Химические свойства металлов
По своим химическим свойствам все металлы являются восстановителями, все они сравнительно легко отдают валентные электроны, переходят в положительно заряженные ионы, то есть окисляются. Восстановительную активность металла в химических реакциях, протекающих в водных растворах, отражает его положение в электрохимическом ряду напряжений металлов, или ряду стандартных электродных потенциалов металлов.
Чем левее стоит металл в ряду электрохимических напряжений, тем более сильным восстановителем он является, самый сильный восстановитель – металлический литий, золото – самый слабый, и, наоборот, ион золото (III) – самый сильный окислитель, литий (I) – самый слабый.
Каждый металл способен восстанавливать из солей в растворе те металлы, которые стоят в ряду напряжений после него, например, железо может вытеснять медь из растворов ее солей. Однако следует помнить, что атомы щелочных и щелочно-земельных металлов будут взаимодействовать непосредственно с водой:
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu↓
Металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, способны вытеснять его из растворов разбавленных кислот, при этом растворяться в них.
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Восстановительная активность металла не всегда соответствует его положению в периодической системе, потому что при определении места металла в ряду учитывается не только его способность отдавать электроны, но и энергия, которая затрачивается на разрушение кристаллической решетки металла, а также энергия, затрачиваемая на гидратацию ионов.
Взаимодействие с простыми веществами
С кислородом большинство металлов образует оксиды – амфотерные и основные:
4Li + O2 = 2Li2O,
4Al + 3O2 = 2Al2O3.
Щелочные металлы, за исключением лития, образуют пероксиды:
2Na + O2 = Na2O2.
С галогенами металлы образуют соли галогеноводородных кислот, например,
Cu + Cl2 = CuCl2. (хлорид меди (II))
С водородом самые активные металлы образуют ионные гидриды – солеподобные вещества, в которых водород имеет степень окисления –1
2Na + H2 = 2NaH.
С серой металлы образуют сульфиды – соли сероводородной кислоты:
Zn + S = ZnS.
С азотом некоторые металлы образуют нитриды, реакция практически всегда протекает при нагревании (кроме реакции с литием):
3Mg + N2 = Mg3N2.
С углеродом образуются карбиды:
4Al + 3C = Al3C4.
С фосфором – фосфиды:
3Ca + 2P = Ca3P2.
Металлы могут растворяться друг в друге при высокой температуре без взаимодействия, образуя сплавы.
перейти в каталог файлов
|