Vakıflar – bir metal katyonu Me + (veya metal benzeri bir katyon, örneğin bir amonyum iyonu NH4 +) ve bir hidroksit anyonu OH -'den oluşan karmaşık maddeler.
Bazlar sudaki çözünürlüğüne göre ikiye ayrılır. çözünür (alkali) ve çözünmeyen bazlar . Ayrıca sahibiz istikrarsız zeminler yani kendiliğinden bozulur.
Gerekçesini almak
1. Bazik oksitlerin su ile etkileşimi. Aynı zamanda sadece normal şartlar altında su ile reaksiyona girerler. çözünür bir baza (alkali) karşılık gelen oksitler.Şunlar. bu şekilde sadece alabilirsin alkaliler:
bazik oksit + su = baz
Örneğin , sodyum oksit sudaki formlar sodyum hidroksit(sodyum hidroksit):
Na 2 O + H 2 O → 2NaOH
Aynı zamanda hakkında bakır(II) oksitİle birlikte su tepki vermiyor:
CuO + H 2 O ≠
2. Metallerin su ile etkileşimi. nerede su ile reaksiyona girmekNormal koşullar altındasadece alkali metaller(lityum, sodyum, potasyum, rubidyum, sezyum), kalsiyum, stronsiyum ve baryum.Bu durumda, bir redoks reaksiyonu meydana gelir, hidrojen bir oksitleyici ajan olarak hareket eder ve bir metal bir indirgeyici ajan olarak hareket eder.
metal + su = alkali + hidrojen
Örneğin, potasyum ile tepki verir su çok şiddetli:
2K 0 + 2H 2 + O → 2K + OH + H 2 0
3. Bazı alkali metal tuzlarının çözeltilerinin elektrolizi. Kural olarak, alkaliler elde etmek için elektrolize tabi tutulur. alkali veya toprak alkali metaller ve anoksik asitler tarafından oluşturulan tuz çözeltileri (hidroflorik hariç) - klorürler, bromürler, sülfürler vb. Bu konu makalede daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır. .
Örneğin , sodyum klorürün elektrolizi:
2NaCl + 2H20 → 2NaOH + H2 + Cl2
4. Bazlar, diğer alkalilerin tuzlarla etkileşimi ile oluşur. Bu durumda, yalnızca çözünür maddeler etkileşime girer ve ürünlerde çözünmeyen bir tuz veya çözünmeyen bir baz oluşmalıdır:
veya
kostik + tuz 1 = tuz 2 ↓ + kostik
Örneğin: potasyum karbonat, çözelti içinde kalsiyum hidroksit ile reaksiyona girer:
K 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + 2KOH
Örneğin: bakır (II) klorür, çözelti içinde sodyum hidroksit ile reaksiyona girer. Aynı zamanda düşer bakır(II) hidroksitin mavi çökeltisi:
CuCl 2 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl
Çözünmeyen bazların kimyasal özellikleri
1. Çözünmeyen bazlar, güçlü asitler ve bunların oksitleri ile etkileşime girer. (ve bazı orta asitler). Aynı zamanda oluştururlar tuz ve su.
çözünmeyen baz + asit = tuz + su
çözünmeyen baz + asit oksit = tuz + su
Örneğin ,bakır (II) hidroksit, güçlü hidroklorik asit ile etkileşime girer:
Cu(OH) 2 + 2HCl = CuCl 2 + 2H 2 O
Bu durumda bakır (II) hidroksit asidik oksit ile etkileşmez. güçsüz karbonik asit - karbon dioksit:
Cu(OH) 2 + CO 2 ≠
2. Çözünmeyen bazlar, ısıtıldığında oksit ve suya ayrışır.
Örneğin, demir (III) hidroksit, kalsine edildiğinde demir (III) oksit ve suya ayrışır:
2Fe(OH) 3 = Fe203 + 3H2O
3. Çözünmeyen bazlar etkileşime girmezamfoterik oksitler ve hidroksitler ile.
çözünmeyen baz + amfoterik oksit ≠
çözünmeyen baz + amfoterik hidroksit ≠
4. Bazı çözünmeyen bazlar şu şekilde davranabilir:indirgeyici ajanlar. İndirgeyici ajanlar, metallerin oluşturduğu bazlardır. asgari veya ara oksidasyon durumu oksidasyon durumunu artırabilen (demir (II) hidroksit, krom (II) hidroksit, vb.).
Örneğin , demir (II) hidroksit, su varlığında atmosferik oksijen ile demir (III) hidroksit arasında oksitlenebilir:
4Fe +2 (OH) 2 + O 2 0 + 2H 2 O → 4Fe +3 (O -2 H) 3
Alkalilerin kimyasal özellikleri
1. Alkaliler herhangi biriyle etkileşime girer. asitler - hem güçlü hem de zayıf . Bu durumda tuz ve su oluşur. Bu reaksiyonlar denir nötralizasyon reaksiyonları. muhtemelen eğitim asit tuzu asit polibazik ise, belirli bir reaktif oranında veya fazla asit. AT fazla alkali ortalama tuz ve su oluşur:
alkali (fazla) + asit \u003d orta tuz + su
alkali + polibazik asit (fazla) = asit tuzu + su
Örneğin , sodyum hidroksit, tribazik fosforik asit ile etkileşime girdiğinde 3 tip tuz oluşturabilir: dihidrofosfatlar, fosfatlar veya hidrofosfatlar.
Bu durumda, dihidrofosfatlar fazla asitte veya reaktiflerin molar oranında (madde miktarlarının oranı) 1:1 oluşur.
NaOH + H 3 PO 4 → NaH 2 PO 4 + H 2 O
2: 1 alkali ve asit miktarının molar oranı ile hidrofosfatlar oluşur:
2NaOH + H 3P04 → Na 2 HPO 4 + 2H 2 O
Alkali fazlası veya 3:1'lik bir alkali ve asit molar oranında, bir alkali metal fosfat oluşur.
3NaOH + H 3P04 → Na3P04 + 3H2O
2. Alkaliler ile etkileşime gireramfoterik oksitler ve hidroksitler. nerede Eriyikte ortak tuzlar oluşur , a çözelti içinde - karmaşık tuzlar .
alkali (eriyik) + amfoterik oksit = orta tuz + su
kostik (eriyik) + amfoterik hidroksit = orta tuz + su
alkali (çözelti) + amfoterik oksit = kompleks tuz
alkali (çözelti) + amfoterik hidroksit = kompleks tuz
Örneğin , alüminyum hidroksit sodyum hidroksit ile reaksiyona girdiğinde eriyik içinde sodyum alüminat oluşur. Daha asidik hidroksit, bir asit kalıntısı oluşturur:
NaOH + Al(OH) 3 = NaAlO 2 + 2H 2 O
ANCAK çözümde karmaşık bir tuz oluşur:
NaOH + Al(OH) 3 = Na
Karmaşık bir tuzun formülünün nasıl derlendiğine dikkat edin:önce merkez atomu seçiyoruz (kural olarak, amfoterik hidroksitten bir metaldir).O zaman buna ekle ligandlar- bizim durumumuzda bunlar hidroksit iyonlarıdır. Ligandların sayısı, kural olarak, merkezi atomun oksidasyon durumundan 2 kat daha fazladır. Ancak alüminyum kompleksi bir istisnadır, ligand sayısı çoğunlukla 4'tür. Ortaya çıkan parçayı köşeli parantez içine alıyoruz - bu bir kompleks iyondur. Yükünü belirliyoruz ve dışarıdan gerekli sayıda katyon veya anyon ekliyoruz.
3. Alkaliler asidik oksitlerle etkileşime girer. şekillendirmek mümkün Ekşi veya orta tuz, alkali ve asit oksitin molar oranına bağlı olarak. Alkali fazla olduğunda ortalama bir tuz oluşur ve fazla asidik oksitte bir asit tuzu oluşur:
alkali (fazla) + asit oksit \u003d orta tuz + su
veya:
alkali + asit oksit (fazla) = asit tuzu
Örneğin , etkileşim kurduğunda fazla sodyum hidroksit Karbondioksit ile sodyum karbonat ve su oluşur:
2NaOH + CO2 \u003d Na2C03 + H20
Ve etkileşime girdiğinde aşırı karbondioksit sodyum hidroksit ile sadece sodyum bikarbonat oluşur:
2NaOH + CO2 = NaHC03
4. Alkaliler tuzlarla etkileşime girer. alkaliler reaksiyona girer sadece çözünür tuzlarlaçözümdeolmak şartıyla ürünler gaz veya çökelti oluşturur . Bu reaksiyonlar mekanizmaya göre ilerler. iyon değişimi.
alkali + çözünür tuz = tuz + karşılık gelen hidroksit
Alkaliler, çözünmeyen veya kararsız hidroksitlere karşılık gelen metal tuzlarının çözeltileriyle etkileşime girer.
Örneğin, sodyum hidroksit çözeltide bakır sülfat ile etkileşime girer:
Cu 2+ SO 4 2- + 2Na + OH - = Cu 2+ (OH) 2 - ↓ + Na 2 + SO 4 2-
Ayrıca alkaliler, amonyum tuzlarının çözeltileri ile etkileşime girer.
Örneğin , potasyum hidroksit, amonyum nitrat çözeltisi ile etkileşime girer:
NH 4 + NO 3 - + K + OH - \u003d K + NO 3 - + NH3 + H 2 O
! Amfoterik metallerin tuzları, fazla miktarda alkali ile etkileşime girdiğinde, karmaşık bir tuz oluşur!
Bu konuya daha detaylı bakalım. Hangi metalin oluşturduğu tuz ise amfoterik hidroksit , az miktarda alkali ile etkileşime girer, ardından olağan değişim reaksiyonu devam eder ve çökelirbu metalin hidroksiti .
Örneğin , fazla çinko sülfat, çözelti içinde potasyum hidroksit ile reaksiyona girer:
ZnSO 4 + 2KOH \u003d Zn (OH) 2 ↓ + K 2 SO 4
Ancak bu tepkimede baz oluşmaz. foterik hidroksit. Ve yukarıda da belirttiğimiz gibi, amfoterik hidroksitler, kompleks tuzlar oluşturmak için fazla miktarda alkalide çözünür . T Böylece çinko sülfat ile etkileşimi sırasında fazla alkali solüsyon kompleks bir tuz oluşur, çökelti oluşmaz:
ZnSO 4 + 4KOH \u003d K 2 + K 2 SO 4
Böylece, amfoterik hidroksitlere karşılık gelen metal tuzlarının alkalilerle etkileşimi için 2 şema elde ediyoruz:
amfoterik metal tuzu (fazla) + alkali = amfoterik hidroksit↓ + tuz
amf.metal tuzu + alkali (fazla) = kompleks tuz + tuz
5. Alkaliler asidik tuzlarla etkileşime girer.Bu durumda orta tuzlar veya daha az asidik tuzlar oluşur.
ekşi tuz + alkali \u003d orta tuz + su
Örneğin , Potasyum hidrosülfit, potasyum sülfit ve su oluşturmak için potasyum hidroksit ile reaksiyona girer:
KHSO 3 + KOH \u003d K2SO3 + H2O
Bir asit tuzunu zihinsel olarak 2 maddeye - bir asit ve bir tuza - ayırarak asit tuzlarının özelliklerini belirlemek çok uygundur. Örneğin, sodyum bikarbonat NaHC03'ü ürik asit H2C03 ve sodyum karbonat Na2C03'e ayırırız. Bikarbonatın özellikleri büyük ölçüde karbonik asidin özellikleri ve sodyum karbonatın özellikleri tarafından belirlenir.
6. Alkaliler, çözeltideki metallerle etkileşir ve erir. Bu durumda, çözeltide bir redoks reaksiyonu meydana gelir. karmaşık tuz ve hidrojen, eriyik içinde - orta tuz ve hidrojen.
Not! Yalnızca metalin minimum pozitif oksidasyon durumuna sahip oksidin amfoterik olduğu çözeltideki alkalilerle reaksiyona giren metaller!
Örneğin , ütü alkali bir çözelti ile reaksiyona girmez, demir (II) oksit baziktir. ANCAK alüminyum sulu bir alkali çözeltisinde çözünür, alüminyum oksit amfoteriktir:
2Al + 2NaOH + 6H 2 + O = 2Na + 3H 2 0
7. Alkaliler metal olmayanlarla etkileşime girer. Bu durumda redoks tepkimeleri meydana gelir. Genellikle, alkalilerde orantısız metal olmayanlar. tepki verme alkaliler ile oksijen, hidrojen, nitrojen, karbon ve inert gazlar (helyum, neon, argon, vb.):
NaOH + O 2 ≠
NaOH + N2 ≠
NaOH+C≠
Kükürt, klor, brom, iyot, fosfor ve diğer metal olmayanlar oransız alkalilerde (yani kendi kendini oksitler-kendi kendini onarır).
Örneğin, klorile etkileşime girdiğinde soğuk alkali-1 ve +1 oksidasyon durumlarına girer:
2NaOH + Cl 2 0 \u003d NaCl - + NaOCl + + H20
Klor ile etkileşime girdiğinde sıcak kostik-1 ve +5 oksidasyon durumlarına girer:
6NaOH + Cl 2 0 \u003d 5NaCl - + NaCl + 5 O 3 + 3H 2 O
Silikon alkaliler tarafından +4 oksidasyon durumuna oksitlenir.
Örneğin, çözümde:
2NaOH + Si 0 + H 2 + O \u003d NaCl - + Na 2 Si + 4 O 3 + 2H 2 0
Flor alkalileri oksitler:
2F 2 0 + 4NaO -2 H \u003d O 2 0 + 4NaF - + 2H 2 O
Bu reaksiyonlar hakkında daha fazla bilgiyi makalede okuyabilirsiniz.
8. Alkaliler ısıtıldıklarında bozunmazlar.
İstisna, lityum hidroksittir:
2LiOH \u003d Li20 + H20
Metaller Periyodik Tablonun sol alt köşesini kaplar. Metaller s-elementleri, d-elementleri, f-elementleri ve kısmen p-elementleri ailelerine aittir.
Metallerin en tipik özelliği elektron verme ve pozitif yüklü iyonlara dönüşme yetenekleridir. Ayrıca metaller sadece pozitif oksidasyon durumu sergileyebilir.
Ben - ne \u003d Ben n +
1. Metallerin metal olmayanlarla etkileşimi.
a ) Metallerin hidrojen ile etkileşimi.
Alkali ve toprak alkali metaller, hidrürler oluşturmak için doğrudan hidrojen ile reaksiyona girer.
Örneğin:
Ca + H2 \u003d 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 + O 2 = Na 2 O 2 (peroksit)
4K + O 2 \u003d 2K 2 O
2Mg + O2 \u003d 2MgO
2Cu + O2 \u003d 2CuO
c) Metallerin halojenlerle etkileşimi.
Tüm metaller halojenlerle reaksiyona girerek halojenürler oluşturur.
Örnek:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
Bunlar esas olarak iyonik bileşiklerdir: MeHal n
d) Metallerin nitrojen ile etkileşimi.
Alkali ve toprak alkali metaller nitrojen ile etkileşir.
Örnek:
3Ca + N 2 \u003d Ca 3 N 2
Mg + N 2 \u003d Mg 3 N 2 - nitrür.
e) Metallerin karbon ile etkileşimi.
Metal ve karbon bileşikleri karbürlerdir. Eriyiklerin karbon ile etkileşimi sırasında oluşurlar. Aktif metaller, karbon ile stokiyometrik bileşikler oluşturur:
4Al + 3C \u003d Al 4C3
Metaller - d-elementleri, katı çözeltiler gibi stokiyometrik olmayan bileşimdeki bileşikleri oluşturur: WC, ZnC, TiC - süper sert çelikler elde etmek için kullanılır.
2. Metallerin su ile etkileşimi.
Metaller su ile reaksiyona girerek suyun redoks potansiyelinden daha negatif bir potansiyele sahiptir.
Aktif metaller su ile daha aktif reaksiyona girer, hidrojen salınımı ile suyu ayrıştırır.
Na + 2H20 \u003d H2 + 2NaOH
Daha az aktif metaller suyu yavaş yavaş bozunur ve çözünmeyen maddelerin oluşumu nedeniyle süreç engellenir.
3. Metallerin tuz çözeltileri ile etkileşimi.
Böyle bir reaksiyon, reaksiyona giren metal tuzdakinden daha aktifse mümkündür:
Zn + CuSO 4 \u003d Cu 0 ↓ + ZnSO 4
0,76 V., = + 0,34 V.
Daha negatif veya daha az pozitif standart elektrot potansiyeline sahip bir metal, başka bir metali tuz çözeltisinden uzaklaştırır.
4. Metallerin alkali çözeltilerle etkileşimi.
Amfoterik hidroksitler veren veya güçlü oksitleyici ajanların varlığında yüksek oksidasyon durumlarına sahip metaller, alkalilerle etkileşime girebilir. Metaller alkali çözeltilerle etkileşime girdiğinde oksitleyici ajan sudur.
Örnek:
Zn + 2NaOH + 2H20 \u003d Na2 + H2
1 Zn 0 + 4OH - - 2e \u003d 2- oksidasyon
Zn 0 - indirgeyici ajan
1 2H 2 O + 2e \u003d H 2 + 2OH - geri kazanım
H 2 O - oksitleyici ajan
Zn + 4OH - + 2H20 \u003d 2- + 2OH - + H2
Yüksek oksidasyon durumlarına sahip metaller, kaynaştıklarında alkalilerle etkileşime girebilir:
4Nb + 5O 2 + 12KOH \u003d 4K 3 NbO 4 + 6H 2 O
5. Metallerin asitlerle etkileşimi.
Bunlar karmaşık reaksiyonlardır, etkileşim ürünleri metalin aktivitesine, asidin tipine ve konsantrasyonuna ve sıcaklığa bağlıdır.
Aktivite ile metaller şartlı 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 (fark), H3P04, H2S, buradaki oksitleyici ajan H +'dır. Metallerle etkileşime girdiğinde oksijen (H 2 ) açığa çıkar. Negatif elektrot potansiyeline sahip metaller, birinci grubun asitleriyle reaksiyona girer.
Grup II - yüksek oksitleme kabiliyetine sahip asitler: H2S04 (kons.), HNO3 (razb.), HNO3 (kons.). Bu asitlerde asit anyonları oksitleyici ajanlardır: Anyon indirgeme ürünleri çok çeşitli olabilir ve metalin aktivitesine bağlıdır.
H 2 S - aktif metallerle
H 2 SO 4 + 6e S 0 ↓ - orta aktiviteli metallerle
SO 2 - düşük aktif metallerle
NH 3 (NH 4 NO 3) - 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 değerliklere sahipse, grup I asitlerle metaller en düşük pozitif oksidasyon durumunu elde eder: Fe → Fe 2+, Cr → Cr 2+. Grup II asitleri ile etkileşime girdiğinde, oksidasyon durumu +3'tür: Fe → Fe 3+, Cr → Cr 3+, hidrojen asla salınmaz.
Güçlü asitlerin çözeltilerindeki bazı metaller (Fe, Cr, Al, Ti, Ni, vb.), oksitlendiğinde, metali daha fazla çözünmekten (pasivasyon) koruyan yoğun bir oksit film ile kaplanır, ancak ısıtıldığında oksit filmi çözülür ve reaksiyon devam eder.
Pozitif elektrot potansiyeline sahip az çözünür metaller, güçlü oksitleyici ajanların varlığında grup I asitlerde çözülebilir.
D.I.'nin periyodik element tablosunda berilyumdan astatine bir köşegen çizersek, köşegende sol altta metal elementler olacaktır (ayrıca mavi ile vurgulanmış ikincil alt grupların elementlerini de içerirler) ve üstte sağ - metal olmayan elemanlar (sarı renkle vurgulanmıştır). Köşegen yakınında bulunan elementler - yarı metaller veya metaloidler (B, Si, Ge, Sb, vb.) ikili bir karaktere sahiptir (pembe renkle vurgulanmıştır).
Şekilden de anlaşılacağı gibi elementlerin büyük çoğunluğu metallerdir.
Metaller, kimyasal yapıları gereği, atomları dış veya ön-dış enerji düzeylerinden elektronlar veren ve böylece pozitif yüklü iyonlar oluşturan kimyasal elementlerdir.
Hemen hemen tüm metaller, dış enerji seviyesinde nispeten büyük yarıçaplara ve az sayıda elektrona (1'den 3'e kadar) sahiptir. Metaller, düşük elektronegatiflik değerleri ve indirgeme özellikleri ile karakterize edilir.
En tipik metaller, periyotların başında (ikinciden başlayarak) bulunur, soldan sağa doğru metalik özellikler zayıflar. Yukarıdan aşağıya bir grupta, metalik özellikler artar, çünkü atomların yarıçapı artar (enerji seviyelerinin sayısındaki artıştan dolayı). 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 elementleridir (Li'den Fr'ye IA grubunun elementleri. PA grubunun Mg'den Ra'ya elementleri). Atomlarının genel elektronik formülü ns 1-2'dir. Sırasıyla + I ve + II oksidasyon durumları ile karakterize edilirler.
Tipik metal atomlarının dış enerji seviyesindeki az sayıda elektron (1-2), bu elektronların kolayca kaybedildiğini ve düşük elektronegatiflik değerlerini yansıtan güçlü indirgeme özelliklerinin tezahürünü gösterir. Bu, tipik metalleri elde etmek için sınırlı kimyasal özellikler ve yöntemler anlamına gelir.
Tipik metallerin karakteristik bir özelliği, atomlarının metal olmayan atomlarla katyonlar ve iyonik kimyasal bağlar oluşturma eğilimidir. Metal olmayan tipik metallerin bileşikleri iyonik kristallerdir "metal olmayan metal katyon anyonu", örneğin, K + Br -, Ca2+ O 2-. Tipik metal katyonları ayrıca kompleks anyonlar - hidroksitler ve tuzlar, örneğin Mg 2+ (OH -) 2, (Li +) 2C03 2- içeren bileşiklere dahil edilir.
Be-Al-Ge-Sb-Po Periyodik Sisteminde amfoterik diyagonali oluşturan A grubu metaller ve bunlara bitişik metaller (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) tipik olarak metalik özellik göstermezler. . Atomlarının genel elektronik formülü ns 2 np 0-4 daha çeşitli oksidasyon durumları, kendi elektronlarını daha fazla tutma yeteneği, indirgeme yeteneklerinde kademeli bir azalma ve özellikle yüksek oksidasyon durumlarında oksitleme yeteneğinin ortaya çıkması anlamına gelir (tipik örnekler Tl III, Pb IV, Bi v bileşikleridir). ). Benzer bir kimyasal davranış da çoğu (d-elementleri, yani Periyodik Tablonun B-gruplarının elementleri) karakteristiktir (tipik örnekler amfoterik elementler Cr ve Zn'dir).
Hem metalik (bazik) hem de metalik olmayan dualite (amfoterik) özelliklerin bu tezahürü, kimyasal bağın doğasından kaynaklanmaktadır. Katı halde, atipik metallerin metal olmayan bileşikleri ağırlıklı olarak kovalent bağlar içerir (ancak metal olmayanlar arasındaki bağlardan daha az güçlüdür). Çözeltide bu bağlar kolayca kırılır ve bileşikler iyonlara (tamamen veya kısmen) ayrışır. Örneğin, galyum metali Ga 2 moleküllerinden oluşur, katı halde alüminyum ve cıva (II) klorürler AlCl3 ve HgCl2 güçlü kovalent bağlar içerir, ancak bir çözeltide AlCl3 neredeyse tamamen ayrışır ve HgCl2 - çok küçük ölçüde (ve hatta daha sonra HgCl + ve Cl - iyonlarına).
Metallerin genel fiziksel özellikleri
Kristal kafeste serbest elektronların ("elektron gazı") mevcudiyeti nedeniyle, tüm metaller aşağıdaki karakteristik genel özellikleri sergiler:
1) Plastik- kolayca şekil değiştirme, bir tele gerdirme, ince tabakalar halinde yuvarlama yeteneği.
2) Metalik parlaklık ve opaklık. Bunun nedeni, metal üzerine düşen ışık ile serbest elektronların etkileşimidir.
3) Elektiriksel iletkenlik. Küçük bir potansiyel farkının etkisi altında serbest elektronların negatiften pozitif kutba yönlendirilmiş hareketi ile açıklanır. Isıtıldığında, elektrik iletkenliği azalır, çünkü. sıcaklık yükseldikçe, kristal kafesin düğümlerindeki atomların ve iyonların titreşimleri artar, bu da "elektron gazının" yönlendirilmiş hareketini zorlaştırır.
4) Termal iletkenlik. Sıcaklığın metal kütlesi ile hızlı bir şekilde eşitlenmesi nedeniyle serbest elektronların yüksek hareketliliğinden kaynaklanmaktadır. En yüksek termal iletkenlik bizmut ve cıvadadır.
5) Sertlik. En zoru kromdur (cam keser); en yumuşak - alkali metaller - potasyum, sodyum, rubidyum ve sezyum - bir bıçakla kesilir.
6) Yoğunluk. Metalin atom kütlesi ne kadar küçükse ve atomun yarıçapı o kadar büyük olur. En hafifi lityumdur (ρ=0,53 g/cm3); en ağırı osmiyumdur (ρ=22,6 g/cm3). Yoğunluğu 5 g/cm3'ten az olan metaller "hafif metaller" olarak kabul edilir.
7) Erime ve kaynama noktaları. En eriyebilir metal cıvadır (m.p. = -39°C), en dirençli metal tungstendir (t°m. = 3390°C). t°pl ile metaller. 1000°C'nin üstü refrakter, düşük erime noktası olarak kabul edilir.
Metallerin genel kimyasal özellikleri
Güçlü indirgeyici maddeler: Me 0 – nē → Me n +
Bir dizi stres, sulu çözeltilerde redoks reaksiyonlarında metallerin karşılaştırmalı aktivitesini karakterize eder. 
I. Metallerin metal olmayanlarla reaksiyonları
1) Oksijen ile:
2Mg + O2 → 2MgO
2) Kükürt ile:
Hg + S → HgS
3) Halojenlerle:
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2
4) Azot ile:
3Ca + N 2 – t° → Ca 3 N 2
5) Fosforlu:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2
6) Hidrojen ile (sadece alkali ve toprak alkali metaller reaksiyona girer):
2Li + H 2 → 2LiH
Ca + H 2 → CaH 2
II. Metallerin asitlerle reaksiyonları
1) H'ye kadar elektrokimyasal voltaj serilerinde duran metaller, oksitleyici olmayan asitleri hidrojene indirger:
Mg + 2HCl → MgCl 2 + H2
2Al+ 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2
6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2
2) Oksitleyici asitlerle:
Herhangi bir konsantrasyondaki nitrik asidin ve metallerle konsantre sülfürik asidin etkileşiminde hidrojen asla serbest bırakılmaz! 
Zn + 2H 2 SO 4 (K) → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
4Zn + 5H 2 SO 4(K) → 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O
3Zn + 4H 2 SO 4(K) → 3ZnSO 4 + S + 4H 2 O
2H 2 SO 4 (c) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O
10HNO 3 + 4Mg → 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
4HNO 3 (c) + Сu → Сu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
III. Metallerin su ile etkileşimi
1) Aktif (alkali ve toprak alkali metaller) çözünür bir baz (alkali) ve hidrojen oluşturur:
2Na + 2H20 → 2NaOH + H2
Ca+ 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2
2) Orta aktiviteli metaller, okside ısıtıldığında su tarafından oksitlenir:
Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2
3) Aktif değil (Au, Ag, Pt) - tepki vermeyin.
IV. Tuzlarının çözeltilerinden daha az aktif metallerin daha aktif metallerinin yer değiştirmesi:
Cu + HgCl 2 → Hg + CuCl 2
Fe+ CuSO 4 → Cu+ FeSO 4
Endüstride genellikle saf metaller kullanılmaz, ancak bunların karışımları - alaşımlar bir metalin faydalı özelliklerinin diğerinin faydalı özellikleriyle tamamlandığı. Bu nedenle, bakırın sertliği düşüktür ve makine parçalarının imalatında çok az kullanılırken, çinko ile bakır alaşımları ( pirinç) zaten oldukça zordur ve makine mühendisliğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Alüminyum, yüksek sünekliğe ve yeterli hafifliğe (düşük yoğunluklu) sahiptir, ancak çok yumuşaktır. Temel olarak, magnezyum, bakır ve manganez içeren bir alaşım hazırlanır - alüminyumun faydalı özelliklerini kaybetmeden yüksek sertlik kazanan ve uçak endüstrisinde uygun hale gelen duralumin (duralumin). Karbonlu demir alaşımları (ve diğer metallerin ilaveleri) yaygın olarak bilinmektedir. dökme demir ve çelik.
Serbest formdaki metaller indirgeyici ajanlar. Bununla birlikte, bazı metallerin reaktivitesi, kaplanmış olmaları nedeniyle düşüktür. yüzey oksit filmi, su, asit çözeltileri ve alkaliler gibi kimyasal reaktiflerin etkisine değişen derecelerde dirençlidir.
Örneğin, kurşun her zaman bir oksit film ile kaplanır; çözeltiye geçişi sadece bir reaktife (örneğin, seyreltik nitrik asit) maruz kalmayı değil, aynı zamanda ısıtmayı da gerektirir. Alüminyum üzerindeki oksit filmi, su ile reaksiyonunu engeller, ancak asitlerin ve alkalilerin etkisi altında yok edilir. Gevşek oksit filmi (pas), nemli havada demir yüzeyinde oluşan, demirin daha fazla oksidasyonunu engellemez.
Etkisi altında konsantre asitler metallerde oluşur sürdürülebilir oksit filmi. Bu fenomene denir pasivasyon. Yani, konsantre sülfürik asit Be, Bi, Co, Fe, Mg ve Nb gibi metaller ve konsantre nitrik asit - metaller A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb gibi metaller pasifleştirilir (ve daha sonra asitle reaksiyona girmez) , Th ve Ü.
Asidik çözeltilerde oksitleyici ajanlarla etkileşime girdiğinde, çoğu metal, yükü belirli bir elementin bileşiklerdeki kararlı oksidasyon durumu tarafından belirlenen katyonlara geçer (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ ve Fe 3 +)
Asidik bir çözeltideki metallerin indirgeme aktivitesi, bir dizi gerilim ile iletilir. Metallerin çoğu hidroklorik ve seyreltik sülfürik asitlerle bir çözeltiye dönüştürülür, ancak Cu, Ag ve Hg - sadece sülfürik (konsantre) ve nitrik asitlerle ve Pt ve Au - "aqua regia" ile.
metallerin korozyonu
Metallerin istenmeyen bir kimyasal özelliği, su ile temas halinde ve içinde çözünmüş oksijenin etkisi altında aktif yıkımıdır (oksidasyon). (oksijen korozyonu).Örneğin, demir ürünlerinin sudaki korozyonu yaygın olarak bilinir, bunun sonucunda pas oluşur ve ürünler toz haline gelir.
Metallerin korozyonu, çözünmüş CO2 ve SO2 gazlarının varlığı nedeniyle de suda ilerler; asidik bir ortam yaratılır ve H + katyonları, hidrojen H2 formundaki aktif metaller tarafından yer değiştirir ( hidrojen korozyonu).
Birbirine benzemeyen iki metal arasındaki temas noktası özellikle aşındırıcı olabilir ( temas korozyonu). Fe gibi bir metal ile suya yerleştirilen Sn veya Cu gibi başka bir metal arasında galvanik bir çift oluşur. Elektronların akışı, gerilim dizisinde (Re) solda olan daha aktif metalden daha az aktif metale (Sn, Cu) doğru gider ve daha aktif metal yok edilir (korozyona uğrar).
Bu nedenle teneke kutuların (kalay kaplı demir) nemli bir ortamda saklandığında ve dikkatsizce kullanıldığında paslanır (demir, küçük bir çizik bile göründükten sonra hızla çökerek, demirin nemle temas etmesine izin verir). Aksine, bir demir kovanın galvanizli yüzeyi uzun süre paslanmaz, çünkü çizikler olsa bile paslanan demir değil çinkodur (demirden daha aktif bir metal).
Belirli bir metal için korozyon direnci, daha aktif bir metalle kaplandığında veya kaynaştırıldığında artar; örneğin, demiri kromla kaplamak veya bir demir alaşımını kromla yapmak demirin korozyonunu ortadan kaldırır. Krom kaplı demir ve krom içeren çelik ( paslanmaz çelik) yüksek korozyon direncine sahiptir.
elektrometalurji yani, eriyiklerin (en aktif metaller için) veya tuz çözeltilerinin elektrolizi yoluyla metallerin elde edilmesi;
pirometalurji yani, yüksek sıcaklıkta cevherlerden metallerin geri kazanılması (örneğin, yüksek fırın işleminde demir üretimi);
hidrometalurji, yani, daha aktif metaller tarafından tuzlarının çözeltilerinden metallerin izolasyonu (örneğin, çinko, demir veya alüminyumun etkisiyle bir CuS04 çözeltisinden bakır üretimi).
Doğal metaller bazen doğada bulunur (tipik örnekler Ag, Au, Pt, Hg'dir), ancak daha sıklıkla metaller bileşikler şeklindedir ( metal cevherler). Yerkabuğundaki yaygınlık ile metaller farklıdır: en yaygın olandan - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) en nadir olana - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.
1. Metaller metal olmayanlarla reaksiyona girer.
2Me+ n Hal 2 → 2 MeHal n
4Li + O2 = 2Li2O
Alkali metaller, lityum hariç peroksitler oluşturur:
2Na + O2 \u003d Na2O2
2. Hidrojene karşı duran metaller asitlerle (nitrik ve sülfürik kons. hariç) hidrojen açığa çıkararak reaksiyona girerler.
Me + HCl → tuz + H2
2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2
Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2
3. Aktif metaller, alkali oluşturmak ve hidrojeni serbest bırakmak için su ile reaksiyona girer.
2Me+ 2n H20 → 2Me(OH) n + n H2
Metal oksidasyonunun ürünü, hidroksitidir - Me (OH) n (burada n, metalin oksidasyon durumudur).
Örneğin:
Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2
4. Ara aktivite metalleri, ısıtıldıklarında su ile reaksiyona girerek metal oksit ve hidrojen oluştururlar.
2Me + nH 2 O → Me 2 O n + nH 2
Bu tür reaksiyonlardaki oksidasyon ürünü, metal oksit Me20n'dir (burada n, metalin oksidasyon durumudur).
3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2
5. Hidrojenden sonra duran metaller su ve asit çözeltileri ile reaksiyona girmezler (nitrik ve sülfürik kons. hariç)
6. Daha aktif metaller, daha az aktif olanları tuzlarının çözeltilerinden uzaklaştırır.
CuSO 4 + Zn \u003d ZnSO 4 + Cu
CuSO 4 + Fe \u003d FeSO 4 + Cu
Aktif metaller - çinko ve demir sülfatta bakırın yerini aldı ve tuzlar oluşturdu. Çinko ve demir oksitlenir ve bakır geri yüklenir.
7. Halojenler su ve alkali çözelti ile reaksiyona girer.
Flor, diğer halojenlerden farklı olarak suyu oksitler:
2H 2 O+2F 2 = 4HF + O 2 .
soğukta: Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2OCl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O klorür ve hipoklorit oluşur
ısıtma: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O lorür ve klorat oluşturur
8 Aktif halojenler (flor hariç), daha az aktif halojenleri tuzlarının çözeltilerinden uzaklaştırır.
9. Halojenler oksijenle reaksiyona girmezler.
10. Amfoterik metaller (Al, Be, Zn) alkali ve asit çözeltileriyle reaksiyona girer.
3Zn+4H2SO4= 3 ZnSO4+S+4H2O
11. Magnezyum karbon dioksit ve silikon oksit ile reaksiyona girer.
2Mg + CO2 = C + 2MgO
SiO2+2Mg=Si+2MgO
12. Alkali metaller (lityum hariç) oksijen ile peroksitler oluşturur.
2Na + O2 \u003d Na2O2
3. İnorganik bileşiklerin sınıflandırılması
basit maddeler - molekülleri aynı tip atomlardan (aynı elementin atomları) oluşan maddeler. Kimyasal reaksiyonlarda, başka maddeler oluşturmak için ayrışamazlar.
Karmaşık Maddeler (veya kimyasal bileşikler) - molekülleri farklı tipteki atomlardan (çeşitli kimyasal elementlerin atomları) oluşan maddeler. Kimyasal reaksiyonlarda, başka maddeler oluşturmak üzere ayrışırlar.
Basit maddeler iki büyük gruba ayrılır: metaller ve metal olmayanlar.
metaller - karakteristik metalik özelliklere sahip bir grup element: katılar (cıva hariç) metalik bir parlaklığa sahiptir, iyi ısı ve elektrik iletkenleridir, dövülebilir (demir (Fe), bakır (Cu), alüminyum (Al), cıva ( Hg), altın (Au), gümüş (Ag), vb.).
metal olmayanlar - bir grup element: metalik parlaklığa sahip olmayan katı, sıvı (brom) ve gaz halindeki maddeler yalıtkandır, kırılgandır.
Ve karmaşık maddeler sırayla dört gruba veya sınıfa ayrılır: oksitler, bazlar, asitler ve tuzlar.
oksitler - bunlar, moleküllerinin bileşimi oksijen atomlarını ve başka bir maddeyi içeren karmaşık maddelerdir.
Vakıflar - Metal atomlarının bir veya daha fazla hidroksil grubuna bağlı olduğu karmaşık maddelerdir.
Elektrolitik ayrışma teorisi açısından, bazlar, ayrışması sulu bir çözeltide metal katyonları (veya NH4 +) ve hidroksit - anyonları OH- üreten karmaşık maddelerdir.
asitler - bunlar, molekülleri metal atomları ile değiştirilebilen veya değiştirilebilen hidrojen atomları içeren karmaşık maddelerdir.
tuz - Bunlar, molekülleri metal atomlarından ve asit kalıntılarından oluşan karmaşık maddelerdir. Tuz, bir asidin hidrojen atomlarının bir metal ile kısmen veya tamamen yer değiştirmesinin bir ürünüdür.