Metallerin kimyasal özellikleri: oksijen, halojenler, kükürt ile etkileşimi ve su, asitler ve tuzlarla ilişkisi.
Metallerin kimyasal özellikleri, atomlarının harici bir enerji seviyesinden kolayca elektron vererek pozitif yüklü iyonlara dönüşme yeteneği ile belirlenir. Böylece kimyasal reaksiyonlarda metallerin enerjik indirgeyici maddeler olduğu kanıtlanır. Bu onların ana ortak kimyasal özelliğidir.
Elektron verme yeteneği, bireysel metalik elementlerin atomları arasında farklılık gösterir. Bir metal elektronlarını ne kadar kolay bırakırsa o kadar aktif olur ve diğer maddelerle o kadar kuvvetli reaksiyona girer. Yapılan araştırmalara göre tüm metaller aktivitelerinin azalış sırasına göre düzenlenmiştir. Bu seri ilk olarak seçkin bilim adamı N. N. Beketov tarafından önerildi. Metallerin bu aktivite serisine aynı zamanda metallerin yer değiştirme serisi veya metal gerilimlerinin elektrokimyasal serisi de denir. Şuna benziyor:
Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Bu serinin yardımıyla hangi metalin diğerinde aktif olduğunu keşfedebilirsiniz. Bu seri bir metal olmayan hidrojen içerir. Görünür özellikleri karşılaştırma için bir tür sıfır olarak alınır.
İndirgeyici ajanların özelliklerine sahip olan metaller, başta metal olmayanlar olmak üzere çeşitli oksitleyici ajanlarla reaksiyona girer. Metaller normal koşullar altında veya ısıtıldığında oksitler oluşturacak şekilde oksijenle reaksiyona girer, örneğin:
2Mg0 + O02 = 2Mg+2O-2
Bu reaksiyonda magnezyum atomları oksitlenir ve oksijen atomları indirgenir. Serinin sonundaki soy metaller oksijenle reaksiyona girer. Halojenlerle reaksiyonlar aktif olarak meydana gelir, örneğin bakırın klorda yanması:
Cu0 + Cl02 = Cu+2Cl-2
Kükürt ile reaksiyonlar çoğunlukla ısıtıldığında meydana gelir, örneğin:
Fe0 + S0 = Fe+2S-2
Mg'deki metallerin aktivite serisindeki aktif metaller, alkaliler ve hidrojen oluşturmak üzere suyla reaksiyona girer:
2Na0 + 2H+2O → 2Na+OH + H02
Al'den H2'ye kadar orta aktiviteli metaller daha ağır koşullar altında suyla reaksiyona girer ve oksitler ve hidrojen oluşturur:
Pb0 + H+2O Metallerin kimyasal özellikleri: oksijenle etkileşimi Pb+2O + H02.
Bir metalin çözeltideki asitler ve tuzlarla reaksiyona girme yeteneği aynı zamanda metallerin yer değiştirme serisindeki konumuna da bağlıdır. Hidrojenin solundaki yer değiştiren metal sırasındaki metaller genellikle hidrojeni seyreltik asitlerden uzaklaştırır (azaltır), hidrojenin sağında bulunan metaller ise onu değiştirmez. Böylece çinko ve magnezyum asit çözeltileriyle reaksiyona girerek hidrojen açığa çıkarır ve tuzlar oluşturur, ancak bakır reaksiyona girmez.
Mg0 + 2H+Cl → Mg+2Cl2 + H02
Zn0 + H+2SO4 → Zn+2SO4 + H02.
Bu reaksiyonlardaki metal atomları indirgeyici maddelerdir ve hidrojen iyonları oksitleyici maddelerdir.
Metaller sulu çözeltilerde tuzlarla reaksiyona girer. Aktif metaller, daha az aktif metalleri tuzların bileşiminden uzaklaştırır. Bu, metallerin aktivite serileri ile belirlenebilir. Reaksiyon ürünleri yeni bir tuz ve yeni bir metaldir. Bu nedenle, bir demir plaka bir bakır (II) sülfat çözeltisine daldırılırsa, bir süre sonra bakır kırmızı bir kaplama şeklinde üzerine salınacaktır:
Fe0 + Cu+2SO4 → Fe+2SO4 + Cu0.
Ancak gümüş bir plaka bir bakır (II) sülfat çözeltisine daldırılırsa hiçbir reaksiyon meydana gelmez:
Ag + CuSO4 ≠ .
Bu tür reaksiyonları gerçekleştirmek için suyla reaksiyona girebilecek çok aktif metalleri (lityumdan sodyuma kadar) kullanamazsınız.
Bu nedenle metaller metal olmayanlarla, suyla, asitlerle ve tuzlarla reaksiyona girebilir. Tüm bu durumlarda metaller oksitlenir ve indirgeyici maddelerdir. Metalleri içeren kimyasal reaksiyonların seyrini tahmin etmek için metallerin yer değiştirme serisi kullanılmalıdır.
Basit maddelerin karakteristik kimyasal özellikleri - metaller
Kimyasal elementlerin çoğu metal olarak sınıflandırılır; bilinen 114 elementten 92'si. Metaller- bunlar, atomları dış (ve bazıları dış) elektron katmanından elektron vererek pozitif iyonlara dönüşen kimyasal elementlerdir. Metal atomlarının bu özelliği şu şekilde belirlenir: nispeten büyük yarıçaplara ve az sayıda elektrona sahip oldukları(çoğunlukla dış katmanda 1 ila 3). Tek istisna 6 metaldir: dış katmandaki germanyum, kalay ve kurşun atomları 4 elektrona sahiptir; antimon ve bizmut atomları - 5, polonyum atomları - 6. Metal atomları için küçük elektronegatiflik değerleriyle karakterize edilir(0,7'den 1,9'a kadar) ve yalnızca onarıcı özellikler yani elektron bağışlama yeteneği. D.I. Mendeleev'in Kimyasal Elementlerin Periyodik Tablosunda metaller, ikincil alt gruplarda bor - astatin köşegeninin altında ve üstünde bulunur. Periyotlarda ve ana alt gruplarda metalikteki değişimlerde ve dolayısıyla elementlerin atomlarının indirgeyici özelliklerinde bilinen desenler vardır.
Bor-astatin köşegeninin yakınında bulunan kimyasal elementler (Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb, vb.) ikili özelliklere sahip olmak: Bileşiklerinin bazılarında metal gibi davranırlar, bazılarında ise metal olmayan özellikler gösterirler. İkincil alt gruplarda, metallerin indirgeyici özellikleri çoğunlukla atom numarasının artmasıyla azalır.
Bildiğiniz ikincil alt grubun I. grup metallerinin aktivitesini karşılaştırın: Cu, Ag, Au; İkincil alt grubun Grup II'si: Zn, Cd, Hg - ve bunu kendiniz göreceksiniz. Bu, değerlik elektronları ile bu metallerin atomlarındaki çekirdek arasındaki bağın gücünün, atomun yarıçapından değil, nükleer yükün büyüklüğünden büyük ölçüde etkilenmesiyle açıklanabilir. Nükleer yük önemli ölçüde artar ve elektronların çekirdeğe çekimi artar. Bu durumda atom yarıçapı artmasına rağmen ana alt gruplardaki metaller kadar önemli değildir.
Kimyasal elementlerin (metaller) oluşturduğu basit maddeler ve metal içeren karmaşık maddeler, Dünya'nın mineral ve organik "yaşamında" hayati bir rol oynar. Metal elementlerin atomlarının (iyonlarının), insan ve hayvan vücudundaki metabolizmayı belirleyen bileşiklerin ayrılmaz bir parçası olduğunu hatırlamak yeterlidir. Örneğin insan kanında 76 element bulunur ve bunlardan yalnızca 14'ü metal değildir.
İnsan vücudunda bazı metal elementler (kalsiyum, potasyum, sodyum, magnezyum) büyük miktarlarda bulunur, yani. bunlar makro elementlerdir. Krom, manganez, demir, kobalt, bakır, çinko, molibden gibi metaller de az miktarda bulunur, yani bunlar eser elementlerdir. Bir kişi 70 kg ağırlığındaysa, vücudu (gram cinsinden) içerir: kalsiyum - 1700, potasyum - 250, sodyum - 70, magnezyum - 42, demir - 5, çinko - 3. Tüm metaller son derece önemlidir, sağlık sorunları ortaya çıkar ve eksiklikleriyle de, fazlalıklarıyla da.
Örneğin sodyum iyonları vücuttaki su içeriğini ve sinir uyarılarının iletimini düzenler. Eksikliği baş ağrılarına, halsizliğe, zayıf hafızaya, iştah kaybına yol açar; fazlalığı ise kan basıncının artmasına, hipertansiyona ve kalp hastalığına yol açar.
Basit maddeler - metaller
Medeniyetin ortaya çıkışı (Tunç Çağı, Demir Çağı), metallerin (basit maddeler) ve alaşımların üretiminin gelişmesiyle ilişkilidir. Yaklaşık 100 yıl önce başlayan, hem sanayiyi hem de toplumsal alanı etkileyen bilimsel ve teknolojik devrim, metal üretimiyle de yakından ilgilidir. Tungsten, molibden, titanyum ve diğer metallere dayanarak, kullanımı makine mühendisliğinin yeteneklerini büyük ölçüde genişleten, korozyona dayanıklı, süper sert, refrakter alaşımlar oluşturmaya başladılar. Nükleer ve uzay teknolojisinde, 3000 °C'ye kadar sıcaklıklarda çalışan parçaların yapımında tungsten ve renyum alaşımları kullanılır; Tıpta tantal ve platin alaşımlarından yapılmış cerrahi aletler ile titanyum ve zirkonyum oksit bazlı benzersiz seramikler kullanılmaktadır.
Ve elbette, çoğu alaşımın uzun zamandır bilinen metal demiri kullandığını ve birçok hafif alaşımın temelinin nispeten "genç" metallerden (alüminyum ve magnezyum) oluştuğunu unutmamalıyız. Kompozit malzemeler, örneğin içi (demir çubuklu beton gibi) tungsten, molibden, çelik ve diğer metaller ve alaşımlardan elde edilen metal liflerle güçlendirilmiş polimer veya seramikleri temsil eden süpernova haline geldi - hepsi belirlenen hedefe ve Bunu başarmak için gerekli olan malzemenin özellikleri. Şekil, sodyum metalinin kristal kafesinin bir diyagramını göstermektedir. İçinde her sodyum atomu sekiz komşuyla çevrilidir. Tüm metaller gibi sodyum atomunun da çok sayıda boş değerlik yörüngesi ve az sayıda değerlik elektronu vardır. Sodyum atomunun elektronik formülü: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 0 3d 0, burada 3s, 3p, 3d - değerlik yörüngeleri.
Sodyum atomunun tek değerlik elektronu 3s 1 dokuz serbest yörüngeden herhangi birini işgal edebilir - 3s (bir), 3p (üç) ve 3d (beş), çünkü enerji seviyelerinde pek bir farklılık yoktur. Atomlar birbirine yaklaştığında, bir kristal kafes oluştuğunda, elektronların bir yörüngeden diğerine serbestçe hareket etmesi nedeniyle komşu atomların değerlik yörüngeleri örtüşür ve metal kristalinin tüm atomları arasında bağlar oluşur. Böyle bir kimyasal bağa metalik denir.
Metalik bir bağ, dış katmandaki atomları, enerjik olarak yakın çok sayıda dış yörüngeye kıyasla daha az değerlik elektronuna sahip olan elementler tarafından oluşturulur. Değerlik elektronları atomda zayıf bir şekilde tutulur. İletişimi sağlayan elektronlar sosyalleşir ve genel olarak nötr metalin kristal kafesi boyunca hareket eder. Metalik bağa sahip maddeler, genellikle şekilde gösterildiği gibi şematik olarak gösterilen metalik kristal kafeslerle karakterize edilir. Kristal kafesin yerlerinde bulunan katyonlar ve metal atomları onun stabilitesini ve gücünü sağlar (toplumsallaşmış elektronlar küçük siyah toplar olarak gösterilir).
Metal bağlantı- bu, kristal kafesin düğümlerinde bulunan metal atomları arasındaki, paylaşılan değerlik elektronları tarafından gerçekleştirilen, metallerde ve alaşımlarda bir bağdır. Bazı metaller iki veya daha fazla kristal formda kristalleşir. Maddelerin çeşitli kristal modifikasyonlarda mevcut olma özelliğine polimorfizm denir. Basit maddelerin polimorfizmi allotropi olarak bilinir. Örneğin demirin her biri belirli bir sıcaklık aralığında kararlı olan dört kristal modifikasyonu vardır:
α - 768 °C'ye kadar kararlı, ferromanyetik;
β - 768 ila 910 °C arasında kararlı, ferromanyetik olmayan, yani paramanyetik;
γ - 910 ila 1390 °C arasında kararlı, ferromanyetik olmayan, yani paramanyetik;
δ - 1390 ila 1539 °C (£° pl demir) arasında stabildir, ferromanyetik değildir.
Kalayın iki kristal modifikasyonu vardır:
α - 13,2 °C'nin altında stabildir (p = 5,75 g/cm3). Bu gri teneke. Elmas tipi bir kristal kafese (atomik) sahiptir;
β - 13,2 °C'nin üzerinde stabildir (p = 6,55 g/cm3). Bu beyaz teneke.
Beyaz kalay gümüşi beyaz, çok yumuşak bir metaldir. 13,2 °C'nin altına soğutulduğunda gri toza dönüşür, çünkü geçiş sırasında özgül hacmi önemli ölçüde artar. Bu olguya "kalay vebası" adı verildi.
Elbette metallerin fiziksel özelliklerini özel bir kimyasal bağ türü ve metallerin kristal kafes türü belirlemeli ve açıklamalıdır. Onlar neler? Bunlar metalik parlaklık, süneklik, yüksek elektrik ve ısı iletkenliği, sıcaklık arttıkça elektrik direncinin artması, yoğunluk, yüksek erime ve kaynama noktaları, sertlik ve manyetik özellikler gibi önemli özelliklerdir. Metal kristal kafesli bir kristal üzerindeki mekanik etki, iyon atomu katmanlarının birbirine göre yer değiştirmesine neden olur (Şekil 17) ve elektronlar kristal boyunca hareket ettiğinden bağ kırılması meydana gelmez, bu nedenle metaller daha büyük esneklik. Kovalent bağları olan bir katı (atom kristal kafesi) üzerindeki benzer bir etki, kovalent bağların kırılmasına yol açar. İyonik kafesteki bağların kırılması, benzer yüklü iyonların karşılıklı itilmesine yol açar. Bu nedenle atomik ve iyonik kristal kafeslere sahip maddeler kırılgandır. En sünek metaller Au, Ag, Sn, Pb, Zn'dir. Kolayca tel haline getirilebilirler, dövülebilirler, preslenebilirler veya levhalar halinde yuvarlanabilirler. Örneğin altından 0,003 mm kalınlığında altın folyo yapılabilir ve bu metalin 0,5 gramından 1 km uzunluğunda bir iplik çekilebilir. Oda sıcaklığında sıvı olan cıva bile, kurşun gibi katı halde düşük sıcaklıklarda şekillendirilebilir hale gelir. Yalnızca Bi ve Mn'nin plastikliği yoktur; kırılgandırlar.
Metaller neden karakteristik bir parlaklığa sahiptir ve aynı zamanda opaktır?
Atomlar arası boşluğu dolduran elektronlar, ışık ışınlarını yansıtır (cam gibi iletmek yerine) ve çoğu metal, spektrumun görünür kısmındaki tüm ışınları eşit şekilde dağıtır. Bu nedenle gümüşi beyaz veya gri renktedirler. Stronsiyum, altın ve bakır, kısa dalga boylarını (mora yakın) daha fazla emer ve ışık spektrumunun uzun dalga boylarını yansıtır ve bu nedenle açık sarı, sarı ve "bakır" renklere sahiptir. Her ne kadar pratikte metal bize her zaman “hafif cisim” gibi görünmüyor. Öncelikle yüzeyi oksitlenebilir ve parlaklığını kaybedebilir. Bu nedenle doğal bakır yeşilimsi bir taşa benziyor. İkincisi, saf metal bile parlamayabilir. Çok ince gümüş ve altın tabakalar tamamen beklenmedik bir görünüme sahiptir - mavimsi yeşil bir renge sahiptirler. Ve ince metal tozları koyu gri, hatta siyah görünür. Gümüş, alüminyum ve paladyum en yüksek yansıtıcılığa sahiptir. Spot ışıkları da dahil olmak üzere aynaların imalatında kullanılırlar.
Metallerin elektrik iletkenliği neden yüksektir ve ısıyı iletir?
Uygulanan elektrik voltajının etkisi altında metalde düzensiz hareket eden elektronlar yönsel hareket kazanır, yani elektrik akımını iletirler. Metalin sıcaklığı arttıkça kristal kafesin düğüm noktalarında bulunan atomların ve iyonların titreşim genlikleri artar. Bu, elektronların hareket etmesini zorlaştırır ve metalin elektriksel iletkenliği düşer. Düşük sıcaklıklarda ise salınım hareketi büyük ölçüde azalır ve metallerin elektriksel iletkenliği keskin bir şekilde artar. Mutlak sıfıra yakın metallerin neredeyse hiç direnci yoktur; çoğu metal süperiletkenlik gösterir.
Düşük sıcaklıklarda elektrik iletkenliğine sahip metal olmayanların (örneğin grafit), aksine, serbest elektron eksikliği nedeniyle elektrik akımı iletmedikleri unutulmamalıdır. Ve ancak sıcaklığın artmasıyla ve bazı kovalent bağların yok edilmesiyle elektriksel iletkenlikleri artmaya başlar. Gümüş, bakırın yanı sıra altın ve alüminyum en yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir; manganez, kurşun ve cıva en düşüktür.
Çoğu zaman metallerin termal iletkenliği, elektrik iletkenliğiyle aynı şekilde değişir. Bunun nedeni, titreşen iyonlar ve atomlarla çarpışarak onlarla enerji alışverişinde bulunan serbest elektronların yüksek hareketliliğinden kaynaklanmaktadır. Sıcaklık tüm metal parçası boyunca eşitlenir.
Metallerin mekanik mukavemeti, yoğunluğu, erime noktası çok farklıdır.. Ayrıca iyon atomlarını bağlayan elektron sayısının artması ve kristallerdeki atomlar arası mesafenin azalmasıyla bu özelliklerin göstergeleri artar.
Bu yüzden, alkali metaller(Li, K, Na, Rb, Cs), atomları bir değerlik elektronu, yumuşak (bıçakla kesilmiş), düşük yoğunluklu (lityum p = 0,53 g/cm3 ile en hafif metaldir) ve düşük sıcaklıklarda erir (örneğin sezyumun erime noktası 29 ° C'dir). Normal şartlarda sıvı olan tek metal, erime noktası -38,9°C olan cıvadır. Atomlarının dış enerji seviyesinde iki elektron bulunan kalsiyum çok daha serttir ve daha yüksek sıcaklıkta (842 °C) erir. Üç değerlik elektronuna sahip skandiyum iyonlarının oluşturduğu kristal kafes daha da dayanıklıdır. Ancak en güçlü kristal kafesler, yüksek yoğunluklar ve erime sıcaklıkları ikincil alt grup V, VI, VII, VIII'in metallerinde gözlenir. Bu, d-alt seviyesinde eşleşmemiş değerlik elektronlarına sahip yan alt grupların metallerinin, dıştaki elektronlar tarafından gerçekleştirilen metalik olana ek olarak atomlar arasında çok güçlü kovalent bağların oluşmasıyla karakterize edilmesiyle açıklanmaktadır. s-orbitallerinden gelen katman.
En ağır metal- bu, p = 22,5 g/cm3 (süper sert ve aşınmaya dayanıklı alaşımların bir bileşeni) ile osmiyumdur (Os), en refrakter metal, t = 3420 ° C ile tungsten W'dir (akkor lamba üretiminde kullanılır) filamentler), en sert metal - Cr kromdur (çizik cam). Metal kesme aletlerinin, ağır makinelerin fren balatalarının vb. yapıldığı malzemelerin bir parçasıdırlar. Metaller manyetik alanla farklı şekillerde etkileşime girer. Demir, kobalt, nikel ve gadolinyum gibi metaller yüksek mıknatıslanma yetenekleriyle öne çıkıyor. Bunlara ferromıknatıs denir. Çoğu metal (alkali ve alkali toprak metalleri ve geçiş metallerinin önemli bir kısmı) zayıf bir şekilde mıknatıslanır ve bu durumu manyetik alan dışında tutmaz - bunlar paramanyetiktir. Manyetik alan tarafından itilen metaller diyamanyetiktir (bakır, gümüş, altın, bizmut).
Metallerin elektronik yapısını dikkate alırken, metalleri ana alt grupların metallerine (s- ve p-elementleri) ve ikincil alt grupların metallerine (geçiş d- ve f-elementleri) ayırdık.
Teknolojide metalleri çeşitli fiziksel özelliklere göre sınıflandırmak gelenekseldir:
1. Yoğunluk - hafif (p< 5 г/см 3) и тяжелые (все остальные).
2. Erime noktası - düşük erime noktalı ve refrakter.
Metallerin kimyasal özelliklerine göre sınıflandırılmaları vardır. Kimyasal aktivitesi düşük olan metallere denir soylu(gümüş, altın, platin ve analogları - osmiyum, iridyum, rutenyum, paladyum, rodyum). Kimyasal özelliklerin benzerliğine dayanarak ayırt edilirler. alkalin(grup I'in ana alt grubunun metalleri), alkali toprak(kalsiyum, stronsiyum, baryum, radyum) ve ayrıca nadir toprak metalleri(skandiyum, itriyum, lantan ve lantanitler, aktinyum ve aktinitler).
Metallerin genel kimyasal özellikleri
Metal atomları nispeten kolaydır değerlik elektronlarını bağışla ve pozitif yüklü iyonlara dönüşürler, yani oksitlenirler. Bu, hem atomların hem de basit maddelerin - metallerin ana ortak özelliğidir. Metaller kimyasal reaksiyonlarda her zaman indirgeyici ajanlardır. Basit maddelerin atomlarının (bir periyodun kimyasal elementleri veya D. I. Mendeleev'in Periyodik Tablosunun bir ana alt grubunun oluşturduğu metaller) indirgeme yeteneği doğal olarak değişir.
Sulu çözeltilerde meydana gelen kimyasal reaksiyonlarda bir metalin indirgeme aktivitesi, metallerin elektrokimyasal voltaj serisindeki konumu ile yansıtılır.
Bu voltaj serisine dayanarak, standart koşullar altında (t = 25 °C, p = 1 atm) sulu çözeltilerde meydana gelen reaksiyonlarda metallerin kimyasal aktivitesi hakkında aşağıdaki önemli sonuçlar çıkarılabilir.
· Bu sırada bir metal ne kadar soldaysa indirgeyici ajan o kadar güçlüdür.
· Her metal, bir dizi gerilimde kendisinden sonra (sağda) bulunan metalleri çözeltideki tuzlardan uzaklaştırabilir (indirgeyebilir).
· Hidrojenin solundaki voltaj serisinde bulunan metaller, onu çözeltideki asitlerden uzaklaştırma yeteneğine sahiptir.
· En güçlü indirgeyici maddeler olan metaller (alkali ve alkali toprak), herhangi bir sulu çözeltide öncelikle suyla reaksiyona girer.
Elektrokimyasal serilerden belirlenen bir metalin indirgeme aktivitesi her zaman periyodik tablodaki konumuna karşılık gelmez.
Bu, bir metalin bir dizi gerilimdeki konumunu belirlerken, yalnızca bireysel atomlardan elektron çıkarma enerjisinin değil, aynı zamanda kristal kafesin tahrip edilmesi için harcanan enerjinin de dikkate alınmasıyla açıklanmaktadır. İyonların hidrasyonu sırasında açığa çıkan enerji olarak. Örneğin lityum sulu çözeltilerde sodyumdan daha aktiftir (her ne kadar Na periyodik tablodaki konumuna göre daha aktif bir metal olsa da). Gerçek şu ki, Li + iyonlarının hidrasyon enerjisi, Na +'nın hidrasyon enerjisinden çok daha fazladır, dolayısıyla ilk süreç enerji açısından daha uygundur. Metallerin indirgeyici özelliklerini karakterize eden genel hükümleri inceledikten sonra özel kimyasal reaksiyonlara geçelim.
· Metallerin metal olmayanlarla etkileşimiÇoğu metal oksijenle oksit oluşturur
- temel ve amfoterik. Krom (VI) oksit CrOg veya manganez (VII) oksit Mn207 gibi asidik geçiş metali oksitleri, metalin oksijenle doğrudan oksidasyonu sonucu oluşmaz. Dolaylı olarak elde edilirler. Alkali metaller Na, K havadaki oksijenle aktif olarak reaksiyona girer
, peroksitler oluşturan:
Sodyum oksit, peroksitlerin karşılık gelen metallerle kalsine edilmesiyle dolaylı olarak elde edilir:
Lityum ve alkalin toprak metalleri atmosferik oksijenle reaksiyona girerek bazik oksitler oluşturur:
· Atmosferdeki oksijen tarafından hiç oksitlenmeyen altın ve platin metalleri dışındaki diğer metaller, onunla daha az aktif olarak veya ısıtıldığında etkileşime girer: Halojenlerle metaller hidrohalik asitlerin tuzlarını oluşturur
· , Örneğin: En aktif metaller hidrojenle hidrürler oluşturur
- hidrojenin oksidasyon durumu -1 olan iyonik tuz benzeri maddeler, örneğin:
Birçok geçiş metali, hidrojen ile özel bir tipte hidritler oluşturur - sanki hidrojen atomlar ve iyonlar arasındaki metallerin kristal kafesine çözülür veya eklenirken, metal görünümünü korur, ancak hacmi artar. Emilen hidrojen metalin içinde, görünüşe göre atomik formdadır.
· Ayrıca ara metal hidrürler de vardır. Halojenlerle metaller hidrohalik asitlerin tuzlarını oluşturur
· Gri metaller tuzlar - sülfürler oluşturur Metaller nitrojenle biraz daha zor reaksiyona girer
çünkü nitrojen molekülü N2'deki kimyasal bağ çok güçlüdür; Bu durumda nitrürler oluşur. Normal sıcaklıklarda yalnızca lityum nitrojenle reaksiyona girer:
· Su ile. Normal koşullar altında, alkali ve alkalin toprak metalleri hidrojeni sudan uzaklaştırır ve çözünür bazlar - alkaliler oluşturur, örneğin:
Hidrojenden önce voltaj serisinde bulunan diğer metaller de belirli koşullar altında hidrojeni sudan uzaklaştırabilir. Ancak alüminyum, yalnızca oksit film yüzeyinden çıkarıldığında suyla şiddetli reaksiyona girer:
Magnezyum suyla yalnızca kaynatıldığında reaksiyona girer ve hidrojen de açığa çıkar:
Suya yanan magnezyum eklenirse, reaksiyon meydana geldiğinden yanma devam eder:
Demir suyla yalnızca sıcakken reaksiyona girer:
· Çözeltideki asitlerle (HCl, H 2 BU YÜZDEN 4 ), CH 3 COOH ve HNO hariç diğerleri 3 ) hidrojene kadar gerilim serisinde bulunan metaller etkileşime girer. Bu tuz ve hidrojen üretir.
Ancak kurşun (ve diğer bazı metaller), voltaj serisindeki (hidrojenin solundaki) konumuna rağmen, seyreltik sülfürik asitte neredeyse çözünmez, çünkü ortaya çıkan kurşun sülfat PbS04 çözünmez ve metal yüzeyinde koruyucu bir film oluşturur. .
· Çözeltideki daha az aktif metallerin tuzları ile. Bu reaksiyonun sonucunda daha aktif bir metalin tuzu oluşur ve daha az aktif bir metal serbest halde açığa çıkar.
Ortaya çıkan tuzun çözünebilir olduğu durumlarda reaksiyonun meydana geldiği unutulmamalıdır. Metallerin bileşiklerinden diğer metaller tarafından yer değiştirmesi ilk olarak fiziksel kimya alanında büyük bir Rus bilim adamı olan N. N. Beketov tarafından ayrıntılı olarak incelenmiştir. Metalleri kimyasal aktivitelerine göre bir dizi metal geriliminin prototipi haline gelen bir "yer değiştirme serisi" halinde düzenledi.
· Organik maddeler içerir. Organik asitlerle etkileşim, mineral asitlerle olan reaksiyonlara benzer. Alkoller, alkali metallerle etkileşime girdiğinde zayıf asidik özellikler sergileyebilir:
Fenol benzer şekilde tepki verir:
Metaller, düşük sikloalkanlar elde etmek ve molekülün karbon iskeletinin daha karmaşık hale geldiği sentezler için kullanılan haloalkanlarla reaksiyonlara katılır (A. Wurtz reaksiyonu):
· Hidroksitleri amfoterik olan metaller çözeltideki alkalilerle etkileşime girer.Örneğin:
· Metaller birbirleriyle topluca intermetalik bileşikler olarak adlandırılan kimyasal bileşikler oluşturabilirler. Çoğu zaman metallerin metal olmayan bileşiklerinin karakteristiği olan atomların oksidasyon durumlarını sergilemezler. Örneğin:
Cu 3 Au, LaNi 5, Na 2 Sb, Ca 3 Sb 2, vb.
Metallerarası bileşikler genellikle sabit bir bileşime sahip değildir; içlerindeki kimyasal bağ esas olarak metaliktir. Bu bileşiklerin oluşumu ikincil alt grupların metalleri için daha tipiktir.
D. I. Mendeleev'in Periyodik Kimyasal Element Tablosunun I-III gruplarının ana alt gruplarının metalleri
Genel özellikler
Bunlar grup I'in ana alt grubunun metalleridir. Dış enerji seviyesindeki atomlarının her birinde bir elektron bulunur. Alkali metaller - güçlü indirgeyici ajanlar. İndirgeme güçleri ve kimyasal aktiviteleri, elementin atom numarasının artmasıyla (yani Periyodik Tabloda yukarıdan aşağıya doğru) artar. Hepsi elektronik iletkenliğe sahiptir. Alkali metal atomları arasındaki bağın gücü, elementin atom numarası arttıkça azalır. Erime ve kaynama noktaları da düşer. Alkali metaller birçok basit maddeyle reaksiyona girer. oksitleyici maddeler. Su ile reaksiyona girerek suda çözünebilen bazlar (alkaliler) oluştururlar. Alkali toprak elementleri grup II'nin ana alt grubunun elemanlarıdır. Bu elementlerin atomları dış enerji seviyesinde bulunur. her biri iki elektron. Bunlar en güçlü indirgeyici maddeler,+2 oksidasyon durumuna sahiptir. Bu ana alt grupta, gruptaki atomların boyutunun yukarıdan aşağıya doğru artmasıyla ilişkili olarak fiziksel ve kimyasal özelliklerde genel değişiklikler gözlenir ve atomlar arasındaki kimyasal bağ da zayıflar. İyonun boyutu arttıkça oksitlerin ve hidroksitlerin asidik özellikleri zayıflar, bazik özellikleri artar.
Grup III'ün ana alt grubu bor, alüminyum, galyum, indiyum ve talyum elementlerinden oluşur. Tüm elementler p elementleridir. Dış enerji seviyesinde sahip oldukları üç(ler) 2 P 1 ) elektron Bu da özelliklerin benzerliğini açıklıyor. Oksidasyon durumu +3. Bir grup içinde nükleer yük arttıkça metalik özellikler de artar. Bor metalik olmayan bir elementtir, alüminyum ise zaten metalik özelliklere sahiptir. Tüm elementler oksitler ve hidroksitler oluşturur.
Çoğu metal Periyodik Tablonun alt gruplarında bulunur. Atomik yörüngelerin dış seviyesinin kademeli olarak elektronlarla doldurulduğu ana alt grupların elemanlarının aksine, sondan bir önceki enerji seviyesinin d-orbitalleri ve sonuncusunun s-orbitalleri, ikincil alt grupların elemanları ile doldurulur. Elektron sayısı grup numarasına karşılık gelir. Değerlik elektron sayısı eşit olan elementler aynı numara altında gruplanır. Alt grupların tüm elemanları metaldir.
Alt grup metallerin oluşturduğu basit maddeler, ısıya dayanıklı, güçlü kristal kafeslere sahiptir. Bu metaller diğer metaller arasında en güçlü ve en dayanıklı olanıdır. D-elementlerde, temel özelliklerden amfoterik özelliklerden asidik özelliklere doğru değerliklerinde bir artışla geçiş açıkça görülmektedir.
Alkali metaller (Na, K)
Dış enerji seviyesinde elementlerin alkali metal atomları şunları içerir: her biri bir elektron, çekirdekten çok uzakta bulunur. Bu elektronu kolaylıkla verirler, dolayısıyla güçlü indirgeyici maddelerdirler. Tüm bileşiklerde alkali metaller +1 oksidasyon durumu sergiler. İndirgeyici özellikleri atom yarıçapının Li'den Cs'ye artmasıyla artar.. Hepsi tipik metallerdir, gümüşi beyaz renktedir, yumuşaktır (bıçakla kesilebilir), hafiftir ve eriyebilir. Herkesle aktif olarak etkileşim kurun metal olmayanlar:
Tüm alkali metaller oksijenle reaksiyona girdiğinde (Li hariç) peroksitler oluşturur. Alkali metaller yüksek kimyasal reaktiviteleri nedeniyle serbest halde bulunmazlar.
Oksitler- temel özelliklere sahip katılar. Peroksitlerin karşılık gelen metallerle kalsine edilmesiyle elde edilirler:
Hidroksitler NaOH, KOH- katı beyaz maddeler, higroskopik, ısı salınımıyla suda çözünen, alkaliler olarak sınıflandırılır:
Alkali metal tuzlarının neredeyse tamamı suda çözünür. Bunlardan en önemlileri: Na2C03 - sodyum karbonat; Na2C0310H20 - kristalli soda; NaHC03 - sodyum bikarbonat, kabartma tozu; K2C03 - potasyum karbonat, potas; Na2S0410H20 - Glauber tuzu; NaCl - sodyum klorür, sofra tuzu.
Tablolardaki Grup I öğeleri
Alkali toprak metaller (Ca, Mg)
Kalsiyum (Ca) bir temsilcidir alkali toprak metalleri bunlar grup II'nin ana alt grubunun elemanlarının isimleridir, ancak hepsi değil, sadece kalsiyumdan başlayıp grubun aşağısına doğru. Bunlar suyla etkileşime girdiğinde alkaliler oluşturan kimyasal elementlerdir. Dış enerji seviyesindeki kalsiyum şunları içerir: iki elektron, oksidasyon durumu +2.
Kalsiyum ve bileşiklerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri tabloda sunulmaktadır.
Magnezyum (Mg) Kalsiyum ile aynı atom yapısına sahiptir, oksidasyon durumu da +2'dir. Yumuşak bir metaldir ancak yüzeyi havadaki koruyucu bir filmle kaplanmıştır, bu da kimyasal reaktiviteyi bir miktar azaltır. Yanmasına kör edici bir flaş eşlik ediyor. MgO ve Mg(OH)2 temel özellikler sergiler. Mg(OH) 2 az çözünür olmasına rağmen fenolftalein çözeltisini kırmızıya boyar.
Mg + O2 = MgO2
MO oksitler sert, beyaz, refrakter maddelerdir. Mühendislikte CaO'ya sönmemiş kireç, MgO'ya yanmış magnezya denir; bu oksitler yapı malzemelerinin üretiminde kullanılır. Kalsiyum oksidin suyla reaksiyonuna ısı açığa çıkması eşlik eder ve kirecin sönmesi olarak adlandırılır ve ortaya çıkan Ca(OH) 2'ye sönmüş kireç denir. Şeffaf bir kalsiyum hidroksit çözeltisine kireç suyu, sudaki beyaz bir Ca(OH)2 süspansiyonuna ise kireç sütü denir.
Magnezyum ve kalsiyum tuzları asitlerle reaksiyona sokularak elde edilir.
CaCO3 - kalsiyum karbonat, tebeşir, mermer, kireç taşı. İnşaatta kullanılır. MgCO3 - magnezyum karbonat - metalurjide cürufu gidermek için kullanılır.
CaS04 2H20 - alçıtaşı. MgS04 - magnezyum sülfat - deniz suyunda bulunan acı veya İngilizce tuz olarak adlandırılır. BaSO 4 - baryum sülfat - çözünmezliği ve X ışınlarını bloke etme kabiliyeti nedeniyle, gastrointestinal sistemin teşhisinde (“barit lapası”) kullanılır.
Kalsiyum insan vücut ağırlığının %1,5'ini oluşturur; kalsiyumun %98'i kemiklerde bulunur. Magnezyum bir biyoelementtir; insan vücudunda yaklaşık 40 g bulunur; protein moleküllerinin oluşumunda rol oynar.
Tablolardaki alkali toprak metaller
Alüminyum
Alüminyum (Al)- D.I Mendeleev'in periyodik sisteminin grup III'ün ana alt grubunun elemanı. Alüminyum atomu dış enerji seviyesinde içerir üç elektron kimyasal etkileşimler sırasında kolaylıkla serbest bırakır. Alt grubun atası ve alüminyumun üst komşusu - bor - daha küçük bir atom yarıçapına sahiptir (bor için 0,080 nm, alüminyum için - 0,143 nm). Ek olarak alüminyum atomunda, dış elektronların çekirdeğe ulaşmasını engelleyen sekiz elektronlu bir ara katman (2e; 8e; 3e) bulunur. Bu nedenle alüminyum atomlarının indirgeyici özellikleri oldukça belirgindir.
Alüminyumun neredeyse tüm bileşiklerinde oksidasyon durumu +3.
Alüminyum basit bir maddedir
Gümüş-beyaz hafif metal. 660 °C'de erir. Çok plastiktir, kolayca tel halinde çekilir ve 0,01 mm kalınlığa kadar folyoya sarılır. Çok yüksek elektrik ve ısı iletkenliğine sahiptir. Diğer metallerle hafif ve güçlü alaşımlar oluştururlar. Alüminyum çok aktif bir metaldir. Alüminyum tozu veya ince alüminyum folyo kuvvetli bir şekilde ısıtılırsa kör edici bir alevle tutuşup yanmak:
Bu reaksiyon maytaplar ve havai fişekler yandığında gözlemlenebilir. Alüminyum da tüm metaller gibi Metal olmayanlarla kolayca reaksiyona girerözellikle toz halinde. Reaksiyonun başlaması için, halojenlerle (klor ve brom) reaksiyonlar dışında ilk ısıtma gereklidir, ancak daha sonra alüminyumun metal olmayanlarla tüm reaksiyonları çok şiddetli ilerler ve buna büyük miktarda ısının salınması eşlik eder. :
Alüminyum seyreltik sülfürik ve hidroklorik asitlerde iyi çözünür:
Ancak konsantre sülfürik ve nitrik asitler alüminyumu pasifleştirir metal yüzeyde oluşan yoğun dayanıklı oksit film reaksiyonun daha da ilerlemesini engeller. Bu nedenle bu asitler alüminyum tanklarda taşınır.
Alüminyum oksit ve hidroksit amfoterik özelliklere sahiptir bu nedenle alüminyum, alkalilerin sulu çözeltilerinde çözünerek tuzlar - alüminatlar oluşturur:
Alüminyum, metalurjide oksitlerinden krom, manganez, vanadyum, titanyum, zirkonyum gibi metaller üretmek için yaygın olarak kullanılır. Bu yönteme alüminotermi denir. Uygulamada termit sıklıkla kullanılır - Fe304'ün alüminyum tozu ile karışımı. Bu karışım, örneğin bir magnezyum bant kullanılarak ateşe verilirse, büyük miktarda ısı açığa çıkaran güçlü bir reaksiyon meydana gelir:
Açığa çıkan ısı, ortaya çıkan demirin tamamen erimesi için oldukça yeterlidir, bu nedenle bu işlem çelik ürünlerin kaynaklanmasında kullanılır.
Alüminyum elektroliz yoluyla elde edilebilir - oksit Al203 eriyiğinin bir elektrik akımı kullanılarak bileşen parçalarına ayrıştırılması. Ancak alüminyum oksidin erime noktası yaklaşık 2050 °C olduğundan elektroliz büyük miktarda enerji gerektirir.
Alüminyum bağlantılar
alüminosilikatlar. Bu bileşikler alüminyum, silikon, alkali ve toprak alkali metallerin oksitlerinden oluşan tuzlar olarak değerlendirilebilir. Yerkabuğunun büyük kısmını oluştururlar. Alüminosilikatlar özellikle en yaygın mineraller ve kil olan feldispatların bir parçasıdır.
Boksit- alüminyumun elde edildiği bir kaya. Alüminyum oksit Al 2 O 3 içerir.
Korindon- Al 2 O 3 bileşiminin bir minerali, çok yüksek sertliğe sahiptir, safsızlıklar içeren ince taneli çeşidi - zımpara, aşındırıcı (taşlama) malzeme olarak kullanılır. Başka bir doğal bileşik olan alümina da aynı formüle sahiptir.
Şeffaf, safsızlıklarla renklendirilmiş korindon kristalleri iyi bilinmektedir: değerli taşlar olarak kullanılan kırmızı - yakut ve mavi - safirler. Şu anda yapay olarak elde ediliyorlar ve sadece mücevherat için değil aynı zamanda teknik amaçlar için de kullanılıyorlar, örneğin saatlerin ve diğer hassas aletlerin parçalarının imalatında. Lazerlerde yakut kristalleri kullanılır.
Alüminyum oksit Al 2 O 3 - erime noktası çok yüksek olan beyaz bir madde. Alüminyum hidroksitin ısıtılarak ayrıştırılmasıyla elde edilebilir:
Alüminyum hidroksit Al(OH) 3 alkalilerin alüminyum tuzlarının çözeltileri üzerindeki etkisi altında jelatinimsi bir çökelti şeklinde çökelir:
Nasıl amfoterik hidroksit asitlerde ve alkali çözeltilerde kolaylıkla çözünür:
Alüminatlar kararsız alüminyum asitlerin tuzları denir - ortoalüminyum H2AlO3, meta-alüminyum HAlO2 (bir su molekülünün çıkarıldığı molekülden ortoalüminyum asit olarak düşünülebilir). Doğal alüminatlar arasında asil spinel ve değerli krizoberil bulunur. Fosfatlar dışındaki alüminyum tuzları suda oldukça çözünür. Bazı tuzlar (sülfitler, sülfitler) su ile ayrışır. Alüminyum klorür AlCl3 birçok organik maddenin üretiminde katalizör olarak kullanılır.
Tablolardaki Grup III elemanları
Geçiş elementlerinin özellikleri - bakır, çinko, krom, demir
Bakır (Cu)- birinci grubun ikincil bir alt grubunun elemanı. Elektronik formül: (…3d 10 4s 1). Onuncu d-elektronu hareketlidir çünkü 4S alt seviyesinden hareket etmiştir. Bileşiklerdeki bakır, +1 (Cu2O) ve +2 (CuO) oksidasyon durumlarını sergiler. Bakır açık pembe bir metaldir, dövülebilir, viskozdur ve mükemmel bir elektrik iletkenidir. Erime noktası 1083 °C.
Periyodik sistemin I. grubunun alt grubunun diğer metalleri gibi bakır da aktivite serisinde hidrojenin sağında duruyor ve onu asitlerden ayırmaz, ancak oksitleyici asitlerle reaksiyona girer:
Alkalilerin bakır tuzlarının çözeltileri üzerindeki etkisi altında, zayıf bir mavi baz çökeltisi çökelir.- ısıtıldığında bazik siyah oksit CuO ve suya ayrışan bakır (II) hidroksit:
Tablolarda bakırın kimyasal özellikleri
Çinko (Zn)- grup II'nin ikincil bir alt grubunun elemanı. Elektronik formülü şu şekildedir: (…3d 10 4s 2). Çinko atomlarındaki sondan bir önceki d-alt seviyesi tamamen tamamlandığından, bileşiklerdeki çinko +2 oksidasyon durumu sergiler.
Çinko, pratik olarak havada değişmeyen gümüş-beyaz bir metaldir. Yüzeyinde oksit film bulunması nedeniyle korozyona dayanıklıdır. Çinko, yüksek sıcaklıklarda en aktif metallerden biridir basit maddelerle reaksiyona girer:
Çinko diğer metaller gibi tuzlarından daha az aktif metaller:
Zn + 2AgNO 3 = 2Ag + Zn(NO 3) 2
Çinko hidroksit amfoteriktir yani hem asitlerin hem de bazların özelliklerini gösterir. Bir çinko tuzu çözeltisine yavaş yavaş bir alkali çözeltisi eklendiğinde, başlangıçta oluşan çökelti çözülür (aynısı alüminyum için de geçerlidir):
Tablolarda çinkonun kimyasal özellikleri
Örneği kullanma krom (Cr) bu gösterilebilir Geçiş elemanlarının özellikleri dönem boyunca önemli ölçüde değişmez: Değerlik yörüngelerindeki elektron sayısındaki değişiklik nedeniyle niceliksel bir değişiklik meydana gelir. Kromun maksimum oksidasyon durumu +6'dır. Aktivite serisindeki metal hidrojenin solundadır ve onu asitlerden uzaklaştırır:
Böyle bir çözeltiye alkali çözelti eklendiğinde Me(OH) çökeltisi oluşur. 2 atmosferik oksijen tarafından hızla oksitlenen:
Amfoterik oksit Cr203'e karşılık gelir. Krom oksit ve hidroksit (en yüksek oksidasyon durumunda) sırasıyla asidik oksitlerin ve asitlerin özelliklerini sergiler. Kromik asit tuzları (H 2 CRO 4 ) asidik bir ortamda dikromatlara dönüşür- dikromik asit tuzları (H2Cr207). Krom bileşikleri yüksek oksitleyici özelliğe sahiptir.
Tablolarda kromun kimyasal özellikleri
Demir Fe- grup VIII'in ikincil alt grubunun bir unsuru ve D. I. Mendeleev'in periyodik tablosunun 4. periyodu. Demir atomları, ana alt grupların elementlerinin atomlarından biraz farklı yapılandırılmıştır. 4. periyodun bir elementine yakışır şekilde demir atomlarının dört enerji seviyesi vardır, ancak doldurulan son seviye değil, sondan bir önceki seviye, çekirdekten üçüncü seviyedir. Son seviyede demir atomları iki elektron içerir. 18 elektron alabilen sondan bir önceki seviyede demir atomunun 14 elektronu vardır. Sonuç olarak, demir atomlarındaki elektronların seviyelere göre dağılımı şu şekildedir: 2e; 8e; 14e; 2e. Tüm metaller gibi demir atomları indirgeyici özellikler sergiler, kimyasal etkileşimler sırasında yalnızca son seviyeden iki elektron vermekle kalmaz ve +2'lik bir oksidasyon durumu elde etmekle kalmaz, aynı zamanda sondan bir önceki seviyeden bir elektron elde ederken, atomun oksidasyon durumu +3'e yükselir.
Demir basit bir maddedir
Erime noktası 1539 °C olan gümüşi beyaz parlak bir metaldir. Çok plastiktir, bu nedenle işlenmesi, dövülmesi, yuvarlanması, damgalanması kolaydır. Demir mıknatıslanma ve manyetikliği giderme özelliğine sahiptir. Termal ve mekanik yöntemler kullanılarak daha fazla mukavemet ve sertlik kazandırılabilir. Teknik olarak saf ve kimyasal olarak saf demir vardır. Teknik olarak saf demir esasen düşük karbonlu çeliktir; %0,02-0,04 oranında karbon ve daha da az oksijen, kükürt, nitrojen ve fosfor içerir. Kimyasal olarak saf demir, %0,01'den az yabancı madde içerir. Örneğin ataçlar ve düğmeler teknik olarak saf demirden yapılır. Bu tür demir kolayca paslanırken, kimyasal olarak saf demir neredeyse hiç korozyona uğramaz. Şu anda demir, modern teknolojinin ve ziraat mühendisliğinin, ulaşım ve iletişimin, uzay gemilerinin ve genel olarak tüm modern uygarlığın temelidir. Dikiş iğnesinden uzay aracına kadar çoğu ürün demir kullanılmadan yapılamaz.
Demirin kimyasal özellikleri
Demir +2 ve +3 oksidasyon durumlarını sergileyebilir buna göre demir iki dizi bileşik verir. Bir demir atomunun kimyasal reaksiyonlar sırasında bıraktığı elektronların sayısı, onunla reaksiyona giren maddelerin oksitlenme yeteneğine bağlıdır.
Örneğin, halojenlerle demir, oksidasyon durumu +3 olan halojenürler oluşturur:
ve kükürt - demir (II) sülfür ile:
Sıcak demir oksijenle yanar demir ölçeğinin oluşumu ile:
Yüksek sıcaklıklarda (700-900 °C) demir su buharı ile reaksiyona girer:
Demirin elektrokimyasal voltaj serisindeki konumuna göre sağındaki metalleri tuzlarının sulu çözeltilerinden çıkarabilir, örneğin:
Demir seyreltik hidroklorik ve sülfürik asitlerde çözünür, yani hidrojen iyonları tarafından oksitlenir:
Demir ayrıca seyreltik nitrik asitte de çözünür. Bu, asit konsantrasyonuna bağlı olarak demir (III) nitrat, su ve nitrik asit - N2, NO veya NH3 (NH4NO3) indirgenme ürünlerini üretir.
Demir bileşikleri
Doğada demir çok sayıda mineral oluşturur. Bu manyetik demir cevheri (manyetit) Fe304, kırmızı demir cevheri (hematit) Fe203, kahverengi demir cevheri (limonit) 2Fe203 3H20'dur. Başka bir doğal demir bileşiği demir veya kükürt, pirittir ( pirit) FeS 2, metal üretimi için demir cevheri görevi görmez, ancak sülfürik asit üretiminde kullanılır.
Demir iki dizi bileşikle karakterize edilir: demir(II) ve demir(III) bileşikleri. Demir (II) oksit FeO ve buna karşılık gelen demir (II) hidroksit Fe(OH) 2, özellikle aşağıdaki dönüşüm zinciri yoluyla dolaylı olarak elde edilir:
Her iki bileşiğin de farklı temel özellikleri vardır.
Demir(II) katyonları Fe 2 + atmosferik oksijen tarafından kolayca demir (III) katyonlarına oksitlenir Fe 3 + . Bu nedenle, demir (II) hidroksitin beyaz çökeltisi yeşile döner ve ardından kahverengiye dönerek demir (III) hidroksite dönüşür:
Demir(III) oksit Fe 2 O 3 ve karşılık gelen demir (III) hidroksit Fe(OH)3 de dolaylı olarak, örneğin zincir boyunca elde edilir:
Demir tuzlarından sülfatlar ve klorürler en büyük teknik öneme sahiptir.
Demir sülfat olarak bilinen demir (II) sülfat FeS04 7H20'nun kristal hidratı, bitki zararlılarını kontrol etmek, mineral boyalar hazırlamak ve diğer amaçlar için kullanılır. Demir (III) klorür FeCl3, kumaşların boyanmasında mordan olarak kullanılır. Demir (III) sülfat Fe2 (S04) 3 9H20, su arıtma ve diğer amaçlar için kullanılır.
Demir ve bileşiklerinin fiziksel ve kimyasal özellikleri tabloda özetlenmiştir:
Tablolarda demirin kimyasal özellikleri
Fe 2+ ve Fe 3+ iyonlarına kalitatif reaksiyonlar
Demir (II) ve (III) bileşiklerinin tanınması için Fe iyonlarına niteliksel reaksiyonlar yürütmek 2+ ve Fe 3+ . Fe2+ iyonlarına kalitatif bir reaksiyon, demir (II) tuzlarının kırmızı kan tuzu adı verilen K3 bileşiği ile reaksiyonudur. Bu, daha sonra aşina olacağınız, karmaşık tuzlar adı verilen özel bir tuz grubudur. Bu arada, bu tür tuzların nasıl ayrıştığını anlamalısınız:
Fe3+ iyonları için reaktif, çözelti içinde benzer şekilde ayrışan başka bir karmaşık bileşik - sarı kan tuzu - K4'tür:
Kırmızı kan tuzu (Fe 2+ için reaktif) ve sarı kan tuzu (Fe 3+ için reaktif) çözeltilerine sırasıyla Fe 2+ ve Fe 3+ iyonları içeren çözeltiler eklenirse, her iki durumda da aynı mavi çökelti çöker. :
Fe3+ iyonlarını tespit etmek için demir (III) tuzlarının potasyum tiyosiyanat KNCS veya amonyum tiyosiyanat NH4 NCS ile etkileşimi de kullanılır. Bu durumda parlak renkli bir FeNCNS 2+ iyonu oluşur ve bunun sonucunda tüm çözelti yoğun kırmızı bir renk kazanır:
Çözünürlük tablosu
METALLERİN METAL OLMAYANLARLA ETKİLEŞİMİ
Ametaller, metallerle reaksiyona girerek oksitleyici özellikler gösterir, onlardan elektron alır ve indirgenir.
Halojenlerle etkileşim
Halojenler (F 2, Cl 2, Br 2, I 2 ) güçlü oksitleyici maddelerdir, bu nedenle tüm metaller normal koşullar altında bunlarla reaksiyona girer:
2 Ben + N Hal 2 → 2 MeHal n
Bu reaksiyonun ürünü bir tuzdur - bir metal halojenür ( MeF n -florür, MeCl n -klorür, MeBr n -bromür, Mel n -iyodür). Bir metal ile etkileşime girdiğinde halojen en düşük oksidasyon durumuna (-1) indirgenir veNmetalin oksidasyon durumuna eşittir.
Reaksiyon hızı metalin ve halojenin kimyasal aktivitesine bağlıdır. Halojenlerin oksidatif aktivitesi grupta yukarıdan aşağıya doğru azalır. F'den I'ye).
Oksijen ile etkileşim
Hemen hemen tüm metaller oksijenle oksitlenir (hariç) Ag, Au, Pt ) ve oksitler oluşur Ben 2 Açık .
Aktif metaller Normal koşullar altında havadaki oksijenle kolaylıkla etkileşime girerler.
2 Mg + O 2 → 2 MgO (flaşlı)
Orta aktivite metalleri Ayrıca normal sıcaklıklarda oksijenle reaksiyona girer. Ancak böyle bir reaksiyonun oranı, aktif metallerin katılımından önemli ölçüde daha düşüktür.
Düşük aktif metaller ısıtıldığında oksijenle oksitlenir (oksijende yanma).
Oksitler Metaller kimyasal özelliklerine göre üç gruba ayrılabilir:
1. Bazik oksitler ( Na 2 O, CaO, Fe II O, Mn II O, Cu IO vb.) düşük oksidasyon durumlarında (+1, +2, genellikle +4'ün altında) metaller tarafından oluşturulur. Bazik oksitler, asit oksitler ve asitlerle reaksiyona girerek tuzlar oluşturur:
CaO + CO 2 → CaCO 3
CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O
2. Asidik oksitler ( Cr VI O 3 , Fe VI O 3 , Mn VI O 3 , Mn 2 VII O 7 vb.) yüksek oksidasyon durumlarında (genellikle +4'ün üzerinde) metaller tarafından oluşturulur. Asidik oksitler, bazik oksitler ve bazlarla reaksiyona girerek tuzlar oluşturur:
FeO3 + K2O → K2FeO4
CrO3 + 2KOH → K2CrO4 + H2O
3. Amfoterik oksitler ( BeO, Al 2 O 3, ZnO, SnO, MnO 2, Cr 2 O 3, PbO, PbO 2 vb.) ikili bir yapıya sahiptir ve hem asitlerle hem de bazlarla etkileşime girebilir:
Cr 2 Ö 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (S04) + 3H 2 O
Cr203 + 6NaOH → 2Na3
Kükürt ile etkileşim
Tüm metaller kükürt ile reaksiyona girer (hariç) Au ), tuzlar - sülfürler oluşturur Ben 2 Sn . Bu durumda kükürt “-2” oksidasyon durumuna indirgenir. platin ( puan ) kükürt ile yalnızca ince ezilmiş halde etkileşime girer. Alkali metaller ve Ca ve Mg ısıtıldığında kükürt ile patlayıcı bir şekilde reaksiyona girer. Zn, Al (toz halinde) ve Mg kükürt ile reaksiyona girdiğinde parlama verirler. Etkinlik serisinde soldan sağa metallerin kükürt ile etkileşim hızı azalır.
Hidrojen ile etkileşim
Bazı aktif metaller hidrojen hidritlerle bileşikler oluşturur:
2 Na + H 2 → 2 NaH
Bu bileşiklerde hidrojen nadir görülen “-1” oksidasyon durumundadır.
E.A. Nudnova, M.V. Andryuhova
Metal atomları nispeten kolaylıkla değerlik elektronlarından vazgeçer ve pozitif yüklü iyonlar haline gelir. Bu nedenle metaller indirgeyici ajanlardır. Metaller basit maddelerle reaksiyona girer: Ca + C12 - CaC12 Aktif metaller suyla reaksiyona girer: 2Na + 2H20 = 2NaOH + H2f. Hidrojene kadar standart elektrot potansiyelleri serisinde duran metaller, asitlerin seyreltik çözeltileriyle (HN03 hariç) etkileşime girerek hidrojen açığa çıkarır: Zn + 2HC1 = ZnCl2 + H2f. Metaller, daha az aktif metallerin tuzlarının sulu çözeltileriyle reaksiyona girer: Ni + CuS04 = NiS04 + Cu J. Metaller oksitleyici asitlerle reaksiyona girer: C. Metal üretme yöntemleri Modern metalurji, 75'ten fazla metal ve bunlara dayalı çok sayıda alaşım üretir. Metal elde etme yöntemlerine bağlı olarak pirohidro ve elektrometalurji ayırt edilir. GG) Pirometalurji, yüksek sıcaklıklarda gerçekleştirilen indirgeme reaksiyonları kullanılarak cevherlerden metal elde etme yöntemlerini kapsar. İndirgeyici maddeler olarak kömür, aktif metaller, karbon monoksit (II), hidrojen ve metan kullanılır. Cu20 + C - 2Cu + CO, t° Cu20 + CO - 2Cu + C02, t° Cr203 + 2A1 - 2Cr + A1203, (alüminotermi) t° TiCl2 + 2Mg - Ti + 2MgCl2, (magnezyumtermi) t° W03 + 3H2 = W+3H20. (hidrojentermi) |C Hidrometalurji, metallerin tuzlarının çözeltilerinden üretilmesidir. Örneğin, bakır oksit (I) içeren bakır cevheri seyreltik sülfürik asit ile işlendiğinde bakır, sülfat formunda çözeltiye geçer: CuO + H2S04 = CuS04 + H20. Daha sonra bakır, elektroliz yoluyla veya demir tozu kullanılarak yer değiştirme yoluyla çözeltiden çıkarılır: CuS04 + Fe = FeS04 + Cu. [h] Elektrometalurji, elektroliz kullanarak erimiş oksitlerinden veya tuzlarından metal üretme yöntemleridir: elektroliz 2NaCl - 2Na + Cl2. Bağımsız çözüm için sorular ve görevler 1. Metallerin D.I. Mendeleev'in periyodik tablosundaki konumunu belirtin. 2. Metallerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini gösterebilecektir. 3. Metallerin ortak özelliklerinin nedenini açıklayabilecektir. 4. Periyodik tablonun I ve II gruplarının ana alt gruplarının metallerinin kimyasal aktivitesindeki değişimi gösterin. 5. II. ve III. periyotlardaki elementlerin metalik özellikleri nasıl değişir? 10l Pirometalurji türlerini adlandırın. Her spesifik yöntemde hangi indirgeyici maddeler kullanılıyor? Neden? 11. Hidrometalurji kullanılarak elde edilen metalleri adlandırın. Bu yöntemin özü nedir ve diğerlerine göre avantajları nelerdir? 12. Elektrometalurji kullanılarak metal üretimine örnekler verin. Bu yöntem hangi durumlarda kullanılır? 13. Yüksek saflıkta metal üretmenin modern yöntemleri nelerdir? 14. “Elektrot potansiyeli” nedir? Sulu bir çözeltide hangi metal en yüksek, hangisi en düşük elektrot potansiyeline sahiptir? 15. Bir dizi standart elektrot potansiyelini tanımlayın? 16. Metalik demiri, metalik çinko, nikel ve sodyum kullanarak sulu sülfat çözeltisinden çıkarmak mümkün müdür? Neden? 17. Galvanik hücrelerin çalışma prensibi nedir? İçlerinde hangi metaller kullanılabilir? 18. Hangi süreçler korozyon olarak kabul edilir? Hangi korozyon türlerini biliyorsunuz? 19. Elektrokimyasal korozyona ne denir? Buna karşı hangi korunma yöntemlerini biliyorsunuz? 20. Diğer metallerle teması demirin korozyonunu nasıl etkiler? Kalaylı, galvanizli ve nikel kaplı demirin hasarlı yüzeyinde ilk önce hangi metal yok olur? 21. Hangi işleme elektroliz denir? Erimiş sodyum klorürün, sulu sodyum klorür çözeltilerinin, bakır sülfatın, sodyum sülfatın, sülfürik asidin elektrolizi sırasında katot ve anotta meydana gelen işlemleri yansıtan reaksiyonları yazın. 22. Elektroliz işlemleri sırasında elektrot malzemesinin rolü nedir? Çözünür ve çözünmeyen elektrotlarla meydana gelen elektroliz işlemlerine örnekler verin. 23. Bakır paraları hazırlamak için kullanılan alaşım %95 oranında bakır içerir. Bir kopeklik madeni parayı aşırı hidroklorik asitle işlerken 62,2 ml hidrojen (n.u.) açığa çıkarsa, alaşımın içerdiği ikinci metali belirleyin. sen)? Katotta ne ve ne miktarda serbest bırakıldı?
D.I. Mendeleev'in periyodik element tablosunda berilyumdan astatine bir köşegen çizersek, o zaman köşegen boyunca sol altta metal elementler olacaktır (bunlar aynı zamanda maviyle vurgulanmış yan alt grupların elemanlarını da içerir) ve sağ üstte - metal olmayan elemanlar (sarı ile vurgulanmıştır). Çaprazın yakınında bulunan elementler - yarı metaller veya metaloidler (B, Si, Ge, Sb, vb.) ikili bir karaktere sahiptir (pembe renkle vurgulanmıştır).
Şekilden de görülebileceği gibi elementlerin büyük çoğunluğu metaldir.
Kimyasal yapıları gereği metaller, atomları dış veya dış enerji düzeylerinden elektron vererek pozitif yüklü iyonlar oluşturan kimyasal elementlerdir.
Hemen hemen tüm metaller nispeten büyük yarıçaplara ve dış enerji seviyesinde az sayıda elektrona (1'den 3'e kadar) sahiptir. Metaller düşük elektronegatiflik değerleri ve indirgeyici özelliklerle karakterize edilir.
En tipik metaller periyotların başında yer alır (ikinciden başlayarak), daha sonra soldan sağa doğru metalik özellikler zayıflar. Grupta yukarıdan aşağıya doğru atomların yarıçapı arttıkça (enerji seviyelerinin artması nedeniyle) metalik özellikler artar. Bu, elementlerin elektronegatifliğinde (elektron çekme yeteneği) bir azalmaya ve indirgeme özelliklerinde (kimyasal reaksiyonlarda diğer atomlara elektron bağışlama yeteneği) bir artışa yol açar.
Tipik metaller s-elementlerdir (Li'den Fr'ye IA grubunun elemanları. Mg'den Ra'ya PA grubunun elemanları). Atomlarının genel elektronik formülü ns 1-2'dir. Sırasıyla oksidasyon durumları + I ve + II ile karakterize edilirler.
Tipik metal atomlarının dış enerji seviyesindeki elektron sayısının az olması (1-2), bu elektronların kolayca kaybolduğu ve düşük elektronegatiflik değerlerinin de yansıttığı gibi güçlü indirgeyici özellikler sergiledikleri anlamına gelir. Bu, sınırlı kimyasal özellikleri ve tipik metalleri elde etme yöntemlerini ima eder.
Tipik metallerin karakteristik bir özelliği, atomlarının metal olmayan atomlarla katyonlar ve iyonik kimyasal bağlar oluşturma eğilimidir. Tipik metallerin ametallerle bileşikleri, "metal olmayan metalanyon" un iyonik kristalleridir, örneğin K + Br -, Ca 2+ O 2-. Tipik metallerin katyonları aynı zamanda karmaşık anyonlara sahip bileşiklere de dahil edilir - hidroksitler ve tuzlar, örneğin Mg2+ (OH -) 2, (Li +)2C03 2-.
Periyodik Tablo Be-Al-Ge-Sb-Po'da amfoterik köşegeni oluşturan A grubu metaller ve bunlara komşu metaller (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) tipik metalik özellikler göstermez. özellikler. Atomlarının genel elektronik formülü ns 2 n.p. 0-4 oksidasyon durumlarının daha çeşitli olmasını, kendi elektronlarını tutma yeteneğinin daha fazla olmasını, indirgeme yeteneklerinde kademeli bir azalmayı ve özellikle yüksek oksidasyon durumlarında oksitleme yeteneğinin ortaya çıkmasını içerir (tipik örnekler Tl III, Pb IV, Bi v bileşikleridir) . Benzer kimyasal davranış çoğu (d-elementler, yani Periyodik Tablonun B-gruplarının elementleri (tipik örnekler amfoterik elementler Cr ve Zn'dir) için karakteristiktir.
Hem metalik (bazik) hem de metalik olmayan dualite (amfoterik) özelliklerin bu tezahürü, kimyasal bağın doğasından kaynaklanmaktadır. Katı halde, atipik metallerin ametallerle bileşikleri ağırlıklı olarak kovalent bağlar içerir (ancak ametaller arasındaki bağlardan daha az güçlüdür). Çözeltide bu bağlar kolayca kırılır ve bileşikler iyonlara (tamamen veya kısmen) ayrışır. Örneğin, metal galyum Ga2 moleküllerinden oluşur; katı halde, alüminyum ve cıva (II) AlCl3 ve HgCl2 klorürleri güçlü kovalent bağlar içerir, ancak AlCl3 çözeltisinde neredeyse tamamen ayrışır ve HgCl2 - çok küçük bir ölçüde (ve o zaman bile HgCl + ve Cl - iyonlarına).
Metallerin genel fiziksel özellikleri
Kristal kafeste serbest elektronların ("elektron gazı") varlığı nedeniyle, tüm metaller aşağıdaki karakteristik genel özellikleri sergiler:
1) Plastik- kolayca şekil değiştirme, tel halinde esnetme ve ince tabakalar halinde yuvarlama yeteneği.
2) Metalik parlaklık ve donukluk. Bunun nedeni serbest elektronların metal üzerine düşen ışıkla etkileşimidir.
3) Elektrik iletkenliği. Küçük bir potansiyel farkının etkisi altında serbest elektronların negatif kutuptan pozitif kutba doğru yön hareketi ile açıklanır. Isıtıldığında elektrik iletkenliği azalır çünkü Sıcaklık arttıkça, kristal kafesin düğümlerindeki atom ve iyonların titreşimleri yoğunlaşır ve bu da "elektron gazının" yön hareketini zorlaştırır.
4) Isı iletkenliği. Bu, sıcaklığın metalin kütlesi üzerinde hızla eşitlenmesi nedeniyle serbest elektronların yüksek hareketliliğinden kaynaklanır. En yüksek termal iletkenlik bizmut ve cıvada bulunur.
5) Sertlik. En zoru kromdur (cam keser); en yumuşak alkali metaller - potasyum, sodyum, rubidyum ve sezyum - bıçakla kesilir.
6) Yoğunluk. Metalin atom kütlesi ne kadar küçükse ve atomun yarıçapı ne kadar büyükse, o kadar küçüktür. En hafifi lityumdur (ρ=0,53 g/cm3); en ağırı osmiyumdur (ρ=22,6 g/cm3). Yoğunluğu 5 g/cm3'ün altında olan metaller "hafif metaller" olarak kabul edilir.
7) Erime ve kaynama noktaları. En eriyebilir metal cıvadır (en = -39°C), en dayanıklı metal ise tungstendir (en = 3390°C). Erime sıcaklığına sahip metaller 1000°C'nin üstü refrakter, altı ise düşük erime noktalı olarak kabul edilir.
Metallerin genel kimyasal özellikleri
Güçlü indirgeyici maddeler: Me 0 – nē → Me n +
Bir dizi voltaj, metallerin sulu çözeltilerdeki redoks reaksiyonlarındaki karşılaştırmalı aktivitesini karakterize eder. 
I. Metallerin metal olmayanlarla reaksiyonları
1) Oksijen ile:
2Mg + O2 → 2MgO
2) Kükürtlü:
Hg + S → HgS
3) Halojenlerle:
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2
4) Azotlu:
3Ca + N2 – t° → Ca3N2
5) Fosforlu:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2
6) Hidrojen ile (sadece alkali ve alkalin toprak metalleri reaksiyona girer):
2Li + H 2 → 2LiH
Ca + H 2 → CaH 2
II. Metallerin asitlerle reaksiyonları
1) H'ye kadar elektrokimyasal voltaj serisindeki metaller, oksitleyici olmayan asitleri hidrojene indirger:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
2Al+ 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2
2) Oksitleyici asitlerle:
Herhangi bir konsantrasyondaki nitrik asit ve konsantre sülfürik asit metallerle etkileşime girdiğinde Hidrojen asla açığa çıkmaz! 
Zn + 2H 2 SO 4(K) → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
4Zn + 5H2S04(K) → 4ZnS04 + H2S + 4H2O
3Zn + 4H 2 SO 4(K) → 3ZnS04 + S + 4H 2 O
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
III. Metallerin su ile etkileşimi
1) Aktif (alkali ve alkalin toprak metalleri) çözünür bir baz (alkali) ve hidrojen oluşturur:
2Na + 2H20 → 2NaOH + H2
Ca+ 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2
2) Orta aktiviteye sahip metaller, bir okside ısıtıldığında su ile oksitlenir:
Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2
3) Aktif Değil (Au, Ag, Pt) - tepki vermeyin.
IV. Daha az aktif metallerin, tuzlarının çözeltilerinden daha aktif metallerle yer değiştirmesi:
Cu + HgCl 2 → Hg+ CuCl 2
Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4
Endüstride genellikle saf metaller değil, bunların karışımları kullanılır. alaşımlar Bir metalin yararlı özelliklerinin diğerinin yararlı özellikleriyle tamamlandığı bir metal. Bu nedenle bakırın sertliği düşüktür ve makine parçalarının üretimi için uygun değildir; bakır ve çinko alaşımları ise ( pirinç) zaten oldukça serttir ve makine mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Alüminyum yüksek sünekliğe ve yeterli hafifliğe (düşük yoğunluk) sahiptir, ancak çok yumuşaktır. Buna dayanarak, magnezyum, bakır ve manganez içeren bir alaşım hazırlanır - alüminyumun faydalı özelliklerini kaybetmeden yüksek sertlik elde eden ve uçak yapımı için uygun hale gelen duralumin (duralumin). Demirin karbonla alaşımları (ve diğer metallerin katkı maddeleri) yaygın olarak bilinmektedir. dökme demir Ve çelik.
Serbest metaller restoratörler. Ancak bazı metaller kaplandıkları için reaktiviteleri düşüktür. yüzey oksit filmi değişen derecelerde su, asit ve alkali çözeltileri gibi kimyasal reaktiflere karşı dayanıklıdır.
Örneğin kurşun her zaman bir oksit filmi ile kaplanır; çözeltiye geçişi yalnızca bir reaktife (örneğin seyreltik nitrik asit) maruz kalmayı değil aynı zamanda ısıtmayı da gerektirir. Alüminyumun üzerindeki oksit filmi suyla reaksiyona girmesini önler ancak asitler ve alkaliler tarafından yok edilir. Gevşek oksit filmi (pas Nemli havada demirin yüzeyinde oluşan demirin daha fazla oksidasyonunu engellemez.
Etkisi altında konsantre metallerde asitler oluşur sürdürülebilir oksit filmi. Bu fenomene denir pasivasyon. Yani konsantre olarak sülfürik asit Be, Bi, Co, Fe, Mg ve Nb gibi metaller pasifleştirilir (ve daha sonra asitle reaksiyona girmez) ve konsantre nitrik asitte - A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb metalleri , Th ve U.
Asidik çözeltilerde oksitleyici maddelerle etkileşime girdiğinde çoğu metal, yükü belirli bir elementin bileşiklerdeki (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ ve Fe 3) kararlı oksidasyon durumu tarafından belirlenen katyonlara dönüşür. +)
Asidik bir çözeltide metallerin indirgeme aktivitesi bir dizi gerilimle iletilir. Metallerin çoğu hidroklorik ve seyreltik sülfürik asitlerle çözeltiye aktarılır, ancak Cu, Ag ve Hg - yalnızca sülfürik (konsantre) ve nitrik asitlerle ve Pt ve Au - "regia votkası" ile.
Metal korozyonu
Metallerin istenmeyen bir kimyasal özelliği, suyla temas ettiğinde ve içinde çözünmüş oksijenin etkisi altında aktif olarak yok olmalarıdır (oksidasyon). (oksijen korozyonu).Örneğin, demir ürünlerinin sudaki korozyonu yaygın olarak bilinmektedir, bunun sonucunda pas oluşur ve ürünler toza dönüşür.
Metallerin korozyonu, çözünmüş gazlar CO2 ve SO2'nin varlığından dolayı suda da meydana gelir; asidik bir ortam yaratılır ve H + katyonları, hidrojen H2 ( hidrojen korozyonu).
Birbirine benzemeyen iki metalin temas ettiği yer özellikle aşındırıcı olabilir ( temas korozyonu). Fe gibi bir metal ile suya yerleştirilen Sn veya Cu gibi başka bir metal arasında galvanik bir çift meydana gelir. Elektron akışı, voltaj serisinin solundaki (Re) daha aktif metalden daha az aktif olan metale (Sn, Cu) doğru gider ve daha aktif olan metal yok edilir (paslanır).
Bu nedenle teneke kutuların (kalay kaplı demir) kalaylı yüzeyi nemli bir ortamda saklandığında ve dikkatsizce kullanıldığında paslanır (ütü en ufak bir çizik bile oluştuktan sonra hızla çökerek demirin nemle temas etmesine neden olur). Aksine demir kovanın galvanizli yüzeyi uzun süre paslanmaz, çünkü çizikler olsa bile paslanan demir değil çinkodur (demirden daha aktif bir metal).
Belirli bir metalin korozyon direnci, daha aktif bir metalle kaplandığında veya eritildiğinde artar; Böylece demirin kromla kaplanması veya demir-krom alaşımı yapılması demirin korozyonunu ortadan kaldırır. Krom içeren kromlu demir ve çelik ( paslanmaz çelik), yüksek korozyon direncine sahiptir.
elektrometalurji yani eriyiklerin (en aktif metaller için) veya tuz çözeltilerinin elektrolizi yoluyla metallerin elde edilmesi;
pirometalurji yani metallerin yüksek sıcaklıklarda cevherlerden geri kazanılması (örneğin, yüksek fırın prosesinde demir üretimi);
hidrometalurji yani metallerin kendi tuzlarının çözeltilerinden daha aktif metallerle ayrılması (örneğin çinko, demir veya alüminyumun etkisiyle bir CuS04 çözeltisinden bakır üretimi).
Yerli metaller bazen doğada bulunur (tipik örnekler Ag, Au, Pt, Hg'dir), ancak daha sıklıkla metaller bileşikler formunda bulunur ( metal cevherleri). Metaller yer kabuğunda bol miktarda değişiklik gösterir: en yaygın olanlardan - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) en nadir olanlara - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.
