Kemijska svojstva metala s primjerima. Opće karakteristike metala
Struktura atoma metala određuje ne samo karakteristična fizikalna svojstva jednostavnih tvari - metala, već i njihova opća kemijska svojstva.
Uz veliku raznolikost, sve kemijske reakcije metala su redoks reakcije i mogu biti samo dvije vrste: spojevi i supstitucije. Metali su sposobni za kemijske reakcije donirati elektrone, odnosno biti redukcijski agensi, pokazati samo pozitivno oksidacijsko stanje u nastalim spojevima.
Općenito, to se može izraziti sljedećom shemom:
Me 0 - ne → Me + n,
gdje je Me metal - jednostavna tvar, a Me 0 + n je metal - kemijski element u spoju.
Metali su u stanju donirati svoje valentne elektrone atomima nemetala, vodikovim ionima, ionima drugih metala, pa će stoga reagirati s nemetalima – jednostavnim tvarima, vodom, kiselinama, solima. Međutim, sposobnost redukcije metala je različita. Sastav produkta reakcije metala s raznim tvarima također ovisi o oksidacijskoj sposobnosti tvari i uvjetima pod kojima se reakcija odvija.
Pri visokim temperaturama većina metala gori u kisiku:
2Mg + O 2 = 2MgO
U tim uvjetima ne oksidiraju se samo zlato, srebro, platina i neki drugi metali.
Mnogi metali reagiraju s halogenima bez zagrijavanja. Na primjer, aluminijski prah, kada se pomiješa s bromom, zapali se:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
Kada metali stupaju u interakciju s vodom, u nekim slučajevima nastaju hidroksidi. U normalnim uvjetima, alkalni metali, kao i kalcij, stroncij, barij, vrlo aktivno djeluju s vodom. Shema ove reakcije općenito izgleda ovako:
Me + HOH → Me (OH) n + H 2
Drugi metali reagiraju s vodom kada se zagrijavaju: magnezij kada vrije, željezo u vodenoj pari kada zavrije crveno. U tim slučajevima dobivaju se metalni oksidi.
Ako metal reagira s kiselinom, tada je dio dobivene soli. Kada metal stupa u interakciju s kiselinskim otopinama, može ga oksidirati vodikovi ioni prisutni u ovoj otopini. Skraćena ionska jednadžba u općem obliku može se napisati na sljedeći način:
Me + nH + → Me n + + H 2
Anioni kiselina koje sadrže kisik kao što su koncentrirana sumporna i dušična kiselina imaju jača oksidacijska svojstva od vodikovih iona. Stoga oni metali reagiraju s tim kiselinama koje se ne mogu oksidirati vodikovim ionima, na primjer, bakrom i srebrom.
Kod interakcije metala sa solima dolazi do supstitucijske reakcije: elektroni iz atoma supstituiranog - aktivnijeg metala prelaze na ione supstituiranog - manje aktivnog metala. Tada je mreža zamjena metala metalom u solima. Ove reakcije nisu reverzibilne: ako metal A istisne metal B iz otopine soli, tada metal B neće istisnuti metal A iz otopine soli.
U opadajućem redoslijedu kemijske aktivnosti koja se očituje u reakcijama istiskivanja metala jedan od drugog iz vodene otopine njihove soli, metali nalaze se u elektrokemijskom nizu napona (aktivnosti) metala:
Li → Rb → K → Ba → Sr → Ca → Na → Mg → Al → Mn → Zn → Cr → → Fe → Cd → Co → Ni → Sn → Pb → H → Sb → Bi → Cu → Hg → Ag → Pd → Pt → Au
Metali koji se nalaze lijevo u ovom redu su aktivniji i sposobni su istisnuti sljedeće metale iz otopina soli.
Vodik je uključen u elektrokemijski niz napona metala, kao jedini nemetal koji dijeli zajedničko svojstvo s metalima – tvoriti pozitivno nabijene ione. Stoga vodik zamjenjuje neke metale u njihovim solima i sam se može zamijeniti mnogim metalima u kiselinama, na primjer:
Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 + Q
Metali koji stoje u elektrokemijskom nizu napona do vodika istiskuju ga iz otopina mnogih kiselina (klorovodične, sumporne itd.), a svi oni koji ga slijede, na primjer, bakar, ne istiskuju.
blog., uz potpuno ili djelomično kopiranje materijala, potrebna je poveznica na izvor.
Metali zauzimaju donji lijevi kut periodnog sustava. Metali pripadaju obiteljima s-elemenata, d-elemenata, f-elemenata i djelomično - p-elemenata.
Najtipičnije svojstvo metala je njihova sposobnost doniranja elektrona i transformacije u pozitivno nabijene ione. Štoviše, metali mogu pokazati samo pozitivno oksidacijsko stanje.
Ja - ne = Me n +
1. Interakcija metala s nemetalima.
a ) Interakcija metala s vodikom.
Alkalijski i zemnoalkalijski metali izravno reagiraju s vodikom pri čemu nastaju hidridi.
Na primjer:
Ca + H 2 = CaH 2
Nastaju nestehiometrijski spojevi s ionskom kristalnom strukturom.
b) Interakcija metala s kisikom.
Svi metali s izuzetkom Au, Ag, Pt oksidiraju se atmosferskim kisikom.
Primjer:
2Na + O 2 = Na 2 O 2 (peroksid)
4K + O 2 = 2K 2 O
2Mg + O 2 = 2MgO
2Cu + O 2 = 2CuO
c) Interakcija metala s halogenima.
Svi metali reagiraju s halogenima i nastaju halogenidi.
Primjer:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
To su uglavnom ionski spojevi: MeHal n
d) Interakcija metala s dušikom.
Alkalijski i zemnoalkalijski metali međusobno djeluju s dušikom.
Primjer:
3Ca + N 2 = Ca 3 N 2
Mg + N 2 = Mg 3 N 2 - nitrid.
e) Interakcija metala s ugljikom.
Spojevi metala i ugljika - karbidi. Nastaju interakcijom talina s ugljikom. Aktivni metali tvore stehiometrijske spojeve s ugljikom:
4Al + 3C = Al 4 C 3
Metali – d-elementi tvore spojeve nestehiometrijskog sastava kao što su čvrste otopine: WC, ZnC, TiC – koriste se za dobivanje supertvrdih čelika.
2. Interakcija metala s vodom.
Metali reagiraju s vodom koja ima negativniji potencijal od redoks potencijala vode.
Aktivni metali aktivnije reagiraju s vodom, razgrađujući vodu uz oslobađanje vodika.
Na + 2H 2 O = H 2 + 2NaOH
Manje aktivni metali polako razgrađuju vodu i proces se inhibira zbog stvaranja netopivih tvari.
3. Interakcija metala s otopinama soli.
Takva je reakcija moguća ako je metal koji reagira aktivniji od metala u soli:
Zn + CuSO 4 = Cu 0 ↓ + ZnSO 4
0,76 B., = + 0,34 B.
Metal s negativnijim ili manje pozitivnim potencijalom standardne elektrode istiskuje drugi metal iz svoje otopine soli.
4. Interakcija metala s otopinama lužina.
Metali koji daju amfoterne hidrokside ili imaju visoka oksidacijska stanja u prisutnosti jakih oksidansa mogu komunicirati s lužinama. Kada metali stupaju u interakciju s otopinama lužina, voda je oksidacijsko sredstvo.
Primjer:
Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2 + H2
1 Zn 0 + 4OH - - 2e = 2- oksidacija
Zn 0 - redukcijsko sredstvo
1 2H 2 O + 2e = H 2 + 2OH - redukcija
H 2 O - oksidacijsko sredstvo
Zn + 4OH - + 2H 2 O = 2- + 2OH - + H 2
Metali s visokim stupnjem oksidacije mogu stupiti u interakciju s lužinama tijekom fuzije:
4Nb + 5O 2 + 12KOH = 4K 3 NbO 4 + 6H 2 O
5. Interakcija metala s kiselinama.
To su složene reakcije, produkti interakcije ovise o aktivnosti metala, o vrsti i koncentraciji kiseline te o temperaturi.
Prema svojoj aktivnosti, metali se konvencionalno dijele na aktivne, srednje aktivne i niskoaktivne.
Kiseline se konvencionalno dijele u 2 skupine:
Grupa I - kiseline s niskom oksidacijskom sposobnošću: HCl, HI, HBr, H 2 SO 4 (razrijeđeno), H 3 PO 4, H 2 S, oksidacijsko sredstvo ovdje je H +. Pri interakciji s metalima oslobađa se kisik (H 2). Metali s negativnim potencijalom elektrode reagiraju s kiselinama prve skupine.
Grupa II - kiseline visoke oksidacijske sposobnosti: H 2 SO 4 (konc.), HNO 3 (razrijeđen), HNO 3 (konc.). U tim kiselinama anioni kiseline su oksidanti:. Proizvodi redukcije aniona mogu biti vrlo raznoliki i ovise o aktivnosti metala.
H 2 S - s aktivnim metalima
H 2 SO 4 + 6e S 0 ↓ - s metalima srednje aktivnosti
SO 2 - s nisko aktivnim metalima
NH 3 (NH 4 NO 3) - s aktivnim metalima
HNO 3 + 4,5e N 2 O, N 2 - s metalima srednje aktivnosti
NE - s malo aktivnih metala
HNO 3 (konc.) - NO 2 - s metalima bilo koje aktivnosti.
Ako metali imaju promjenjivu valenciju, tada s kiselinama I. skupine metali poprimaju najniže pozitivno oksidacijsko stanje: Fe → Fe 2+, Cr → Cr 2+. Kod interakcije s kiselinama II skupine oksidacijsko stanje je +3: Fe → Fe 3+, Cr → Cr 3+, dok se vodik nikada ne oslobađa.
Neki metali (Fe, Cr, Al, Ti, Ni, itd.) u otopinama jakih kiselina, oksidirajući se prekrivaju gustim oksidnim filmom, koji štiti metal od daljnjeg otapanja (pasivacije), ali kada se zagrijava, oksid film se otapa i reakcija se nastavlja.
Slabo topljivi metali s pozitivnim potencijalom elektrode mogu se otopiti u kiselinama I. skupine u prisutnosti jakih oksidansa.
Prvi materijal koji su ljudi naučili koristiti za svoje potrebe je kamen. Međutim, kasnije, kada je osoba postala svjesna svojstava metala, kamen se pomaknuo daleko unatrag. Upravo su te tvari i njihove legure postale najvažniji i glavni materijal u rukama ljudi. Korištene su za izradu kućanskih predmeta, alata, građeni su prostori. Stoga ćemo u ovom članku razmotriti što su metali, čije su opće karakteristike, svojstva i primjena toliko relevantni do danas. Uostalom, doslovno odmah nakon kamenog doba uslijedila je cijela galaksija metala: bakra, bronce i željeza.
Metali: opće karakteristike
Što ujedinjuje sve predstavnike ovih jednostavnih tvari? Naravno, ovo je struktura njihove kristalne rešetke, vrste kemijskih veza i značajke elektronske strukture atoma. Uostalom, otuda i karakteristična fizička svojstva koja su u osnovi korištenja ovih materijala od strane ljudi.
Prije svega, razmotrite metale kao kemijski elementi periodični sustav. U njemu se nalaze prilično slobodno, zauzimaju 95 stanica od danas poznatih 115. Postoji nekoliko značajki njihovog položaja u općem sustavu:
- Formirajte glavne podskupine skupina I i II, kao i III, počevši od aluminija.
- Sve bočne podskupine sastavljene su samo od metala.
- Nalaze se ispod konvencionalne dijagonale od bora do astatina.
Na temelju takvih podataka lako je ući u trag da se nemetali skupljaju u gornjoj desnoj strani sustava, a sav ostatak prostora pripada elementima koje razmatramo.
Svi oni imaju nekoliko značajki elektronske strukture atoma:
opće karakteristike metala i nemetala omogućuje vam prepoznavanje uzoraka u njihovoj strukturi. Dakle, kristalna rešetka prvog je metalna, posebna. U njegovim čvorovima postoji nekoliko vrsta čestica odjednom:
- ioni;
- atomi;
- elektrona.
Unutra se nakuplja obični oblak, nazvan elektronski plin, što objašnjava sva fizička svojstva ovih tvari. Vrsta kemijske veze u metalima isto se zove s njima.
Fizička svojstva
Postoji niz parametara koji su zajednički svim metalima. Opće karakteristike njihovih fizikalna svojstva izgleda tako.
Navedeni parametri su opće karakteristike metala, odnosno svega što ih spaja u jednu veliku obitelj. Međutim, treba shvatiti da od svakog pravila postoje iznimke. Štoviše, takvih je elemenata previše. Stoga i unutar same obitelji postoje podjele na razne skupine, koje ćemo u nastavku razmotriti i za koje ćemo naznačiti karakteristične značajke.
Kemijska svojstva
Sa stajališta kemijske znanosti, svi metali su redukcijski agensi. Štoviše, vrlo su jaki. Što je manje elektrona na vanjskoj razini i što je veći atomski radijus, to je metal jači u ovom parametru.
Kao rezultat, metali mogu reagirati sa:
Ovo je samo opći pregled kemijskih svojstava. Doista, za svaku skupinu elemenata oni su čisto individualni.
Zemnoalkalijski metali
Opće karakteristike zemnoalkalijskih metala su sljedeće:
Dakle, zemnoalkalijski metali su uobičajeni elementi s-obitelji, pokazuju visoku kemijsku aktivnost i jaki su redukcijski agensi i važni sudionici bioloških procesa u tijelu.
Alkalijski metali
Opći opis počinje njihovim imenom. Dobili su ga zbog sposobnosti da se otapa u vodi, stvarajući lužine - kaustične hidrokside. Reakcije s vodom su vrlo burne, ponekad s upalom. Ove tvari se u prirodi ne pojavljuju u slobodnom obliku, jer je njihova kemijska aktivnost previsoka. Reaguju sa zrakom, vodenom parom, nemetalima, kiselinama, oksidima i solima, odnosno gotovo sa svime.
To je zbog njihove elektroničke strukture. Na vanjskoj razini postoji samo jedan elektron koji oni lako doniraju. Riječ je o najjačim redukcijskim sredstvima, zbog čega je trebalo dosta vremena da se dobiju u čistom obliku. Prvi je to učinio Humphrey Davy još u 18. stoljeću elektrolizom natrijevog hidroksida. Sada su svi predstavnici ove skupine minirani ovom metodom.
Opća karakteristika alkalnih metala također leži u činjenici da oni čine prvu skupinu glavne podskupine periodnog sustava. Svi su oni važni elementi koji tvore mnoge vrijedne prirodne spojeve koje koriste ljudi.
Opće karakteristike metala d- i f-familija
U ovu skupinu elemenata spadaju svi oni čije oksidacijsko stanje može varirati. To znači da, ovisno o uvjetima, metal može djelovati i kao oksidacijsko i kao redukcijsko sredstvo. Takvi elementi imaju veliku sposobnost reagiranja. Među njima je velik broj amfoternih tvari.
Zajednički naziv za sve te atome je prijelazni elementi. Dobili su ga zbog činjenice da, u pogledu manifestiranih svojstava, stvarno stoje u sredini, takoreći, između tipičnih metala s-obitelji i nemetala p-obitelji.
Opća karakteristika prijelaznih metala podrazumijeva označavanje njihovih sličnih svojstava. Oni su sljedeći:
- veliki broj elektrona na vanjskoj razini;
- veliki atomski radijus;
- nekoliko oksidacijskih stanja (od +3 do +7);
- nalaze se na d- ili f-podrazini;
- tvore 4-6 velikih perioda sustava.
Kao jednostavne tvari, metali ove skupine su vrlo jaki, duktilni i savitljivi, stoga su od velike industrijske važnosti.
Bočne podskupine periodnog sustava
Opće karakteristike metala sekundarnih podskupina potpuno se podudaraju s onima prijelaznih. I to nije iznenađujuće, jer su, zapravo, potpuno ista stvar. Samo što bočne podskupine sustava tvore upravo predstavnici d- i f-obitelji, odnosno prijelaznih metala. Stoga možemo reći da su ovi pojmovi sinonimi.
Najaktivniji i najvažniji od njih je prvi red od 10 predstavnika od skandija do cinka. Svi su oni od velike industrijske važnosti i ljudi ih često koriste, posebno za topljenje.
Legure
Opće karakteristike metala i legura omogućuju razumijevanje gdje i kako je moguće koristiti te tvari. Takvi su spojevi prošlih desetljeća doživjeli velike transformacije, jer se sve više aditiva otkriva i sintetizira za poboljšanje njihove kvalitete.
Najpoznatije legure danas su:
- mjed;
- duraluminijum;
- lijevano željezo;
- željezo;
- bronca;
- će pobijediti;
- nichrome i drugi.
Što je legura? Ovo je mješavina metala dobivena topljenjem potonjih u posebnim uređajima za peći. To se radi kako bi se dobio proizvod koji je po svojstvima superiorniji od čistih tvari koje ga tvore.
Usporedba svojstava metala i nemetala
Ako govorimo o općim svojstvima, tada će se karakteristike metala i nemetala razlikovati u jednoj vrlo važnoj točki: za potonje se slične značajke ne mogu razlikovati, budući da su vrlo različite u pogledu manifestiranih svojstava, kako fizičkih tako i kemijskih. .
Stoga je nemoguće stvoriti takvu karakteristiku za nemetale. Možete samo zasebno razmotriti predstavnike svake skupine i opisati njihova svojstva.
Jednadžbe reakcije za omjer metala:
- a) na jednostavne tvari: kisik, vodik, halogeni, sumpor, dušik, ugljik;
- b) na složene tvari: vodu, kiseline, lužine, soli.
- U metale spadaju s-elementi skupine I i II, svi s-elementi, p-elementi skupine III (osim bora), kao i kositar i olovo (skupina IV), bizmut (skupina V) i polonij (skupina VI). Većina metala ima 1-3 elektrona na vanjskoj energetskoj razini. U atomima d-elemenata, unutar razdoblja s lijeva na desno, ispunjene su d-podrazine pred-vanjskog sloja.
- Kemijska svojstva metala posljedica su karakteristične strukture njihovih vanjskih elektronskih omotača.
Unutar razdoblja, s povećanjem nuklearnog naboja, polumjeri atoma s istim brojem elektronskih ljuski se smanjuju. Atomi alkalnih metala imaju najveće polumjere. Što je polumjer atoma manji, to je energija ionizacije veća, a što je veći polumjer atoma, to je niža energija ionizacije. Budući da atomi metala imaju najveće radijuse atoma, karakteriziraju ih uglavnom niske vrijednosti energije ionizacije i afiniteta prema elektronima. Slobodni metali pokazuju izrazito reducirajuće osobine.
3) Metali stvaraju okside, na primjer:
Samo alkalijski i zemnoalkalijski metali reagiraju s vodikom, stvarajući hidride:
Metali reagiraju s halogenima, tvoreći halogenide, sa sumporom - sulfide, s dušikom - nitride, s ugljikom - karbide.
S povećanjem algebarske vrijednosti standardnog elektrodnog potencijala metala E 0 u nizu napona, sposobnost metala da reagira s vodom opada. Dakle, željezo reagira s vodom samo kada je vrlo visoka temperatura:
Metali s pozitivnom vrijednošću standardnog potencijala elektrode, odnosno koji stoje iza vodika u nizu napona, ne reagiraju s vodom.
Karakteristične su reakcije metala s kiselinama. Metali s negativnom vrijednošću E 0 istiskuju vodik iz otopina HCl, H 2 S0 4, H 3 P0 4 itd.
Metal s nižom vrijednošću E 0 istiskuje metal s velikom vrijednošću E 0 iz otopina soli:
Najvažniji spojevi kalcija dobiveni u industriji, njihova kemijska svojstva i načini proizvodnje.
Kalcijev oksid CaO naziva se živo vapno. Dobiva se spaljivanjem vapnenca CaCO 3 -> CaO + CO, na temperaturi od 2000°C. Kalcijev oksid ima svojstva bazičnog oksida:
a) reagira s vodom do oslobađanja veliki broj toplina:
CaO + H 2 0 = Ca (OH) 2 (gašeno vapno).
b) reagira s kiselinama, stvarajući sol i vodu:
CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O
CaO + 2H + = Ca 2+ + H 2 O
c) reagira s kiselim oksidima da nastane sol:
CaO + C0 2 = CaCO 3
Kalcijev hidroksid Ca (OH) 2 koristi se u obliku gašenog vapna, vapnenog mlijeka i vapnene vode.
Vapneno mlijeko je kaša nastala miješanjem viška hidratiziranog vapna s vodom.
Vapnena voda je bistra otopina dobivena filtriranjem vapnenog mlijeka. Koristi se u laboratoriju za otkrivanje ugljičnog monoksida (IV).
Ca (OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O
S produljenim prijenosom ugljičnog monoksida (IV), otopina postaje prozirna, jer nastaje kisela sol, topiva u vodi:
CaCO 3 + CO 2 + H 2 O = Ca (HCO 3) 2
Ako se dobivena prozirna otopina kalcijevog bikarbonata zagrije, tada se ponovno javlja zamućenje, jer se CaCO 3 taloži.
KEMIJSKA SVOJSTVA METALA
Po kemijska svojstva metali se dijele na:1 ) Aktivan (alkalijski i zemnoalkalijski metali, Mg, Al, Zn, itd.)
2) Metaliprosječna aktivnost (Fe, Cr, Mn, itd.);
3 ) Neaktivan (Cu, Ag)
4) Plemeniti metali - Au, Pt, Pd, itd.
Reakcije sadrže samo redukcijske agense. Atomi metala lako doniraju elektrone vanjskog (i neke od predvanjskog) sloja elektrona, pretvarajući se u pozitivne ione. Moguća oksidacijska stanja Me Niska 0, + 1, + 2, + 3 Visoka + 4, + 5, + 6, + 7, + 8
1. INTERAKCIJA S NEMETALIMA
1.S VODIKOM
Pri zagrijavanju reagiraju metali skupina IA i IIA, osim berilija. Nastaju čvrsti nestabilni hidridi, ostali metali ne reagiraju.
2K + H₂ = 2KH (kalijev hidrid)
Ca + H2 = CaH2
2.S kisikom
Svi metali reagiraju, osim zlata i platine. Reakcija sa srebrom odvija se pri visokim temperaturama, ali srebrov (II) oksid praktički ne nastaje, jer je toplinski nestabilan. Alkalijski metali u normalnim uvjetima stvaraju okside, perokside, superokside (litij - oksid, natrij - peroksid, kalij, cezij, rubidij - superoksid
4Li + O2 = 2Li2O (oksid)
2Na + O2 = Na2O2 (peroksid)
K + O2 = KO2 (superoksid)
Preostali metali glavnih podskupina u normalnim uvjetima tvore okside s oksidacijskim stanjem jednakim broju skupine 2Ca + O2 = 2CaO
2Sa + O2 = 2SaO
Metali bočnih podskupina u normalnim uvjetima i zagrijavanjem stvaraju okside, okside različitih oksidacijskih stanja i željezo željezov oksid Fe3O4 (Fe⁺²O ∙ Fe2⁺³O3)
3Fe + 2O2 = Fe3O4
4Cu + O₂ = 2Cu₂⁺¹O (crveno) 2Cu + O₂ = 2Cu⁺²O (crno);
2Zn + O₂ = ZnO 4Cr + 3O2 = 2Cr2O3
3.SA HALOGENIMA
halogenidi (fluoridi, kloridi, bromidi, jodidi). Alkalno u normalnim uvjetima s F, Cl, Br paljenjem:
2Na + Cl2 = 2NaCl (klorid)
Zemnoalkalna i aluminij reagiraju u normalnim uvjetima:
Sa + Cl2 =SaCl2
2Al + 3Cl2 = 2AlCl3
Metali bočne podskupine na povišenim temperaturama
Cu + Cl₂ = Cu⁺²Cl₂ Zn + Cl₂ = ZnCl₂
2Fe + ZS12 = 2Fe⁺³Cl3 feri klorid (+3) 2Cr + 3Br2 = 2Cr⁺³Br3
2Cu + I₂ = 2Cu⁺¹I(nema bakrenog jodida (+2)!)
4. INTERAKCIJA SA SUMPOROM
kada se zagrijava čak i s alkalnim metalima, sa živom u normalnim uvjetima. Svi metali reagiraju osim zlata i platine
ssiva – sulfidi: 2K + S = K2S 2Li + S = Li2S (sulfid)
Sa + S =Skao (sulfid) 2Al + 3S = Al2S3 Cu + S = Cu⁺²S (crno)
Zn + S = ZnS 2Cr + 3S = Cr2⁺³S3 Fe + S = Fe⁺²S
5. INTERAKCIJA S FOSFOROM I DUŠIKOM
nastavlja kada se zagrijava (iznimka: litij s dušikom u normalnim uvjetima):
s fosforom - fosfidi: 3ca + 2 P= Ca3P2,
S dušikom - nitridi 6Li + N2 = 3Li2N (litijev nitrid) (n.o.) 3Mg + N2 = Mg3N2 (magnezijev nitrid) 2Al + N2 = 2A1N 2Cr + N2 = 2CrN 3Fe + N2 = Fe₃²
6. INTERAKCIJA S UGLJIKOM I SILICIJOM
nastavlja kada se zagrije:
S ugljikom nastaju karbidi, s ugljikom reagiraju samo najaktivniji metali. Od alkalnih metala, karbidi tvore litij i natrij, kalij, rubidij, cezij ne komuniciraju s ugljikom:
2Li + 2C = Li2C2, Ca + 2C = CaC2
Metali – d-elementi tvore spojeve nestehiometrijskog sastava s ugljikom, kao što su čvrste otopine: WC, ZnC, TiC – koriste se za dobivanje supertvrdih čelika.
sa silicijem - silicidi: 4Cs + Si = Cs4Si,
7. INTERAKCIJA METALA S VODOM:
Metali koji podnose vodik u elektrokemijskom nizu napona reagiraju s vodom Zemnoalkalijski i zemnoalkalni metali reagiraju s vodom bez zagrijavanja, stvarajući topljive hidrokside (alkalije) i vodik, aluminij (nakon razaranja oksidnog filma – amalgamacija), magnezij kada zagrijavaju, tvore netopive baze i vodik...
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2
Sa + 2HOH = Ca (OH) 2 + H2
2Al + 6N2O = 2Al (OH) 3 + 3H2
Ostali metali reagiraju s vodom samo u užarenom stanju, stvarajući okside (željezo - željezni kamenac)
Zn + H2O = ZnO + H2 3Fe + 4HOH = Fe3O4 + 4H2 2Cr + 3H₂O = Cr2O₃ + 3H₂
8 S KISIKOM I VODOM
U zraku se željezo i krom lako oksidiraju u prisutnosti vlage (hrđe)
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe (OH) 3
4Cr + 3O2 + 6H2O = 4Cr (OH) 3
9. INTERAKCIJA METALA S OKSIDIMA
Metali (Al, Mg, Ca), reduciraju nemetale ili manje aktivne metale iz svojih oksida na visokim temperaturama → nemetalni ili niskoaktivni metal i oksid (kalcij-termički, magnezij-termički, aluminotermijski)
2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3 ZSa + Cr₂O₃ = ZSaO + 2Cr (800 °C) 8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe (termit) 2Mg + CO2 = 2MgO + S MgO + CO2 = Z MgO + CO2 = Z MgO + CO2 = 2CuO + N2 3Zn + SO2 = ZnS + 2ZnO
10. S OKSIDIMA
Metali željezo i krom reagiraju s oksidima, smanjujući oksidacijsko stanje
Cr + Cr2⁺³O3 = 3Cr⁺²O Fe + Fe2⁺³O3 = 3Fe⁺²O
11. INTERAKCIJA METALA S ALKALIJOM
Samo oni metali stupaju u interakciju s lužinama čiji oksidi i hidroksidi imaju amfoterna svojstva ((Zn, Al, Cr (III), Fe (III) itd. TALA → sol metala + vodik).
2NaOH + Zn → Na2ZnO2 + H2 (natrijev cinkat)
2Al + 2 (NaOH H2O) = 2NaAlO2 + 3H2
OTOPINA → kompleksna metalna sol + vodik.
2NaOH + Zn0 + 2H2O = Na2 + H2 (natrijev tetrahidroksozinkat) 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2
12. REAKCIJA S KISELINAMA (OSIM HNO3 i H2SO4 (konc.)
Metali koji stoje u elektrokemijskom nizu napona metala lijevo od vodika istiskuju ga iz razrijeđenih kiselina → sol i vodik
Zapamtiti! Dušična kiselina nikada ne oslobađa vodik kada je u interakciji s metalima.
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2
Al + 2HCl = Al⁺³Sl3 + N2
13. REAKCIJE SA SOLI
Aktivni metali istiskuju manje aktivne metale iz soli. Oporavak od rješenja:
CuSO4 + Zn = Zn SO4 + Cu
FeSO4 + Cu =REAKCIJENE
Mg + CuCl2 (pp) = MgCl2 +Su
Dobivanje metala iz rastaljenih soli
3Na + AlCl₃ = 3NaCl + Al
TiCl2 + 2Mg = MgCl2 + Ti
Metali skupine B reagiraju sa solima, smanjujući oksidacijsko stanje
2Fe⁺³Cl3 + Fe = 3Fe⁺²Cl2