Металлын харьцааны урвалын тэгшитгэл:
- а) энгийн бодисуудад: хүчилтөрөгч, устөрөгч, галоген, хүхэр, азот, нүүрстөрөгч;
- б) нарийн төвөгтэй бодисуудад: ус, хүчил, шүлт, давс.
- Металлуудад I ба II бүлгийн s-элементүүд, бүх s-элементүүд, III бүлгийн p-элементүүд (бороос бусад), түүнчлэн цагаан тугалга ба хар тугалга (IV бүлэг), висмут (V бүлэг), полони (VI бүлэг) орно. Ихэнх металлын гаднах энергийн түвшинд 1-3 электрон байдаг. d-элементийн атомуудын хувьд, хугацааны дотор гадна талын өмнөх давхаргын d-дэд түвшнийг зүүнээс баруун тийш дүүргэдэг.
- Металлын химийн шинж чанарыг тэдгээрийн гаднах электрон бүрхүүлийн онцлог бүтцээр тодорхойлдог.
Тодорхой хугацааны дотор цөмийн цэнэг нэмэгдэхийн хэрээр ижил тооны электрон бүрхүүлтэй атомын радиус буурдаг. Шүлтлэг металлын атомууд хамгийн том радиустай байдаг. Атомын радиус бага байх тусам иончлолын энерги их, атомын радиус их байх тусам иончлолын энерги бага байна. Металлын атомууд нь хамгийн том атомын радиустай байдаг тул тэдгээр нь голчлон иончлолын энерги, электроны хамаарлын бага утгаараа тодорхойлогддог. Чөлөөт металлууд нь зөвхөн бууруулагч шинж чанартай байдаг.
3) Металл исэл үүсгэдэг, жишээлбэл:
Зөвхөн шүлтлэг ба шүлтлэг шороон металууд устөрөгчтэй урвалд орж гидрид үүсгэдэг.
Металл нь галогентэй урвалд орж галоген, хүхэр - сульфид, азот - нитрид, нүүрстөрөгч - карбид үүсгэдэг.
Хүчдэлийн цуваа дахь метал E 0-ийн стандарт электродын потенциалын алгебрийн утга нэмэгдэх тусам металын устай урвалд орох чадвар буурдаг.
Тиймээс төмөр нь зөвхөн маш өндөр температурт устай урвалд ордог.
Стандарт электродын эерэг потенциалтай металлууд, өөрөөр хэлбэл хүчдэлийн цувралд устөрөгчийн дараа зогсож байгаа металлууд устай урвалд ордоггүй.
Металлын хүчилтэй урвалд орох нь онцлог шинж чанартай байдаг. Сөрөг E0 утгатай металууд нь HCl, H2S04, H3P04 гэх мэт уусмалаас устөрөгчийг зайлуулдаг.
E0 утга багатай метал нь давсны уусмалаас их E0 утгатай металыг нүүлгэн шилжүүлдэг.
Кальцийн исэл CaO-г шохой гэж нэрлэдэг. Шохойн чулуу CaC0 3 --> CaO + CO-г 2000 ° C-ийн температурт шатаах замаар гаргаж авдаг. Кальцийн исэл нь үндсэн ислийн шинж чанартай:
а) устай урвалд орж их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг:
CaO + H 2 0 = Ca (OH) 2 (унтраасан шохой).
б) хүчилтэй урвалд орж давс, ус үүсгэдэг:
CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O
CaO + 2H + = Ca 2+ + H 2 O
в) хүчиллэг исэлтэй урвалд орж давс үүсгэдэг:
CaO + C0 2 = CaC0 3
Кальцийн гидроксид Ca(OH) 2 нь унтарсан шохой, шохойн сүү, шохойн ус хэлбэрээр ашиглагддаг.
Шохойн сүү нь илүүдэл унтарсан шохойг устай холих замаар үүссэн зутан юм.
Шохойн ус нь шохойн сүүг шүүж гаргаж авсан тунгалаг уусмал юм. Лабораторид нүүрстөрөгчийн (IV) дан ислийг илрүүлэхэд ашигладаг.
Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O
Нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (IV) удаан хугацаагаар дамжих үед уусмал нь усанд уусдаг хүчиллэг давс үүсдэг тул тунгалаг болдог.
CaC0 3 + C0 2 + H 2 O = Ca(HCO 3 ) 2
Хэрэв үүссэн кальцийн бикарбонатын тунгалаг уусмалыг халаавал CaC0 3 тунадас тунадасны улмаас дахин булингар үүснэ.
Металлын химийн шинж чанар: хүчилтөрөгч, галоген, хүхэртэй харилцан үйлчлэх, ус, хүчил, давстай харьцах харьцаа.
Металлын химийн шинж чанарыг атомууд нь гадаад энергийн түвшнээс электроныг хялбархан гаргаж, эерэг цэнэгтэй ион болгон хувиргах чадвараар тодорхойлогддог. Тиймээс химийн урвалын явцад металууд нь эрч хүчийг бууруулдаг бодис болдог. Энэ бол тэдний гол нийтлэг химийн шинж чанар юм.
Металл элементийн атомуудад электрон хандивлах чадвар өөр өөр байдаг. Металл электронуудаа амархан өгөх тусам илүү идэвхтэй, бусад бодисуудтай илүү хүчтэй урвалд ордог. Судалгааны үндсэн дээр бүх металлыг идэвхжил буурах дарааллаар байрлуулсан. Энэ цувралыг анх нэрт эрдэмтэн Н.Н.Бекетов санал болгосон. Металлын энэ үйл ажиллагааны цувааг металлын шилжилтийн цуваа эсвэл металлын хүчдэлийн цахилгаан химийн цуваа гэж нэрлэдэг. Энэ нь дараах байдалтай харагдаж байна.
Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Энэ цувралын тусламжтайгаар та аль металл нь нөгөөд идэвхтэй байгааг олж мэдэх боломжтой. Энэ цуврал нь устөрөгч агуулдаг бөгөөд энэ нь метал биш юм. Үзэгдэх шинж чанаруудыг харьцуулахын тулд нэг төрлийн тэг болгон авдаг.
Бууруулах бодисын шинж чанартай металууд нь янз бүрийн исэлдүүлэгч бодисуудтай, ялангуяа металл бус бодисуудтай урвалд ордог. Металл нь хэвийн нөхцөлд эсвэл халах үед хүчилтөрөгчтэй урвалд орж исэл үүсгэдэг, жишээлбэл:
2Mg0 + O02 = 2Mg+2O-2
Энэ урвалд магнийн атомууд исэлдэж, хүчилтөрөгчийн атомууд буурдаг. Цувралын төгсгөлд байгаа үнэт металлууд нь хүчилтөрөгчтэй урвалд ордог. Галогентэй урвал идэвхтэй явагддаг, жишээлбэл, хлор дахь зэсийн шаталт:
Cu0 + Cl02 = Cu+2Cl-2
Хүхэртэй урвал ихэвчлэн халах үед тохиолддог, жишээлбэл:
Fe0 + S0 = Fe+2S-2
Mg дахь металлын үйл ажиллагааны цувралын идэвхтэй металууд нь устай урвалд орж шүлт ба устөрөгч үүсгэдэг.
2Na0 + 2H+2O → 2Na+OH + H02
Al-H2 хүртэл дунд зэргийн идэвхтэй металлууд нь илүү хүнд нөхцөлд устай урвалд орж, исэл, устөрөгч үүсгэдэг.
Pb0 + H+2O Металлын химийн шинж чанар: хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэх Pb+2O + H02.
Металлын уусмал дахь хүчил, давстай урвалд орох чадвар нь металлын шилжилтийн цуваа дахь байрлалаас хамаарна. Устөрөгчийн зүүн талд байрлах металлын эгнээнд байгаа металууд нь ихэвчлэн шингэрүүлсэн хүчлээс устөрөгчийг нүүлгэн шилжүүлдэг (багасгадаг), харин устөрөгчийн баруун талд байрлах металууд түүнийг нүүлгэдэггүй. Тиймээс цайр, магни нь хүчиллэг уусмалтай урвалд орж, устөрөгчийг ялгаруулж, давс үүсгэдэг боловч зэс урвалд ордоггүй.
Mg0 + 2H+Cl → Mg+2Cl2 + H02
Zn0 + H+2SO4 → Zn+2SO4 + H02.
Эдгээр урвалын металлын атомууд нь бууруулагч бодис, устөрөгчийн ионууд нь исэлдүүлэгч бодис юм.
Металл нь усан уусмал дахь давстай урвалд ордог. Идэвхтэй металлууд нь давсны найрлагаас бага идэвхтэй металуудыг зайлуулдаг. Үүнийг металлын үйл ажиллагааны цувралаар тодорхойлж болно. Урвалын бүтээгдэхүүн нь шинэ давс, шинэ металл юм. Тиймээс, хэрэв төмрийн хавтанг зэс (II) сульфатын уусмалд дүрвэл хэсэг хугацааны дараа зэс нь улаан бүрхүүл хэлбэрээр ялгарна.
Fe0 + Cu+2SO4 → Fe+2SO4 + Cu0.
Гэхдээ мөнгөн хавтанг зэс (II) сульфатын уусмалд дүрвэл ямар ч хариу үйлдэл үзүүлэхгүй.
Ag + CuSO4 ≠ .
Ийм урвал явуулахын тулд та устай урвалд ордог хэт идэвхтэй металуудыг (литиас натри хүртэл) ашиглаж болохгүй.
Тиймээс металууд нь металл бус, ус, хүчил, давстай урвалд орох чадвартай байдаг. Эдгээр бүх тохиолдолд металууд исэлдэж, бууруулагч бодис болдог. Металлуудтай холбоотой химийн урвалын явцыг урьдчилан таамаглахын тулд металлын шилжилтийн цувралыг ашиглах хэрэгтэй.
Металлууд нь үечилсэн системийн зүүн доод буланд байрладаг. Металл нь s-элементүүд, d-элементүүд, f-элементүүд, хэсэгчилсэн p-элементүүдийн гэр бүлд хамаарна.
Металлын хамгийн нийтлэг шинж чанар бол электроныг орхиж, эерэг цэнэгтэй ион болох чадвар юм. Түүнээс гадна метал нь зөвхөн эерэг исэлдэлтийн төлөвийг харуулж чадна.
Би - ne = Би n +
1. Металл бус металлтай харилцан үйлчлэх.
А ) Металлын устөрөгчтэй харилцан үйлчлэх.
Шүлт ба шүлтлэг шороон металууд нь устөрөгчтэй шууд урвалд орж гидрид үүсгэдэг.
Жишээлбэл:
Ca + H 2 = CaH 2
Ионы талст бүтэцтэй стехиометрийн бус нэгдлүүд үүсдэг.
b) Хүчилтөрөгчтэй металлын харилцан үйлчлэл.
Au, Ag, Pt-ээс бусад бүх металууд нь агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр исэлддэг.
Жишээ:
2Na + O 2 = Na 2 O 2 (хэт исэл)
4K + O 2 = 2K 2 O
2Mg + O2 = 2MgO
2Cu + O 2 = 2CuO
в) Галогентэй металлын харилцан үйлчлэл.
Бүх металлууд галогентэй урвалд орж галогенид үүсгэдэг.
Жишээ:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
Эдгээр нь голчлон ионы нэгдлүүд юм: MeHal n
г) Металлын азотын харилцан үйлчлэл.
Шүлт ба шүлтлэг шороон металууд нь азоттой харилцан үйлчилдэг.
Жишээ:
3Ca + N2 = Ca3N2
Mg + N 2 = Mg 3 N 2 - нитрид.
e) Металлын нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчлэл.
Металл ба нүүрстөрөгчийн нэгдлүүд - карбидууд. Эдгээр нь хайлмал нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэх замаар үүсдэг. Идэвхтэй металлууд нь нүүрстөрөгчтэй стехиометрийн нэгдлүүдийг үүсгэдэг.
4Al + 3C = Al 4 C 3
Металл - d-элементүүд нь хатуу уусмал гэх мэт стехиометрийн бус найрлагатай нэгдлүүдийг үүсгэдэг: WC, ZnC, TiC - хэт хатуу ган үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.
2. Металлуудын устай харилцан үйлчлэл.
Усны исэлдэлтийн потенциалаас илүү сөрөг потенциалтай металлууд устай урвалд ордог.
Идэвхтэй металлууд устай илүү идэвхтэй урвалд орж, усыг задалж, устөрөгчийг ялгаруулдаг.
Na + 2H2O = H2 + 2NaOH
Идэвх багатай металлууд усыг аажим аажмаар задалж, уусдаггүй бодис үүссэний улмаас үйл явц удааширдаг.
3. Металлуудын давсны уусмалын харилцан үйлчлэл.
Хэрэв урвалд орж буй металл давсныхаас илүү идэвхтэй байвал энэ урвал боломжтой.
Zn + CuSO 4 = Cu 0 ↓ + ZnSO 4
0.76 В., = + 0.34 В.
Илүү сөрөг эсвэл бага эерэг стандарт электродын потенциалтай металл нь давсныхаа уусмалаас өөр металлыг зайлуулдаг.
4. Металлуудын шүлтийн уусмалуудтай харилцан үйлчлэл.
Хүчтэй исэлдүүлэгч бодис байгаа үед амфотерийн гидроксид үүсгэдэг эсвэл өндөр исэлдэлтийн төлөвтэй металууд шүлттэй урвалд орж болно. Металл шүлтийн уусмалуудтай харилцан үйлчлэхэд исэлдүүлэгч бодис нь ус юм.
Жишээ:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2
1 Zn 0 + 4OH - - 2e = 2- исэлдэлт
Zn 0 - бууруулагч бодис
1 2H 2 O + 2e = H 2 + 2OH - бууралт
H 2 O - исэлдүүлэгч бодис
Zn + 4OH - + 2H 2 O = 2- + 2OH - + H 2
Өндөр исэлдэлтийн төлөвтэй металууд хайлуулах явцад шүлтүүдтэй харилцан үйлчилж болно.
4Nb +5O 2 +12KOH = 4K 3 NbO 4 + 6H 2 O
5. Металлуудын хүчилтэй харилцан үйлчлэл.
Эдгээр нь металын идэвхжил, хүчлийн төрөл, концентраци, температураас хамаардаг урвалын бүтээгдэхүүнүүд юм.
Металлуудыг идэвхтэй, дунд идэвхтэй, бага идэвхтэй гэж хуваадаг.
Хүчилүүдийг уламжлалт байдлаар 2 бүлэгт хуваадаг.
I бүлэг - исэлдүүлэх чадвар багатай хүчил: HCl, HI, HBr, H 2 SO 4 (шингэрүүлсэн), H 3 PO 4, H 2 S, энд исэлдүүлэгч бодис нь H + юм. Металлуудтай харилцан үйлчлэх үед хүчилтөрөгч (H 2) ялгардаг. Сөрөг электродын потенциалтай металууд нь эхний бүлгийн хүчилтэй урвалд ордог.
II бүлэг - исэлдүүлэх чадвар өндөртэй хүчил: H 2 SO 4 (конц.), HNO 3 (шингэрүүлсэн), HNO 3 (конц.). Эдгээр хүчилд исэлдүүлэгч бодис нь хүчиллэг анионууд юм: . Анионыг багасгах бүтээгдэхүүн нь маш олон янз байж болох бөгөөд металлын идэвхжилээс хамаарна.
H 2 S - идэвхтэй металлуудтай
H 2 SO 4 +6е S 0 ↓ - дунд идэвхтэй металлуудтай
SO 2 - бага идэвхтэй металлуудтай
NH 3 (NH 4 NO 3) - идэвхтэй металлуудтай
HNO 3 +4.5e N 2 O, N 2 - дунд зэргийн идэвхтэй металлуудтай
ҮГҮЙ - бага идэвхтэй металлуудтай
HNO 3 (конц.) - NO 2 - аливаа үйл ажиллагааны металлуудтай.
Хэрэв металууд хувьсах валенттай бол I бүлгийн хүчилтэй хамт металууд нь бага эерэг исэлдэлтийн төлөвийг олж авдаг: Fe → Fe 2+, Cr → Cr 2+. II бүлгийн хүчлүүдтэй харилцан үйлчлэхэд исэлдэлтийн төлөв нь +3: Fe → Fe 3+, Cr → Cr 3+, устөрөгч хэзээ ч ялгардаггүй.
Хүчтэй хүчлүүдийн уусмал дахь зарим металлууд (Fe, Cr, Al, Ti, Ni гэх мэт) исэлдэх үед нягт ислийн хальсаар хучигддаг бөгөөд энэ нь металыг цаашид уусахаас (пассивация) хамгаалдаг, харин халах үед исэл. хальс уусч, урвал явагдана.
Эерэг электродын потенциалтай бага зэрэг уусдаг металлууд нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодисуудын дэргэд I бүлгийн хүчилд уусдаг.
Бүх энгийн бодисыг энгийн бодисууд - металл ба энгийн бодисууд - металл бус гэж хувааж болно гэдгийг мэддэг.
М.В.Ломоносовын тодорхойлсон металлууд нь "хуурамчлах боломжтой хөнгөн биетүүд" юм. Эдгээр нь ихэвчлэн уян хатан, өндөр дулаан, цахилгаан дамжуулалттай гялалзсан материалууд юм. Металлын эдгээр физик болон химийн олон шинж чанарууд нь атомуудын электроныг БУЦАХ чадвартай холбоотой байдаг.
МЕТАЛ БУС нь эсрэгээрээ химийн процесст электрон нэмэх чадвартай байдаг. Ихэнх металл бус металлууд нь металын эсрэг шинж чанарыг харуулдаг: тэдгээр нь гялалздаггүй, цахилгаан гүйдэл дамжуулдаггүй, хуурамч биш юм. Байх эсрэгТэдний шинж чанарын дагуу метал ба металл бус бие биетэйгээ амархан урвалд ордог.
Бие даасан багшийн энэ хэсэг нь метал ба металл бус шинж чанаруудын товч тоймд зориулагдсан болно. Элементүүдийн шинж чанарыг тайлбарлахдаа дараахь логик схемийг баримтлахыг зөвлөж байна.
1. Нэгдүгээрт, атомын бүтцийг тайлбарла (валент электронуудын тархалтыг заана), энэ элемент нь металл эсвэл металл бусд хамаарах эсэх талаар дүгнэлт хийж, түүний валентийн төлөвийг (исэлдэлтийн төлөв) тодорхойлно - 3-р хичээлийг үзнэ үү;
2. Дараа нь урвалын тэгшитгэл зохиож энгийн бодисын шинж чанарыг тодорхойлно
- хүчилтөрөгчтэй;
- устөрөгчтэй;
- металлаар (метал бусын хувьд) эсвэл металл бусаар (металлын хувьд);
- устай;
- хүчил эсвэл шүлттэй (боломжтой бол);
- давсны уусмалаар;
3. Дараа нь та хамгийн чухал нэгдлүүдийн (устөрөгчийн нэгдэл, исэл, гидроксид, давс) шинж чанарыг тайлбарлах хэрэгтэй. Энэ тохиолдолд та эхлээд тухайн нэгдлийн шинж чанарыг (хүчиллэг эсвэл үндсэн) тодорхойлж, дараа нь энэ ангийн нэгдлүүдийн шинж чанарыг санаж, шаардлагатай урвалын тэгшитгэлийг зурах хэрэгтэй;
4. Эцэст нь, энэ элементийг агуулсан катион (анион) -д үзүүлэх чанарын урвал, энгийн бодисыг олж авах арга, энэ химийн элементийн хамгийн чухал нэгдлүүдийг тайлбарлаж, энэ элементийн судлагдсан бодисын практик хэрэглээг зааж өгөх шаардлагатай.
Тиймээс, хэрэв та исэл нь хүчиллэг болохыг тогтоовол энэ нь ус, үндсэн исэл, суурьтай (2.1-р хичээлийг үз) урвалд орж, хүчиллэг гидроксид (хүчил) -тэй тохирно. Энэ хүчлийн шинж чанарыг тайлбарлахдаа холбогдох хэсгийг үзэх нь зүйтэй: хичээл 2.2.
Металл нь зөвхөн атомууд нь байж чаддаг энгийн бодисууд юм өгөхэлектронууд. Металлын энэ онцлог нь эдгээр атомуудын гадаад түвшинд байдагтай холбоотой юм цөөхөнэлектронууд (ихэнхдээ 1-ээс 3 хүртэл) эсвэл гаднах электронууд байрладаг голоос хол. Атомын гаднах түвшинд цөөн тооны электронууд байх тусам тэдгээр нь цөмөөс хол байх тусам метал илүү идэвхтэй байдаг (металл шинж чанар нь илүү тод илэрдэг).
Даалгавар 8.1.Аль металл илүү идэвхтэй вэ:
A, B, C, D химийн элементүүдийг нэрлэ.
Менделеевийн химийн элементүүдийн үечилсэн систем дэх метал ба металл бус бодисууд нь бороос астатин хүртэл татсан шугамаар тусгаарлагддаг. Энэ шугамаас дээш үндсэн дэд бүлгүүдбайна металл бус(3-р хичээлийг үзнэ үү). Үлдсэн химийн элементүүд нь металл юм.
Даалгавар 8.2.Цахиур, хар тугалга, сурьма, хүнцэл, селен, хром, полони зэрэг металлуудын аль нь вэ?
Асуулт.Цахиур нь металл бус, хар тугалга нь металл боловч тэдгээр нь ижил тооны гадаад электронтой гэдгийг бид хэрхэн тайлбарлах вэ?
Металлын атомын чухал шинж чанар нь тэдний том радиус ба цөмд сул холбогддог валентийн электронууд байдаг. Ийм атомуудын хувьд иончлолын энерги* бага байдаг.
* ИОНЖУУЛАХ ЭРЧИМ ХҮЧатомаас нэг гадаад электроныг арилгахад зарцуулсан ажилтай тэнцүү (нэг ионжуулалтатом) газрын энергийн төлөв байдалд.
Металлын валентын электронуудын зарим нь атомуудаас салж, "чөлөөт" болдог. “Чөлөөт” электронууд болор дахь атом ба металлын ионуудын хооронд амархан хөдөлж, “электрон хий” үүсгэдэг (Зураг 28).
Цаг хугацааны дараагийн агшинд "чөлөөт" электронуудын аль нэг нь ямар ч катионоор татагдах боломжтой бөгөөд ямар ч металлын атом нь электроноо өгч, ион болж хувирдаг (эдгээр үйл явцыг 28-р зурагт тасархай шугамаар үзүүлэв).
Тиймээс металлын дотоод бүтэц нь металлын атом ба ионуудын эерэг цэнэгтэй "давхарга" нь электрон "давхарга" -тай ээлжлэн, тэдгээрт татагддаг давхаргын бялуутай төстэй юм. Металлын дотоод бүтцийн хамгийн сайн загвар бол усаар чийгшүүлсэн шилэн хавтангийн овоолго юм: нэг хавтанг нөгөөгөөс (хүчтэй металл) урах нь маш хэцүү бөгөөд нэг хавтанг нөгөөтэй нь (уян металл) шилжүүлэхэд маш хялбар байдаг ( Зураг 29).
Даалгавар 8.3.Металлын ийм "загвар" хийж, эдгээр шинж чанарыг шалгана уу.
"Чөлөөт" электронуудын гүйцэтгэсэн химийн холбоог нэрлэдэг металл холбоо.
"Чөлөөт" электронууд бас үүнийг өгдөг физикметаллын шинж чанар, тухайлбал цахилгаан ба дулаан дамжуулалт, уян хатан чанар (уян хатан чанар), металлын гялбаа.
Даалгавар 8.4.Байшингийн эргэн тойронд металл эд зүйлсийг олоорой.
Энэ даалгаврыг гүйцэтгэснээр та гал тогооны өрөөнд металл сав суулгыг хялбархан олох боломжтой: тогоо, тогоо, сэрээ, халбага. Металл болон тэдгээрийн хайлшаар машин, онгоц, машин, дизель зүтгүүр, багаж хэрэгслийг хийдэг. Орчин үеийн соёл иргэншил нь металлгүйгээр боломжгүй юм, учир нь цахилгаан утаснууд нь Cu, Al зэрэг металлаар хийгдсэн байдаг. Радио, телевизийн хүлээн авагчдад зориулсан антен хийхэд зөвхөн металл тохиромжтой байдаг. Энэ тохиолдолд ихэвчлэн цэвэр металл биш, харин тэдгээрийн холимог (хатуу уусмал) - хайлш хэрэглэдэг.
Хайлш
Металл амархан хайлш үүсгэдэг - металл шинж чанартай, хоёр ба түүнээс дээш химийн элементээс (энгийн бодис) бүрддэг материалууд бөгөөд тэдгээрийн дор хаяж нэг нь металл юм. Олон металлын хайлш нь бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жижиг нэмэлтүүдтэй нэг металл суурьтай байдаг. Зарчмын хувьд метал ба хайлшийн хооронд тодорхой хил хязгаарыг тогтооход хэцүү байдаг, учир нь хамгийн цэвэр металлууд хүртэл бусад химийн элементүүдийн "ул мөр" хольцыг агуулдаг.
Дээр дурдсан бүх зүйл - машин, онгоц, машин, хайруулын таваг, сэрээ, халбага, үнэт эдлэл зэрэг нь хайлшаар хийгдсэн байдаг. Холимог металлууд (хайлшлах бүрэлдэхүүн хэсгүүд) нь ихэвчлэн үндсэн металлын шинж чанарыг хүний хувьд илүү сайнаар өөрчилдөг. Жишээлбэл, төмөр, хөнгөн цагаан хоёулаа нэлээд зөөлөн металл юм. Гэхдээ бие биетэйгээ эсвэл бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй хослуулан ган, дуралюминий болон бусад бат бөх бүтцийн материал болж хувирдаг. Хамгийн түгээмэл хайлшийн шинж чанарыг авч үзье.
Ган- эдгээр нь хайлш юм нүүрстөрөгчтэй төмөр, сүүлийнхийг 2% хүртэл агуулсан. Хайлштай ган нь бусад химийн элементүүдийг агуулдаг - хром, ванади, никель. Бусад металл, хайлшаас хамаагүй олон ган үйлдвэрлэсэн байдаг бөгөөд тэдгээрийн боломжит бүх хэрэглээг жагсаахад хэцүү байдаг. Бага нүүрстөрөгчийн ган (нүүрстөрөгчийн 0.25% -иас бага) нь бүтцийн материал болгон их хэмжээгээр ашиглагддаг бөгөөд илүү их нүүрстөрөгчийн агууламжтай ган (0.55% -иас дээш) зүсэх хэрэгсэл хийхэд ашиглагддаг: сахлын хутга, өрөм гэх мэт.
Төмөр нь үндэс суурийг бүрдүүлдэг цутгамал төмөр. Цутгамал төмөр нь 2-4% нүүрстөрөгчтэй төмрийн хайлш юм. Цахиур нь мөн цутгамал төмрийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Нүхний таг, дамжуулах хоолойн холбох хэрэгсэл, хөдөлгүүрийн цилиндрийн блок гэх мэт маш олон төрлийн маш ашигтай бүтээгдэхүүнийг цутгамал төмрөөс цутгаж болно.
Хүрэл- хайлш зэс, ихэвчлэн хамт цагаан тугалгаүндсэн хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсэг болох цайраас бусад хөнгөн цагаан, цахиур, бериллий, хар тугалга болон бусад элементүүдтэй. Цагаан тугалга хүрэл нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг байв. Ихэнх эртний хүрэл нь 75-90% зэс, 25-10% цагаан тугалга агуулдаг тул алттай төстэй харагддаг ч галд тэсвэртэй байдаг. Энэ бол маш бат бөх хайлш юм. Төмрийн хайлш үйлдвэрлэж сурах хүртлээ тэндээс зэвсэг хийсэн. Хүн төрөлхтний түүхэн дэх бүхэл бүтэн эрин үе нь хүрэл ашиглахтай холбоотой байдаг: Хүрэл зэвсгийн үе.
Гуулин- эдгээр нь хайлш юм Zn, Al, Mg агуулсан зэс. Эдгээр нь хайлах температур багатай өнгөт хайлш бөгөөд боловсруулахад хялбар байдаг: зүсэх, гагнах, гагнах.
Cupronickel- хайлш юм никель бүхий зэс, заримдаа төмөр, манган нэмсэн. Гаднах шинж чанарын хувьд купроникель нь мөнгөтэй төстэй боловч механик хүч чадал илүү байдаг. Энэ хайлш нь ширээний хэрэгсэл, хямд үнэт эдлэл хийхэд өргөн хэрэглэгддэг. Орчин үеийн ихэнх мөнгөн өнгөтэй зоосыг купроникель (ихэвчлэн 75% зэс, 25% никель, бага зэрэг нэмсэн марганец) -аар хийдэг.
Duralumin, эсвэл duralumin нь хайлш дээр суурилсан хөнгөн цагаанхайлшлах элементүүд - зэс, манган, магни, төмөр нэмсэнээр. Энэ нь гангийн бат бөх чанар, болзошгүй хэт ачааллыг эсэргүүцэх чадвараараа тодорхойлогддог. Энэ нь нисэх болон сансрын нисгэгчдийн үндсэн бүтцийн материал юм.
Металлын химийн шинж чанар
Металл электроныг амархан өгдөг, өөрөөр хэлбэл тэд байдаг сэргээн засварлагчид. Тиймээс тэд исэлдүүлэгч бодисуудтай амархан урвалд ордог.
Асуултууд
- Аль атомууд исэлдүүлэгч бодис вэ?
- Электрон хүлээн авах чадвартай атомуудаас бүрдэх энгийн бодисуудыг юу гэж нэрлэдэг вэ?
Тиймээс металууд нь металл бус бодисуудтай урвалд ордог. Ийм урвалын үед электрон хүлээн авдаг металл бус металлууд авдаг ихэвчлэнИсэлдэлтийн түвшин БАГА.
Нэг жишээ авч үзье. Хөнгөн цагааныг хүхэртэй урвалд оруулъя:
Асуулт.Эдгээр химийн элементүүдийн аль нь чадвартай байдаг зүгээр л өгэлектронууд? Хэдэн электрон вэ?
Хөнгөн цагаан - металл, түүний гаднах түвшинд 3 электрон байдаг (III бүлэг!) Тиймээс 3 электроныг өгдөг:
Хөнгөн цагааны атом электроныг өгөхөд хүхрийн атом тэднийг хүлээн авдаг.
Асуулт.Хүхрийн атом гаднах түвшинг дуусгахаас өмнө хэдэн электрон хүлээн авах вэ? Яагаад?
Хүхрийн атом нь гадаад түвшинтэй байдаг 6 электронууд (VI бүлэг!), Тиймээс энэ атом 2 электрон хүлээн авдаг:
Тиймээс үүссэн нэгдэл нь дараахь найрлагатай байна.
Үүний үр дүнд бид урвалын тэгшитгэлийг олж авна.
Даалгавар 8.5.Үүнтэй төстэй үндэслэлийг ашиглан урвалын тэгшитгэлийг зохио.
- кальци + хлор (Cl 2);
- магни + азот (N 2).
Урвалын тэгшитгэл зохиохдоо металлын атом нь бүх гадаад электронуудаа татгалзаж, металл бус атом нь найм хүртэлх тооны электроныг хүлээн авдаг гэдгийг санаарай.
Ийм урвалаар олж авсан нэгдлүүдийн нэрс үргэлж дагаварыг агуулдаг ID:
Нэрийн язгуур үг нь металл бус гэсэн латин нэрнээс гаралтай (2.4-р хичээлийг үз).
Металл нь хүчиллэг уусмалтай урвалд ордог(2.2-р хичээлийг үзнэ үү). Ийм урвалын тэгшитгэл зохиохдоо ийм урвалын боломжийг тодорхойлохдоо металлын хэд хэдэн хүчдэлийг (идэвхтэй байдлын цуврал) ашиглах хэрэгтэй.
Энэ эгнээнд байгаа металлууд устөрөгч рүүХүчиллэг уусмалаас устөрөгчийг зайлуулах чадвартай:
Даалгавар 8.6.Тэгшитгэл зохиох боломжтойхариу үйлдэл:
- магни + хүхрийн хүчил;
- никель + давсны хүчил;
- мөнгөн ус + давсны хүчил.
Үүссэн нэгдлүүдийн эдгээр бүх металлууд хоёр валенттай байдаг.
Металлын хүчилтэй урвалд орох нь боломжтой уусдагдавс. Жишээлбэл, магни нь фосфорын хүчилтэй бараг урвалд ордоггүй, учир нь түүний гадаргуу нь уусдаггүй фосфатын давхаргаар хурдан бүрхэгдсэн байдаг.
Устөрөгчийн дараа металлууд чадназарим хүчилтэй урвалд ордог боловч устөрөгчэдгээр урвалуудад ялгардаггүй:
Даалгавар 8.7.Металлуудын аль нь - Ba, Mg, Fe, Pb, Cu- хүхрийн хүчлийн уусмалаар урвалд орж чадах уу? Яагаад? Тэгшитгэл зохио боломжтойурвалууд.
Металл устай урвалд ордог, хэрэв тэдгээр нь төмрөөс илүү идэвхтэй бол (төмөр нь устай урвалд орж болно). Үүний зэрэгцээ маш идэвхтэй металлууд ( Ли-Ал) ердийн нөхцөлд устай урвалд орох эсвэл схемийн дагуу бага зэрэг халаах.
Хаана X- металлын валент.
Даалгавар 8.8.Энэ схемийн дагуу урвалын тэгшитгэлийг бичнэ үү К, На, Ка. Өөр ямар металлууд устай ийм байдлаар урвалд орж чадах вэ?
Асуулт гарч ирдэг: хөнгөн цагаан яагаад устай бараг урвалд ордоггүй вэ? Үнэхээр бид хөнгөн цагаан хайруулын тавган дээр ус буцалгаж, ... юу ч биш! Баримт нь хөнгөн цагааны гадаргуу нь оксидын хальсаар хамгаалагдсан байдаг (харьцангуй Al 2 O 3). Хэрэв энэ нь устгагдсан бол хөнгөн цагааны устай урвал эхлэх бөгөөд нэлээд идэвхтэй болно. Энэ хальс нь хлорын ион Cl-ээр устдаг гэдгийг мэдэх нь ашигтай. Хөнгөн цагааны ионууд нь эрүүл мэндэд аюултай тул дараах дүрмийг баримтлах хэрэгтэй. Давс ихтэй хоолыг хөнгөн цагаан саванд хийж болохгүй!
Асуулт.Үүнийг хөнгөн цагаан саванд хадгалах боломжтой юу? исгэлэнбайцаатай шөл, компот?
Хөнгөн цагааны дараа хүчдэлийн цуваа байдаг бага идэвхтэй металлууд нь дараах схемийн дагуу маш их буталсан төлөвт болон хүчтэй халаалттай (100 ° C-аас дээш) устай урвалд ордог.
Төмөрөөс бага идэвхтэй металлууд устай урвалд ордоггүй!
Металл нь давсны уусмалаар урвалд ордог. Энэ тохиолдолд илүү идэвхтэй металлууд нь бага идэвхтэй металлыг давсны уусмалаас нь зайлуулдаг.
Даалгавар 8.9.Дараах урвалын аль нь боломжтой вэ, яагаад:
- мөнгө + зэсийн нитрат II;
- никель + хар тугалганы нитрат II;
- зэс + мөнгөн усны нитрат II;
- цайр + никель нитрат II.
Тэгшитгэл зохио боломжтойурвалууд. Боломжгүй хүмүүсийн хувьд яагаад боломжгүй болохыг тайлбарла.
Үүнийг тэмдэглэх нь зүйтэй (!). маш идэвхтэй металлууд, энэ нь хэвийн нөхцөлд усаар урвалд орно, бусад металлыг давсны уусмалаас нь зайлуулж болохгүй, учир нь тэд давстай биш устай урвалд ордог.
Дараа нь үүссэн шүлт нь давстай урвалд ордог.
Тиймээс төмрийн сульфат ба натрийн хоорондох урвал дагаагүйбага идэвхтэй металлын нүүлгэн шилжүүлэлт:
Металлын зэврэлт
Зэврэлт- хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлийн нөлөөн дор метал исэлдэлтийн аяндаа явагдах үйл явц.
Металл нь байгальд чөлөөт хэлбэрээр бараг байдаггүй. Цорын ганц үл хамаарах зүйл бол алт, цагаан алт зэрэг "эрхэм", хамгийн идэвхгүй металлууд юм. Бусад бүх зүйл хүчилтөрөгч, ус, хүчил гэх мэт нөлөөн дор идэвхтэй исэлддэг. Жишээлбэл, хүчилтөрөгч эсвэл усны орчинд ямар ч хамгаалалтгүй төмрийн бүтээгдэхүүн дээр зэв үүсдэг. Энэ тохиолдолд төмрийг исэлдүүлнэ:
мөн агаар мандлын чийгийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд сэргээгддэг.
Үр дүнд нь, төмрийн гидроксид (II), исэлдэх үед зэв болж хувирдаг:
Бусад металлууд нь зэврэлтэнд өртдөг ч гадаргуу дээр зэв үүсдэггүй. Тиймээс дэлхий дээр хөнгөн цагаан металл байдаггүй - манай гаригийн хамгийн түгээмэл металл. Гэхдээ олон чулуулаг, хөрсний үндэс нь хөнгөн цагааны исэл юм. Al2O3. Баримт нь хөнгөн цагаан нь агаарт шууд исэлддэг. Металлын зэврэлт нь янз бүрийн металл бүтцийг сүйтгэж, асар их хохирол учруулдаг.
Зэврэлтээс үүсэх алдагдлыг багасгахын тулд түүнийг үүсгэсэн шалтгааныг арилгах хэрэгтэй. Юуны өмнө метал объектыг чийгээс тусгаарлах хэрэгтэй. Үүнийг янз бүрийн аргаар хийж болно, жишээлбэл, бүтээгдэхүүнийг хуурай газар хадгалах нь үргэлж боломжгүй байдаг. Үүнээс гадна та объектын гадаргууг будаж, ус зэвүүн найрлагаар тосолж, хиймэл ислийн хальс үүсгэж болно. Сүүлчийн тохиолдолд хромыг хайлш руу оруулдаг бөгөөд энэ нь бүхэл бүтэн металлын гадаргуу дээр өөрийн ислийн хальсыг "эелдэг" тарааж өгдөг. Ган нь зэвэрдэггүй болдог.
Зэвэрдэггүй ган бүтээгдэхүүн үнэтэй байдаг. Тиймээс зэврэлтээс хамгаалахын тулд тэд үүнийг ашигладаг бага идэвхтэй металл нь өөрчлөгддөггүй, өөрөөр хэлбэл процесст оролцдоггүй. Тиймээс хэрэв та хадгалагдаж буй бүтээгдэхүүнд гагнуур хийх бол илүү идэвхтэйметалл, дараа нь нурах хүртэл бүтээгдэхүүн зэврэхгүй. Хамгаалалтын энэ аргыг нэрлэдэг дэвслэххамгаалалт.
дүгнэлт
Метал бол энгийн бодис бөгөөд үргэлж бууруулагч бодис юм. Металлын бууралтын идэвхжил нь литийн алт хүртэлх хүчдэлийн цувралд буурдаг. Стресс цуврал дахь металлын байрлалаар та метал нь хүчиллэг уусмал, ус, давсны уусмалтай хэрхэн урвалд орж байгааг тодорхойлж болно.
1. Металл нь металл бустай урвалд ордог.
2 Би + n Hal 2 → 2 MeHal n
4Li + O2 = 2Li2O
Литигээс бусад шүлтлэг металлууд нь хэт исэл үүсгэдэг.
2Na + O 2 = Na 2 O 2
2. Устөрөгчийн өмнөх металууд хүчилтэй (азот, хүхрийн хүчлээс бусад) урвалд орж устөрөгч ялгаруулдаг.
Me + HCl → давс + H2
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2
Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2
3. Идэвхтэй металлууд устай урвалд орж шүлт үүсгэн устөрөгч ялгаруулдаг.
2Me+ 2н H 2 O → 2Me(OH) n + n H 2
Металлын исэлдэлтийн бүтээгдэхүүн нь түүний гидроксид - Me(OH) n (энд n нь металлын исэлдэлтийн төлөв) юм.
Жишээлбэл:
Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2
4. Дунд зэргийн идэвхтэй металлууд халах үед устай урвалд орж металлын исэл ба устөрөгч үүсгэдэг.
2Me + nH 2 O → Me 2 O n + nH 2
Ийм урвалын исэлдэлтийн бүтээгдэхүүн нь металлын исэл Me 2 O n (энд n нь металлын исэлдэлтийн төлөв) юм.
3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2
5. Устөрөгчийн дараах металууд нь ус ба хүчиллэг уусмалуудтай (азот, хүхрийн агууламжаас бусад) урвалд ордоггүй.
6. Идэвхтэй металлууд нь давсныхаа уусмалаас бага идэвхтэй металлуудыг нүүлгэн шилжүүлдэг.
CuSO 4 + Zn = Zn SO 4 + Cu
CuSO 4 + Fe = Fe SO 4 + Cu
Идэвхтэй металлууд - цайр, төмөр нь сульфат дахь зэсийг сольж, давс үүсгэдэг. Цайр, төмрийг исэлдүүлж, зэсийг багасгасан.
7. Галоген нь ус ба шүлтийн уусмалтай урвалд ордог.
Фтор нь бусад галогенээс ялгаатай нь усыг исэлдүүлдэг.
2H 2 O+2F 2 = 4HF + O 2 .
хүйтэнд: Cl2+2KOH=KClO+KCl+H2OCl2+2KOH=KClO+KCl+H2O хлорид ба гипохлорит үүсдэг.
халаахад: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O лорид, хлорат үүснэ.
8 Идэвхтэй галогенууд (фтороос бусад) идэвхгүй галогенийг давсныхаа уусмалаас зайлуулдаг.
9. Галоген нь хүчилтөрөгчтэй урвалд ордоггүй.
10. Амфотер металлууд (Al, Be, Zn) шүлт ба хүчлийн уусмалуудтай урвалд ордог.
3Zn+4H2SO4= 3 ZnSO4+S+4H2O
11. Магни нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл, цахиурын исэлтэй урвалд ордог.
2Mg + CO2 = C + 2MgO
SiO2+2Mg=Si+2MgO
12. Шүлтлэг металлууд (литиас бусад) хүчилтөрөгчтэй хамт хэт исэл үүсгэдэг.
2Na + O 2 = Na 2 O 2
3. Органик бус нэгдлүүдийн ангилал
Энгийн бодисууд - молекулууд нь ижил төрлийн атомуудаас бүрдэх бодисууд (ижил элементийн атомууд). Химийн урвалын явцад тэдгээр нь бусад бодис үүсгэхийн тулд задарч чадахгүй.
Нарийн төвөгтэй бодисууд (эсвэл химийн нэгдлүүд) нь молекулууд нь янз бүрийн төрлийн атомуудаас (өөр өөр химийн элементүүдийн атомууд) бүрддэг бодис юм. Химийн урвалын явцад тэдгээр нь задарч өөр хэд хэдэн бодис үүсгэдэг.
Энгийн бодисыг металл ба металл бус гэсэн хоёр том бүлэгт хуваадаг.
Металл - металл шинж чанартай бүлэг элементүүд: хатуу биетүүд (мөнгөн уснаас бусад) металл гялбаатай, дулаан, цахилгааныг сайн дамжуулдаг, уян хатан (төмөр (Fe), зэс (Cu), хөнгөн цагаан (Al), мөнгөн ус ( Hg), алт (Au), мөнгө (Ag) гэх мэт).
Төмөр бус – элементүүдийн бүлэг: хатуу, шингэн (бром) ба хийн бодисууд нь метал гялбаагүй, тусгаарлагч шинж чанартай, эмзэг байдаг.
Мөн нарийн төвөгтэй бодисууд нь эргээд исэл, суурь, хүчил, давс гэсэн дөрвөн бүлэг буюу ангилалд хуваагддаг.
Оксид - эдгээр нь молекулууд нь хүчилтөрөгчийн атом болон бусад бодис агуулсан нарийн төвөгтэй бодисууд юм.
Үндэслэл - эдгээр нь металлын атомууд нэг буюу хэд хэдэн гидроксил бүлэгт холбогдсон нарийн төвөгтэй бодисууд юм.
Электролитийн диссоциацийн онолын үүднээс авч үзвэл суурь нь усан уусмал дахь диссоциаци нь металлын катионууд (эсвэл NH4+) ба гидроксидын анионууд OH- үүсгэдэг нарийн төвөгтэй бодисууд юм.
Хүчил - эдгээр нь молекулууд нь метал атомаар сольж эсвэл сольж болох устөрөгчийн атомуудыг агуулсан нарийн төвөгтэй бодисууд юм.
Давс - эдгээр нь молекулууд нь металлын атом ба хүчиллэг үлдэгдэлээс бүрддэг нарийн төвөгтэй бодисууд юм. Давс гэдэг нь хүчлийн устөрөгчийн атомыг металлаар хэсэгчлэн эсвэл бүрэн орлуулах бүтээгдэхүүн юм.
