ્કલીનો ઉકેલ ધીમે ધીમે ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે શરૂઆતમાં જે અવક્ષેપ રચાય છે તે ઓગળી જાય છે (એલ્યુમિનિયમ સાથે પણ આવું જ થાય છે):

કોષ્ટકોમાં ઝીંકના રાસાયણિક ગુણધર્મો

ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને ક્રોમિયમ (Cr)તે બતાવી શકાય છે સંક્રમણ તત્વોના ગુણધર્મો સમયગાળા દરમિયાન નોંધપાત્ર રીતે બદલાતા નથી: વેલેન્સ ઓર્બિટલમાં ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યામાં ફેરફારને કારણે માત્રાત્મક ફેરફાર થાય છે. ક્રોમિયમની મહત્તમ ઓક્સિડેશન સ્થિતિ +6 છે. પ્રવૃત્તિ શ્રેણીમાં ધાતુ હાઇડ્રોજનની ડાબી બાજુએ છે અને તેને એસિડથી વિસ્થાપિત કરે છે:

જ્યારે આવા દ્રાવણમાં આલ્કલી સોલ્યુશન ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે Me(OH) નો અવક્ષેપ રચાય છે 2 , જે ઝડપથી વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે:

તે એમ્ફોટેરિક ઓક્સાઇડ Cr 2 O 3 ને અનુરૂપ છે. ક્રોમિયમ ઓક્સાઇડ અને હાઇડ્રોક્સાઇડ (સૌથી વધુ ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં) અનુક્રમે એસિડિક ઓક્સાઇડ અને એસિડના ગુણધર્મો દર્શાવે છે. ક્રોમિક એસિડ ક્ષાર (એચ 2 સીઆરઓ 4 ) એસિડિક વાતાવરણમાં ડાયક્રોમેટ્સમાં પરિવર્તિત થાય છે- ડાયક્રોમિક એસિડના ક્ષાર (H 2 Cr 2 O 7). ક્રોમિયમ સંયોજનોમાં ઉચ્ચ ઓક્સિડાઇઝિંગ ક્ષમતા હોય છે.

કોષ્ટકોમાં ક્રોમિયમના રાસાયણિક ગુણધર્મો

આયર્ન ફે- જૂથ VIII ના ગૌણ પેટાજૂથનું એક તત્વ અને D. I. મેન્ડેલીવના સામયિક કોષ્ટકનો 4મો સમયગાળો. આયર્ન અણુઓ મુખ્ય પેટાજૂથોના તત્વોના અણુઓથી કંઈક અલગ રીતે રચાયેલ છે. 4થા સમયગાળાના તત્વને અનુકૂળ હોવાથી, આયર્ન પરમાણુમાં ચાર ઉર્જા સ્તરો હોય છે, પરંતુ તે ભરાયેલું છેલ્લું સ્તર નથી, પરંતુ ઉપાંત્ય સ્તર, ન્યુક્લિયસમાંથી ત્રીજું છે. છેલ્લા સ્તરે, આયર્ન અણુઓમાં બે ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. ઉપાંત્ય સ્તરે, જે 18 ઇલેક્ટ્રોન સમાવી શકે છે, આયર્ન અણુમાં 14 ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. પરિણામે, આયર્ન પરમાણુમાં તમામ સ્તરોમાં ઇલેક્ટ્રોનનું વિતરણ નીચે મુજબ છે: 2e; 8e; 14e; 2e. બધી ધાતુઓની જેમ, આયર્ન અણુઓ ઘટાડવાના ગુણધર્મો દર્શાવે છે, રાસાયણિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન છેલ્લા સ્તરથી માત્ર બે ઇલેક્ટ્રોન જ નહીં, અને +2 ની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ પ્રાપ્ત કરવી, પણ ઉપાંત્ય સ્તરથી ઇલેક્ટ્રોન પણ પ્રાપ્ત કરવું, જ્યારે અણુની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ +3 સુધી વધે છે.

આયર્ન એક સરળ પદાર્થ છે

તે 1539 °C ના ગલનબિંદુ સાથે ચાંદી-સફેદ ચળકતી ધાતુ છે. તે ખૂબ જ પ્લાસ્ટિક છે, તેથી તે પ્રક્રિયા, બનાવટી, રોલ, સ્ટેમ્પ સરળ છે. આયર્નમાં ચુંબકીય અને ડિમેગ્નેટાઇઝ્ડ થવાની ક્ષમતા છે. તેને થર્મલ અને યાંત્રિક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને વધુ શક્તિ અને કઠિનતા આપી શકાય છે. તકનીકી રીતે શુદ્ધ અને રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ આયર્ન છે. તકનીકી રીતે શુદ્ધ આયર્ન અનિવાર્યપણે લો-કાર્બન સ્ટીલ છે; તેમાં 0.02-0.04% કાર્બન અને તેનાથી પણ ઓછો ઓક્સિજન, સલ્ફર, નાઇટ્રોજન અને ફોસ્ફરસ હોય છે. રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ આયર્નમાં 0.01% કરતા ઓછી અશુદ્ધિઓ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, પેપર ક્લિપ્સ અને બટનો તકનીકી રીતે શુદ્ધ લોખંડમાંથી બનાવવામાં આવે છે. આવા આયર્ન સરળતાથી કાટ જાય છે, જ્યારે રાસાયણિક રીતે શુદ્ધ આયર્ન લગભગ કાટને પાત્ર નથી. હાલમાં, આધુનિક ટેકનોલોજી અને કૃષિ ઇજનેરી, પરિવહન અને સંદેશાવ્યવહાર, સ્પેસશીપ્સ અને સામાન્ય રીતે, તમામ આધુનિક સંસ્કૃતિનો આધાર લોખંડ છે. મોટાભાગના ઉત્પાદનો, સીવણની સોયથી લઈને અવકાશયાન સુધી, લોખંડના ઉપયોગ વિના બનાવી શકાતા નથી.

આયર્નના રાસાયણિક ગુણધર્મો

આયર્ન ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ +2 અને +3 પ્રદર્શિત કરી શકે છે, તે મુજબ, આયર્ન સંયોજનોની બે શ્રેણી આપે છે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન લોહ પરમાણુ છોડે છે તે ઇલેક્ટ્રોનની સંખ્યા તેની સાથે પ્રતિક્રિયા આપતા પદાર્થોની ઓક્સિડાઇઝિંગ ક્ષમતા પર આધારિત છે.

ઉદાહરણ તરીકે, હેલોજન સાથે, આયર્ન હલાઇડ્સ બનાવે છે જેમાં તેની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ +3 હોય છે:

અને સલ્ફર - આયર્ન (II) સલ્ફાઇડ સાથે:

ગરમ આયર્ન ઓક્સિજનમાં બળે છેઆયર્ન સ્કેલની રચના સાથે:

ઊંચા તાપમાને (700-900 °C) આયર્ન પાણીની વરાળ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે:

વોલ્ટેજની ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણીમાં આયર્નની સ્થિતિ અનુસાર, તે ધાતુઓને તેમના ક્ષારના જલીય દ્રાવણમાંથી તેની જમણી બાજુએ વિસ્થાપિત કરી શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે:

આયર્ન પાતળું હાઇડ્રોક્લોરિક અને સલ્ફ્યુરિક એસિડમાં ઓગળી જાય છે, એટલે કે, તે હાઇડ્રોજન આયનો દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ્ડ છે:

આયર્ન પણ પાતળું નાઈટ્રિક એસિડમાં ઓગળી જાય છે., આ એસિડની સાંદ્રતાના આધારે આયર્ન (III) નાઈટ્રેટ, પાણી અને નાઈટ્રિક એસિડના ઘટાડાનાં ઉત્પાદનો - N 2, NO અથવા NH 3 (NH 4 NO 3) ઉત્પન્ન કરે છે.

આયર્ન સંયોજનો

પ્રકૃતિમાં, આયર્ન સંખ્યાબંધ ખનિજો બનાવે છે. આ મેગ્નેટિક આયર્ન ઓર (મેગ્નેટાઈટ) Fe 3 O 4, લાલ આયર્ન ઓર (હેમેટાઈટ) Fe 2 O 3, બ્રાઉન આયર્ન ઓર (લિમોનાઈટ) 2Fe 2 O 3 3H 2 O છે. અન્ય કુદરતી આયર્ન સંયોજન આયર્ન, અથવા સલ્ફર, પાયરાઈટ છે. pyrite) FeS 2, ધાતુના ઉત્પાદન માટે આયર્ન ઓર તરીકે કામ કરતું નથી, પરંતુ તેનો ઉપયોગ સલ્ફ્યુરિક એસિડના ઉત્પાદન માટે થાય છે.

આયર્ન સંયોજનોની બે શ્રેણી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: આયર્ન(II) અને આયર્ન(III) સંયોજનો.આયર્ન (II) ઓક્સાઇડ FeO અને તેના અનુરૂપ આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડ Fe(OH) 2 પરોક્ષ રીતે, ખાસ કરીને, નીચેની રૂપાંતરણોની સાંકળ દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:

બંને સંયોજનો અલગ-અલગ મૂળભૂત ગુણધર્મો ધરાવે છે.

આયર્ન(II) કેશન ફે 2 + વાતાવરણીય ઓક્સિજન દ્વારા સરળતાથી આયર્ન (III) કેશન ફે 3 + . તેથી, આયર્ન (II) હાઇડ્રોક્સાઇડનો સફેદ અવક્ષેપ લીલો થઈ જાય છે અને પછી ભૂરા થઈ જાય છે, આયર્ન (III) હાઈડ્રોક્સાઇડમાં ફેરવાય છે:

આયર્ન(III) ઓક્સાઇડ Fe 2 ઓ 3 અને અનુરૂપ આયર્ન (III) હાઇડ્રોક્સાઇડ Fe(OH) 3 પણ પરોક્ષ રીતે મેળવવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે, સાંકળ સાથે:

આયર્ન ક્ષારમાંથી, સલ્ફેટ અને ક્લોરાઇડ સૌથી વધુ તકનીકી મહત્વ ધરાવે છે.

ક્રિસ્ટલ હાઇડ્રેટ ઓફ આયર્ન (II) સલ્ફેટ FeSO 4 7H 2 O, જે આયર્ન સલ્ફેટ તરીકે ઓળખાય છે, તેનો ઉપયોગ છોડના જીવાતોને નિયંત્રિત કરવા, ખનિજ પેઇન્ટ તૈયાર કરવા અને અન્ય હેતુઓ માટે થાય છે. આયર્ન (III) ક્લોરાઇડ FeCl 3 નો ઉપયોગ કાપડને રંગતી વખતે મોર્ડન્ટ તરીકે થાય છે. આયર્ન (III) સલ્ફેટ Fe 2 (SO 4) 3 9H 2 O નો ઉપયોગ પાણી શુદ્ધિકરણ અને અન્ય હેતુઓ માટે થાય છે.

આયર્ન અને તેના સંયોજનોના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો કોષ્ટકમાં સારાંશ આપેલ છે:

કોષ્ટકોમાં આયર્નના રાસાયણિક ગુણધર્મો

Fe 2+ અને Fe 3+ આયનોની ગુણાત્મક પ્રતિક્રિયાઓ

આયર્ન (II) અને (III) સંયોજનોની ઓળખ માટે Fe આયનો માટે ગુણાત્મક પ્રતિક્રિયાઓ કરો 2+ અને ફે 3+ . Fe 2+ આયનોની ગુણાત્મક પ્રતિક્રિયા એ K 3 સંયોજન સાથે આયર્ન (II) ક્ષારની પ્રતિક્રિયા છે, જેને લાલ રક્ત મીઠું કહેવાય છે. આ ક્ષારનું એક વિશિષ્ટ જૂથ છે જેને જટિલ ક્ષાર કહેવાય છે, જેનાથી તમે પછીથી પરિચિત થશો. તે દરમિયાન, તમારે સમજવાની જરૂર છે કે આવા ક્ષાર કેવી રીતે અલગ પડે છે:

Fe 3+ આયનો માટે રીએજન્ટ એ અન્ય જટિલ સંયોજન છે - પીળા રક્ત મીઠું - K 4, જે સમાન રીતે દ્રાવણમાં અલગ પડે છે:

જો લાલ રક્ત મીઠું (Fe 2+ માટે રીએજન્ટ) અને પીળા રક્ત મીઠું (Fe 3+ માટે રીએજન્ટ) ના ઉકેલોમાં અનુક્રમે Fe 2+ અને Fe 3+ આયનો ધરાવતાં ઉકેલો ઉમેરવામાં આવે છે, તો બંને કિસ્સાઓમાં સમાન વાદળી અવક્ષેપ થાય છે. :

Fe 3+ આયનો શોધવા માટે, પોટેશિયમ થિયોસાયનેટ KNCS અથવા એમોનિયમ થિયોસાયનેટ NH 4 NCS સાથે આયર્ન (III) ક્ષારની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો પણ ઉપયોગ થાય છે. આ કિસ્સામાં, એક તેજસ્વી રંગીન FeNCNS 2+ આયન રચાય છે, જેના પરિણામે સમગ્ર સોલ્યુશન તીવ્ર લાલ રંગ મેળવે છે:

દ્રાવ્યતા કોષ્ટક

બિન-ધાતુઓ સાથે ધાતુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

નોનમેટલ્સ ધાતુઓ સાથેની પ્રતિક્રિયાઓમાં ઓક્સિડાઇઝિંગ ગુણધર્મો દર્શાવે છે, તેમાંથી ઇલેક્ટ્રોન સ્વીકારે છે અને ઘટાડે છે.

હેલોજન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

હેલોજન (F 2, Cl 2, Br 2, I 2 ) મજબૂત ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો છે, તેથી તમામ ધાતુઓ સામાન્ય સ્થિતિમાં તેમની સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે:

2 મી + nહાલ 2 → 2 મેહલ એન

આ પ્રતિક્રિયાનું ઉત્પાદન મીઠું છે - મેટલ હલાઇડ ( MeF n -ફ્લોરાઇડ, MeCl n -chloride, MeBr n -bromide, MeI n -આયોડાઇડ). ધાતુ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, હેલોજન તેની સૌથી નીચી ઓક્સિડેશન સ્થિતિ (-1) સુધી ઘટે છે, અનેnધાતુની ઓક્સિડેશન સ્થિતિ સમાન.

પ્રતિક્રિયા દર મેટલ અને હેલોજનની રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ પર આધાર રાખે છે. હેલોજનની ઓક્સિડેટીવ પ્રવૃત્તિ જૂથમાં ઉપરથી નીચે સુધી ઘટે છે (થી F થી I).

ઓક્સિજન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

લગભગ તમામ ધાતુઓ ઓક્સિજન દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે (સિવાય Ag, Au, Pt ), અને ઓક્સાઇડ રચાય છેમી 2 ઓ એન .

સક્રિય ધાતુઓ સામાન્ય પરિસ્થિતિઓમાં, તેઓ હવામાં ઓક્સિજન સાથે સરળતાથી સંપર્ક કરે છે.

2 Mg + O 2 → 2 MgO (ફ્લેશ સાથે)

મધ્યવર્તી પ્રવૃત્તિ ધાતુઓ સામાન્ય તાપમાને ઓક્સિજન સાથે પણ પ્રતિક્રિયા આપે છે. પરંતુ આવી પ્રતિક્રિયાનો દર સક્રિય ધાતુઓની ભાગીદારી કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછો છે.

ઓછી સક્રિય ધાતુઓ જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે ઓક્સિજન દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ થાય છે (ઓક્સિજનમાં દહન).

ઓક્સાઇડ ધાતુઓને તેમના રાસાયણિક ગુણધર્મો અનુસાર ત્રણ જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

1. મૂળભૂત ઓક્સાઇડ ( Na 2 O, CaO, Fe II O, Mn II O, Cu I O વગેરે) ઓછી ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ધાતુઓ દ્વારા રચાય છે (+1, +2, સામાન્ય રીતે +4 નીચે). મૂળભૂત ઓક્સાઇડ્સ એસિડિક ઓક્સાઇડ અને એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ક્ષાર બનાવે છે:

CaO + CO 2 → CaCO 3

CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

2. એસિડિક ઓક્સાઇડ ( Cr VI O 3 , Fe VI O 3 , Mn VI O 3 , Mn 2 VII O 7 વગેરે) ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થામાં ધાતુઓ દ્વારા રચાય છે (સામાન્ય રીતે +4 ઉપર). એસિડિક ઓક્સાઇડ મૂળભૂત ઓક્સાઇડ અને પાયા સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને ક્ષાર બનાવે છે:

FeO 3 + K 2 O → K 2 FeO 4

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

3. એમ્ફોટેરિક ઓક્સાઇડ ( BeO, Al 2 O 3, ZnO, SnO, MnO 2, Cr 2 O 3, PbO, PbO 2 વગેરે) દ્વિ પ્રકૃતિ ધરાવે છે અને એસિડ અને બેઝ બંને સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે:

Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) + 3H 2 O

Cr 2 O 3 + 6NaOH → 2Na 3

સલ્ફર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

બધી ધાતુઓ સલ્ફર સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે (સિવાયએયુ ), ક્ષાર રચે છે - સલ્ફાઇડ્સમી 2 એસ એન . આ કિસ્સામાં, સલ્ફર ઓક્સિડેશન સ્થિતિ "-2" માં ઘટાડો થાય છે. પ્લેટિનમ (પં ) માત્ર બારીક કચડી સ્થિતિમાં સલ્ફર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. આલ્કલી ધાતુઓ, તેમજ Ca અને Mg જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે સલ્ફર સાથે વિસ્ફોટક પ્રતિક્રિયા આપે છે. Zn, Al (પાઉડર) અને Mg સલ્ફરની પ્રતિક્રિયામાં તેઓ ફ્લેશ આપે છે. પ્રવૃત્તિ શ્રેણીમાં ડાબેથી જમણે, સલ્ફર સાથે ધાતુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો દર ઘટે છે.

હાઇડ્રોજન સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

કેટલીક સક્રિય ધાતુઓ હાઇડ્રોજન - હાઇડ્રાઇડ્સ સાથે સંયોજનો બનાવે છે:

2 Na + H 2 → 2 NaH

આ સંયોજનોમાં, હાઇડ્રોજન "-1" ની દુર્લભ ઓક્સિડેશન સ્થિતિમાં છે.

ઇ.એ. નુડનોવા, એમ.વી. આન્દ્ર્યુખોવા

ધાતુના પરમાણુ પ્રમાણમાં સરળતાથી વેલેન્સ ઇલેક્ટ્રોન છોડી દે છે અને હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ આયનો બની જાય છે. તેથી, ધાતુઓ ઘટાડતા એજન્ટો છે. ધાતુઓ સરળ પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે: Ca + C12 - CaC12 સક્રિય ધાતુઓ પાણી સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે: 2Na + 2H20 = 2NaOH + H2f. હાઇડ્રોજન સુધીના સ્ટાન્ડર્ડ ઇલેક્ટ્રોડ પોટેન્શિયલ્સની શ્રેણીમાં ઊભેલી ધાતુઓ હાઇડ્રોજનના પ્રકાશન સાથે એસિડના મંદ ઉકેલો (HN03 સિવાય) સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે: Zn + 2HC1 = ZnCl2 + H2f. ધાતુઓ ઓછી સક્રિય ધાતુઓના ક્ષારના જલીય દ્રાવણ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે: Ni + CuS04 = NiS04 + Cu J. ધાતુઓ ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે: C. ધાતુઓ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિઓ આધુનિક ધાતુશાસ્ત્ર 75 થી વધુ ધાતુઓ અને તેના આધારે અસંખ્ય એલોયનું ઉત્પાદન કરે છે. ધાતુઓ મેળવવાની પદ્ધતિઓના આધારે, પાયરોહાઇડ્રો- અને ઇલેક્ટ્રોમેટાલર્જીને અલગ પાડવામાં આવે છે. GG) પાયરોમેટાલર્જીમાં ઊંચા તાપમાને કરવામાં આવતી ઘટાડાની પ્રતિક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરીને અયસ્કમાંથી ધાતુઓ મેળવવાની પદ્ધતિઓ આવરી લેવામાં આવે છે. કોલસો, સક્રિય ધાતુઓ, કાર્બન મોનોક્સાઇડ (II), હાઇડ્રોજન અને મિથેનનો ઉપયોગ ઘટાડનાર એજન્ટ તરીકે થાય છે. Cu20 + C - 2Cu + CO, t° Cu20 + CO - 2Cu + C02, t° Cr203 + 2A1 - 2Cr + A1203, (એલ્યુમિનોથર્મી) t° TiCl2 + 2Mg - Ti + 2MgCl2, (મેગ્નેશિયમ થર્મી) t° W03 = 3 + W+3H20. (હાઈડ્રોજેનોથર્મી) |C હાઈડ્રોમેટલર્જી એ ધાતુઓનું તેમના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી ઉત્પાદન છે. ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે કોપર ઓક્સાઈડ (I) ધરાવતા કોપર ઓરને પાતળું સલ્ફ્યુરિક એસિડ વડે સારવાર આપવામાં આવે છે, ત્યારે તાંબુ સલ્ફેટના સ્વરૂપમાં દ્રાવણમાં જાય છે: CuO + H2S04 = CuS04 + H20. પછી કોપરને વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા અથવા લોખંડના પાવડરનો ઉપયોગ કરીને વિસ્થાપન દ્વારા ઉકેલમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે: CuS04 + Fe = FeS04 + Cu. [h] વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ 2NaCl - 2Na + Cl2 નો ઉપયોગ કરીને ધાતુઓ તેમના પીગળેલા ઓક્સાઇડ અથવા ક્ષારમાંથી ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિઓ છે. સ્વતંત્ર ઉકેલ માટેના પ્રશ્નો અને કાર્યો 1. D.I. મેન્ડેલીવના સામયિક કોષ્ટકમાં ધાતુઓની સ્થિતિ સૂચવો. 2. ધાતુઓના ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મો બતાવો. 3. ધાતુઓના સામાન્ય ગુણધર્મોનું કારણ સમજાવો. 4. સામયિક સિસ્ટમના જૂથ I અને II ના મુખ્ય પેટાજૂથોની ધાતુઓની રાસાયણિક પ્રવૃત્તિમાં ફેરફાર બતાવો. 5. સમયગાળા II અને III ના તત્વોના ધાતુના ગુણધર્મો કેવી રીતે બદલાય છે? 10l પિરોમેટાલર્જીના પ્રકારોને નામ આપો. દરેક વિશિષ્ટ પદ્ધતિમાં કયા ઘટાડતા એજન્ટોનો ઉપયોગ થાય છે? શા માટે? 11. હાઇડ્રોમેટલર્જીનો ઉપયોગ કરીને મેળવવામાં આવતી ધાતુઓના નામ આપો. સાર શું છે અને અન્ય લોકો પર આ પદ્ધતિના ફાયદા શું છે? 12. ઇલેક્ટ્રોમેટાલર્જીની મદદથી ધાતુઓના ઉત્પાદનના ઉદાહરણો આપો. કયા કિસ્સામાં આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે? 13. ઉચ્ચ શુદ્ધતા ધરાવતી ધાતુઓ બનાવવાની આધુનિક પદ્ધતિઓ કઈ છે? 14. "ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિત" શું છે? જલીય દ્રાવણમાં કઈ ધાતુમાં સૌથી વધુ અને કઈ ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતતા સૌથી ઓછી છે? 15. સંખ્યાબંધ પ્રમાણભૂત ઇલેક્ટ્રોડ સંભવિતોનું વર્ણન કરો? 16. શું મેટાલિક ઝીંક, નિકલ અને સોડિયમનો ઉપયોગ કરીને તેના સલ્ફેટના જલીય દ્રાવણમાંથી મેટાલિક આયર્નને વિસ્થાપિત કરવું શક્ય છે? શા માટે? 17. ગેલ્વેનિક કોશિકાઓના સંચાલનનો સિદ્ધાંત શું છે? તેમાં કઈ ધાતુઓનો ઉપયોગ કરી શકાય? 18. કઈ પ્રક્રિયાઓને કાટ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે? તમે કયા પ્રકારના કાટ જાણો છો? 19. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કાટ શું કહેવાય છે? તમે તેની સામે રક્ષણની કઈ પદ્ધતિઓ જાણો છો? 20. અન્ય ધાતુઓ સાથે તેનો સંપર્ક લોખંડના કાટને કેવી રીતે અસર કરે છે? ટીન કરેલા, ગેલ્વેનાઈઝ્ડ અને નિકલ-પ્લેટેડ આયર્નની ક્ષતિગ્રસ્ત સપાટી પર કઈ ધાતુનો પ્રથમ નાશ થશે? 21. કઈ પ્રક્રિયાને વિદ્યુત વિચ્છેદન કહેવાય છે? પીગળેલા સોડિયમ ક્લોરાઇડ, સોડિયમ ક્લોરાઇડના જલીય દ્રાવણ, કોપર સલ્ફેટ, સોડિયમ સલ્ફેટ, સલ્ફ્યુરિક એસિડના વિદ્યુત વિચ્છેદન દરમિયાન કેથોડ અને એનોડ પર થતી પ્રક્રિયાઓને પ્રતિબિંબિત કરતી પ્રતિક્રિયાઓ લખો. 22. વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પ્રક્રિયાઓ દરમિયાન ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી શું ભૂમિકા ભજવે છે? દ્રાવ્ય અને અદ્રાવ્ય ઇલેક્ટ્રોડ સાથે થતી વિદ્યુત વિચ્છેદન પ્રક્રિયાઓના ઉદાહરણો આપો. 23. તાંબાના સિક્કા તૈયાર કરવા માટે વપરાતા એલોયમાં 95% તાંબુ હોય છે. એલોયમાં સમાવિષ્ટ બીજી ધાતુ નક્કી કરો જો, હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડના વધારા સાથે એક-કોપેક સિક્કાની પ્રક્રિયા કરતી વખતે, 62.2 મિલી હાઇડ્રોજન (n.u.) છોડવામાં આવે. u.)? કેથોડ પર શું અને કયા જથ્થામાં છોડવામાં આવ્યું હતું?

જો D.I. મેન્ડેલીવના તત્વોના સામયિક કોષ્ટકમાં આપણે બેરિલિયમથી એસ્ટાટાઇન સુધીનો કર્ણ દોરીએ છીએ, તો કર્ણની સાથે નીચે ડાબી બાજુએ ધાતુના તત્વો હશે (આમાં બાજુના પેટાજૂથોના તત્વો પણ શામેલ છે, વાદળી રંગમાં પ્રકાશિત), અને ઉપર જમણી બાજુએ - બિન-ધાતુ તત્વો (હાઇલાઇટ કરેલ પીળો). કર્ણની નજીક સ્થિત તત્વો - સેમીમેટલ્સ અથવા મેટાલોઇડ્સ (B, Si, Ge, Sb, વગેરે) દ્વિ અક્ષર ધરાવે છે (ગુલાબી રંગમાં પ્રકાશિત).

આકૃતિમાંથી જોઈ શકાય છે તેમ, મોટાભાગના તત્વો ધાતુઓ છે.

તેમના રાસાયણિક સ્વભાવ દ્વારા, ધાતુઓ રાસાયણિક તત્વો છે જેના પરમાણુ બાહ્ય અથવા પૂર્વ-બાહ્ય ઉર્જા સ્તરોમાંથી ઇલેક્ટ્રોન છોડી દે છે, જે હકારાત્મક રીતે ચાર્જ આયન બનાવે છે.

લગભગ તમામ ધાતુઓમાં બાહ્ય ઊર્જા સ્તરે પ્રમાણમાં મોટી ત્રિજ્યા અને ઓછી સંખ્યામાં ઇલેક્ટ્રોન (1 થી 3 સુધી) હોય છે. ધાતુઓ નીચા ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી મૂલ્યો અને ઘટાડાના ગુણધર્મો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

સૌથી સામાન્ય ધાતુઓ સમયગાળાની શરૂઆતમાં સ્થિત હોય છે (બીજાથી શરૂ થાય છે), પછી ડાબેથી જમણે ધાતુના ગુણધર્મો નબળા પડે છે. જૂથમાં ઉપરથી નીચે સુધી, અણુઓની ત્રિજ્યા વધે છે (ઊર્જા સ્તરોની સંખ્યામાં વધારો થવાને કારણે) ધાતુના ગુણધર્મો વધે છે. આ તત્વોની ઈલેક્ટ્રોનગેટિવિટી (ઈલેક્ટ્રોન આકર્ષવાની ક્ષમતા)માં ઘટાડો અને ઘટાડાના ગુણધર્મોમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે (રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં અન્ય અણુઓને ઈલેક્ટ્રોનનું દાન કરવાની ક્ષમતા).

લાક્ષણિકધાતુઓ s-તત્વો છે (IA જૂથના તત્વો Li થી Fr. PA જૂથના તત્વો Mg થી Ra સુધી). તેમના અણુઓનું સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક સૂત્ર ns 1-2 છે. તેઓ અનુક્રમે ઓક્સિડેશન સ્ટેટ્સ + I અને + II દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

લાક્ષણિક ધાતુના અણુઓના બાહ્ય ઉર્જા સ્તરમાં ઈલેક્ટ્રોનની ઓછી સંખ્યા (1-2) નો અર્થ એ છે કે આ ઈલેક્ટ્રોન સરળતાથી ખોવાઈ જાય છે અને નીચા ઈલેક્ટ્રોનગેટિવિટી મૂલ્યો દ્વારા પ્રતિબિંબિત થતા મજબૂત ઘટાડવાના ગુણો દર્શાવે છે. આ મર્યાદિત રાસાયણિક ગુણધર્મો અને લાક્ષણિક ધાતુઓ મેળવવાની પદ્ધતિઓ સૂચવે છે.

લાક્ષણિક ધાતુઓની લાક્ષણિકતા એ છે કે તેમના પરમાણુઓ બિન-ધાતુના અણુઓ સાથે કેશન અને આયનીય રાસાયણિક બોન્ડ બનાવવાની વૃત્તિ છે. નોનમેટલ્સ સાથે લાક્ષણિક ધાતુઓના સંયોજનો "નોનમેટલના મેટલેનિયન" ના આયનીય સ્ફટિકો છે, ઉદાહરણ તરીકે K + Br -, Ca 2+ O 2-. લાક્ષણિક ધાતુઓના કેશન્સ પણ જટિલ આયન - હાઇડ્રોક્સાઇડ અને ક્ષાર ધરાવતા સંયોજનોમાં સમાવવામાં આવેલ છે, ઉદાહરણ તરીકે Mg 2+ (OH -) 2, (Li +)2CO 3 2-.

A-જૂથની ધાતુઓ જે સામયિક કોષ્ટક Be-Al-Ge-Sb-Po માં એમ્ફોટેરિક વિકર્ણ બનાવે છે, તેમજ તેમની બાજુમાં આવેલી ધાતુઓ (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) લાક્ષણિક ધાતુઓનું પ્રદર્શન કરતી નથી. ગુણધર્મો તેમના અણુઓનું સામાન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક સૂત્ર એનએસ 2 એન.પી. 0-4 ઓક્સિડેશન સ્થિતિઓની વધુ વિવિધતા, તેમના પોતાના ઇલેક્ટ્રોનને જાળવી રાખવાની મોટી ક્ષમતા, તેમની ઘટાડવાની ક્ષમતામાં ધીમે ધીમે ઘટાડો અને ઓક્સિડેશન ક્ષમતાનો દેખાવ, ખાસ કરીને ઉચ્ચ ઓક્સિડેશન અવસ્થાઓમાં (સામાન્ય ઉદાહરણો સંયોજનો Tl III, Pb IV, Bi v) નો સમાવેશ થાય છે. . સમાન રાસાયણિક વર્તણૂક એ મોટાભાગના (d-તત્વો, એટલે કે સામયિક કોષ્ટકના B-જૂથોના તત્વો)ની લાક્ષણિકતા છે (સામાન્ય ઉદાહરણો એમ્ફોટેરિક તત્વો Cr અને Zn છે).

દ્વૈત (એમ્ફોટેરિક) ગુણધર્મોનું આ અભિવ્યક્તિ, ધાતુ (મૂળભૂત) અને બિન-ધાતુ બંને, રાસાયણિક બંધનની પ્રકૃતિને કારણે છે. નક્કર અવસ્થામાં, બિનધાતુઓ સાથેના અપ્રતિમ ધાતુઓના સંયોજનોમાં મુખ્યત્વે સહસંયોજક બોન્ડ હોય છે (પરંતુ નોનમેટલ્સ વચ્ચેના બોન્ડ કરતાં ઓછા મજબૂત). સોલ્યુશનમાં, આ બોન્ડ સરળતાથી તૂટી જાય છે, અને સંયોજનો આયનોમાં વિભાજિત થાય છે (સંપૂર્ણ અથવા આંશિક રીતે). ઉદાહરણ તરીકે, ધાતુના ગેલિયમમાં ગા 2 પરમાણુઓ હોય છે; નક્કર સ્થિતિમાં, એલ્યુમિનિયમ અને પારા (II) AlCl 3 અને HgCl 2 ના ક્લોરાઇડમાં મજબૂત સહસંયોજક બંધનો હોય છે, પરંતુ ઉકેલમાં AlCl 3 લગભગ સંપૂર્ણપણે અલગ થઈ જાય છે, અને HgCl 2 - થી ખૂબ જ નાની માત્રામાં (અને પછી પણ HgCl + અને Cl - આયનોમાં).

ધાતુઓની સામાન્ય ભૌતિક ગુણધર્મો

સ્ફટિક જાળીમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન ("ઇલેક્ટ્રોન ગેસ") ની હાજરીને કારણે, તમામ ધાતુઓ નીચેના લાક્ષણિક સામાન્ય ગુણધર્મો દર્શાવે છે:

1) પ્લાસ્ટિક- સરળતાથી આકાર બદલવાની, વાયરમાં ખેંચવાની અને પાતળી શીટ્સમાં રોલ કરવાની ક્ષમતા.

2) ધાતુની ચમકઅને અસ્પષ્ટ. આ ધાતુ પર પ્રકાશની ઘટના સાથે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને કારણે છે.

3) વિદ્યુત વાહકતા. તે નાના સંભવિત તફાવતના પ્રભાવ હેઠળ નકારાત્મક ધ્રુવથી હકારાત્મક તરફ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની દિશાત્મક હિલચાલ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે વિદ્યુત વાહકતા ઘટે છે, કારણ કે જેમ જેમ તાપમાન વધે છે તેમ, ક્રિસ્ટલ જાળીના ગાંઠોમાં અણુઓ અને આયનોના સ્પંદનો તીવ્ર બને છે, જે "ઇલેક્ટ્રોન ગેસ" ની દિશાત્મક હિલચાલને જટિલ બનાવે છે.

4) થર્મલ વાહકતા.તે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની ઉચ્ચ ગતિશીલતાને કારણે થાય છે, જેના કારણે તાપમાન ઝડપથી ધાતુના સમૂહની બરાબર થાય છે. સૌથી વધુ થર્મલ વાહકતા બિસ્મથ અને પારામાં જોવા મળે છે.

5) કઠિનતા.સૌથી સખત ક્રોમ છે (કાચ કાપે છે); સૌથી નરમ આલ્કલી ધાતુઓ - પોટેશિયમ, સોડિયમ, રુબિડિયમ અને સીઝિયમ - છરી વડે કાપવામાં આવે છે.

6) ઘનતા.ધાતુનો અણુ સમૂહ જેટલો નાનો હોય અને અણુની ત્રિજ્યા જેટલી મોટી હોય તેટલી તે નાની હોય છે. સૌથી હલકું લિથિયમ છે (ρ=0.53 g/cm3); સૌથી ભારે ઓસ્મિયમ છે (ρ=22.6 g/cm3). 5 g/cm3 કરતાં ઓછી ઘનતા ધરાવતી ધાતુઓને "પ્રકાશ ધાતુઓ" ગણવામાં આવે છે.

7) ગલન અને ઉત્કલન બિંદુઓ.સૌથી વધુ ફ્યુઝિબલ ધાતુ છે પારો (mp = -39°C), સૌથી પ્રત્યાવર્તન ધાતુ ટંગસ્ટન છે (mp = 3390°C). ગલન તાપમાન સાથે ધાતુઓ 1000°C થી ઉપરને પ્રત્યાવર્તન ગણવામાં આવે છે, નીચે - નીચું-ગલન.

ધાતુઓના સામાન્ય રાસાયણિક ગુણધર્મો

મજબૂત ઘટાડતા એજન્ટો: Me 0 – nē → Me n +

સંખ્યાબંધ વોલ્ટેજ જલીય દ્રાવણમાં રેડોક્સ પ્રતિક્રિયાઓમાં ધાતુઓની તુલનાત્મક પ્રવૃત્તિને દર્શાવે છે.

I. બિન-ધાતુઓ સાથે ધાતુઓની પ્રતિક્રિયાઓ

1) ઓક્સિજન સાથે:
2Mg + O 2 → 2MgO

2) સલ્ફર સાથે:
Hg + S → HgS

3) હેલોજન સાથે:
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2

4) નાઇટ્રોજન સાથે:
3Ca + N 2 – t° → Ca 3 N 2

5) ફોસ્ફરસ સાથે:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2

6) હાઇડ્રોજન સાથે (માત્ર આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ પ્રતિક્રિયા આપે છે):
2Li + H 2 → 2LiH

Ca + H 2 → CaH 2

II. એસિડ સાથે ધાતુઓની પ્રતિક્રિયાઓ

1) ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ વોલ્ટેજ શ્રેણીમાં H સુધીની ધાતુઓ નોન-ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડને હાઇડ્રોજનમાં ઘટાડે છે:

Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2

2Al+ 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2

2) ઓક્સિડાઇઝિંગ એસિડ સાથે:

જ્યારે કોઈપણ એકાગ્રતાના નાઈટ્રિક એસિડ અને કેન્દ્રિત સલ્ફ્યુરિક એસિડ ધાતુઓ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે હાઇડ્રોજન ક્યારેય છૂટતું નથી!

Zn + 2H 2 SO 4(K) → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

4Zn + 5H 2 SO 4(K) → 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

3Zn + 4H 2 SO 4(K) → 3ZnSO 4 + S + 4H 2 O

2H 2 SO 4 (k) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO 3 + 4Mg → 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

4HNO 3 (k) + Cu → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

III. પાણી સાથે ધાતુઓની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા

1) સક્રિય (આલ્કલી અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ) દ્રાવ્ય આધાર (આલ્કલી) અને હાઇડ્રોજન બનાવે છે:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca+ 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

2) મધ્યમ પ્રવૃત્તિની ધાતુઓ જ્યારે ઓક્સાઇડમાં ગરમ ​​થાય છે ત્યારે પાણી દ્વારા ઓક્સિડેશન થાય છે:

Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2

3) નિષ્ક્રિય (Au, Ag, Pt) - પ્રતિક્રિયા આપશો નહીં.

IV. ઓછી સક્રિય ધાતુઓનું તેમના ક્ષારના દ્રાવણમાંથી વધુ સક્રિય ધાતુઓ દ્વારા વિસ્થાપન:

Cu + HgCl 2 → Hg+ CuCl 2

Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4

ઉદ્યોગમાં, તેઓ ઘણીવાર શુદ્ધ ધાતુઓનો ઉપયોગ કરતા નથી, પરંતુ તેમના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરે છે - એલોય, જેમાં એક ધાતુના ફાયદાકારક ગુણધર્મો બીજી ધાતુના ફાયદાકારક ગુણધર્મો દ્વારા પૂરક છે. આમ, તાંબામાં ઓછી કઠિનતા હોય છે અને તે મશીનના ભાગોના ઉત્પાદન માટે અયોગ્ય છે, જ્યારે તાંબા અને જસતના એલોય ( પિત્તળ) પહેલેથી જ સખત છે અને મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. એલ્યુમિનિયમમાં ઉચ્ચ નમ્રતા અને પૂરતી હળવાશ (ઓછી ઘનતા) હોય છે, પરંતુ તે ખૂબ નરમ હોય છે. તેના આધારે, મેગ્નેશિયમ, તાંબુ અને મેંગેનીઝ સાથેનો એલોય તૈયાર કરવામાં આવે છે - ડ્યુર્યુમિન (ડ્યુરાલ્યુમિન), જે એલ્યુમિનિયમના ફાયદાકારક ગુણધર્મોને ગુમાવ્યા વિના, ઉચ્ચ કઠિનતા મેળવે છે અને વિમાનના નિર્માણ માટે યોગ્ય બને છે. કાર્બન (અને અન્ય ધાતુઓના ઉમેરણો) સાથે લોખંડના એલોય વ્યાપકપણે જાણીતા છે કાસ્ટ આયર્નઅને સ્ટીલ

મુક્ત ધાતુઓ છે રિસ્ટોરર્સજો કે, કેટલીક ધાતુઓ કોટેડ હોવાને કારણે ઓછી પ્રતિક્રિયાશીલતા ધરાવે છે સપાટી ઓક્સાઇડ ફિલ્મ, વિવિધ અંશે, રાસાયણિક રીએજન્ટ જેમ કે પાણી, એસિડ અને આલ્કલીના ઉકેલો માટે પ્રતિરોધક.

ઉદાહરણ તરીકે, સીસાને હંમેશા ઓક્સાઈડ ફિલ્મથી આવરી લેવામાં આવે છે; તેના દ્રાવણમાં સંક્રમણ માટે માત્ર રીએજન્ટ (ઉદાહરણ તરીકે, પાતળું નાઈટ્રિક એસિડ) ના સંપર્કની જરૂર પડે છે, પણ તેને ગરમ કરવાની પણ જરૂર પડે છે. એલ્યુમિનિયમ પરની ઓક્સાઇડ ફિલ્મ પાણી સાથે તેની પ્રતિક્રિયા અટકાવે છે, પરંતુ એસિડ અને આલ્કલીસ દ્વારા તેનો નાશ થાય છે. છૂટક ઓક્સાઇડ ફિલ્મ (કાટ), ભેજવાળી હવામાં આયર્નની સપાટી પર રચાય છે, તે આયર્નના વધુ ઓક્સિડેશનમાં દખલ કરતું નથી.

પ્રભાવ હેઠળ કેન્દ્રિતધાતુઓ પર એસિડ રચાય છે ટકાઉઓક્સાઇડ ફિલ્મ. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે નિષ્ક્રિયતા. તેથી, એકાગ્રતામાં સલ્ફ્યુરિક એસિડ Be, Bi, Co, Fe, Mg અને Nb જેવી ધાતુઓ નિષ્ક્રિય થાય છે (અને પછી એસિડ સાથે પ્રતિક્રિયા કરતી નથી), અને કેન્દ્રિત નાઈટ્રિક એસિડમાં - ધાતુઓ A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb , થ અને યુ.

એસિડિક દ્રાવણમાં ઓક્સિડાઇઝિંગ એજન્ટો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી વખતે, મોટાભાગની ધાતુઓ કેશનમાં પરિવર્તિત થાય છે, જેનો ચાર્જ સંયોજનોમાં આપેલ તત્વની સ્થિર ઓક્સિડેશન સ્થિતિ દ્વારા નક્કી થાય છે (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ અને Fe 3. +)

એસિડિક દ્રાવણમાં ધાતુઓની ઘટાડાની પ્રવૃત્તિ તાણની શ્રેણી દ્વારા પ્રસારિત થાય છે. મોટાભાગની ધાતુઓ હાઇડ્રોક્લોરિક અને પાતળું સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથેના દ્રાવણમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, પરંતુ Cu, Ag અને Hg - માત્ર સલ્ફ્યુરિક (કેન્દ્રિત) અને નાઈટ્રિક એસિડ સાથે, અને Pt અને Au - "રેજિયા વોડકા" સાથે.

મેટલ કાટ

ધાતુઓની અનિચ્છનીય રાસાયણિક મિલકત પાણીના સંપર્કમાં અને તેમાં ઓગળેલા ઓક્સિજનના પ્રભાવ હેઠળ તેમનો સક્રિય વિનાશ (ઓક્સિડેશન) છે. (ઓક્સિજન કાટ).ઉદાહરણ તરીકે, પાણીમાં આયર્ન ઉત્પાદનોનો કાટ વ્યાપકપણે જાણીતો છે, જેના પરિણામે કાટ રચાય છે અને ઉત્પાદનો પાવડરમાં ક્ષીણ થઈ જાય છે.

ઓગળેલા વાયુઓ CO 2 અને SO 2ની હાજરીને કારણે પાણીમાં ધાતુઓનો કાટ પણ થાય છે; એસિડિક વાતાવરણ બનાવવામાં આવે છે, અને H + કેશન્સ હાઇડ્રોજન H 2 ના સ્વરૂપમાં સક્રિય ધાતુઓ દ્વારા વિસ્થાપિત થાય છે ( હાઇડ્રોજન કાટ).

બે ભિન્ન ધાતુઓ વચ્ચેના સંપર્કનું ક્ષેત્ર ખાસ કરીને કાટ લાગતું હોઈ શકે છે ( સંપર્ક કાટ).ગેલ્વેનિક યુગલ એક ધાતુ વચ્ચે થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે Fe, અને બીજી ધાતુ, ઉદાહરણ તરીકે Sn અથવા Cu, પાણીમાં મૂકવામાં આવે છે. ઇલેક્ટ્રોનનો પ્રવાહ વધુ સક્રિય ધાતુમાંથી જાય છે, જે વોલ્ટેજ શ્રેણી (રી) માં ડાબી બાજુએ છે, ઓછી સક્રિય ધાતુ (Sn, Cu), અને વધુ સક્રિય ધાતુ નાશ પામે છે (કાટેલી).

આને કારણે જ કેન (ટીન સાથે કોટેડ લોખંડ) ની ટીનવાળી સપાટી જ્યારે ભેજવાળા વાતાવરણમાં સંગ્રહિત થાય છે અને બેદરકારીપૂર્વક સંભાળવામાં આવે છે ત્યારે કાટ લાગે છે (એક નાનો ખંજવાળ દેખાય પછી પણ લોખંડ ઝડપથી તૂટી જાય છે, જે લોખંડને ભેજના સંપર્કમાં આવવા દે છે). તેનાથી વિપરિત, લોખંડની ડોલની ગેલ્વેનાઈઝ્ડ સપાટીને લાંબા સમય સુધી કાટ લાગતો નથી, કારણ કે જો ત્યાં સ્ક્રેચ હોય તો પણ, તે લોખંડ નથી જે કાટ કરે છે, પરંતુ ઝીંક (લોખંડ કરતાં વધુ સક્રિય ધાતુ).

આપેલ ધાતુ માટે કાટ પ્રતિકાર વધે છે જ્યારે તે વધુ સક્રિય ધાતુ સાથે કોટેડ હોય છે અથવા જ્યારે તેઓ ભળી જાય છે; આમ, આયર્નને ક્રોમિયમ સાથે કોટિંગ કરવાથી અથવા આયર્ન અને ક્રોમિયમની એલોય બનાવવાથી આયર્નનો કાટ દૂર થાય છે. ક્રોમડ આયર્ન અને સ્ટીલ જેમાં ક્રોમિયમ ( સ્ટેનલેસ સ્ટીલ), ઉચ્ચ કાટ પ્રતિકાર હોય છે.

ઇલેક્ટ્રોમેટલર્જી, એટલે કે, ગલન (સૌથી સક્રિય ધાતુઓ માટે) અથવા મીઠાના ઉકેલોના વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા ધાતુઓ મેળવવી;

pyrometallurgy, એટલે કે, ઊંચા તાપમાને અયસ્કમાંથી ધાતુઓની પુનઃપ્રાપ્તિ (ઉદાહરણ તરીકે, બ્લાસ્ટ ફર્નેસ પ્રક્રિયામાં લોખંડનું ઉત્પાદન);

હાઇડ્રોમેટલર્જી, એટલે કે, વધુ સક્રિય ધાતુઓ (ઉદાહરણ તરીકે, ઝીંક, આયર્ન અથવા એલ્યુમિનિયમની ક્રિયા દ્વારા CuSO 4 ના દ્રાવણમાંથી તાંબાનું ઉત્પાદન).

મૂળ ધાતુઓ ક્યારેક પ્રકૃતિમાં જોવા મળે છે (સામાન્ય ઉદાહરણો Ag, Au, Pt, Hg છે), પરંતુ વધુ વખત ધાતુઓ સંયોજનોના સ્વરૂપમાં જોવા મળે છે ( મેટલ ઓર). પૃથ્વીના પોપડામાં ધાતુઓ વિપુલ પ્રમાણમાં બદલાય છે: સૌથી સામાન્ય - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) થી લઈને દુર્લભ - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.