Металлы проявляют только восстановительные свойства.

Неметаллы проявляют как восстановительные, так и окислительные свойства.

Многие металлы и неметаллы, по совокупности определенных признаков, объединены в периодической системе в семейства.

Например:

Благородные газы

He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn

Щелочные металлы

Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

Щелочно-земельные металлы

Ca, Sr, Ba, Ra

Благородные

металлы

Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au, Ag

Редкоземельные металлы

Y, La и лантаноиды

Среди металлов можно выделить:

самый тугоплавкий металл – W (t_пл. = 3422^оС);

самый легкоплавкий металл – Hg (t_пл. = -38,7^оС);

самый тяжелый металл – Os (ρ = 22,61 г/см³);

самый легкий металл – Li (ρ = 0,534 г/см³).

Наиболее распространенные способы получения металлов

Металлы встречаются в земной коре преимущественно в виде соединений, поскольку они проявляют высокую химическую активность. В самородном состоянии могут находиться лишь малоактивные металлы, такие как платиновые металлы, медь, серебро, золото, встречаются месторождения ртути.

Металлы получают из руд посредством металлургических процессов, в основе которых лежит восстановление металла с помощью различных восстановителей. Процесс выделения металла из руды состоит из трех основных этапов: обогащение руды, восстановление металла из связанного состояния, очистка металла от примесей.

По характеру протекания восстановительного процесса способы получения металлов делятся на нижеследующие.

Пирометаллургия – это процесс выделения металла при высоких температурах с помощью различных восстановителей: углерода, оксида углерода (II), водорода, алюминия, магния и др.

Например: Fe₂O₃ + 3CO 2Fe + 3CO₂

WO₃ + 3H₂ W + 3H₂O.

Гидрометаллургия – восстановление металлов из растворов солей.

Например: CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O

CuSO₄ + Fe = Cu + FeSO₄

4Au + 8NaCN + 2H₂O + O₂ = 4Na[Au(CN)₄] + 4NaOH

Na[Au(CN)₄] + Zn  Au + Na₂[Zn(CN)₄]

Электрометаллургия – восстановление металлов в процессе электролиза растворов и расплавов солей. Электролизом растворов и расплавов соединений получают Zn, Cu, Ni, Co, Cd, Cr, Al и др. металлы.

Например: металлический натрий получают электролизом расплава хлорида натрия:

K (-): Na⁺ + = Na

A (+): 2Cl^- -2 = Cl₂

2NaCl 2Na + Cl₂

Медь можно получить электролизом раствора сульфата меди:

K (-): Cu²⁺ + 2 = Cu

A(+): 2H₂O – 4 = O₂ + 4H⁺

2CuSO₄ + 2H₂O 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄

Г лава 2. ОКСИДЫ

Оксид – это бинарное соединение, одним из элементов которого является кислород в степени окисления –2. Кислород по электроотрицательности уступает только фтору, поэтому к оксидам относятся почти все соединения химических элементов с кислородом.

Исключениями являются соединения, в которых кислород находится в положительных степенях окисления (+1 и +2), например:

O ₂F₂ – дифторид дикислорода; OF₂ – дифторид кислорода;

соединения, содержащие пероксидную группировку [O₂]^2-:

Na₂O₂ – пероксид натрия, BaO₂ – пероксид бария и т.д.

соединения, содержащие надпероксидную группировку [O₂]^-:

NaO₂ – надпероксид натрия (или супероксид);

соединения, содержащие озонидную группировку [O₃]^-:

КO₃ – озонид натрия.

В

ОКСИДЫ

зависимости от химических свойств различают следующие типы оксидов:

Солеобразующие Несолеобразующие

Основные

СО, N₂O, NO, SiO

Кислотные

Амфотерные

О сновные оксиды образуются металлами в степени окисления +1, +2 (например, оксид натрия Na₂O, оксид меди(II) CuO).

Основные оксиды – это оксиды, которым соответствуют основания:

CaO – Ca(OH)₂ Na₂O – NaOH FeO – Fe(OH)₂

А мфотерные оксиды образуются металлами в степени окисления +3, +4 (например, MnO₂, Al₂О₃). Исключениями являются оксиды двухвалентных металлов: ZnO, BeO, SnO, PbO.

Амфотерные оксиды – это оксиды, проявляющие свойства как кислотных, так и основных оксидов.

К ислотные оксиды образуются неметаллами (например, оксид серы(VI) SO₃, оксид азота(IV) NO₂), а также металлами в степени окисления +5 – +8 (например, WO₃, Nb₂O₅, Mn₂O₇).

Кислотные оксиды (ангидриды) – оксиды, которым соответствуют кислоты, при этом степень окисления кислотообразующего элемента в оксиде и кислоте совпадает:

SO₂ – H₂SO₃ Cl₂O – HСlO SeO₂ – H₂SeO₄

P₂O₅ – H₃PO₄ (HPO₃, H₄P₂O₇) CrO₃ – H₂СrO₄ (H₂Cr₂O₇)

Для получения формулы кислоты необходимо к молекуле оксида прибавить одну молекулу воды:

SO₂ + H₂O = H₂SO₃ Cl₂O₇ + H₂O = (H₂Cl₂O₈) = HClO₄

Несолеобразующими оксидами являются: СО, N₂O, NO, SiO. Несолеобразующие оксиды, или безразличные оксиды, не реагируют с водой, кислотами и щелочами.

Тип оксида	Кислотный	Амфотерный	Основный
Неметаллы	+	–	–
Примеры соединений	SO2, SO3, P2O5, Cl2O, Cl2O7, NO2	–	–
Металлы	Образуют в степенях окисления +8, +7, +6, +5	Образуют в степенях окисления +4, +3	Образуют в степенях окисления +2, +1
Примеры соединений	Mn2O7, CrO3, FeO3, Nb2O5	Fe2O3, Cr2O3, MnO2, Al2O3	Na2O, K2O, CaO, FeO, MnO
Исключения		ZnO, BeO, SnO, PbO

Сведем полученные сведения в единую таблицу.