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 atomların 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 çok eriyebilen 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) → ZnS04 + 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 metal arasındaki temas alanı 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.
Metaller Periyodik Tablonun sol alt köşesini işgal eder. Metaller s-elementler, d-elementler, f-elementler ve kısmen p-elementler ailelerine aittir.
Metallerin en tipik özelliği elektronlardan vazgeçip pozitif yüklü iyonlara dönüşebilmeleridir. Ayrıca metaller yalnızca pozitif oksidasyon durumu sergileyebilir.
Ben - ne = Ben n +
1. Metallerin metal olmayanlarla etkileşimi.
A ) Metallerin hidrojenle etkileşimi.
Alkali ve alkali toprak metalleri doğrudan hidrojenle reaksiyona girerek hidritler oluşturur.
Örneğin:
Ca + H2 = CaH2
İyonik kristal yapıya sahip stokiyometrik olmayan bileşikler oluşur.
b) Metallerin oksijenle etkileşimi.
Au, Ag, Pt dışındaki tüm metaller atmosferik oksijen tarafından oksitlenir.
Örnek:
2Na + O2 = Na202 (peroksit)
4K + Ö2 = 2K2Ö
2Mg + O2 = 2MgO
2Cu + Ö2 = 2CuO
c) Metallerin halojenlerle etkileşimi.
Tüm metaller halojenlerle reaksiyona girerek halojenürler oluşturur.
Örnek:
2Al + 3Br2 = 2AlBr3
Bunlar esas olarak iyonik bileşiklerdir: MeHal n
d) Metallerin nitrojenle etkileşimi.
Alkali ve alkali toprak metalleri nitrojenle etkileşime girer.
Örnek:
3Ca + N2 = Ca3N2
Mg + N2 = Mg3N2 - nitrür.
e) Metallerin karbonla etkileşimi.
Metal ve karbon-karbür bileşikleri. Eriyiklerin karbonla etkileşimi sonucu oluşurlar. Aktif metaller karbonla stokiyometrik bileşikler oluşturur:
4Al + 3C = Al4C3
Metaller - d-elementler, katı çözeltiler gibi stokiyometrik olmayan bileşime sahip bileşikler oluşturur: WC, ZnC, TiC - süper sert çeliklerin üretilmesi için kullanılır.
2. Metallerin su ile etkileşimi.
Suyun redoks potansiyelinden daha negatif potansiyele sahip olan metaller su ile reaksiyona girer.
Aktif metaller suyla daha aktif reaksiyona girerek suyu ayrıştırır ve hidrojen açığa çıkarır.
Na + 2H2O = H2 + 2NaOH
Daha az aktif metaller suyu yavaş yavaş ayrıştırır ve çözünmeyen maddelerin oluşması nedeniyle süreç yavaşlar.
3. Metallerin tuz çözeltileriyle etkileşimi.
Bu reaksiyon, reaksiyona giren metalin tuzdakinden daha aktif olması durumunda mümkündür:
Zn + CuS04 = Cu 0 ↓ + ZnS04
0,76 V., = + 0,34 V.
Daha negatif veya daha az pozitif standart elektrot potansiyeline sahip bir metal, başka bir metali tuz çözeltisinden çıkarır.
4. Metallerin alkali çözeltilerle etkileşimi.
Amfoterik hidroksitler üreten veya güçlü oksitleyici maddelerin varlığında yüksek oksidasyon durumlarına sahip olan metaller, alkalilerle reaksiyona girebilir. Metaller alkali çözeltilerle etkileşime girdiğinde oksitleyici madde sudur.
Örnek:
Zn + 2NaOH + 2H20 = Na2 + H2
1 Zn 0 + 4OH - - 2e = 2- oksidasyon
Zn 0 - indirgeyici ajan
1 2H20 + 2e = H2 + 2OH - indirgeme
H2O - oksitleyici madde
Zn + 4OH - + 2H20 = 2- + 2OH - + H2
Yüksek oksidasyon durumlarına sahip metaller, füzyon sırasında alkalilerle etkileşime girebilir:
4Nb +5O2 +12KOH = 4K3 NbO4 + 6H20
5. Metallerin asitlerle etkileşimi.
Bunlar karmaşık reaksiyonlardır; reaksiyon ürünleri metalin aktivitesine, asidin türüne ve konsantrasyonuna ve sıcaklığa bağlıdır.
Aktiviteye bağlı olarak metaller geleneksel olarak aktif, orta aktivite ve düşük aktiviteye ayrılır.
Asitler geleneksel olarak 2 gruba ayrılır:
Grup I - düşük oksitleme kabiliyetine sahip asitler: HCl, HI, HBr, H2S04 (seyreltilmiş), H3P04, H2S, buradaki oksitleyici madde H +'dır. Metallerle etkileşime girdiğinde oksijen (H2) açığa çıkar. Negatif elektrot potansiyeline sahip metaller, birinci grubun asitleriyle reaksiyona girer.
Grup II - yüksek oksitleme kabiliyetine sahip asitler: H2S04 (kons.), HNO3 (seyreltilmiş), HNO3 (kons.). Bu asitlerdeki oksitleyici maddeler asit anyonlarıdır: . Anyon indirgeme ürünleri çok çeşitli olabilir ve metalin aktivitesine bağlı olabilir.
H 2 S - aktif metallerle
H 2 SO 4 +6е S 0 ↓ - orta aktiviteli metallerle
SO 2 - düşük aktif metallerle
NH3 (NH4 NO3) - aktif metallerle
HNO 3 +4.5e N 2 O, N 2 - orta aktiviteli metallerle
HAYIR - düşük aktif metallerle
HNO 3 (kons.) - NO 2 - herhangi bir aktiviteye sahip metallerle.
Metaller değişken değerliğe sahipse, grup I asitleri ile metaller daha düşük bir pozitif oksidasyon durumu elde eder: Fe → Fe 2+, Cr → Cr 2+. Grup II asitleri ile etkileşime girdiğinde oksidasyon durumu +3'tür: Fe → Fe 3+, Cr → Cr 3+ ve hidrojen asla salınmaz.
Güçlü asit çözeltilerindeki bazı metaller (Fe, Cr, Al, Ti, Ni, vb.) oksitlendiğinde, metali daha fazla çözünmekten (pasivasyon) koruyan yoğun bir oksit filmi ile kaplanır, ancak ısıtıldığında oksit film çözülür ve reaksiyon devam eder.
Pozitif elektrot potansiyeline sahip, az çözünür metaller, güçlü oksitleyici maddelerin varlığında grup I asitlerde çözünebilir.
Metaller (Latince metallumdan - maden, maden), yüksek termal ve elektriksel iletkenlik, pozitif sıcaklık direnç katsayısı, yüksek süneklik ve metalik parlaklık gibi karakteristik metalik özelliklere sahip basit maddeler formundaki bir element grubudur.
Şu ana kadar keşfedilen 118 kimyasal elementten (hepsi resmi olarak tanınmamıştır) metaller şunları içerir:
- Alkali metal grubundaki 6 element,
- 6 toprak alkali metaller grubunda,
- 38 geçiş metalleri grubunda,
- Hafif metaller grubunda 11.
- Yarı metaller grubunda 7,
- Lantanitler + lantan grubunda 14,
- 14 aktinit grubunda (tüm elementlerin fiziksel özellikleri incelenmemiştir) + aktinyum,
- belirli grupların dışında berilyum ve magnezyum.
Yani keşfedilen elementlerin 96'sı metal olabilir.
Astrofizikte "metal" terimi farklı bir anlama sahip olabilir ve helyumdan daha ağır olan tüm kimyasal elementleri ifade edebilir.
Metallerin karakteristik özellikleri
- Metalik parlaklık (yalnızca metallerin özelliği değildir: metal olmayan iyot ve grafit formundaki karbon da buna sahiptir)
- İyi elektrik iletkenliği
- Kolay işleme imkanı
- Yüksek yoğunluk (genellikle metaller metal olmayanlardan daha ağırdır)
- Yüksek erime noktası (istisnalar: cıva, galyum ve alkali metaller)
- Mükemmel termal iletkenlik
- Reaksiyonlarda çoğunlukla indirgeyici ajanlardır.
Metallerin fiziksel özellikleri
Tüm metaller (cıva ve şartlı olarak fransiyum hariç) normal koşullar altında katı haldedir, ancak farklı sertliklere sahiptirler. Aşağıda bazı metallerin Mohs ölçeğindeki sertliği verilmiştir.
Erime noktaları saf metaller -39 °C (cıva) ile 3410 °C (tungsten) arasında değişir. Çoğu metalin (alkaliler hariç) yüksek bir erime noktası vardır, ancak kalay ve kurşun gibi bazı "normal" metaller normal bir elektrikli veya gazlı ocakta eritilebilir.
bağlı olarak yoğunluk metaller hafif (yoğunluk 0,53 ÷ 5 g/cm³) ve ağır (5 ÷ 22,5 g/cm³) olarak ikiye ayrılır. En hafif metal lityumdur (yoğunluk 0,53 g/cm³). Osmiyum ve iridyumun (en ağır iki metal) yoğunlukları neredeyse eşit olduğundan (yaklaşık 22,6 g/cm³ - kurşun yoğunluğunun tam olarak iki katı) ve tam yoğunluklarını hesaplamak son derece zor olduğundan, şu anda en ağır metali adlandırmak imkansızdır: bunun için metalleri tamamen temizlemeniz gerekir çünkü yabancı maddeler yoğunluklarını azaltır.
Çoğu metal plastik yani metal tel kırılmadan bükülebilir. Bu, metal atomu katmanlarının aralarındaki bağı koparmadan yer değiştirmesi nedeniyle oluşur. En sünek olanlar altın, gümüş ve bakırdır. Altın, ürünlerin yaldızlanmasında kullanılan 0,003 mm kalınlığında folyo yapımında kullanılabilir. Ancak tüm metaller sünek değildir. Çinko veya kalaydan yapılmış tel büküldüğünde çatlar; Manganez ve bizmut deforme olduğunda neredeyse hiç bükülmez, hemen kırılır. Plastisite aynı zamanda metalin saflığına da bağlıdır; Bu nedenle, çok saf krom çok yumuşaktır, ancak en küçük yabancı maddelerle kirlendiğinde bile kırılgan ve sert hale gelir. Altın, gümüş, kurşun, alüminyum, osmiyum gibi bazı metaller birlikte büyüyebilir ancak bu onlarca yıl sürebilir.
Bütün metaller iyidir elektrik akımı iletmek; bunun nedeni, bir elektrik alanının etkisi altında hareket eden mobil elektronların kristal kafeslerinde bulunmasıdır. Gümüş, bakır ve alüminyum en yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir; bu nedenle son iki metal çoğunlukla tel malzemesi olarak kullanılır. Sodyum ayrıca çok yüksek elektrik iletkenliğine sahiptir; deney ekipmanlarında, sodyumla doldurulmuş ince duvarlı paslanmaz çelik borular biçiminde sodyum iletkenlerinin kullanılmasına yönelik girişimler bilinmektedir. Sodyumun düşük özgül ağırlığı ve eşit direnç nedeniyle, sodyum “telleri” bakırdan çok daha hafiftir ve hatta alüminyumdan biraz daha hafiftir.
Metallerin yüksek ısı iletkenliği aynı zamanda serbest elektronların hareketliliğine de bağlıdır. Bu nedenle, termal iletkenlik serisi, elektriksel iletkenlik serisine benzer ve elektriğin yanı sıra ısıyı da en iyi iletken gümüştür. Sodyum ayrıca iyi bir ısı iletkeni olarak da kullanım alanı bulur; Örneğin, otomobil motorlarının valflerinde soğutmayı iyileştirmek için sodyumun kullanıldığı yaygın olarak bilinmektedir.
RenkÇoğu metal yaklaşık olarak aynıdır - mavimsi bir renk tonuyla açık gri. Altın, bakır ve sezyum sırasıyla sarı, kırmızı ve açık sarıdır.
Metallerin kimyasal özellikleri
Dış elektronik seviyede, çoğu metalin az sayıda elektronu (1-3) vardır, bu nedenle çoğu reaksiyonda indirgeyici ajanlar olarak hareket ederler (yani elektronlarını "bağışlarlar").
Basit maddelerle reaksiyonlar
- Altın ve platin dışındaki tüm metaller oksijenle reaksiyona girer. Gümüş ile reaksiyon yüksek sıcaklıklarda meydana gelir, ancak termal olarak kararsız olduğundan gümüş(II) oksit pratikte oluşmaz. Metale bağlı olarak çıktı oksitleri, peroksitleri ve süperoksitleri içerebilir:
lityum oksit
sodyum peroksit
potasyum süperoksit
Peroksitten bir oksit elde etmek için peroksit bir metal ile indirgenir:
Orta ve düşük aktif metallerde reaksiyon ısıtıldığında meydana gelir:
- Yalnızca en aktif metaller nitrojenle reaksiyona girer; oda sıcaklığında yalnızca lityum reaksiyona girerek nitrürler oluşturur:
Isıtıldığında:
- Altın ve platin dışındaki tüm metaller kükürt ile reaksiyona girer:
Demir ısıtıldığında kükürt ile reaksiyona girerek sülfit oluşturur:
- Sadece en aktif metaller, yani Be dışındaki IA ve IIA gruplarının metalleri hidrojenle reaksiyona girer. Isıtıldığında reaksiyonlar meydana gelir ve hidritler oluşur. Reaksiyonlarda metal indirgeyici madde görevi görür, hidrojenin oksidasyon durumu -1'dir:
- Yalnızca en aktif metaller karbonla reaksiyona girer. Bu durumda asetilenitler veya metanitler oluşur. Su ile reaksiyona girdiğinde asetilenitler asetilen verir, metanitler metan verir.
Metaller, en basit maddeler halinde sunulan bir grup element anlamına gelir. Yüksek elektriksel ve termal iletkenlik, pozitif sıcaklık direnci katsayısı, yüksek süneklik ve metalik parlaklık gibi karakteristik özelliklere sahiptirler.
Şu ana kadar keşfedilen 118 kimyasal elementten aşağıdakilerin metal olarak sınıflandırılması gerektiğini unutmayın:
- toprak alkali metaller grubu arasında 6 element vardır;
- alkali metaller arasında 6 element vardır;
- geçiş metalleri arasında 38;
- hafif metaller 11 grubunda;
- Yarı metaller arasında 7 element vardır.
- Lantanitler ve lantan arasında 14,
- Aktinitler ve deniz anemonları grubunda 14,
- Berilyum ve magnezyum tanımın dışındadır.
Buna göre 96 element metal olarak sınıflandırılır. Metallerin neyle reaksiyona girdiğine daha yakından bakalım. Çoğu metalin dış elektronik seviyesinde 1'den 3'e kadar az sayıda elektronu olduğundan, reaksiyonlarının çoğunda indirgeyici ajan olarak görev yapabilirler (yani elektronlarını diğer elementlere verirler).
En basit elementlerle reaksiyonlar
- Altın ve platin dışında kesinlikle tüm metaller oksijenle reaksiyona girer. Ayrıca reaksiyonun gümüş ile yüksek sıcaklıklarda meydana geldiğini ancak normal sıcaklıklarda gümüş(II) oksitin oluşmadığını unutmayın. Metalin özelliklerine bağlı olarak oksijenle reaksiyon sonucu oksitler, süperoksitler ve peroksitler oluşur.
İşte her kimya eğitiminin örnekleri:
- lityum oksit – 4Li+O2 =2Li2O;
- potasyum süperoksit – K+O2 =K02;
- sodyum peroksit – 2Na+O2 =Na202.
Bir peroksitten oksit elde etmek için aynı metalle indirgenmesi gerekir. Örneğin, Na 2 O 2 +2Na=2Na 2 O. Düşük ve orta aktif metallerde benzer bir reaksiyon yalnızca ısıtıldığında meydana gelir, örneğin: 3Fe+2O 2 =Fe 3 O 4.
- Metaller yalnızca aktif metallerle nitrojenle reaksiyona girebilir, ancak oda sıcaklığında yalnızca lityum reaksiyona girerek nitrürler oluşturabilir - 6Li+N 2 = 2Li 3 N, ancak ısıtıldığında aşağıdaki kimyasal reaksiyon meydana gelir: 2Al+N 2 = 2AlN, 3Ca+N2 =Ca3N2.
- Altın ve platin hariç, kesinlikle tüm metaller oksijenle olduğu gibi kükürtle de reaksiyona girer. Demirin yalnızca kükürt ile ısıtıldığında reaksiyona girerek sülfür oluşturabileceğini unutmayın: Fe+S=FeS
- Hidrojenle yalnızca aktif metaller reaksiyona girebilir. Bunlar berilyum hariç IA ve IIA gruplarının metallerini içerir. Bu tür reaksiyonlar yalnızca ısıtıldığında meydana gelebilir ve hidritler oluşturulabilir.
Hidrojenin oksidasyon durumu 1 olarak kabul edildiğinden, bu durumda metaller indirgeyici maddeler olarak hareket eder: 2Na + H2 = 2NaH.
- En aktif metaller aynı zamanda karbonla da reaksiyona girer. Bu reaksiyonun sonucunda asetilenitler veya metanitler oluşur.
Hangi metallerin suyla reaksiyona girdiğini ve bu reaksiyon sonucunda ne ürettiklerini düşünelim. Asetilenler su ile etkileşime girdiğinde asetilen üretecek ve suyun metanitlerle reaksiyonu sonucunda metan elde edilecektir. İşte bu reaksiyonların örnekleri:
- Asetilen – 2Na+2C= Na2C2;
- Metan - Na2C2+2H20=2NaOH+C2H2.
Asitlerin metallerle reaksiyonu
Metaller asitlerle de farklı şekilde reaksiyona girebilir. Yalnızca metallerin hidrojene kadar elektrokimyasal aktivite serisindeki metaller tüm asitlerle reaksiyona girer.
Metallerin hangi maddelerle reaksiyona girdiğini gösteren bir ikame reaksiyonu örneği verelim. Başka bir şekilde bu reaksiyona redoks denir: Mg+2HCl=MgCl2 +H2^.
Bazı asitler hidrojenden sonra gelen metallerle de etkileşime girebilir: Cu+2H 2 SO 4 =CuSO 4 +SO 2 ^+2H 2 O.
Böyle bir seyreltik asidin, gösterilen klasik şemaya göre bir metalle reaksiyona girebileceğini unutmayın: Mg + H2S04 = MgS04 + H2^.
Kimyasal açıdan Metal, tüm bileşiklerde pozitif oksidasyon durumu sergileyen bir elementtir.Şu anda bilinen 109 elementin 86'sı metaldir. Metallerin ana ayırt edici özelliği, belirli bir atoma bağlı olmayan yoğunlaştırılmış serbest elektronların varlığıdır. Bu elektronlar vücudun tüm hacmi boyunca hareket edebilir. Serbest elektronların varlığı metallerin tüm özelliklerini belirler. Katı halde çoğu metal, aşağıdaki tiplerden birinde oldukça simetrik bir kristal yapıya sahiptir: vücut merkezli kübik, yüz merkezli kübik veya altıgen sıkı paket (Şekil 1).
Pirinç. 1. Bir metal kristalin tipik yapısı: a – vücut merkezli kübik; b-kübik yüzey merkezli; c – yoğun altıgen
Metallerin teknik bir sınıflandırması vardır. Tipik olarak aşağıdaki gruplar ayırt edilir: demirli metaller(Fe); ağır demir dışı metaller(Cu, Pb, Zn, Ni, Sn, Co, Sb, Bi, Hg, Cd), hafif metaller yoğunluğu 5 g/cm3'ten az olan (Al, Mg, Ca, vb.), değerli metaller(Au, Ag ve platin metalleri) Ve nadir metaller(Be, Sc, In, Ge ve diğerleri).
Kimyada metaller periyodik element tablosundaki yerlerine göre sınıflandırılır. Ana ve ikincil alt grupların metalleri vardır. Ana alt grupların metallerine geçiş denir. Bu metaller, atomlarındaki s ve p elektron kabuklarının sırayla doldurulması ile karakterize edilir.
Tipik metaller s-elemanları(alkali Li, Na, K, Rb, Cs, Fr ve alkali toprak metalleri Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra). Bu metaller Ia ve IIa alt gruplarında (yani I ve II gruplarının ana alt gruplarında) bulunur. Bu metaller, değerlik elektron kabuklarının ns 1 veya ns 2 konfigürasyonuna karşılık gelir (n, ana kuantum sayısıdır). Bu metaller aşağıdakilerle karakterize edilir:
a) metallerin dış seviyede 1 – 2 elektronu vardır, bu nedenle +1, +2 sabit oksidasyon durumları sergilerler;
b) bu elementlerin oksitleri doğası gereği baziktir (berilyum istisnadır, çünkü iyonun küçük yarıçapı ona amfoterik özellikler verir);
c) hidritler tuza benzer niteliktedir ve iyonik kristaller oluşturur;
d) elektronik alt seviyelerin uyarılması yalnızca grup IIA metallerinde ve ardından yörüngelerin sp-hibridizasyonuyla mümkündür.
İLE p-metaller Ana kuantum numaraları 3, 4, 5, 6 olan IIIa (Al, Ga, In, Tl), IVa (Ge, Sn, Pb), Va (Sb, Bi) ve VIa (Po) gruplarını içerir. Bu metaller aşağıdakilere karşılık gelir: değerlik elektron kabuklarının konfigürasyonu ns 2 p z (z, 1'den 4'e kadar bir değer alabilir ve grup numarası eksi 2'ye eşittir). Bu metaller aşağıdakilerle karakterize edilir:
a) kimyasal bağların oluşumu, uyarılma ve hibridizasyon (sp - ve spd) sürecinde s - ve p - elektronları tarafından gerçekleştirilir, ancak gruplar halinde yukarıdan aşağıya hibridizasyon yeteneği azalır;
b) p- metallerinin oksitleri, amfoterik veya asidik (sadece In ve Tl için bazik oksitler);
c) p-metal hidrürler doğası gereği polimeriktir (AlH3) n veya gaz halindedir (SnH4, PbH4, vb.), bu, bu grupları açan metal olmayanlarla benzerliği doğrular.
Geçiş metalleri olarak adlandırılan yan alt grupların metal atomlarında, bir d-grubuna ve iki f-grubuna, lantanitler ve aktinitlere bölündüklerine göre d- ve f-kabuklarının oluşumu meydana gelir.
Geçiş metalleri 37 d grubu elementi ve 28 f grubu metalini içerir. İLE d grubu metaller Ib (Cu, Ag, Au), IIb (Zn, Cd, Hg), IIIb (Sc, Y, La, Ac), IVb (Ti, Zr, Hf, Db), Vb (V, Nb, Ta, Jl), VIb (Cr, Mo, W, Rf), VIIb (Mn, Tc, Re, Bh) ve VIII grupları (Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Rt, Hn, Mt, Db, Jl, Rf, Bh, Hn, Mt). Bu elemanlar 3d z 4s 2 konfigürasyonuna karşılık gelir. Yarı dolu 3d 5 kabuğa sahip krom atomları (3d 5 4s 1) ve tamamen dolu 3d 10 kabuğa sahip bakır atomları (3d 10 4s 1) dahil olmak üzere bazı atomlar istisnadır. Bu elemanların bazı ortak özellikleri vardır:
1. hepsi kendi aralarında ve diğer metaller arasında alaşımlar oluştururlar;
2. kısmen doldurulmuş elektron kabuklarının varlığı, d-metallerin paramanyetik bileşikler oluşturma yeteneğini belirler;
3. Kimyasal reaksiyonlarda değişken valans sergilerler (birkaç istisna dışında) ve iyonları ve bileşikleri genellikle renklidir;
4. Kimyasal bileşiklerde d elementleri elektropozitiftir. Standart elektrot potansiyelinin (E>0) yüksek pozitif değerine sahip olan “asil” metaller, asitlerle alışılmadık bir şekilde etkileşime girer;
5. d-metal iyonları değerlik düzeyinde (ns, np, (n–1) d) boş atomik yörüngelere sahiptirler, dolayısıyla koordinasyon (karmaşık) bileşiklerde merkezi bir iyon gibi davranarak alıcı özellikler sergilerler.
Elementlerin kimyasal özellikleri Mendeleev'in Periyodik Element Tablosundaki konumlarına göre belirlenir. Böylece, atomun yarıçapındaki artışa bağlı olarak değerlik elektronları ve çekirdek arasındaki etkileşim kuvvetinin azalması ve perdelemenin artması nedeniyle grupta metalik özellikler yukarıdan aşağıya doğru artar. Elektronlar atomun iç yörüngelerinde bulunur. Bu, atomun daha kolay iyonlaşmasına yol açar. Bir periyotta soldan sağa metalik özellikler azalır çünkü bunun nedeni çekirdeğin yükündeki artış ve dolayısıyla değerlik elektronları ile çekirdek arasındaki bağın gücündeki artıştır.
Kimyasal olarak, tüm metallerin atomları, değerlik elektronlarından kolayca vazgeçme (yani düşük iyonizasyon enerjisi) ve düşük elektron ilgisi (yani fazla elektronları tutma yeteneğinin düşük olması) ile karakterize edilir. Bunun bir sonucu olarak, düşük bir elektronegatiflik değeri, yani yalnızca pozitif yüklü iyonlar oluşturma ve bileşiklerinde yalnızca pozitif bir oksidasyon durumu sergileme yeteneği. Bu bakımdan serbest haldeki metaller indirgeyici maddelerdir.
Farklı metallerin indirgeme yeteneği aynı değildir. Sulu çözeltilerdeki reaksiyonlar için, metalin standart elektrot potansiyelinin değeri (yani metalin voltaj serisindeki konumu) ve iyonlarının çözeltideki konsantrasyonu (aktivitesi) ile belirlenir.
Metallerin elementel oksitleyici maddelerle etkileşimi(F2, Cl2, O2, N2, S, vb.). Örneğin oksijenle reaksiyon genellikle şu şekilde ilerler:
2Me + 0.5nO2 = Me2On,
burada n metalin değerliğidir.
Metallerin su ile etkileşimi. Standart potansiyeli -2,71 V'tan düşük olan metaller, metal hidroksitleri ve hidrojeni oluşturmak için soğukta hidrojeni sudan uzaklaştırır. Standart potansiyeli –2,7 ila –1,23 V olan metaller ısıtıldığında sudaki hidrojeni uzaklaştırır
Me + nH20 = Me(OH)n + 0,5n H2.
Diğer metaller suyla reaksiyona girmez.
Alkalilerle etkileşim. Amfoterik oksitler üreten metaller ve yüksek oksidasyon durumlarına sahip metaller, güçlü bir oksitleyici maddenin varlığında alkalilerle reaksiyona girebilir. İlk durumda metaller asitlerinin anyonlarını oluşturur. Böylece alüminyum ile alkali arasındaki reaksiyon denklemle yazılacaktır.
2Al + 6H20 + 2NaOH = 2Na + 3H2
buradaki ligand bir hidroksit iyonudur. İkinci durumda tuzlar oluşur, örneğin K2CrO4.
Metallerin asitlerle etkileşimi. Metaller, standart elektrot potansiyelinin (E) sayısal değerine (yani metalin voltaj serisindeki konumuna) ve asidin oksidatif özelliklerine bağlı olarak asitlerle farklı şekilde reaksiyona girer:
· hidrojen halojenürler ve seyreltik sülfürik asit çözeltilerinde, yalnızca H + iyonu oksitleyici bir maddedir ve bu nedenle standart potansiyeli hidrojenin standart potansiyelinden daha az olan metaller bu asitlerle etkileşime girer:
Me + 2n H + = Me n+ + n H2;
· Konsantre sülfürik asit, standart elektrot potansiyelleri serisindeki konumlarına bakılmaksızın (Au ve Pt hariç) hemen hemen tüm metalleri çözer. Bu durumda hidrojen açığa çıkmaz çünkü Bir asit içindeki oksitleyici maddenin işlevi, sülfat iyonu (SO 4 2–) tarafından gerçekleştirilir. Konsantrasyona ve deney koşullarına bağlı olarak sülfat iyonu çeşitli ürünlere indirgenir. Böylece çinko, sülfürik asit konsantrasyonuna ve sıcaklığa bağlı olarak aşağıdaki gibi reaksiyona girer:
Zn + H2S04 (seyreltilmiş) = ZnS04 + H2
Zn + 2H 2 SO 4 (kons.) = ZnSO 4 + SO 2 + H 2 O
– ısıtıldığında 3Zn + 4H 2 SO 4 (kons.) = 3ZnSO 4 + S + 4H 2 O
– çok yüksek sıcaklıklarda 4Zn + 5H2SO4 (kons.) = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O;
· Seyreltik ve konsantre nitrik asitte nitrat iyonu (NO 3 –) oksitleyici bir ajanın işlevini yerine getirir, bu nedenle indirgeme ürünleri nitrik asidin seyreltme derecesine ve metallerin aktivitesine bağlıdır. Asit konsantrasyonuna, metale (standart elektrot potansiyelinin değeri) ve deney koşullarına bağlı olarak nitrat iyonu çeşitli ürünlere indirgenir. Böylece kalsiyum, nitrik asit konsantrasyonuna bağlı olarak aşağıdaki gibi reaksiyona girer:
4Ca +10HNO3(ultra seyreltik) = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
4Ca + 10HNO3(kons) = 4Ca(NO3)2 + N2O + 5H2O.
Konsantre nitrik asit demir, alüminyum, krom, platin ve diğer bazı metallerle reaksiyona girmez (pasifleşmez).
Metallerin birbirleriyle etkileşimi. Yüksek sıcaklıklarda metaller birbirleriyle reaksiyona girerek alaşım oluşturabilirler. Alaşımlar katı çözeltiler ve kimyasal (metallerarası) bileşikler (Mg2Pb, SnSb, Na3Sb8, Na2K, vb.) olabilir.
Metalik kromun özellikleri (…3d 5 4s 1). Basit bir madde olan krom, kırıldığında parlayan, elektriği iyi ileten, yüksek erime noktasına (1890°C) ve kaynama noktasına (2430°C), çok sertliğe (kirliliklerin varlığında çok saf krom yumuşaktır) sahip gümüşi bir metaldir. ) ve yoğunluk (7,2 g/cm3).
Normal sıcaklıklarda krom, yoğun oksit filmi nedeniyle temel oksitleyici maddelere ve suya karşı dayanıklıdır. Yüksek sıcaklıklarda krom, oksijen ve diğer oksitleyici maddelerle etkileşime girer.
4Cr + 3O2® 2Cr2O3
2Cr + 3S (buhar) ® Cr 2 S 3
Cr + Cl 2 (gaz) ® CrCl 3 (ahududu rengi)
Cr + HCl (gaz) ® CrCl 2
2Cr + N2® 2CrN (veya Cr2N)
Metallerle kaynaştığında krom, metaller arası bileşikler (FeCr 2, CrMn 3) oluşturur. 600°C'de krom su buharıyla reaksiyona girer:
2Cr + 3H20® Cr203 + 3H2
Elektrokimyasal olarak krom metali demire yakındır: Bu nedenle, hidrohalojenürler gibi oksitleyici olmayan (anyon yoluyla) mineral asitlerde çözünebilir:
Cr + 2HCl ® CrCl 2 (mavi renk) + H 2.
Havada aşağıdaki aşama hızlı bir şekilde gerçekleşir:
2CrCl 2 + 1/2O 2 + 2HCl ® 2CrCl 3 (yeşil) + H 2 O
Oksitleyici (anyon yoluyla) mineral asitler, kromu üç değerlikli duruma çözer:
2Cr + 6H2 SO4® Cr2 (SO4)3 + 3SO2 + 6H2O
HNO 3 (kons) durumunda, kromun pasifleşmesi meydana gelir - yüzeyde güçlü bir oksit filmi oluşur - ve metal asitle reaksiyona girmez. (Pasif kromun yüksek redoks potansiyeli vardır = +1,3 V.)
Kromun ana uygulama alanı metalurjidir: kromlu çeliklerin oluşturulması. Böylece takım çeliğine %3 - 4 krom eklenir, bilyalı rulman çeliği %0,5 - 1,5 krom içerir, paslanmaz çelik (seçeneklerden biri): %18 - 25 krom, %6 - 10 nikel,< 0,14% углерода, ~0,8% титана, остальное – железо.
Metalik demirin özellikleri (…3d 6 4s 2). Demir beyaz parlak bir metaldir. Belirli bir sıcaklık aralığında stabil olan çeşitli kristal modifikasyonlar oluşturur.
Metalik demirin kimyasal özellikleri, metal gerilimleri serisindeki konumuyla belirlenir: .
Kuru hava atmosferinde ısıtıldığında demir oksitlenir:
2Fe + 3/2O 2 ® Fe 2 O 3
Koşullara ve metal olmayanların aktivitesine bağlı olarak demir, metal benzeri (Fe 3 C, Fe 3 Si, Fe 4 N), tuz benzeri (FeCl 2, FeS) bileşikler ve katı çözeltiler (C, Si ile) oluşturabilir. , N, B, P, H ).
Demir suda yoğun bir şekilde korozyona uğrar:
2Fe + 3/2O2 +nH2O ® Fe2O 3 ×nH2O.
Oksijen eksikliği ile karışık oksit Fe3O4 oluşur:
3Fe + 2O 2 + nH 2 O ® Fe 3 O 4 ×nH 2 O
Seyreltik hidroklorik, sülfürik ve nitrik asitler demiri iki değerlikli bir iyona çözer:
Fe + 2HCl® FeCl 2 + H 2
4Fe + 10HNO 3(ultra inceltilmiş) ® 4Fe(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
Daha konsantre nitrik ve sıcak konsantre sülfürik asitler, demiri üç değerlikli duruma oksitler (sırasıyla NO ve SO2 açığa çıkar):
Fe + 4HNO 3 ® Fe(NO 3) 3 + NO + 2H 2 O
Çok konsantre nitrik asit (yoğunluk 1,4 g/cm3) ve sülfürik asit (oleum) demiri pasifleştirerek metal yüzeyinde oksit filmler oluşturur.
Demir, demir-karbon alaşımları üretmek için kullanılır. Demirin biyolojik önemi büyüktür, çünkü kandaki hemoglobinin bir bileşenidir. İnsan vücudu yaklaşık 3 gram demir içerir.
Metalik çinkonun kimyasal özellikleri (…3d 10 4s 2).Çinko mavimsi beyaz, yumuşak ve dövülebilir bir metaldir ancak 200°C'nin üzerinde kırılgan hale gelir. Nemli havada, bazik tuz ZnCO 3 × 3Zn(OH)2 veya ZnO'dan oluşan koruyucu bir film ile kaplanır ve daha fazla oksidasyon meydana gelmez. Yüksek sıcaklıklarda etkileşime girer:
2Zn + O 2® 2ZnO
Zn + Cl 2® ZnCl 2
Zn + H20 (buhar)® Zn(OH)2 + H2.
Standart elektrot potansiyellerinin değerlerine dayanarak çinko, elektronik analogu olan kadmiyumu tuzlardan uzaklaştırır: Cd 2+ + Zn ® Cd + Zn 2+.
Çinko hidroksitin amfoterik yapısından dolayı çinko metali alkalilerde çözünebilir:
Zn + 2KOH + H2O® K2 + H2
Seyreltik asitlerde:
Zn + H 2 SO 4 ® ZnSO 4 + H 2
4Zn + 10HNO 3 ® 4Zn(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
Konsantre asitlerde:
4Zn + 5H2 SO4® 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
3Zn + 8HNO 3 ® 3Zn(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
Çinkonun önemli bir kısmı demir-çelik ürünlerinin galvanizlenmesinde kullanılmaktadır. Çinko-bakır alaşımları (nikel gümüş, pirinç) endüstriyel olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Çinko, galvanik hücrelerin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Metalik bakırın kimyasal özellikleri (…3d 10 4s 1). Metalik bakır, yüz merkezli kübik kristal kafeste kristalleşir. Erime noktası 1083°C olan, dövülebilir, yumuşak, viskoz pembe bir metaldir. Bakırın bilim ve teknolojinin gelişmesinde bakırın önemini belirleyen elektrik ve ısı iletkenliği açısından gümüşten sonra ikinci sırada yer alması.
Bakır, oda sıcaklığında yüzeyden atmosferik oksijenle reaksiyona girer, yüzeyin rengi koyulaşır ve CO2, SO2 ve su buharı varlığında yeşilimsi bir bazik tuzlar (CuOH)2C03 filmi ile kaplanır, (CuOH)2S04.
Bakır doğrudan oksijen, halojenler ve kükürt ile birleşir:
2Cu + O2 
2CuO
4CuO 2Cu2 O + O2
Cu + S ® Cu 2 S
Oksijen varlığında bakır metali normal sıcaklıkta bir amonyak çözeltisiyle reaksiyona girer:
Hidrojenden sonra voltaj serisinde yer alan bakır, onu seyreltik hidroklorik ve sülfürik asitlerden ayırmaz. Ancak atmosferik oksijenin varlığında bakır şu asitlerde çözünür:
2Cu + 4HCl + O2® 2CuCl2 + 2H2O
Oksitleyici asitler bakırı çözerek onu iki değerlikli bir duruma dönüştürür:
Cu + 2H 2 SO 4 ® CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
3Cu + 8HNO 3(kons.) ® 3Cu(NO 3) 2 + NO 2 + 4H 2 O
Bakır alkalilerle etkileşime girmez.
Bakır, daha aktif metallerin tuzlarıyla etkileşime girer ve bu redoks reaksiyonu bazı galvanik hücrelerin temelini oluşturur:
Cu SO 4 + Zn® Zn SO 4 + Cu; Eo = 1,1 B
Mg + CuCl2® MgCl2 + Cu; Eo = 1,75 V.
Bakır diğer metallerle çok sayıda intermetalik bileşik oluşturur. En ünlü ve değerli alaşımlar şunlardır: pirinç Cu–Zn (%18 – 40 Zn), bronz Cu–Sn (çan bronzu – %20 Sn), takım bronzu Cu–Zn–Sn (%11 Zn, %3 – 8 Sn) ), bakır nikel Cu–Ni–Mn–Fe (%68 Cu, %30 Ni, %1 Mn, %1 Fe).
Doğada metallerin bulunması ve üretim yöntemleri. Yüksek kimyasal aktivitelerinden dolayı, doğadaki metaller çeşitli bileşikler formunda bulunur ve yalnızca düşük aktif (asil) metaller - platin, altın vb. – yerel (serbest) durumda bulunur.
En yaygın doğal metal bileşikleri oksitler (hematit Fe203, manyetit Fe3O4, kuprit Cu2O, korindon Al203, piroluzit MnO2, vb.), sülfitler (galen PbS, sfalerit ZnS, kalkopirit CuFeS)'dir. , zinober HgS, vb.) yanı sıra oksijen içeren asitlerin tuzları (karbonatlar, silikatlar, fosfatlar ve sülfatlar). Alkali ve toprak alkali metaller öncelikle halojenürler (florürler veya klorürler) formunda oluşur.
Metallerin büyük kısmı minerallerin - cevherin işlenmesiyle elde edilir. Cevherleri oluşturan metaller oksitlenmiş durumda olduğundan indirgeme reaksiyonuyla elde edilir. Cevher atık kayalardan önceden temizlenir
Ortaya çıkan metal oksit konsantresi sudan arıtılır ve sonraki işlemlerde kolaylık sağlamak için sülfitler ateşlenerek oksitlere dönüştürülür, örneğin:
2ZnS + 2O2 = 2ZnO + 2SO2.
Polimetalik cevherlerin elementlerini ayırmak için klorlama yöntemi kullanılır. Cevherler bir indirgeyici madde varlığında klor ile işlendiğinde, önemli ve değişen uçuculuk nedeniyle birbirlerinden kolaylıkla ayrılabilen çeşitli metallerin klorürleri oluşur.
Endüstride metal geri kazanımı çeşitli proseslerden geçerek gerçekleştirilmektedir. Susuz metal bileşiklerinin yüksek sıcaklıklarda indirgenmesi işlemine pirometalurji denir. İndirgeyici madde olarak, elde edilen malzeme veya karbondan daha aktif olan metaller kullanılır. İlk durumda metalotermiden, ikincisinde ise karbotermiden bahsediyorlar, örneğin:
Ga 2 Ö 3 + 3C = 2Ga + 3CO,
Cr 2 Ö 3 + 2Al = 2Cr + Al 2 Ö 3,
TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2.
Karbon, demir için indirgeyici bir madde olarak özel bir önem kazandı. Karbon genellikle kok formundaki metallerin indirgenmesi için kullanılır.
Metallerin tuzlarının sulu çözeltilerinden geri kazanılması işlemi hidrometalurji alanına aittir. Metallerin üretimi normal sıcaklıklarda gerçekleştirilir ve elektroliz sırasında nispeten aktif metaller veya katot elektronları indirgeyici maddeler olarak kullanılabilir. Tuzların sulu çözeltilerinin elektrolizi yoluyla, hidrojenden hemen önce veya sonra bir dizi voltajda (standart elektrot potansiyelleri) konumlanan, yalnızca nispeten düşük aktif metaller elde edilebilir. Aktif metaller - alkali, alkali toprak, alüminyum ve diğerleri erimiş tuzların elektrolizi ile elde edilir.
