Металлы.

4/5 всех химических элементов - металлы.

К металлам относятся элементы, которые проявляют металлические свойства при обычных условиях. Все металлы характеризуются общностью электронного и кристаллического строения.

На внешнем уровне атомов металлов всегда небольшое количество электронов (у типичных металлов 1-2 электрона), которые они отдают в реакциях, образуя положительные ионы и никогда не создают отрицательные ионы.

В металлах осуществляется металлическая связь, которая обуславливает строение кристаллической решетки металлов и все их физические и специфические свойства.

В узлах кристаллической решетки металлов находятся положительные ионы металлов, которые связаны между собой свободно перемещающимися электронами (электронный газ)

Физические свойства металлов:

1. при комнатной температуре все металлы твердые кристаллические вещества.

2. все металлы обладают характерным металлическим блеском, высокая отражательная способность кристаллической решетки металлов.

3. металлы обладают пластичностью - способность изменять свою форму при ударе, не разрушаясь при этом.

Благодаря пластичности металлы куются, прокатываются в листы, вытягиваются в проволоку.

4. все металлы обладают электропроводностью.

5. все металлы обладают хорошей теплопроводностью.

6. все металлы различаются по плотности: плотность меньше 5 г/см³ - легкие.

7. металлы различаются по твердости: щелочные режутся ножом, а Хром по твердости близок к алмазу.

8. металлы различаются по температуре плавления: принято считать меньше 800 градусов - легкоплавкие, более 2000 градусов - тугоплавкие.

Химические свойства металлов:

Имея небольшое количество электронов на внешнем уровне, металлы отдают их в реакциях, проявляя свойства восстановителей, причем, чем меньше электродный потенциал металла, тем он активнее.

1. отношение к кислороду: все металлы, взаимодействуя с кислородом, образуют оксиды, а самые активные - щелочи, сгорая в кислороде, образуют пероксиды. Если металл проявляет переменную степень окисления, то он образует несколько оксидов, причем в низших степенях окисления оксиды основного характера, в высоких степенях оксиды кислотного характера, в промежуточных - амфотерного.

2. отношение к водороду: с водородом взаимодействуют только активные металлы, образуя гидриды металлов. Гидриды металлов - твердые кристаллические вещества, легко растворяются в воде.

3. отношение к воде: металлы делятся: на активные, пассивирующие и инертные. Активные металлы очень активно взаимодействуют с водой. Другие металлы тоже активные, сначала очень активно взаимодействуют с водой, а затем покрываются очень плотной пленкой окиси, которая препятствует дальнейшей активной реакции -пассивация металла. Инертные металлы не взаимодействуют с водой.

4. отношение к кислотам: в соляной кислоте, разбавленной и концентрированной соляной кислоте окислитель - катион водорода, поэтому растворяются только металлы, стоящие до водорода и в таких реакциях выделяется водород: Mg+2HCl=2MgCl+H₂. В серной кислоте по-разному ведут себя металлы с разбавленной или концентрированной кислоте. В разбавленной, как и в соляной кислоте окислитель - водород, поэтому растворяются металлы, стоящие до водорода и выделяется водород.

H₂SO₄(разбавленная)+Mg=MgSO₄+H₂

В концентрированной серной кислоте окислитель - сера, поэтому:

1. растворяются все металлы кроме исключений (золото, платина, серебро, железо, хром).

2. выделяется не водород, а один из продуктов серы.

S(+6)+2e=S(+4) →SO₂

+6e=S(0) →S

+8e=S(-2) → H₂S

Чем активнее металл, тем глубже восстанавливается сера: Mg+H₂SO₄=MgSO₄+H2_S+H₂O

В азотной кислоте в концентрированной и разбавленной окислитель - азот:

1. растворяются все металлы, кроме исключений И из азотной кислоты никогда не выделяется водород, а выделяется один из продуктов азота:

N(+5)+1e=N(+4) → NO₂

+3e=N(+2) → NO

+4e=N(+1) → N₂O

+5e=N(0) →N₂

+8e=N(-3) →NH₃+NH₄

1. чем активнее металл, тем азот восстанавливается сильнее.

2. чем концентрированней кислота, тем меньше восстанавливается азот.

Mg+HNO₃(разбавленная)→Mg(NO₃)₂+NH₃+H₂O

Mg+HNO₃(концентрированная)→Mg(NO3)₂+N₂O+H₂O

5. отношение к щелочам: растворяются только металлы, оксиды и гидроксиды, которые имеют амфотерный характер.