Metal kimyasının temel özellikleri. Metallerin fiziksel özellikleri

Metaller kimyasal aktiviteleri bakımından büyük farklılıklar gösterir. Bir metalin kimyasal aktivitesi yaklaşık olarak içindeki konumuna göre değerlendirilebilir.

En aktif metaller bu sıranın başında (solda), en aktif olmayan metaller ise sonunda (sağda) bulunur.
Basit maddelerle reaksiyonlar. Metaller ametallerle reaksiyona girerek ikili bileşikler oluşturur. Reaksiyon koşulları ve bazen bunların ürünleri farklı metaller için büyük ölçüde farklılık gösterir.
Örneğin, alkali metaller oda sıcaklığında oksijenle (hava dahil) aktif olarak reaksiyona girerek oksitler ve peroksitler oluşturur.

4Li + O2 = 2Li20;
2Na + O2 = Na202

Orta aktiviteli metaller ısıtıldığında oksijenle reaksiyona girer. Bu durumda oksitler oluşur:

2Mg + O2 = t2MgO.

Düşük aktif metaller (örneğin altın, platin) oksijenle reaksiyona girmez ve bu nedenle pratik olarak havadaki parlaklıklarını değiştirmezler.
Çoğu metal, kükürt tozu ile ısıtıldığında karşılık gelen sülfitleri oluşturur:

Karmaşık maddelerle reaksiyonlar. Tüm sınıfların bileşikleri metallerle, oksitlerle (su dahil), asitlerle, bazlarla ve tuzlarla reaksiyona girer.
Aktif metaller oda sıcaklığında suyla şiddetli reaksiyona girer:

2Li + 2H20 = 2LiOH + H2;
Ba + 2H20 = Ba(OH)2 + H2.

Magnezyum ve alüminyum gibi metallerin yüzeyi, ilgili oksitten oluşan yoğun bir film ile korunur. Bu, su ile reaksiyonun oluşmasını önler. Ancak bu film çıkarılırsa veya bütünlüğü bozulursa bu metaller de aktif olarak reaksiyona girer. Örneğin, toz halindeki magnezyum sıcak suyla reaksiyona girer:

Mg + 2H20 = 100 °C Mg(OH)2 + H2.

Yüksek sıcaklıklarda daha az aktif metaller de suyla reaksiyona girer: Zn, Fe, Mil vb. Bu durumda karşılık gelen oksitler oluşur. Örneğin, su buharı sıcak demir talaşının üzerinden geçirildiğinde aşağıdaki reaksiyon meydana gelir:

3Fe + 4H2Ö = tFe304 + 4H2.

Hidrojene kadar olan aktivite serisindeki metaller, tuzlar ve hidrojen oluşturmak üzere asitlerle (HNO3 hariç) reaksiyona girer. Aktif metaller (K, Na, Ca, Mg) asit çözeltileriyle çok şiddetli (yüksek hızda) reaksiyona girer:

Ca + 2HCl = CaCl2 + H2;
2Al + 3H2S04 = Al2(S04)3 + 3H2.

Düşük aktif metaller genellikle asitlerde pratik olarak çözünmez. Bunun nedeni yüzeylerinde çözünmeyen bir tuz filminin oluşmasıdır. Örneğin, aktivite serisinde hidrojenden önce yer alan kurşun, yüzeyinde çözünmeyen tuzlardan (PbS04 ve PbCl2) oluşan bir film oluşması nedeniyle seyreltik sülfürik ve hidroklorik asitlerde pratik olarak çözünmez.

Onarıcı özellikler- bunlar tüm metallerin temel kimyasal özellikleridir. Çevreden gelen oksitleyici maddeler de dahil olmak üzere çok çeşitli oksitleyici maddelerle etkileşim halinde kendilerini gösterirler. Genel olarak bir metalin oksitleyici maddelerle etkileşimi aşağıdaki şema ile ifade edilebilir:

Ben + Oksitleyici ajan" Ben(+X),

Burada (+X) Me'nin pozitif oksidasyon durumudur.

Metal oksidasyon örnekleri.

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

Ti + I 2 → Ti(+4) Ti + 2I 2 = TiI 4

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

Metallerin özellikleri.

1. Metallerin temel özellikleri.

Metallerin özellikleri fiziksel, kimyasal, mekanik ve teknolojik olarak ayrılır.

Fiziksel özellikler şunları içerir: renk, özgül ağırlık, eriyebilirlik, elektriksel iletkenlik, manyetik özellikler, termal iletkenlik, ısıtıldığında genleşme.

Kimyasal özellikler arasında oksidasyon, çözünürlük ve korozyon direnci bulunur.

Mekanik - mukavemet, sertlik, elastikiyet, viskozite, plastisite.

Teknolojik olanlar arasında sertleşebilirlik, akışkanlık, dövülebilirlik, kaynaklanabilirlik, işlenebilirlik sayılabilir.

1. Fiziksel ve kimyasal özellikler.

Renk. Metaller opaktır, yani. ışığın içlerinden geçmesine izin vermezler ve yansıyan bu ışıkta her metalin kendine özel bir tonu - rengi vardır.

Teknik metallerden sadece bakır (kırmızı) ve alaşımları boyanır. Diğer metallerin rengi çelik grisinden gümüş beyazına kadar değişir. Metal ürünlerin yüzeyindeki en ince oksit filmleri onlara ek renk verir.

Özgül ağırlık. Bir maddenin bir santimetre küpünün gram cinsinden ifade edilen ağırlığına özgül ağırlık denir.

Özgül ağırlıklarına göre hafif metaller ve ağır metaller ayrılır. Teknik metallerden en hafifi magnezyumdur (özgül ağırlık 1,74), en ağırı tungstendir (özgül ağırlık 19,3). Metallerin özgül ağırlığı bir dereceye kadar bunların üretim ve işleme yöntemine bağlıdır.

Eriyebilirlik. Isıtıldığında katı halden sıvı hale geçme yeteneği metallerin en önemli özelliğidir. Isıtıldığında tüm metaller katı durumdan sıvı duruma geçer ve erimiş metal soğutulduğunda sıvı durumdan katı duruma geçer. Teknik alaşımların erime noktasının belirli bir erime noktası yoktur, ancak bazen oldukça önemli bir sıcaklık aralığı vardır.

Elektrik iletkenliği. Elektriksel iletkenlik, elektriğin serbest elektronlar tarafından aktarılmasını içerir. Metallerin elektriksel iletkenliği, metal olmayan cisimlerin elektriksel iletkenliğinden binlerce kat daha yüksektir. Sıcaklık arttıkça metallerin elektrik iletkenliği azalır, azaldıkça artar. Mutlak sıfıra (-273 0 C) yaklaşıldığında sonsuz metallerin elektriksel iletkenliği +232 0 (kalay) ile 3370 0 (tungsten) arasında değişir. Çoğu artış (direnç neredeyse sıfıra düşer).

Alaşımların elektriksel iletkenliği her zaman alaşımı oluşturan bileşenlerden birinin elektriksel iletkenliğinden daha düşüktür.

Manyetik özellikler. Yalnızca üç metal açıkça manyetiktir (ferromanyetik): demir, nikel ve kobalt ve bunların bazı alaşımları. Bu metaller belirli sıcaklıklara ısıtıldıklarında manyetik özelliklerini de kaybederler. Bazı demir alaşımları oda sıcaklığında bile ferromanyetik değildir. Diğer tüm metaller paramanyetik (mıknatıslar tarafından çekilen) ve diyamanyetik (mıknatıslar tarafından itilen) olarak ikiye ayrılır.

Isı iletkenliği. Isı iletkenliği, bir cisimdeki ısının, bu cisimdeki parçacıkların görünür bir hareketi olmadan, daha ısıtılmış bir yerden daha az ısıtılmış bir yere aktarılmasıdır. Metallerin yüksek ısı iletkenliği onların hızlı ve eşit şekilde ısıtılmasını ve soğutulmasını sağlar.

Teknik metaller arasında bakır en yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Demirin ısıl iletkenliği çok daha düşüktür ve çeliğin ısıl iletkenliği, içindeki bileşenlerin içeriğine bağlı olarak değişir. Sıcaklık arttıkça ısı iletkenliği azalır, azaldıkça artar.

Isı kapasitesi. Isı kapasitesi vücut ısısını 1 0 artırmak için gereken ısı miktarıdır.

Bir maddenin özgül ısı kapasitesi, kilogram cinsinden ısı miktarıdır - sıcaklığını 1 0 arttırmak için 1 kg maddeye verilmesi gereken kalori.

Metallerin özgül ısı kapasitesi diğer maddelere göre düşüktür, bu da onları yüksek sıcaklıklara ısıtmayı nispeten kolaylaştırır.

Isıtıldığında genişletilebilirlik. Bir cismin 1 0°C ısıtıldığında uzunluğundaki artışın orijinal uzunluğuna oranına doğrusal genleşme katsayısı denir. Farklı metaller için doğrusal genleşme katsayısı büyük ölçüde değişir. Örneğin, tungstenin doğrusal genleşme katsayısı 4,0·10-6, kurşunun ise 29,5·10-6'dır.

Korozyon direnci. Korozyon, bir metalin dış ortamla kimyasal veya elektrokimyasal etkileşimi nedeniyle tahrip olmasıdır. Korozyon örneği demirin paslanmasıdır.

Korozyona karşı yüksek direnç (korozyon direnci) bazı metallerin önemli bir doğal özelliğidir: platin, altın ve gümüş, bu yüzden onlara asil denir. Nikel ve diğer demir dışı metaller de korozyona karşı iyi direnç gösterir. Demir içeren metaller, demir içermeyen metallere göre daha güçlü ve daha hızlı korozyona uğrar.

2. Mekanik özellikler.

Kuvvet. Bir metalin gücü, dış kuvvetlere kırılmadan direnme yeteneğidir.

Sertlik. Sertlik, bir cismin başka, daha sert bir cismin nüfuzuna direnme yeteneğidir.

Esneklik. Bir metalin esnekliği, şeklin değişmesine (deformasyona) neden olan dış kuvvetlerin etkisinin kesilmesinden sonra şeklini geri kazanma yeteneğidir.

Viskozite. Tokluk, bir metalin hızla artan (darbeli) dış kuvvetlere direnme yeteneğidir. Viskozite kırılganlığın zıt özelliğidir.

Plastik. Plastisite, bir metalin dış kuvvetlerin etkisi altında tahrip olmadan deforme olması ve kuvvet sona erdikten sonra yeni şeklini korumasıdır. Plastisite, esnekliğin zıt özelliğidir.

Tabloda Şekil 1 teknik metallerin özelliklerini göstermektedir.

Tablo 1.

Teknik metallerin özellikleri.

3. Metallerin özelliklerinin önemi.

Mekanik özellikler. Herhangi bir ürün için ilk gereklilik yeterli dayanıklılıktır.

Metaller diğer malzemelere göre daha yüksek mukavemete sahiptir, bu nedenle makinelerin, mekanizmaların ve yapıların yüklü parçaları genellikle metallerden yapılır.

Pek çok ürün, genel dayanıklılığa ek olarak, bu ürünün çalışmasına özgü özel özelliklere de sahip olmalıdır. Örneğin kesici takımların sertliğinin yüksek olması gerekir. Takım çelikleri ve alaşımları diğer kesici takımların imalatında kullanılır.

Yay ve yayların üretiminde elastikiyeti yüksek özel çelikler ve alaşımlar kullanılmaktadır.

Parçaların çalışma sırasında şok yüklere maruz kaldığı durumlarda viskoz metaller kullanılır.

Metallerin plastisitesi, bunların basınçla (dövme, haddeleme) işlenmesini mümkün kılar.

Fiziksel özellikler. Uçak, otomobil ve vagon yapımında parçaların ağırlığı genellikle en önemli özelliktir, bu nedenle alüminyum ve özellikle magnezyum alaşımları burada yeri doldurulamaz. Alüminyum gibi bazı alaşımlar için özgül mukavemet (gerilme mukavemetinin özgül ağırlığa oranı), yumuşak çeliğe göre daha yüksektir.

Eriyebilirlik Erimiş metalin kalıplara dökülerek döküm yapılmasında kullanılır. Düşük erime noktalı metaller (örneğin kurşun) çelik için söndürme ortamı olarak kullanılır. Bazı karmaşık alaşımların erime noktası o kadar düşüktür ki sıcak suda erir. Bu tür alaşımlar tipografik matrislerin dökümünde ve yangına karşı koruma amaçlı kullanılan cihazlarda kullanılır.

Yüksek değere sahip metaller elektriksel iletkenlik(bakır, alüminyum) elektrik mühendisliğinde, elektrik hatlarının yapımında kullanılır ve akkor lambalar ve elektrikli ısıtma cihazlarında yüksek elektrik direncine sahip alaşımlar kullanılır.

Manyetik özellikler metaller elektrik mühendisliğinde (dinamolar, motorlar, transformatörler), iletişim cihazlarında (telefon ve telgraf cihazları) birincil rol oynar ve diğer birçok makine ve cihaz türünde kullanılır.

Isı iletkenliği metaller fiziksel özelliklerinin üretilmesini mümkün kılar. Isı iletkenliği aynı zamanda metallerin lehimlenmesinde ve kaynaklanmasında da kullanılır.

Bazı metal alaşımları doğrusal genleşme katsayısı, sıfıra yakın; Bu tür alaşımlar hassas aletlerin ve radyo tüplerinin imalatında kullanılır. Köprü gibi uzun yapılar inşa edilirken metallerin genleşmesi dikkate alınmalıdır. Farklı genleşme katsayılarına sahip metallerden yapılmış ve birbirine tutturulmuş iki parçanın ısıtıldığında bükülebileceği ve hatta kırılabileceği de dikkate alınmalıdır.

Kimyasal özellikler. Korozyon direnci özellikle yüksek derecede oksitleyici ortamlarda (ızgaralar, kimyasal makine ve aletlerin parçaları) çalışan ürünler için önemlidir. Yüksek korozyon direnci elde etmek için özel paslanmaz, asit ve ısıya dayanıklı çelikler üretilmekte olup, koruyucu kaplamalar da kullanılmaktadır.

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 açıklanmaktadır. 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.

1. 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 + N 2 – t° → Ca 3 N 2

5) Fosforlu:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2

6) Hidrojen ile (sadece alkali ve alkalin toprak metalleri reaksiyona girer):
2Li + H2 → 2LiH

Ca + H 2 → CaH 2

2. 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

3. Metallerin suyla 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.

4. 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 kullanışlı 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 korozyondur, yani. suyla temas ettiğinde ve içinde çözünmüş oksijenin etkisi altında aktif tahribat (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 demir ve çelik ( paslanmaz çelik), yüksek korozyon direncine sahiptir.

Metal atomlarının yapısı yalnızca basit maddelerin - metallerin karakteristik fiziksel özelliklerini değil, aynı zamanda genel kimyasal özelliklerini de belirler.

Büyük bir çeşitlilikle, metallerin tüm kimyasal reaksiyonları redokstur ve yalnızca iki tipte olabilir: kombinasyon ve ikame. Metaller kimyasal reaksiyonlar sırasında elektron bağışlama yeteneğine sahiptirler, yani indirgeyici maddelerdirler ve sonuçta ortaya çıkan bileşiklerde yalnızca pozitif bir oksidasyon durumu sergilerler.

Genel olarak bu durum aşağıdaki diyagramla ifade edilebilir:
Ben 0 – ne → Ben +n,
burada Me bir metaldir - basit bir madde ve Me 0+n bir metaldir, bir bileşikteki kimyasal elementtir.

Metaller değerlik elektronlarını metal olmayan atomlara, hidrojen iyonlarına ve diğer metal iyonlarına verme yeteneğine sahiptirler ve bu nedenle metal olmayanlarla (basit maddeler, su, asitler, tuzlar) reaksiyona girerler. Ancak metallerin indirgeme yetenekleri farklılık göstermektedir. Metallerin çeşitli maddelerle reaksiyon ürünlerinin bileşimi, maddelerin oksitlenme yeteneğine ve reaksiyonun meydana geldiği koşullara bağlıdır.

Yüksek sıcaklıklarda çoğu metal oksijenle yanar:

2Mg + O2 = 2MgO

Yalnızca altın, gümüş, platin ve diğer bazı metaller bu koşullar altında oksitlenmez.

Birçok metal halojenlerle ısınmadan reaksiyona girer. Örneğin alüminyum tozu brom ile karıştırıldığında tutuşur:

2Al + 3Br2 = 2AlBr3

Metaller suyla etkileşime girdiğinde bazı durumlarda hidroksitler oluşur. Normal koşullar altında alkali metallerin yanı sıra kalsiyum, stronsiyum ve baryum da suyla çok aktif etkileşime girer. Bu reaksiyonun genel şeması şöyle görünür:

Ben + HOH → Me(OH) n + H 2

Diğer metaller ısıtıldığında suyla reaksiyona girer: kaynadığında magnezyum, kırmızı renkte kaynadığında su buharındaki demir. Bu durumlarda metal oksitler elde edilir.

Bir metal bir asitle reaksiyona girerse, ortaya çıkan tuzun bir parçasıdır. Bir metal asit çözeltileriyle etkileşime girdiğinde çözeltide bulunan hidrojen iyonları tarafından oksitlenebilir. Kısaltılmış iyonik denklem genel formda aşağıdaki gibi yazılabilir:

Ben + nH + → Me n + + H 2

Konsantre sülfürik ve nitrik gibi oksijen içeren asitlerin anyonları, hidrojen iyonlarından daha güçlü oksitleyici özelliklere sahiptir. Bu nedenle, bakır ve gümüş gibi hidrojen iyonları tarafından oksitlenemeyen metaller bu asitlerle reaksiyona girer.

Metaller tuzlarla etkileşime girdiğinde bir ikame reaksiyonu meydana gelir: ikame edilen - daha aktif metal - atomlarından gelen elektronlar, değiştirilen - daha az aktif metalin iyonlarına geçer. Daha sonra ağ, metali tuzlardaki metalle değiştirir. Bu reaksiyonlar tersine çevrilemez: eğer A metali, metal B'yi tuz çözeltisinden çıkarırsa, metal B, metal A'yı tuz çözeltisinden çıkarmaz.

Metallerin, tuzlarının sulu çözeltilerinden birbirlerinden yer değiştirme reaksiyonlarında ortaya çıkan kimyasal aktivitenin azalan sırasına göre, metaller, metallerin elektrokimyasal voltaj (aktiviteleri) serisinde bulunur:

Li → Rb → K → Ba → Sr → Ca → Na → Mg → Al → Mn → Zn → Cr → → Fe → Cd → Co → Ni → Sn → Pb → H → Sb → Bi → Cu → → Ag → Pd → Pt → Au

Bu sıranın solunda yer alan metaller daha aktiftir ve aşağıdaki metalleri tuz çözeltilerinden uzaklaştırabilirler.

Hidrojen, pozitif yüklü iyonlar oluşturmak için metallerle ortak bir özelliği paylaşan tek metal olmayan madde olarak metallerin elektrokimyasal voltaj serisine dahil edilir. Bu nedenle hidrojen, tuzlarındaki bazı metallerin yerini alır ve kendisi de asitlerdeki birçok metalle değiştirilebilir, örneğin:

Zn + 2 HC1 = ZnCl 2 + H2 + Q

Elektrokimyasal voltaj serisinde hidrojenden önce gelen metaller, onu birçok asitin (hidroklorik, sülfürik vb.) çözeltilerinden uzaklaştırır, ancak onu takip edenlerin tümü, örneğin bakır, onu yerinden çıkarmaz.

blog.site, materyalin tamamını veya bir kısmını kopyalarken, orijinal kaynağa bir bağlantı gereklidir.