2. Фролов В.В. Химия. – М.: Высш. шк., 1979. – С. 522-548.
Цель работы: ознакомиться с общими свойствами металлов.
1. Теоретические сведения
Свойствами металлов обладает большинство элементов, входящих в периодическую систему Д.И. Менделеева (приложение 9). Элементы с металлическими свойствами могут относиться к типу s-, p-, d- или f-элементов.
Все металлы обладают общими так называемыми металлическими свойствами, но каждый элемент проявляет их в соответствии с его положением в периодической системе Д.И. Менделеева, т.е. в соответствии с особенностями строения его атома. В зависимости от того, какой подуровень у атома металла заполняется электронами, проявляются общие химические свойства. Особенностью металлов является их способность к образованию металлической связи, которая определяет их физические свойства.
Металлы служат основным конструкционным материалом в машиностроении и приборостроении. Это объясняется тем, что они подвергаются механической обработке благодаря таким их свойствам, как прочность, пластичность, ковкость, тягучесть, обладают хорошей тепло- и электропроводностью. Металлам присущи также металлический блеск, обусловленный их способностью хорошо отражать свет, и непрозрачность. В высокодисперсном состоянии металлы обычно имеют черный цвет и не блестят. Атомы элементов, обладающих металлическими свойствами, содержат мало электронов на внешних электронных уровнях (1-3), и из-за сравнительно больших размеров атома они находятся на значительном удалении от ядра. Поэтому в химическом отношении все металлы характеризуются сравнительной легкостью отдачи валентных электронов:
Me0 ® Men+ + nē,
и, как следствие этого, способностью образовывать положительно заряженные ионы. В связи с этим металлы в свободном состоянии способны проявлять только восстановительные свойства, хотя и в различной степени.
Металлы проявляют в своих соединениях только положительную степень окисления, и низшая их степень окисления, которой они обладают только в свободном состоянии, равна нулю.
Если металлу присущи несколько степеней окисления, то соединения, в которых он проявляет низшую из них, также обычно являются восстановителями, например соединения меди (I), олова (II), железа (II). Окислителями могут быть те соединения металлов, в которых степень окисления металла велика - равна номеру группы, в которой находится металл, или близка к нему. На практике в качестве окислителей применяют аммиачный раствор оксида серебра, хлорид железа (III), диоксид свинца, диоксид марганца, хромат и дихромат калия, перманганат калия и др.
Восстановительная способность свободных металлов проявляется при взаимодействии их с элементарными окислителями, обладающими окислительными свойствами.
Большинство металлов легко взаимодействуют с галогенами с образованием высших галогенидов металлов. С кислородом металлы взаимодействуют менее энергично с образованием нормальных оксидов. С азотом многие металлы вообще не взаимодействуют, что объясняется очень большой энергией диссоциации окислителя.
Взаимодействие металлов с кислотами, щелочами и водой различно в зависимости от активности металлов и их специфических свойств, определяемых положением в периодической системе Д.И. Менделеева.
Химически активные металлы вступают во взаимодействие с водой при комнатной температуре с выделением водорода:
Me + nH2O ® Me(OH)n + n/2H2 .
Металлы менее активные взаимодействуют с водой лишь при нагревании:
Me + nH2O ® МеО + n/2Н2 .
Действие воды на металлы усиливается в присутствии растворенного в воде кислорода. Некоторые малоактивные металлы при этом окисляются по схеме
Me + n/2H2O + n/4O2 ® Me(OH)n.
Со щелочами могут реагировать металлы, дающие амфотерные оксиды, или соединение металла в высшей степени окисления, в присутствии сильных окислителей:
Me0 + Н2О + ОН- ® МеО2- + 3/2Н2,
2Ме0 + 7Na2O2 + 6Н2О ® 2NaMeO4 + 12NaOH.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.