10. Общая характеристика металлов и их соединений

Свойствами металлов обладает большинство элементов, входящих в периодическую систему Д.И. Менделеева. 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. В химическом отношении все металлы характеризуются сравнительной легкостью отдачи валентных электронов и, как следствие, 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, а низшая степень окисления, которой они обладают только в свободном состоянии, равна нулю. 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.

Контрольные вопросы

207. Чем отличается строение материалов от строения атомов металлов, неметаллов и как это отражается на их химических свой­ствах?

208. Руководствуясь строением атомов, охарактеризуйте общие и отличительные физические свойства металлов. Приведите приме­ры.

209. Из оксида железа Fe₃O₄ можно получить железо алюмино-термическим способом. Составьте уравнение этой реакции и пока­жите переход электродов.

210. Бериллий Be и магний Mg находятся в одной группе пе­риодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, од­нако их химические свойства различны. Поясните почему. Свой ответ подтвердите уравнениями соответствующих реакций. Охарактеризуйте применение бериллия и магния.

211. На основании, каких свойств составлен электрохимический ряд напряжений металлов? Почему ему дано такое название?

212. Алюминий, его оксид и гидроксид в химических реакциях могут образовывать комплексное соединение. Составьте уравнения известных вам реакций и в соответствующих соединениях укажите комплексообразователь, лиганды, координационное число, внут­реннюю и внешнюю сферы.

213. Составьте схему размещения электронов по энергетиче­скому уровню и подуровню в атоме титана. Какие степени окис­ления характерны для титана и его соединения? Поясните почему.

214. На основании чего можно утверждать, что титан является одним из важнейших металлов в современной технике?

215. Составьте уравнения реакции железа с простыми и слож­ными веществами. Покажите переход электронов, поясните, что окисляется и что восстанавливается, что является окислителем и что восстановителем.

216. Что такое сплавы и как их классифицируют?

217. Составьте электронные формулы соединений, образуемых алюминием с азотом и серой.

218. Алюминий, взаимодействуя с карбидом кальция СаС₂, дает кальций и карбид алюминия. Составьте уравнение этой реакции.

219. Как химическим путем удалить с алюминиевого изделия продукты коррозии (оксид и гидроксид алюминия), не причиняя ущерб металлу?

220. Составьте уравнение реакции получения титана из его высшего оксида алюминотермическим путем.

221. Какой металл является самым распространенным в земной коре? Какова формула его важнейшей руды?

222. Какие металлы являются основой легких конструкционных металлов? Почему не используются другие легкие металлы?

223. Как получают алюминий в промышленности?

224. Почему алюминий и его сплавы устойчивы на воздухе?

225. Каким образом можно разрушить оксидную пленку алю­миния?

226. Приведите качественные реакции на алюминий в сплавах.

227. Как получают титан в промышленности? Приведите важ­нейшие уравнения реакции.

228. Укажите важнейшие физико-химические свойства титана.

229. Благодаря каким важнейшим свойствам титановые сплавы применяются в самолето- и ракетостроении?

230. Какие свойства имеет титанат бария ВаTiO₃; и где он применяется?

231. Укажите важнейшие физико-химические свойства берил­лия.

232. Почему применение в промышленности бериллия и его сплавов ограничено?

233. Как получают магний в промышленных условиях?

234. Укажите основные физико-химические свойства магния.

235. Какие свойства магний придает сплавам? Где они применяются?

236. Укажите основной недостаток магниевых сплавов.