13.1 Елементи 1 групи.

До елементів 1 групи відноситься: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr – I-A підгрупа, Cu, Ag, Au – II-В підгрупа. Всі елементи І-А пігрупи подібні за властивостями, що пояснюється однотипною будовою не лише валентної електронної оболонки, а і перед зовнішньою.

Для Cu, Ag, Au – II-В підгрупи характерні ступінь окиснення +1, +2, +3. Відновні і основні властивості послаблюються від міді до золота.

Мідь - малоактивний метал, в електрохімічному ряду напруги вона стоїть правіше за водень. Вона не взаємодіє з водою, розчинами лугів, соляною і розбавленою сірчаною кислотою. Проте в кислотах — сильних окислювачах (наприклад, азотною і концентрованою сірчаною) — мідь розчиняється:

3Cu + 8HNO3 ? 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4Н2О

Концентрована мідь має достатньо високу стійкість до корозії. Проте у вологій атмосфері, що містить вуглекислий газ мідь покривається зеленуватим нальотом основного карбонату міді:

2Cu + O2 + CO2 + Н2O = Cu(OH)2 + CuCO3

В сполуках мідь може проявляти ступені окиснення +1, +2 і +3, з яких +2 — найбільш характерна і стійка. Мідь (II) утворює стійкий оксид CuO і гідроксид Cu(OН)2. Цей гідроксид амфотерний, добре розчиняється у кислотах Cu(OН)2 + 2HCl = CuCl2 + 2Н2О і в концентрованих лугах. Солі міді (II) знайшли широке застосування в народному господарстві. Особливо важливим є мідний купорос — кристалогідрат сульфату міді (II) CuSO4

Сучасне широке застосування міді пов’язане з її високою електропровідністю, хімічною стійкістю, пластичністю і здатністю утворювати сплави з багатьма металами: оловом (бронза), цинком (латунь), нікелем (мельхіор) і ін. Мідь використовується в різних галузях промисловості: електротехнічній (50%), машинобудуванні (25%), будівельній, харчовій і хімічній (25%) галузях.

Мідь - важливий елемент для всіх рослин і тварин. В основному мідь міститься в крові в складі білків плазми, які називаються церулоплазмінами. Поглинаючись в кишечнику мідь переноситься до печінки завдяки зв'язку із альбуміном.

При надходженні в організм людини надлишкової кількості міді може виникнути анемія, гепатит, а також просто інтоксикація організму.

14.1. Елементи 8 групи

У побічній підгрупі 8 групи ПСЕ знаходиться 9 елементів: залізо, кобальт, нікель, рутеній, родій, паладій, осмій, іридій, платина.

Родину заліза утворюють елементи залізо, кобальт, нікель, а решта становлять родину платинових металів. Атоми елементів родини заліза мають на зовнішньому енергетичному рівні по 2 електрони, які вони легко віддають в хімічних реакціях. У стійких сполуках ці елементи виявляють ступінь окиснення +2, +3. Для цих елементів характерна властивість приєднувати нейтральні молекули.

Метали родини заліза при нагріванні взаємодіють з киснем, парою води, галогенами, сіркою, фосфором, кремнієм, вуглецем і бором. Найбільш стійкими є сполуки заліза(III), кобальту(II), нікелю(II). Родина заліза поширена в природі у вигляді сполук (оксиди, сульфіди, сульфати, карбонати, тощо). У вільному стані зустрічаються рідко-у вигляді залізних метеоритів. : Залізо, кобальт, нікель та їхні сплави-дуже важливі матеріали сучасної техніки. Але найбільше значення має залізо. За поширеністю в природі ферум займає друге місце серед металів (після алюмінію). На нього припадає 5,10% маси земної кори. За вмістом в земній корі ферум займає 4-е місце. Зустрічається він винятково у вигляді різних сполук. Вільне залізо знаходять лише в метеоритах.

Ферум - поширений елемент метеоритної речовини: в кам'яних метеоритах міститься 25, а в залізних 90,85 мас.% Fe. Космічна поширеність заліза близька до його вмісту в фотосфері Сонця - 627 г/т. Найбідніша на ферум поверхня Землі. Найважливішими природними сполуками феруму, що мають промислове значення, є магнітний залізняк Fe3O4, червоний залізняк Fe2O3, бурий залізняк Fe2O3 · nH2O та пірит FeS2. Оксиди феруму служать рудами, з яких добувають залізо, а пірит — сировиною для сульфатно-кислотного виробництва.

Залізо добувають в основному з різних руд. Чисте залізо має обмежене застосування. В техніці зазвичай використовують сплави заліза з вуглецем, які поділяють на сталі і чавуни.

Чаву?н — сплав заліза з вуглецем, який може вміщувати від 2,14 до 4,3 % вуглецю і більше.Чавун одержують з залізної руди в спеціальних вертикальних печах, які називають доменними печами, або домнами. Чавуни досить широко застосовуються завдяки високим механічним властивостям, оброблюваності різанням, можливості зміни властивостей термообробкою й легуванням. Розрізняють 2 види чавуну: білий і сірий. . Білий чавун дуже твердий і крихкий, через що механічній обробці він не піддається, а при ударі легко розбивається на куски. Тому з білого чавуну ніякої продукції не виробляють, він переробляється на сталь і частково на сірий чавун. Сірий чавун менш крихкий, ніж білий. З нього відливають різні деталі для машин, махові колеса, плити, станини для машин, каналізаційні труби тощо. Вироби з сірого чавуну механічній обробці не піддаються.

Сталь — сплав заліза з вуглецем, який містить до 2,14 % вуглецю. За вмістом вуглецю сталі поділяють на дві групи: м'яка сталь, або технічне залізо (містить до 0,3 % вуглецю), тверда сталь (містить від 0,3 до 2,14 % вуглецю). Суть процесу переробки чавуну на сталь полягає у зменшенні до потрібної концентрації вмісту вуглецю і шкідливих домішок — фосфору і сірки, які роблять сталь крихкою і ламкою. Сталь досить пластична, її можна кувати, прокатувати, штампувати. Характерною особливістю сталі є її здатність загартовуватись.

Залізовуглецеві сплави чавун і сталь - основа конструкцій матеріалів, що застосовуються у всіх галузях промисловості. Виробництво заліза та його сплавів складає окрему галузь промисловості - чорну металургію. За сучасної економічної ситуації металургійний комплекс залишається одним з найважливіших чинників подальшого розвитку народного господарства. Чорні та кольорові метали займають провідне місце серед конструкційних металів. Вони широко використовуються в машинобудуванні , будівництві, транспорті й у всіх без винятку галузях сільського господарства, витримуючи гостру конкуренцію збоку пластмас, кераміки, композитів, інших сучасних матеріалів. Це призводить до забруднення НС, шкодить здоров’ю людей.