Aktif metaller. Metaller Kimyasal reaksiyon sırasındaki metaller

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 verme 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 metallerin iyonlarına verme yeteneğine sahiptirler ve bu nedenle metal olmayanlarla (basit maddeler, su, asitler, tuzlar) reaksiyona gireceklerdir. 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 → H g → 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.

Metaller pozitif oksidasyon durumuna sahip aktif indirgeyici maddelerdir. Kimyasal özellikleri nedeniyle metaller endüstride, metalurjide, tıpta ve inşaatta yaygın olarak kullanılmaktadır.

Metal aktivitesi

Reaksiyonlarda metal atomları değerlik elektronlarını bırakarak oksitlenir. Bir metal atomunun enerji seviyesi ne kadar fazla ve elektron sayısı ne kadar azsa, elektronlardan vazgeçip reaksiyona girmesi o kadar kolay olur. Bu nedenle periyodik tabloda metalik özellikler yukarıdan aşağıya ve sağdan sola doğru artar.

Pirinç. 1. Periyodik tablodaki metalik özelliklerdeki değişiklikler.

Basit maddelerin aktivitesi metallerin elektrokimyasal voltaj serilerinde gösterilir. Hidrojenin solunda aktif metaller (sola doğru aktivite artar), sağında ise aktif olmayan metaller bulunur.

En büyük aktiviteyi, periyodik tablonun I. grubunda yer alan ve elektrokimyasal voltaj serisinde hidrojenin solunda yer alan alkali metaller sergiler. Zaten oda sıcaklığında olan birçok maddeyle reaksiyona girerler. Bunları grup II'de yer alan toprak alkali metaller takip etmektedir. Isıtıldığında çoğu maddeyle reaksiyona girerler. Alüminyumdan hidrojene (orta aktivite) kadar elektrokimyasal serideki metallerin reaksiyona girebilmesi için ek koşullar gerekir.

Pirinç. 2. Metallerin elektrokimyasal serileri.

Bazı metaller amfoterik özellikler veya dualite sergiler. Metaller, bunların oksitleri ve hidroksitleri asitler ve bazlarla reaksiyona girer. Çoğu metal yalnızca belirli asitlerle reaksiyona girerek hidrojenin yerini alır ve bir tuz oluşturur. En belirgin ikili özellikler şu şekilde sergilenir:

• alüminyum;
• yol göstermek;
• çinko;
• ütü;
• bakır;
• berilyum;
• krom.

Her metal, elektrokimyasal seride sağında duran başka bir metali tuzlardan uzaklaştırma kapasitesine sahiptir. Hidrojenin solundaki metaller onu seyreltik asitlerden uzaklaştırır.

Özellikler

Metallerin farklı maddelerle etkileşiminin özellikleri metallerin kimyasal özellikleri tablosunda sunulmaktadır.

Reaksiyon	Özellikler	Denklem
Oksijen ile	Çoğu metal oksit filmler oluşturur. Alkali metaller oksijen varlığında kendiliğinden tutuşur. Bu durumda sodyum peroksiti (Na202) oluşturur, grup I'in geri kalan metalleri süperoksitleri (RO2) oluşturur. Isıtıldığında alkali toprak metalleri kendiliğinden tutuşurken, orta düzeyde aktiviteye sahip metaller oksitlenir. Altın ve platin oksijenle etkileşime girmez	4Li + O2 → 2Li20; 2Na + O2 → Na202; K + O2 → KO2; 4Al + 3O2 → 2Al203; 2Cu + Ö2 → 2CuO
Hidrojen ile	Oda sıcaklığında alkali bileşikler reaksiyona girer ve ısıtıldığında alkali toprak bileşikleri reaksiyona girer. Berilyum reaksiyona girmez. Magnezyum ayrıca yüksek tansiyon gerektirir	Sr + H2 → SrH2; 2Na + H2 → 2NaH; Mg + H 2 → MgH 2
	Yalnızca aktif metaller. Lityum oda sıcaklığında reaksiyona girer. Diğer metaller - ısıtıldığında	6Li + N2 → 2Li3N; 3Ca + N2 → Ca3N2
Karbonlu	Lityum ve sodyum, geri kalanı - ısıtıldığında	4Al + 3C → Al3C4; 2Li+2C → Li 2 C 2
	Altın ve platin etkileşime girmez	2K + S → K2S; Fe + S → FeS; Zn + S → ZnS
Fosforlu	Isıtıldığında	3Ca + 2P → Ca3P2
Halojenli	Yalnızca düşük aktif metaller reaksiyona girmez, bakır - ısıtıldığında	Cu + Cl 2 → CuCl 2
	Alkali ve bazı alkali toprak metalleri. Asidik veya alkali koşullarda ısıtıldığında orta aktiviteli metaller reaksiyona girer	2Na + 2H20 → 2NaOH + H2; Ca + 2H20 → Ca(OH)2 + H2; Pb + H2O → PbO + H2
Asitlerle	Hidrojenin solundaki metaller. Bakır konsantre asitlerde çözünür	Zn + 2HCl → ZnCl2 + 2H2; Fe + H2S04 → FeS04 + H2; Cu + 2H 2 SO 4 → CuSO 4 + SO 2 +2H 2 O
alkaliler ile	Yalnızca amfoterik metaller	2Al + 2KOH + 6H20 → 2K + 3H2
	Reaktif metaller daha az reaktif metallerin yerini alır	3Na + AlCl 3 → 3NaCl + Al

Metaller birbirleriyle etkileşime girer ve metallerarası bileşikler oluşturur - 3Cu + Au → Cu 3 Au, 2Na + Sb → Na 2 Sb.

Başvuru

Metallerin genel kimyasal özellikleri alaşımlar, deterjanlar oluşturmak için kullanılır ve katalitik reaksiyonlarda kullanılır. Metaller pillerde, elektronik cihazlarda ve destekleyici yapılarda bulunur.

Ana uygulama alanları tabloda listelenmiştir.

Pirinç. 3. Bizmut.

Ne öğrendik?

9.sınıf kimya dersinde metallerin temel kimyasal özelliklerini öğrendik. Basit ve karmaşık maddelerle etkileşime girme yeteneği metallerin aktivitesini belirler. Bir metal ne kadar aktifse normal koşullar altında o kadar kolay reaksiyona girer. Aktif metaller halojenler, ametaller, su, asitler ve tuzlarla reaksiyona girer. Amfoterik metaller alkalilerle reaksiyona girer. Düşük aktif metaller su, halojenler ve çoğu metal olmayan maddeyle reaksiyona girmez. Uygulama alanlarını kısaca inceledik. Metaller tıpta, endüstride, metalurjide ve elektronikte kullanılmaktadır.

Konuyla ilgili deneme

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama puanı: 4.4. Alınan toplam puan: 246.

Bu ders “Metallerin genel özellikleri” konusunun incelenmesine ayrılmıştır. Metal bağlantısı." Derste metallerin genel kimyasal özellikleri ve metalik kimyasal bağların özellikleri ele alınacaktır. Öğretmen metallerin kimyasal ve fiziksel özelliklerindeki benzerlikleri iç yapılarının bir modelini kullanarak açıklayacaktır.

Konu: Metallerin Kimyası

Ders: Metallerin genel özellikleri. Metal bağlantı

Metaller ortak fiziksel özelliklerle karakterize edilir: özel bir metalik parlaklığa, yüksek termal ve elektrik iletkenliğine ve sünekliğe sahiptirler.

Metaller ayrıca bazı ortak kimyasal özellikleri paylaşır. Kimyasal reaksiyonlarda metallerin indirgeyici ajanlar olarak hareket ettiğini hatırlamak önemlidir: elektronları bağışlar ve oksidasyon durumlarını arttırırlar. Metallerin katıldığı bazı reaksiyonlara bakalım.

OKSİJEN İLE ETKİLEŞİM

Birçok metal oksijenle reaksiyona girebilir. Genellikle bu reaksiyonların ürünleri oksitlerdir ancak bir sonraki derste öğreneceğiniz istisnalar da vardır. Magnezyumun oksijenle etkileşimini ele alalım.

Magnezyum oksijende yanarak magnezyum oksit oluşturur:

2Mg + O2 = 2MgO

Pirinç. 1. Magnezyumun oksijende yanması

Magnezyum atomları dış elektronlarını oksijen atomlarına bağışlar: iki magnezyum atomu, iki elektronu iki oksijen atomuna bağışlar. Bu durumda magnezyum indirgeyici bir madde, oksijen ise oksitleyici bir madde görevi görür.

Metaller halojenlerle reaksiyona girer. Bu reaksiyonun ürünü, klorür gibi bir metal halojenürdür.

Pirinç. 2. Potasyumun klorda yanması

Potasyum klorda yanarak potasyum klorür oluşturur:

2K + Cl2 = 2KCl

İki potasyum atomunun her biri bir klor molekülüne birer elektron bağışlar. Oksidasyon durumunu artıran potasyum, indirgeyici bir ajanın rolünü oynar ve oksidasyon durumunu azaltan klor, bir oksitleyici ajanın rolünü oynar.

Birçok metal kükürt ile reaksiyona girerek sülfitler oluşturur. Bu reaksiyonlarda metaller aynı zamanda indirgeyici ajan olarak da görev yaparken, kükürt oksitleyici ajan olacaktır. Sülfürlerdeki kükürt -2 oksidasyon durumundadır, yani. oksidasyon sayısını 0'dan -2'ye düşürür. Örneğin, ısıtıldığında demir kükürt ile reaksiyona girerek demir (II) sülfür oluşturur:

Pirinç. 3. Demirin kükürt ile etkileşimi

Metaller ayrıca belirli koşullar altında hidrojen, nitrojen ve diğer metal olmayanlarla da reaksiyona girebilir.

Yalnızca alkali ve alkali toprak metalleri gibi aktif metaller, suyla ısınmadan reaksiyona girer. Bu reaksiyonlar sırasında bir alkali oluşur ve hidrojen gazı açığa çıkar. Örneğin kalsiyum suyla reaksiyona girerek kalsiyum hidroksit ve hidrojen oluşturur ve büyük miktarda ısı açığa çıkar:

Ca + 2H20 = Ca(OH)2 + H2

Demir ve çinko gibi daha az reaktif metaller, yalnızca ısıtıldığında suyla reaksiyona girerek metal oksit ve hidrojen oluşturur. Örneğin:

Zn + H2O = ZnO + H2

Bu reaksiyonlarda oksitleyici madde suyun içerdiği hidrojen atomudur.

Hidrojenin sağındaki gerilim serisinde yer alan metaller suyla reaksiyona girmez.

Hidrojenin solundaki gerilim serisindeki metallerin asitlerle reaksiyona girdiğini zaten biliyorsunuz. Bu reaksiyonlarda metaller elektron verir ve indirgeyici ajan olarak görev yapar. Oksitleyici madde asit çözeltilerinde oluşan hidrojen katyonlarıdır. Örneğin çinko hidroklorik asitle reaksiyona girer:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Aksi takdirde metallerin nitrik ve konsantre sülfürik asitlerle reaksiyonları meydana gelir. Bu reaksiyonlarda pratikte hiç hidrojen açığa çıkmaz. Gelecek derslerde bu etkileşimler hakkında konuşacağız.

Bir metal, tuzun içerdiği metalden daha aktifse tuz çözeltisiyle reaksiyona girebilir. Örneğin demir, bakır(II) sülfattan bakırın yerini alır:

Fe + CuS04 = FeS04 + Cu

Demir indirgeyici bir maddedir, bakır katyonları ise oksitleyici bir maddedir.

Metallerin neden ortak fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olduğunu açıklamaya çalışalım. Bunu yapmak için metalin iç yapısının bir modelini düşünün.

Metal atomları nispeten büyük yarıçaplara ve az sayıda dış elektrona sahiptir. Bu elektronlar çekirdeğe zayıf bir şekilde çekilir, bu nedenle kimyasal reaksiyonlarda metaller indirgeyici ajanlar olarak hareket ederek dış enerji seviyesinden elektronlar bağışlar.

Metallerin kristal kafesinin düğümlerinde sadece nötr atomlar değil aynı zamanda metal katyonları da vardır, çünkü dış elektronlar kristal kafes boyunca serbestçe hareket eder. Bu durumda elektron veren atomlar katyonlara, elektronları kabul eden katyonlar ise elektriksel açıdan nötr atomlara dönüşür.

Pirinç. 4. Metalin iç yapısının modeli

Metal katyonlarının serbestçe hareket eden elektronlara çekilmesi sonucu oluşan kimyasal bağa denir. metal.

Metallerin elektriksel ve termal iletkenliği, elektrik akımı ve ısı taşıyıcısı olabilen serbest elektronların varlığıyla açıklanmaktadır. Metalin plastisitesi, kimyasal bağın mekanik stres altında kopmaması ile açıklanmaktadır, çünkü Belirli atomlar ve katyonlar arasında değil, metal kristalindeki tüm serbest elektronlarla tüm metal katyonları arasında kimyasal bir bağ kurulur.

1. Mikityuk M.S. Kimyada problemlerin ve alıştırmaların toplanması. 8-11 sınıflar / M.S. Mikityuk. - M.: Yayınevi. "Sınav", 2009.

2. Orzhekovsky P.A. Kimya: 9. sınıf: ders kitabı. genel eğitim için kuruluş / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. - M.: AST: Astrel, 2007. (§23)

3. Orzhekovsky P.A. Kimya: 9. sınıf: genel eğitim. kuruluş / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, M.M. Şalaşova. - M.: Astrel, 2013. (§6)

4. Rudzitis G.E. Kimya: inorganik. kimya. Organ. kimya: ders kitabı. 9. sınıf için. / G.E. Rudzitis, F.G. Feldman. - M .: Eğitim, OJSC “Moskova Ders Kitapları”, 2009.

5. Khomchenko Kimliği. Lise için kimyada problemler ve alıştırmalar koleksiyonu. - M .: RIA “Yeni Dalga”: Yayıncı Umerenkov, 2008.

6. Çocuklar için ansiklopedi. Cilt 17. Kimya / Bölüm. ed. V.A. Volodin, Ved. ilmi ed. I. Leenson. - M.: Avanta+, 2003.

Ek web kaynakları

1. Dijital eğitim kaynaklarının birleşik bir koleksiyonu (konuyla ilgili video deneyimleri) ().

2. “Kimya ve Yaşam” () dergisinin elektronik versiyonu.

Ev ödevi

s.41 No. A1, A2, Orzhekovsky P.A. Ders Kitabından. “Kimya: 9. sınıf” (M.: Astrel, 2013).

Kolayca reaksiyona giren metallere aktif metaller denir. Bunlara alkali, alkalin toprak metalleri ve alüminyum dahildir.

Periyodik tablodaki konumu

Periyodik tabloda elementlerin metalik özellikleri soldan sağa doğru azalır. Bu nedenle, I ve II gruplarının unsurları en aktif olarak kabul edilir.

Pirinç. 1. Periyodik tablodaki aktif metaller.

Tüm metaller indirgeyici maddelerdir ve dış enerji seviyesinde elektronlarla kolayca ayrılırlar. Aktif metallerin yalnızca bir veya iki değerlik elektronu vardır. Bu durumda enerji seviyelerinin artmasıyla birlikte metalik özellikler yukarıdan aşağıya doğru artar, çünkü Elektron atom çekirdeğinden ne kadar uzaktaysa ayrılması o kadar kolay olur.

Alkali metaller en aktif olarak kabul edilir:

• lityum;
• sodyum;
• potasyum;
• rubidyum;
• sezyum;
• Fransızca

Alkali toprak metalleri şunları içerir:

• berilyum;
• magnezyum;
• kalsiyum;
• stronsiyum;
• baryum;
• radyum.

Bir metalin aktivite derecesi, metal voltajlarının elektrokimyasal serisiyle belirlenebilir. Bir element hidrojenin soluna ne kadar uzaksa o kadar aktiftir. Hidrojenin sağındaki metaller aktif değildir ve yalnızca konsantre asitlerle reaksiyona girebilir.

Pirinç. 2. Metallerin elektrokimyasal serileri.

Kimyadaki aktif metallerin listesi aynı zamanda grup III'te ve hidrojenin solunda bulunan alüminyumu da içerir. Ancak alüminyum aktif ve orta derecede aktif metallerin sınırında yer alır ve normal şartlarda bazı maddelerle reaksiyona girmez.

Özellikler

Aktif metaller yumuşaktır (bıçakla kesilebilir), hafiftir ve erime noktası düşüktür.

Metallerin ana kimyasal özellikleri tabloda sunulmaktadır.

Reaksiyon	Denklem	İstisna
Alkali metaller oksijenle etkileşime girdiğinde havada kendiliğinden tutuşur	K + Ö2 → KO2	Lityum oksijenle yalnızca yüksek sıcaklıklarda reaksiyona girer
Alkali toprak metaller ve alüminyum havada oksit filmler oluşturur ve ısıtıldığında kendiliğinden tutuşur.	2Ca + Ö2 → 2CaO
Basit maddelerle reaksiyona girerek tuzlar oluşturur	Ca + Br2 → CaBr2; - 2Al + 3S → Al 2 S 3	Alüminyum hidrojenle reaksiyona girmez
Suyla şiddetli reaksiyona girerek alkaliler ve hidrojen oluşturur	- Ca + 2H20 → Ca(OH)2 + H2	Lityum ile reaksiyon yavaştır. Alüminyum ancak oksit filmi çıkarıldıktan sonra suyla reaksiyona girer
Asitlerle reaksiyona girerek tuzlar oluşturur	Ca + 2HCl → CaCl2 + H2; 2K + 2HMnO4 → 2KMnO4 + H2
Tuz çözeltileriyle etkileşime girerek önce suyla, sonra tuzla reaksiyona girer.	2Na + CuCl2 + 2H20: 2Na + 2H20 → 2NaOH + H2; - 2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2 ↓ + 2NaCl

Aktif metaller kolayca reaksiyona girer, bu nedenle doğada yalnızca karışımlarda (mineraller, kayalar) bulunurlar.

Pirinç. 3. Mineraller ve saf metaller.

Ne öğrendik?

Aktif metaller, I ve II gruplarının elemanlarını içerir - alkali ve toprak alkali metallerin yanı sıra alüminyum. Aktiviteleri atomun yapısına göre belirlenir; birkaç elektron dış enerji seviyesinden kolayca ayrılır. Bunlar basit ve karmaşık maddelerle hızla reaksiyona girerek oksitler, hidroksitler ve tuzlar oluşturan yumuşak hafif metallerdir. Alüminyum hidrojene daha yakındır ve maddelerle reaksiyonu ek koşullar gerektirir - yüksek sıcaklıklar, oksit filminin tahrip edilmesi.

Konuyla ilgili deneme

Raporun değerlendirilmesi

Ortalama puanı: 4.4. Alınan toplam puan: 401.

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 madde" Ben(+X),

(+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

Metal aktivite serisi

Metallerin indirgeyici özellikleri birbirinden farklıdır. Elektrot potansiyelleri E, metallerin indirgeme özelliklerinin niceliksel bir özelliği olarak kullanılır.

Metal ne kadar aktif olursa, standart elektrot potansiyeli Eo o kadar negatif olur.

Oksidatif aktiviteleri azaldıkça sıralanan metaller bir aktivite serisi oluşturur.

Metal aktivite serisi

Ben

Li

k

CA

Hayır

Mg

Al

Mn

Zn

CR

Fe

Hayır

sn

kurşun

H2

Cu

Ag

Au

ben z+

Li+

K+

Ca2+

Na+

Mg 2+

Al 3+

Min 2+

Zn2+

Kr3+

Fe 2+

Hayır 2+

sn 2+

Pb2+

H+

Cu 2+

Ag+

Au 3+

E o,B

-3,0

-2,9

-2,87

-2,71

-2,36

-1,66

-1,18

-0,76

-0,74

-0,44

-0,25

-0,14

-0,13

0

+0,34

+0,80

+1,50

Daha negatif Eo değerine sahip bir metal, daha pozitif elektrot potansiyeline sahip bir metal katyonunu indirgeme kapasitesine sahiptir.

Bir metalin tuz çözeltisinden daha yüksek indirgeme aktivitesine sahip başka bir metalle indirgenmesine sementasyon denir.. Sementasyon metalurji teknolojilerinde kullanılır.

Özellikle Cd, tuzunun çinko ile çözeltisinden indirgenmesiyle elde edilir.

Zn + Cd 2+ = Cd + Zn 2+

3.3. 1. Metallerin oksijenle etkileşimi

Oksijen güçlü bir oksitleyici ajandır. dışındaki metallerin büyük çoğunluğunu oksitleyebilir.AuVepuan . Havaya maruz kalan metaller oksijenle temas eder, bu nedenle metallerin kimyası incelenirken her zaman metalin oksijenle etkileşiminin özelliklerine dikkat edilir.

Herkes nemli havadaki demirin pasla nemlendirilmiş demir oksitle kaplandığını bilir. Ancak çok yüksek olmayan sıcaklıklarda kompakt durumdaki birçok metal, yüzeylerinde ince koruyucu filmler oluşturduklarından oksidasyona karşı direnç gösterir. Bu oksidasyon ürünleri filmleri oksitleyici maddenin metalle temas etmesini önler. Metalin yüzeyinde metalin oksidasyonunu önleyen koruyucu tabakaların oluşması olayına metalin pasifleşmesi denir.

Sıcaklıktaki artış metallerin oksijenle oksidasyonunu teşvik eder. Metallerin aktivitesi ince ezilmiş halde artar. Toz halindeki metallerin çoğu oksijende yanar.

s-metaller

En büyük indirgeyici aktiviteyi gösterS-metaller. Na, K, Rb Cs metalleri havada tutuşabilir ve kapalı kaplarda veya bir gazyağı tabakası altında depolanırlar. Be ve Mg havada düşük sıcaklıklarda pasifleştirilir. Ancak ateşlendiğinde Mg bandı kör edici bir alevle yanar.

MetallerIIA-alt grupları ve Li, oksijenle etkileşime girdiğinde oksitler oluşturur.

2Ca + O2 = 2CaO

4 Li + Ö 2 = 2 Li 2 Ö

Alkali metaller hariçLioksijenle etkileşime girdiğinde oksitler değil peroksitler oluştururlarBen 2 Ö 2 ve süperoksitlerMeO 2 .

2Na + O2 = Na202

K + Ö2 = KO2

p-metaller

Ait olduğu metallerP- blok havada pasifleştirilir.

Oksijenle yanarken

• IIIA alt grubunun metalleri bu tür oksitler oluşturur Ben 2 Ç 3,
• Sn oksitlenir SnO 2 ve Pb - kadar PbO
• Bi gidiyor Bi2O3.

d-metaller

TümD-periyod 4 metalleri oksijenle oksitlenir. Sc, Mn, Fe en kolay oksitlenenlerdir. Korozyona karşı özellikle dayanıklı olanlar Ti, V, Cr'dir.

Oksijenle yandığında hepsindenD

Oksijenle yandığında hepsindenD-periyod 4 elementlerinden yalnızca skandiyum, titanyum ve vanadyum, Me'nin grup numarasına eşit en yüksek oksidasyon durumunda olduğu oksitleri oluşturur. Geriye kalan 4 d-metal periyodu oksijende yakıldığında Me'nin orta fakat kararlı oksidasyon durumlarında olduğu oksitler oluşturur.

Oksijende yandığında 4. periyot d-metallerinin oluşturduğu oksit türleri:

• MeO Zn, Cu, Ni, Co'yu oluşturur. (T>1000°C'de Cu, Cu2O'yu oluşturur),
• Ben 2 Ç 3, Cr, Fe ve Sc'yi oluşturur,
• MeO 2 - Mn ve Ti,
• V daha yüksek bir oksit oluşturur - V 2 Ö 5 .

D- 5. ve 6. periyotlara ait metaller hariç Evet, La, Oksidasyona diğer tüm metallerden daha dayanıklıdır. Oksijenle reaksiyona girmez Au,Pt .

Oksijenle yandığındaD-5. ve 6. periyotların metalleri kural olarak daha yüksek oksitler oluşturur, istisnalar Ag, Pd, Rh, Ru metalleridir.

Oksijende yanma sırasında 5. ve 6. periyotlardaki d-metallerin oluşturduğu oksit türleri:

• Ben 2 Ç 3- Y, La'yı oluşturur; Rh;
• MeO 2- Zr, Hf; IR:
• Ben 2 Ç 5- Nb, Ta;
• MeO 3- Mo, W
• Ben 2 Ç 7- Tc, Re
• MeO 4 - İşletim sistemi
• MeO- Cd, Hg, Pd;
• Ben 2 O- Ag;

Metallerin asitlerle etkileşimi

Asit çözeltilerinde hidrojen katyonu oksitleyici bir maddedir. H+ katyonu aktivite serisindeki metalleri hidrojene kadar oksitleyebilir yani Negatif elektrot potansiyeline sahip olan

Oksitlendiğinde birçok metal asidik sulu çözeltilerde katyonlara dönüşür.ben + .

Bir dizi asidin anyonları, H + 'dan daha güçlü oksitleyici özellikler gösterme yeteneğine sahiptir. Bu tür oksitleyici maddeler arasında anyonlar ve en yaygın asitler bulunur. H 2 BU YÜZDEN 4 VeHNO 3 .

NO 3 - anyonlar çözeltideki herhangi bir konsantrasyonda oksitleyici özellikler sergiler, ancak indirgeme ürünleri asit konsantrasyonuna ve oksitlenen metalin doğasına bağlıdır.

SO 4 2-anyonları yalnızca konsantre H 2 SO 4'te oksitleyici özellikler sergiler.

Oksitleyici maddelerin indirgeme ürünleri: H+, NO 3 - , BU YÜZDEN 4 2 -

2Н + + 2е - =H2

BU YÜZDEN 4 2- konsantre H 2 SO 4'ten BU YÜZDEN 4 2- + 2e - + 4 H + = BU YÜZDEN 2 + 2 H 2 Ö

(S, H 2 S oluşumu da mümkündür)

NO 3 - konsantre HNO 3'ten NO 3 - + e - + 2H + = NO 2 + H 2 O
NO 3 - seyreltik HNO 3'ten NO 3 - + 3e - +4H+=HAYIR+2H2O

(N 2 O, N 2, NH 4 + oluşumu da mümkündür)

Metaller ve asitler arasındaki reaksiyon örnekleri

Zn + H 2 SO 4 (seyreltilmiş) " ZnSO 4 + H 2

8Al + 15H 2 SO 4 (k.) " 4Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S + 12H 2 O

3Ni + 8HNO 3 (dil.) " 3Ni(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O

Cu + 4HNO 3 (k.) " Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

Asidik çözeltilerde metal oksidasyon ürünleri

Alkali metaller Me + tipi bir katyon oluşturur, ikinci grubun s-metalleri katyonları oluşturur Ben 2+.

Asitlerde çözündüğünde p-blok metalleri tabloda belirtilen katyonları oluşturur.

Pb ve Bi metalleri yalnızca nitrik asitte çözünür.

Ben	Al	GA	İçinde	TL	sn	kurşun	Bi
Mez+	Al 3+	Ga 3+	3+'de	TL+	sn 2+	Pb2+	Bi 3+
Eo,B	-1,68	-0,55	-0,34	-0,34	-0,14	-0,13	+0,317

4 periyodun tüm d-metalleri hariç Cu iyonlar tarafından oksitlenebilirH+ asidik çözeltilerde.

4. periyot d-metallerinin oluşturduğu katyon türleri:

• ben 2+(Mn'den Cu'ya kadar değişen d-metalleri oluşturur)
• ben 3+ ( nitrik asitte Sc, Ti, V, Cr ve Fe oluşturur).
• Ti ve V ayrıca katyonlar oluşturur MeO 2+

D- 5. ve 6. periyotların elemanları oksidasyona 4. periyotlardan daha dirençlidirD- metaller.

Asidik çözeltilerde H + oksitlenebilir: Y, La, Cd.

Aşağıdakiler HNO 3'te çözülebilir: Cd, Hg, Ag. Pd, Tc, Re sıcak HNO 3'te çözünür.

Aşağıdakiler sıcak H 2 SO 4'te çözünür: Ti, Zr, V, Nb, Tc, Re, Rh, Ag, Hg.

Metaller: Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W genellikle HNO3 + HF karışımı içinde çözülür.

Kral suyunda (HNO3 + HCl karışımı) Zr, Hf, Mo, Tc, Rh, Ir, Pt, Au ve Os zorlukla çözülebilir. Metallerin kral sularda veya HNO3 + HF karışımında çözünmesinin nedeni karmaşık bileşiklerin oluşmasıdır.

Örnek. Altının Kral Suyu'nda çözünmesi, bir kompleksin oluşması nedeniyle mümkün olur -

Au + HNO3 + 4HCl = H + NO + 2H20

Metallerin su ile etkileşimi

Suyun oksitleyici özelliği şunlardan kaynaklanmaktadır: H(+1).

2H 2 Ö + 2e -" N 2 + 2OH -

Sudaki H+ konsantrasyonu düşük olduğundan oksitleyici özellikleri düşüktür. Metaller suda çözünebilir e< - 0,413 B. Число металлов, удовлетворяющих этому условию, значительно больше, чем число металлов, реально растворяющихся в воде. Причиной этого является образование на поверхности большинства металлов плотного слоя оксида, нерастворимого в воде. Если оксиды и гидроксиды металла растворимы в воде, то этого препятствия нет, поэтому щелочные и щелочноземельные металлы энергично растворяются в воде. TümS-metaller hariç Be ve Mg suda kolaylıkla çözünür.

2 Hayır + 2 HOH = H 2 + 2 AH -

Na suyla kuvvetli bir şekilde reaksiyona girerek ısı açığa çıkarır. Açığa çıkan H2 tutuşabilir.

2H2 +O2 =2H2O

Mg yalnızca kaynar suda çözünür, Be inert çözünmeyen bir oksitle oksidasyondan korunur.

P-blok metalleri, P-blok metallerine göre daha az güçlü indirgeyici ajanlardır.S.

P-metaller arasında indirgeme aktivitesi IIIA alt grubunun metallerinde daha yüksektir, Sn ve Pb zayıf indirgeyici maddelerdir, Bi'nin Eo > 0'ı vardır.

p-metaller normal koşullar altında suda çözünmez. Koruyucu oksit su ile alkali çözeltilerde yüzeyden çözündüğünde Al, Ga ve Sn oksitlenir.

D-metaller arasında su ile oksitlenirler Sc ve Mn, La, Y ısıtıldığında Demir su buharı ile reaksiyona girer.

Metallerin alkali çözeltilerle etkileşimi

Alkali çözeltilerde su, oksitleyici bir madde görevi görür..

2H 2 Ö + 2e - =H2 + 2OH - Eo = - 0,826 B (pH = 14)

H + konsantrasyonunun azalmasına bağlı olarak suyun oksitleyici özellikleri artan pH ile azalır. Yine de, Suda çözünmeyen bazı metaller alkali çözeltilerde çözünür.örneğin Al, Zn ve diğerleri. Bu tür metallerin alkali çözeltilerde çözünmesinin ana nedeni, bu metallerin oksit ve hidroksitlerinin amfoterisite sergilemesi ve alkali içinde çözünerek oksitleyici madde ile indirgeyici madde arasındaki bariyeri ortadan kaldırmasıdır.

Örnek. Al'ın NaOH çözeltisinde çözünmesi.

2Al + 3H20 + 2NaOH + 3H20 = 2Na + 3H2