Хімічні властивості металів в таблиці
Метали – активні відновники з позитивною ступенем окислення. Завдяки хімічним властивостям метали широко використовуються в промисловості, металургії, медицині, будівництві.
Активність металів
У реакціях атоми металів віддають валентні електрони і окислюються. Чим більше енергетичних рівнів і менше електронів має атом металу, тим легше йому віддавати електрони і вступати в реакції. Тому металеві властивості збільшуються зверху вниз і справа наліво в таблиці Менделєєва.
Активність простих речовин показана в електрохімічному ряді напруг металів. Зліва від водню знаходяться активні метали (активність збільшується до лівого краю), праворуч – неактивні.
Найбільшу активність проявляють лужні метали, що знаходяться в I групі періодичної таблиці і стоять лівіше водню в електрохімічному ряду напружень. Вони вступають в реакцію з багатьма речовинами вже при кімнатній температурі. За ними йдуть лужноземельні метали, що входять в II групу. Вони реагують з більшістю речовин при нагріванні. Метали, що знаходяться в електрохімічному ряду від алюмінію до водню (середньої активності) вимагають додаткових умов для вступу в реакції.
Деякі метали проявляють амфотерні властивості або подвійність. Метали, їх оксиди і гідроксиди реагують з кислотами і підставами. Більшість металів реагує тільки з деякими кислотами, заміщаючи водень і утворюючи сіль. Найбільш яскраво виражені подвійні властивості проявляють:
- Алюміній; Свинець; Цинк; Залізо; Мідь; Берилій; Хром.
Кожен метал здатний витісняти стоїть правіше нього в електрохімічному ряду інший метал з солей. Метали, що знаходяться зліва від водню, витісняють його з розбавлених кислот.
Властивості
Особливості взаємодії металів з різними речовинами представлені в таблиці хімічних властивостей металів.
Реакція | Особливості | Рівняння |
З киснем | Більшість металів утворює оксидні плівки. Лужні метали самозапалюються в присутності кисню. При цьому натрій утворює пероксид (Na2O2), інші метали I групи – надпероксида (RO2). При нагріванні лужноземельні метали сапозапалюються, метали середньої активності – окислюються. У взаємодію з киснем не вступають золото і платина | – 4Li + O2→ 2Li2O; – 2Na + O2→ Na2O2; – K + O2 → KO2; – 4Al + 3O2→ 2Al2O3; – 2Cu + O2→ 2CuO |
З воднем | При кімнатній температурі реагують лужні, при нагріванні – лужноземельні. Берилій не вступає в реакцію. Магнію додатково необхідний високий тиск | – Sr + H2 → SrH2; – 2Na + H2→ 2NaH; – Mg + H2→ MgH2 |
З азотом | Тільки активні метали. Літій вступає в реакцію при кімнатній температурі. Решта метали – при нагріванні | – 6Li + N2→ 2Li3N; – 3Ca + N2→ Ca3N2 |
З вуглецем | Літій і натрій, інші – при нагріванні | – 4Al + 3C → Al3C4; – 2Li+2C → Li2C2 |
З сіркою | Чи не взаємодіють золото і платина | – 2K + S → K2S; – Fe + S → FeS; – Zn + S → ZnS |
З фосфором | При нагріванні | 3Ca + 2P → Ca3P2 |
З галогенами | Чи не реагують тільки малоактивні метали, мідь – при нагріванні | Cu + Cl2 → CuCl2 |
З водою | Лужні і деякі лужноземельні метали. При нагріванні, в умовах кислого або лужного середовища реагують метали середньої активності | – 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑; – Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2; – Pb + H2O → PbO + H2↑ |
З кислотами | Метали зліва від водню. Мідь розчиняється в концентрованих кислотах | – Zn + 2HCl → ZnCl2 + 2H2↑; – Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2↑; – Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + SO2↑ +2H2O |
З лугами | Тільки амфотерні метали | 2Al + 2KOH + 6H2O → 2K[Al(OH)4] + 3H2↑ |
З солями | Активні заміщають менш активні метали | 3Na + AlCl3→ 3NaCl + Al |
Метали взаємодіють між собою і утворюють інтерметалічні з’єднання – 3Cu + Au → Cu3Au, 2Na + Sb → Na2Sb.
Застосування
Загальні хімічні властивості металів використовуються для створення сплавів, миючих засобів, застосовуються в каталітичних реакціях. Метали присутні в акумуляторах, електроніці, в несучих конструкціях.
Основні галузі застосування вказані в таблиці.
Галузь | Виробництво | Метали |
Хімічна промисловість | Каталізатори, солі, луги | Pt, Fe, Ni, K |
Харчова промисловість | Кухонна сіль (NaCl), сода (Na2CO3, NaHCO3) | Na, Ca, Ag |
Металургія | Сплави, покриття, деталі різної форми, дріт, облицювання, будівельні матеріали та інструменти | Fe, Cr, Ni, W, Mo |
Приборобудування | Мікросхеми, фотоелементи, датчики | Cs, Co, Ni, Cu |
Ювелірна промисловість | Прикраси | Au, Pt, Ag |
Медицина | Протези | Ti, Ni, Au |
Що ми дізналися?
З уроку 9 класу хімії дізналися про основні хімічні властивості металів. Можливість взаємодіяти з простими і складними речовинами визначає активність металів. Чим активніше метал, тим легше він вступає в реакцію при звичайних умовах. Активні метали реагують з галогенами, неметалами, водою, кислотами, солями.
Амфотерні метали взаємодіють з лугами. Малоактивні метали не реагують з водою, галогенами, більшістю неметалів. Коротко розглянули галузі застосування. Метали використовуються в медицині, промисловості, металургії, електроніці.