1.Общие свойства металлов.

Металлы и их сплавы широко используются во многих отраслях промышленности, они являются основными конструкционными материалами в машиностроении. Металлы составляют около 80 % от всех известных химических элементов, причем металлическими свойствами могут обладать как s-, так и р-, d- или f-элементы. К общим физическим свойствам металлов относят их высокую электропроводность, теплопроводность, пластичность, ковкость, металлический блеск. Общность химических свойств металлов обусловлена особенностями строения их атомов: сравнительно большими размерами атомов, значительной удаленностью внешних электронов от ядра и слабой связью с ним. В химическом отношении все металлы характеризуются сравнительной легкостью отдачи валентных электронов и способностью образовывать положительно заряженные ионы, проявляя при этом только положительную степень окисления. Причина общности свойств металлов лежит в общности электронного строения их атомов и природы кристаллических решеток металлов. По современным представлениям металл можно рассматривать как совокупность системы положительно заряженных ионов, колеблющихся относительно их положения равновесия, и системы относительно свободных коллективизированных электронов, заполняющих решетку. При образовании кристалла атомные орбитали металла в результате перекрывания образуют молекулярные орбитали. При этом число молекулярных орбиталей равно числу атомных, из которых они образовались, и имеет в кристалле порядок числа Авогадро. Разность энергий между отдельными орбиталями становится очень малой, так что электроны могут беспрепятственно переходить с одного энергетического уровня на соседний уровень. Этот тип связи свойственен лишь коллективам атомов или молекул (отдельные атомы и молекулы никакими металлическими свойствами не обладают) и поэтому возможен лишь в конденсированном (жидком или твердом) состоянии. Имея на внешнем электронном уровне небольшое количество валентных электронов, атомы металлов легко теряют их, проявляя при этом восстановительные свойства: Me - ne Men+. Для отрыва электрона от атома с превращением в положительно заряженный ион нужно затратить некоторую энергию, называемую энергией ионизации. Поскольку внешние электроны в атомах металлов находятся на значительном удалении от ядра и сравнительно слабо связаны с ним, то атомы металлов характеризуются низкими значениями энергии ионизации по сравнению с другими элементами. Величина энергии ионизации может служить мерой «металличности» элемента: чем меньше энергия ионизации, тем легче оторвать электрон от невозбужденного атома, тем сильнее должны быть выражены металлические (восстановительные) свойства элемента. В периодах при переходе от щелочного металла к инертному газу заряд ядра возрастает, а радиус атома уменьшается. Поэтому энергия ионизации постепенно увеличивается, а металлические свойства ослабевают. В группах и подгруппах радиус атома возрастает с увеличением порядкового номера элемента. Кроме того, увеличение числа промежуточных электронных слоев, расположенных между ядром и внешними электронами, приводит к более сильному экранированию ядра. Оба этих фактора приводят к ослаблению связи внешних электронов с ядром и уменьшению энергии ионизации, что свидетельствует об усилении металлических и, соответственно, восстановительных свойств. Химические свойства металлов весьма разнообразны, однако общим для всех металлов в свободном виде является то, что они хорошие восстановители. Этим обусловлена способность металлов вступать во взаимодействие с различными окислителями, в качестве которых могут быть элементарные вещества с большой электроотрицательностью, ионы менее активных металлов, молекулы сложных веществ и др.