28) Металдардың химиялық қасиеттері. Тотықтырғыштық- тотықсыздандырғыштық. Металдардың коррозиясы. Күресу жолдары.

Қоршаған ортаның әсерінен металдың жаңа химиялық қосылыс түзе күйреуін коррозия («жемірілу») дейді. Коррозияның күнде кездесетін мысалы-темірдің таттануы-темір ауадағы оттекпен тотығып, беті таттанады (Fe₂O₃*H₂O ). Коррозияның бір түрін химиялық коррозия дейді, ол қышқыл, сілті, тұздардың ерітінділерінің және түрлі газдардың (CO_2, H₂S_, SO_2, HCl т.т.) тікелеі әрекеті, мысалы металдан жасалған көп заттар-машиналар, көпірлер, түрлі каркастар, станоктар, механизмдер, үйдің шатыры, рельс, провод т.б. ашық ауада, судың, түрлі ерітінділердің және газдардың әсері тиетін жерлерде болады. Бірақ, халық шаруашылығының тірлі салаларына өте көп зиян келтіретін электрхимиялық коррозия. Электрохимиялық коррозия болу үшін электрхимиялық процесс өту керек; ондай процесс үшін екі электрод және электродтар батырылып тұратын электролит болуы шарт. Металл таза болса коррозияланбайды. Тіпті темір сияқты металдың өзі де таза болса таттанбайды. Бірақ техникада алынатын металдар еш уақыт таза болмайды, оларда аралас көбіне басқа металдар қоспалары болады, міне, осыдан коррозияға қолайлы жағдай туады. Металдар мен құймалар әр түрлі заттармен жанасқанда, олармен әрекеттесіп, химиялық қосылыстар түзеді. Әсіресе жаңбыр, топырақ ылғалы, ауа әсерінен қоршаған ортадағы металдар бүлініп желінеді. Металдардың бәрі бірдей жемірілуге ұшырай бермейді. Кернеу қатарында күмістен соң орналасқан металдар "бекзат металдар" деп аталады, олар іс жүзінде бүлінбейді. Сондықтан бұл металдарды және олардың құймаларын жемірілуге тыйым салынған жерлерде қолданады. Мысалы, электрондық өнеркәсіпте, ғарыштық техникада контактілер жасау үшін алтынды пайдаланады. Кернеу қатарында магнийдің сол жағында орналасқан сілтілік және сілтілікжер металдар "бекзат металдарға" қарама-қарсы қасиетке ие. Олар көдімгі жағдайдың өзінде қоршаган ортадағы көптеген заттармен (ең алдымен, оттекпен және сумен) оңай әрекеттеседі, сондықтан қондырғылар мен аппараттар жасауға пайдаланылмайды. Кернеу қатарының орта шенінде жемірілуге баяу ұшырайтын металдар орналасқан. Олардың біразы, мысалы, Mg, Zn, Al, Cr, Ni жемірілуге төзімді, себебі металдардың бетінде оксидтен тұратын өте жұқа қабықша пайда болып, металдарды қоршаған ортамен жанасудан сақтап тұрады. Адамдар темірдің таттануын жиі кездестіреді, жемірілген темірдің бетін кеуек қоңырқай тат қабаты басады. Темірдің таттануы, әдетте, оттектің әсерінен болады:

2Fe⁰ + 2Н₂О + О₂ = 2Ғе(ОН)₂

Оттек молекуласы темірді алдымен Ғе⁺², содан кейін Ғе⁺³ катионына айналдырады:

Тотықсыздандырғыш 2Ғе⁰ — 2ē —> 2Ғе⁺²

Тотыктырғыш О⁰₂ + 4ē = 2О₂^-2

4Ғе(0Н)₂ + 2Н₂О + О₂ -> 4Ғе(0Н)₃

Тотықсыздандырғыш Fe⁺² — ē —> Fe⁺³

Тотыктырғыш О⁰₂+4ē —> 2О^-2

Жалпы алғанда, металдардың және олардың құймаларының қоршаған орта әсерінен жемірілуге ұшырауын химиялық және электрохимиялық деп екіге бөледі.

29) d-элементтердіңсипаттамаларына. жалпы шолу және салыстымалы сипаттама беру.

ІІВ тобын мырыш Zn, кадмий Cd, сынап Hg құрады, бұл элементтердің электрондық қабаттарының саны әр түрлі болағанмен сыртқы екі қабатындағы электрондардың орналасу реті бірдей болады.Барлығының сыртқы қабатында 2 s-электрон, ал сырттан санағанда екінші қабата 18 электрон болады да олар былай жазылады: (n-1) s² p6 d¹⁰ ns² Бұл элементтердің соңғыдан кейінгі қабатының d-қабатшасында электрондар орналасуы аяқталғандықтан орналасуы аяқталғандықтан химиялық байланыс түзуге қатыспайды.сондықтан да басқа элементтермен валенттік байланыс түзуге сыртқы s-электрондары катысады.бұл электрондар элементтер атомдарында жұптасып тұрғандықтан қалыпты күйдегі валенттіліктері нөлге тең болады, ал қоздырғанда екі электронның біреуі көршілес р-қабатшасына көшетіндіктен валенттіктері 0-ден 2-ге дейін артады. Бұл жағынан қосымша топша элементтері негізгі топшаға ұқсас болады. Бұл элементтер химиялық қосылыстарда 2+ тотығу дәрежесін көрсетеді, тек сынап қана қосылыстарды 2+ пен қатар 1+ тотығу дәрежесін көрсетеді. Мырыш,кадмий, сынап элементтерінің бірінші иондану потенциалдарының мәні сәйкес периодтардағы d-элементтерінің бірінші иондану потенциалының мәндерінен көп екенін байқауға болады. Оның себебі екінші қосымша топша элементтерінің ns² электрондары іштке қарай өткенде аяқталған (n-1) d-қабатшасы сырт жағынан қалқалап олардың үзіліп кетуін қиындатады да, олардың иондану потенциалыныі мәнін артады. Мырышқа қарағанда кадмийдің иондану потенциалының аз болуы кадмийдің электрондық қабаттарының артуына байланысты, ал иондану энергиясының сынапта қайтадан көбеюі оның 6s² электрондарының 5d-электрондық қабатша ғана емес, 4 f¹⁴ электрондық қабатшасы да қалқалап тұруына байланысты. Үшінші топтың d-элементтерінк немесе үшінші негізгі топшаға скандий Sc, иитрий Y, лантан La,актиний Ac жатады. Скандий, иитрий, лантан, актиний өздері тұрған реиодтардағы бірінші d-элементтер, сондықтан олардың сыртқыдан кейінгі қабаттың d-қабатшасында бір-бірден электрондары болады.Скандий топшасы элементтері химиялық қосылыстарда байланыстар түзуге сыртқы екі s-электрондарын және d-электронын жумсап үш валентті болады. Элементтердің қалыпты күйдегі валенттіктері бірге, ал қозған кезде жұп электрондардың біреуі осы қабаттағы р-қабатшасына көшетіндіктен үш валентті болады.Элементтердің реттік нөмерінің өсуіне байланысты олардың атомдарыны0ң, иондарының радиустары заңды түрде улкейетінін және соған сәйкес иондану энергияларының кемитінін көруге болады. Осы бағытта элементтердің стандартты электодтық потенциалдар міндері де азайып, олардың химиялық активтігі де артады. Скандий, иитрий, лантан, актиний элементтерінің химиялық қосылыстарындағы тотығу дәрежелері әр уақытта тұрақты болады- ол 3+ке тең.

Төртінші топтің қосымша топшасына немесе IVB тобына титинTi, цирконий Zr, гафний Hf жатады. Бұл топшаға ядролық реакцияның жәрдемімен алынған №104 элемент курчатовий де Ku жатады.топша элементтерінің қалыпты жағдайда жұптасқан екі s-электрондары және дара екі d-электрондары болады. Сондықтан бұл элементтердің қалыпты күйдегі валенттіктері екіге тең. Сырттан энергия жұмсау арқылы олардың атомдарын қоздырып жұп s-электронның біреуін осы қабаттағы р-қабатшасына көшіріп дара электрондардың санын төртке жеткізуге болады. Қозған күйде элементтер төрт валентті болады. Төртінші қосымша топша элементтері нағыз металдар және металдық қасиеттері Ti-Zr-Hf-Ku қатарында артады. Әсіресе, цирконий мен гафнийдің атомдарының және иондарының радиустары бірдей болғандықтан оардың қасиеттері де өзара ұқсас болады. Барлық металдардың балқу және қайнау температуралары өте жоғары.

Бесінші топтың қосымша топшасын V B тобын ваннадий, ниобий, тантал құрайды. Элементтердің реттік нөмірлерінің өсуіне байланысты ванадийдан ниобийға қарай олардың атомдарының, иондарының радиустары өседі, иондану дәрежесі кемиді.ал ниобий мен танталды салыстырсақ, соңғыда лантаноидтық қысылу болатындықтан бұл екі энергиялары да бірдей болады. Сондықтын ванадийға қарағандай ниобий мен тантал өзара ұқсас болады.Бұлар дара электрондардың санына сәйкес қалыпты жағдайда үш валентті, ал қозғанда бес валентті, химиялық қосылыстарда ванадий 2+,3+,4+,5+, ал ниобий мен тантал көбінесе 5+ тотығу дәрежесін көрсетеді