Pagrindinės metalų chemijos savybės. Fizikinės metalų savybės

Metalai labai skiriasi savo cheminiu aktyvumu. Cheminį metalo aktyvumą galima apytiksliai įvertinti pagal jo padėtį.

Aktyviausi metalai yra šios eilės pradžioje (kairėje), neaktyviausi metalai – pabaigoje (dešinėje).
Reakcijos su paprastomis medžiagomis. Metalai reaguoja su nemetalais, sudarydami dvejetainius junginius. Reakcijos sąlygos, o kartais ir jų produktai, skirtingiems metalams labai skiriasi.
Pavyzdžiui, šarminiai metalai kambario temperatūroje aktyviai reaguoja su deguonimi (įskaitant orą), sudarydami oksidus ir peroksidus.

4Li + O2 = 2Li 2O;
2Na + O 2 = Na 2 O 2

Vidutinio aktyvumo metalai kaitinami reaguoja su deguonimi. Tokiu atveju susidaro oksidai:

2Mg + O 2 = t 2MgO.

Mažai aktyvūs metalai (pavyzdžiui, auksas, platina) nereaguoja su deguonimi, todėl praktiškai nekeičia savo blizgesio ore.
Dauguma metalų, kaitinant sieros milteliais, sudaro atitinkamus sulfidus:

Reakcijos su sudėtingomis medžiagomis. Visų klasių junginiai reaguoja su metalais – oksidais (įskaitant vandenį), rūgštimis, bazėmis ir druskomis.
Aktyvūs metalai smarkiai reaguoja su vandeniu kambario temperatūroje:

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2;
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2.

Metalų, tokių kaip magnis ir aliuminis, paviršius yra apsaugotas tankia atitinkamo oksido plėvele. Tai apsaugo nuo reakcijos su vandeniu. Tačiau jei ši plėvelė nuimama arba sutrinka jos vientisumas, tai ir šie metalai aktyviai reaguoja. Pavyzdžiui, magnio milteliai reaguoja su karštu vandeniu:

Mg + 2H 2 O = 100 °C Mg(OH) 2 + H 2.

Aukštesnėje temperatūroje su vandeniu reaguoja ir mažiau aktyvūs metalai: Zn, Fe, Mil ir kt.. Tokiu atveju susidaro atitinkami oksidai. Pavyzdžiui, kai vandens garai patenka per karštas geležies drožles, įvyksta tokia reakcija:

3Fe + 4H2O = t Fe3O4 + 4H2.

Metalai, esantys aktyvumo serijoje iki vandenilio, reaguoja su rūgštimis (išskyrus HNO 3), sudarydami druskas ir vandenilį. Aktyvieji metalai (K, Na, Ca, Mg) labai smarkiai (dideliu greičiu) reaguoja su rūgščių tirpalais:

Ca + 2HCl = CaCl2 + H2;
2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2.

Mažai aktyvūs metalai dažnai praktiškai netirpsta rūgštyse. Taip yra dėl to, kad ant jų paviršiaus susidaro netirpios druskos plėvelė. Pavyzdžiui, švinas, esantis aktyvumo eilėje prieš vandenilį, praktiškai netirpsta praskiestose sieros ir druskos rūgštyse, nes ant jo paviršiaus susidaro netirpių druskų (PbSO 4 ir PbCl 2) plėvelė.

Atkuriamosios savybės- tai yra pagrindinės cheminės savybės, būdingos visiems metalams. Jie pasireiškia sąveikaujant su daugybe oksiduojančių medžiagų, įskaitant oksiduojančias medžiagas iš aplinkos. Apskritai metalo sąveika su oksidatoriais gali būti išreikšta tokia schema:

Aš + Oksidatorius" Aš(+X),

Kur (+X) yra teigiama Me oksidacijos būsena.

Metalo oksidacijos pavyzdžiai.

Fe + O 2 → Fe(+3) 4Fe + 3O 2 = 2 Fe 2 O 3

Ti + I 2 → Ti(+4) Ti + 2I 2 = TiI 4

Zn + H + → Zn(+2) Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2

Metalų savybės.

1. Pagrindinės metalų savybės.

Metalų savybės skirstomos į fizines, chemines, mechanines ir technologines.

Fizinės savybės apima: spalvą, savitąjį svorį, lydumą, elektrinį laidumą, magnetines savybes, šilumos laidumą, plėtimąsi kaitinant.

Cheminės savybės apima oksidaciją, tirpumą ir atsparumą korozijai.

Mechaninis – stiprumas, kietumas, elastingumas, klampumas, plastiškumas.

Technologinės apima grūdinimą, sklandumą, plastiškumą, suvirinamumą, apdirbamumą.

1. Fizinės ir cheminės savybės.

Spalva. Metalai yra nepermatomi, t.y. neleiskite pro juos prasiskverbti šviesai, o šioje atsispindėjusioje šviesoje kiekvienas metalas turi savo ypatingą atspalvį – spalvą.

Iš techninių metalų dažomas tik varis (raudonas) ir jo lydiniai. Kitų metalų spalva svyruoja nuo plieno pilkos iki sidabriškai baltos. Ploniausios oksidų plėvelės ant metalo gaminių paviršiaus suteikia jiems papildomos spalvos.

Savitasis svoris. Vieno kubinio centimetro medžiagos svoris, išreikštas gramais, vadinamas savituoju sunkiu.

Pagal savitąjį svorį išskiriami lengvieji ir sunkieji metalai. Iš techninių metalų lengviausias yra magnis (savitasis svoris 1,74), sunkiausias – volframas (savitasis svoris 19,3). Metalų savitasis svoris tam tikru mastu priklauso nuo jų gamybos ir apdirbimo būdo.

Lydomumas. Gebėjimas kaitinant iš kietos būsenos virsti skysta yra svarbiausia metalų savybė. Kaitinant, visi metalai iš kietos būsenos pereina į skystą, o kai išlydytas metalas aušinamas – iš skysto į kietą. Techninių lydinių lydymosi temperatūra neturi vienos konkrečios lydymosi temperatūros, o temperatūros intervalą, kartais gana reikšmingą.

Elektros laidumas. Elektros laidumas apima elektros energijos perdavimą laisvaisiais elektronais. Metalų elektrinis laidumas yra tūkstančius kartų didesnis už nemetalinių kūnų laidumą. Kylant temperatūrai metalų elektrinis laidumas mažės, o temperatūrai mažėjant – didėja. Artėjant prie absoliutaus nulio (- 273 0 C), begalinių metalų elektrinis laidumas svyruoja nuo +232 0 (alavo) iki 3370 0 (volframas). Dauguma padidėja (atsparumas nukrenta beveik iki nulio).

Lydinių elektrinis laidumas visada yra mažesnis už vieno iš lydinį sudarančių komponentų elektrinį laidumą.

Magnetinės savybės. Tik trys metalai yra aiškiai magnetiniai (feromagnetiniai): geležis, nikelis ir kobaltas, taip pat kai kurie jų lydiniai. Kaitinami iki tam tikros temperatūros, šie metalai taip pat praranda savo magnetines savybes. Kai kurie geležies lydiniai net kambario temperatūroje nėra feromagnetiniai. Visi kiti metalai skirstomi į paramagnetinius (traukiamus magnetais) ir diamagnetinius (atstumiamus magnetais).

Šilumos laidumas.Šilumos laidumas – tai šilumos perdavimas kūne iš labiau šildomos vietos į mažiau šildomą vietą be matomo šio kūno dalelių judėjimo. Didelis metalų šilumos laidumas leidžia juos greitai ir tolygiai šildyti ir vėsinti.

Iš techninių metalų varis pasižymi didžiausiu šilumos laidumu. Geležies šilumos laidumas yra daug mažesnis, o plieno šilumos laidumas skiriasi priklausomai nuo komponentų kiekio jame. Kylant temperatūrai, šilumos laidumas mažėja, o mažėjant – didėja.

Šilumos talpa.Šilumos talpa – tai šilumos kiekis, reikalingas kūno temperatūrai padidinti 10.

Medžiagos savitoji šiluminė talpa yra šilumos kiekis kilogramais - kalorijos, kurios turi būti perduotos 1 kg medžiagos, kad jos temperatūra padidėtų 1 0.

Metalų savitoji šiluminė talpa, palyginti su kitomis medžiagomis, yra maža, todėl juos gana lengva pašildyti iki aukštos temperatūros.

Išplečiamumas kaitinant. Kūno ilgio padidėjimo, kai jis įkaista 1 0, santykis su pradiniu ilgiu vadinamas tiesinio plėtimosi koeficientu. Skirtingiems metalams linijinio plėtimosi koeficientas labai skiriasi. Pavyzdžiui, volframo tiesinis plėtimosi koeficientas yra 4,0 · 10 -6, o švino - 29,5 · 10 -6.

Atsparumas korozijai. Korozija – tai metalo sunaikinimas dėl jo cheminės ar elektrocheminės sąveikos su išorine aplinka. Korozijos pavyzdys yra geležies rūdijimas.

Didelis atsparumas korozijai (atsparumas korozijai) yra svarbi natūrali kai kurių metalų savybė: platina, auksas ir sidabras, todėl jie vadinami tauriaisiais. Nikelis ir kiti spalvotieji metalai taip pat gerai atsparūs korozijai. Juodieji metalai korozuoja stipriau ir greičiau nei spalvotieji metalai.

2. Mechaninės savybės.

Jėga. Metalo stiprumas yra jo gebėjimas atsispirti išorinėms jėgoms nesulaužant.

Kietumas. Kietumas – tai kūno gebėjimas atsispirti kito, kietesnio kūno prasiskverbimui.

Elastingumas. Metalo elastingumas – tai jo gebėjimas atkurti savo formą pasibaigus išorinėms jėgoms, sukėlusioms formos pasikeitimą (deformaciją).

Klampumas. Tvirtumas – tai metalo gebėjimas atsispirti greitai didėjančioms (smūgio) išorinėms jėgoms. Klampumas yra priešinga trapumo savybė.

Plastikiniai. Plastiškumas yra metalo savybė, veikiant išorinėms jėgoms, deformuotis be sunaikinimo ir išlaikyti naują formą, kai jėga nutrūksta. Plastiškumas yra priešinga elastingumo savybė.

Lentelėje 1 parodytos techninių metalų savybės.

1 lentelė.

Techninių metalų savybės.

3. Metalų savybių svarba.

Mechaninės savybės. Pirmas reikalavimas bet kuriam produktui yra pakankamas stiprumas.

Metalai, palyginti su kitomis medžiagomis, pasižymi didesniu stiprumu, todėl apkrautos mašinų dalys, mechanizmai ir konstrukcijos dažniausiai gaminamos iš metalų.

Daugelis gaminių, be bendro stiprumo, turi turėti ir ypatingų savybių, būdingų šio gaminio veikimui. Pavyzdžiui, pjovimo įrankiai turi būti didelio kietumo. Įrankių plienas ir lydiniai naudojami kitų pjovimo įrankių gamybai.

Spyruoklių ir spyruoklių gamybai naudojami specialūs didelio elastingumo plienai ir lydiniai

Klampūs metalai naudojami tais atvejais, kai eksploatacijos metu dalys patiria smūgines apkrovas.

Metalų plastiškumas leidžia juos apdoroti spaudimu (kalimas, valcavimas).

Fizinės savybės. Lėktuvų, automobilių ir vagonų konstrukcijose detalių svoris dažnai yra svarbiausia charakteristika, todėl aliuminis ir ypač magnio lydiniai čia yra nepakeičiami. Kai kurių lydinių, pavyzdžiui, aliuminio, savitasis stipris (tempimo stiprio ir savitojo svorio santykis) yra didesnis nei švelnaus plieno.

Lydomumas naudojamas liejiniams gaminti pilant išlydytą metalą į formas. Žemo lydymosi metalai (pavyzdžiui, švinas) naudojami kaip plieno gesinimo terpė. Kai kurie sudėtingi lydiniai turi tokią žemą lydymosi temperatūrą, kad jie ištirpsta karštame vandenyje. Tokie lydiniai naudojami liejant tipografines matricas ir įrenginiuose, skirtuose apsaugoti nuo gaisrų.

Metalai su aukštu elektros laidumas(varis, aliuminis) naudojami elektrotechnikoje, elektros linijoms tiesti, o lydiniai su didele elektrine varža – kaitrinėms lempoms ir elektros šildymo prietaisams.

Magnetinės savybės metalai atlieka pagrindinį vaidmenį elektros inžinerijoje (dinamos, varikliai, transformatoriai), ryšių įrenginiams (telefono ir telegrafo prietaisams) ir yra naudojami daugelyje kitų tipų mašinų ir prietaisų.

Šilumos laidumas metalai leidžia sukurti jų fizines savybes. Šilumos laidumas taip pat naudojamas lituojant ir suvirinant metalus.

Kai kurie metalų lydiniai turi tiesinio plėtimosi koeficientas, artimas nuliui; Tokie lydiniai naudojami tiksliųjų instrumentų ir radijo vamzdžių gamybai. Statant ilgas konstrukcijas, pavyzdžiui, tiltus, reikia atsižvelgti į metalų išsiplėtimą. Taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad dvi dalys, pagamintos iš metalų su skirtingais plėtimosi koeficientais ir sujungtos kartu, kaitinant gali sulinkti ir net lūžti.

Cheminės savybės. Atsparumas korozijai ypač svarbus gaminiams, kurie veikia labai oksiduojančioje aplinkoje (tinkleliai, cheminių mašinų ir instrumentų dalys). Norint pasiekti aukštą atsparumą korozijai, gaminami specialūs nerūdijantys, rūgštims ir karščiui atsparūs plienai, taip pat naudojamos apsauginės dangos.

Dėl laisvųjų elektronų („elektronų dujų“) kristalinėje gardelėje visi metalai pasižymi šiomis būdingomis bendromis savybėmis:

1) Plastikiniai– galimybė lengvai keisti formą, ištempti į vielą, susukti į plonus lakštus.

2) Metalinis blizgesys ir neskaidrumas. Taip yra dėl laisvųjų elektronų sąveikos su šviesa, patenkančia į metalą.

3) Elektros laidumas. Tai paaiškinama kryptingu laisvųjų elektronų judėjimu iš neigiamo poliaus į teigiamą esant nedideliam potencialų skirtumui. Kaitinant, elektros laidumas mažėja, nes Kylant temperatūrai, kristalinės gardelės mazguose sustiprėja atomų ir jonų virpesiai, o tai apsunkina kryptingą „elektronų dujų“ judėjimą.

4) Šilumos laidumas. Tai sukelia didelis laisvųjų elektronų mobilumas, dėl kurio temperatūra greitai susilygina metalo masės atžvilgiu. Didžiausias šilumos laidumas yra bismute ir gyvsidabriu.

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. Lydžiausias metalas yra gyvsidabris (mp = -39°C), ugniai atspariausias metalas yra volframas (mp = 3390°C). Metalai su lydymosi temperatūra aukštesnėje nei 1000°C temperatūroje laikomos ugniai atspariomis, žemiau – mažai tirpstančiomis.

Bendrosios cheminės metalų savybės

Stiprios reduktorius: Me 0 – nē → Me n +

Daugybė įtampų apibūdina lyginamąjį metalų aktyvumą redokso reakcijose vandeniniuose tirpaluose.

1. Metalų reakcijos su nemetalais

1) Su deguonimi:
2Mg + O 2 → 2MgO

2) Su siera:
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 elektrocheminės įtampos 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:

Kai bet kokios koncentracijos azoto rūgštis ir koncentruota sieros rūgštis sąveikauja su metalais Vandenilis niekada neišleidžiamas!

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

4Zn + 5H2SO4(K) → 4ZnSO4 + H2S + 4H2O

3Zn + 4H2SO4(K) → 3ZnSO4 + S + 4H2O

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

10HNO3 + 4Mg → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O

4HNO 3 (k) + 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 2O → Ca(OH)2 + H2

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 jie dažnai naudoja ne grynus metalus, o jų mišinius - lydiniai, kuriame vieno metalo naudingąsias savybes papildo kito metalo naudingosios savybės. Taigi varis yra mažo kietumo ir netinka mašinų dalims gaminti, o vario ir cinko lydiniai ( žalvario) jau yra gana kieti ir plačiai naudojami mechaninėje inžinerijoje. Aliuminis pasižymi dideliu lankstumu ir pakankamu lengvumu (mažo tankio), tačiau yra per minkštas. Jo pagrindu ruošiamas lydinys su magniu, variu ir manganu - duraliuminis (duraliuminis), kuris neprarasdamas naudingų aliuminio savybių įgauna didelį kietumą ir tampa tinkamas orlaivių konstrukcijoms. Geležies lydiniai su anglimi (ir kitų metalų priedais) yra plačiai žinomi ketaus Ir plieno.

Laisvieji metalai yra restauratoriai. Tačiau kai kurių metalų reaktyvumas yra mažas dėl to, kad jie yra padengti paviršiaus oksido plėvelė, įvairaus laipsnio, atsparus cheminiams reagentams, tokiems kaip vanduo, rūgščių ir šarmų tirpalai.

Pavyzdžiui, švinas visada yra padengtas oksido plėvele, norint, kad jis būtų tirpinamas, ne tik veikiamas reagentu (pavyzdžiui, praskiesta azoto rūgštimi), bet ir kaitinama. 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 tvarus oksido plėvelė. Šis reiškinys vadinamas pasyvavimas. Taigi, koncentruotai sieros rūgštis tokie metalai kaip Be, Bi, Co, Fe, Mg ir Nb yra pasyvinami (ir tada nereaguoja su rūgštimi), o koncentruotoje azoto rūgštyje - metalai A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb , Th ir U.

Sąveikaujant su oksiduojančiomis medžiagomis rūgštiniuose tirpaluose dauguma metalų virsta katijonais, kurių krūvį lemia stabili tam tikro elemento oksidacijos būsena junginiuose (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ ir Fe 3). +)

Metalų redukcinį aktyvumą rūgštiniame tirpale perduoda daugybė įtempių. Dauguma metalų į tirpalą perkeliami su druskos ir praskiestomis sieros rūgštimis, tačiau Cu, Ag ir Hg – tik su sieros (koncentruota) ir azoto rūgštimis, o Pt ir Au – su „regia vodka“.

Metalo 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 taip pat vyksta vandenyje dėl ištirpusių dujų CO 2 ir SO 2; susidaro rūgštinė aplinka, o H + katijonai išstumiami aktyviais metalais vandenilio H 2 pavidalu ( vandenilio korozija).

Dviejų skirtingų metalų sąlyčio sritis gali būti ypač ėsdinanti ( 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 kairėje įtampos serijoje (Re), į mažiau aktyvų metalą (Sn, Cu), o aktyvesnis metalas sunaikinamas (rūdija).

Būtent dėl ​​to skardinių alavuotas paviršius (skarda padengtas geležimi) rūdija, kai laikomas drėgnoje atmosferoje ir neatsargiai elgiamasi (geležis greitai subyra net pasirodžius nedideliam įbrėžimui, todėl lygintuvas gali liestis su drėgme). Atvirkščiai, geležinio kibiro cinkuotas paviršius ilgai nerūdija, nes net jei ir yra įbrėžimų, rūdija ne geležis, o cinkas (aktyvesnis metalas nei geležis).

Tam tikro metalo atsparumas korozijai padidėja, kai jis padengiamas aktyvesniu metalu arba kai jie sulydomi; Taigi, geležies padengimas chromu arba geležies ir chromo lydinys pašalina geležies koroziją. Chromuota geležis ir plienas, kurių sudėtyje yra chromo ( nerūdijančio plieno), pasižymi dideliu atsparumu korozijai.

Metalo atomų sandara lemia ne tik paprastų medžiagų – metalų būdingas fizines savybes, bet ir bendras chemines jų savybes.

Esant didelei įvairovei, visos cheminės metalų reakcijos yra redoksinės ir gali būti tik dviejų tipų: kombinuotos ir pakaitinės. Metalai gali paaukoti elektronus cheminių reakcijų metu, tai yra, yra reduktoriai ir susidarančių junginių oksidacijos būsena yra tik teigiama.

Apskritai tai galima išreikšti tokia diagrama:
Aš 0 – ne → Aš +n,
kur Me yra metalas - paprasta medžiaga, o Me 0+n yra metalas, cheminis elementas junginyje.

Metalai gali atiduoti savo valentinius elektronus nemetalų atomams, vandenilio jonams ir kitų metalų jonams, todėl reaguos su nemetalais – paprastomis medžiagomis, vandeniu, rūgštimis, druskomis. Tačiau metalų redukcinis gebėjimas skiriasi. Metalų reakcijos su įvairiomis medžiagomis produktų sudėtis priklauso nuo medžiagų oksidacinio gebėjimo ir reakcijos vykstančių sąlygų.

Aukštoje temperatūroje dauguma metalų dega deguonimi:

2Mg + O2 = 2MgO

Tokiomis sąlygomis nesioksiduoja tik auksas, sidabras, platina ir kai kurie kiti metalai.

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 ir baris, labai aktyviai sąveikauja su vandeniu. Bendra šios reakcijos schema atrodo taip:

Me + HOH → Me(OH) n + H 2

Kiti metalai reaguoja su vandeniu kaitinant: magnis, kai jis verda, geležis vandens garuose, kai verda raudonai. Tokiais atvejais gaunami metalų oksidai.

Jei metalas reaguoja su rūgštimi, jis yra susidariusios druskos dalis. Kai metalas sąveikauja su rūgšties tirpalais, jį gali oksiduoti tirpale esantys vandenilio jonai. Sutrumpintą joninę lygtį bendra forma galima parašyti taip:

Me + nH + → Me n + + H 2

Deguonies turinčių rūgščių, tokių kaip koncentruota sieros ir azoto, 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 pakeičiančio, aktyvesnio metalo atomų pereina į pakeičiančio, mažiau aktyvaus metalo jonus. Tada tinklelis metalą pakeičia 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 tvarka pagal cheminį aktyvumą, pasireiškiantį metalų poslinkio 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 → → Ag → Pd → Pt → Au

Metalai, esantys kairėje šioje eilutėje, yra aktyvesni ir gali išstumti šiuos metalus iš druskos tirpalų.

Vandenilis yra įtrauktas į elektrocheminę metalų įtampų seriją, kaip vienintelis nemetalas, turintis bendrą savybę su metalais - sudaryti teigiamai įkrautus 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 prieš vandenilį elektrocheminėje įtampos serijoje, išstumia jį iš daugelio rūgščių (vandenilio chlorido, sieros ir kt.) tirpalų, tačiau visi po jo esantys, pavyzdžiui, varis, jo neišstumia.

blog.site, kopijuojant visą medžiagą ar jos dalį, būtina nuoroda į pirminį šaltinį.