Загальні властивості сполук металів

Сполуки активних металів з активними елементами-окисниками мають іонний тип зв’язку та іонну кристалічну решітку, вони є нелеткими, мають високу температуру плавлення і здатні в розплавленому і розчиненому станах дисоціювати на іони. По мірі зниження активності металічних елементів зменшується і міцність цих сполук. Сполуки малоактивних металів з активними елементами-окисниками не мають ознак типових солей, мають ковалентний тип зв’язку і слабо дисоціюють. Сполуки, утворені двома металами, називають інтерметалідами.

Оксиди металів

Склад оксидів відповідає формулі МеО_n/2, де n – ступінь окиснення металу. Оксиди найбільш активних металів проявляють основні властивості. По мірі зменшення активності металу властивості їх оксидів змінюються від типово основних до амфотерних, а в разі, коли ступінь окиснення металу до ≥4 – і до кислотних. Зміну складу і характеру оксидів металів можна прослідкувати на прикладі вищих оксидів елементів 4 періоду. В ряду K₂O, CaO, Se₂O₃, TiO₂, V₂O₅, CrO₃, Mn₂O₇ спостерігається перехід від типово основних оксидів (калію і кальцію) до кислотних оксидів (хрому і мангану). Така ж закономірність спостерігається і у зміні властивостей оксидів одного й того ж елементу при збільшенні ступеня його окиснення. Так, в ряду MnO, Mn₂O₃, MnO₂, Mn₂O₅, MnО₃, Mn₂O₇ також спостерігається поступовий перехід від основного оксиду MnO до кислотного оксиду Mn₂O₇.

Всі оксиди металів за звичайних умов – тверді речовини.

Оксиди металів проявляють певні загальні хімічні властивості, а саме:

• вступають в реакцію сполучення з водою з утворенням розчинних гідроксидів (отже, взаємодіють тільки оксиди лужних і лужнозе­мель­них металів), наприклад:

Na₂O+H₂O  2NaOH

CaO+H₂O  Ca(OH)₂

• вступають в реакцію сполучення з кислотними та амфотерними оксидами з утворенням солей відповідних кислот, наприклад:

CaO+СO₂  CaСO₃

ВaO+Р₂O₅ Вa(РO₃)₂

ZnO+P₂O₅ Zn(РO₃)₂

Al₂O₃+3SO₃  Al₂(SO₄)₃

ВaO+ZnO ВaZnO₂

Реакції між твердими речовинами відбува­ють­ся під час сплавлення.

З амфотерними оксидами взаємодіють тільки оксиди лужних і лужнозе­мель­них металів.

• вступають в реакцію обмінної взаємодії з кислотами та амфотерними гідроксидами з утворенням солі відповідної кислоти і води, наприклад:

Na₂O+2HCl  2NaCl+H₂O

CaO+2HCl  CaCl₂+H₂O

ZnO+H₂SO₄  ZnSO₄+H₂O

Al₂O₃+3H₂SO₄  Al₂(SO₄)₃+3H₂O

Na₂O+2Al(OH)₃ 2NaAlO₂+3H₂O

Na₂O+Zn(OH)₂ Na₂ZnO₂+H₂O

Реакції між твердими речовинами відбува­ють­ся під час сплавлення.

З амфотерними гідроксидами взаємодіють тільки оксиди лужних і лужнозе­мель­них металів.

Амфотерні оксиди (як такі, що проявляють і кислотні властивості) вступають у взаємодію з лугами: :

а) при їх сплавленні з утворенням солі і води, наприклад:

ZnO+2NaOH Na₂ZnO₂+H₂O

Al₂O₃+2NaOH 2NaAlO₂+H₂O

б) при взаємодії в водному розчині з утворенням солі, наприклад:

ZnO+2NaOH+H₂O Na₂[Zn(OH)₄]

Al₂O₃+2NaOH+3H₂O2Na[Al(OH)₄]

Загальні способи одержання оксидів:

• при безпосередній взаємодії металу з киснем: Ме+О₂ → МеО_n/2

• при окисленні киснем нижчих оксидів, сульфідів і т.п.: МеS_n/2+О₂ → МеО_n/2+SO₂

• при окисленні металів оксидами інших елементів (алюмотермія): Ме+Al₂О₃ → МеО_n/2+Al

• при зневодненні відповідних гідроксидів при нагріванні: Ме(ОН)_n МеО_n/2+H₂O

• при розкладі солей кисневих кислот: МеCО₃ МеО_n/2+CO₂