ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับสารธรรมดาที่ไม่ใช่โลหะ โลหะ: ลักษณะทั่วไปของโลหะและโลหะผสม

สมการปฏิกิริยาสำหรับอัตราส่วนของโลหะ:

• ก) ถึงสารอย่างง่าย: ออกซิเจน, ไฮโดรเจน, ฮาโลเจน, กำมะถัน, ไนโตรเจน, คาร์บอน;
• b) ถึงสารที่ซับซ้อน: น้ำ, กรด, ด่าง, เกลือ

1. โลหะรวมถึง s-elements ของกลุ่ม I และ II, s-element ทั้งหมด, p-elements กลุ่ม III(ยกเว้นโบรอน) เช่นเดียวกับดีบุกและตะกั่ว (กลุ่ม IV) บิสมัท (กลุ่ม V) และพอโลเนียม (กลุ่ม VI) โลหะส่วนใหญ่มีอิเล็กตรอน 1-3 ตัวในระดับพลังงานภายนอก สำหรับอะตอมขององค์ประกอบ d ภายในคาบ จากซ้ายไปขวา ระดับ d-sub ของชั้นพรี-ชั้นนอกจะถูกเติม
2. คุณสมบัติทางเคมีของโลหะเกิดจากโครงสร้างเฉพาะของเปลือกอิเล็กตรอนชั้นนอก

ภายในระยะเวลาหนึ่ง เมื่อประจุของนิวเคลียสเพิ่มขึ้น รัศมีของอะตอมที่มีจำนวนเปลือกอิเล็กตรอนเท่ากันจะลดลง อะตอมของโลหะอัลคาไลมีรัศมีที่ใหญ่ที่สุด ยิ่งรัศมีอะตอมเล็กลง พลังงานไอออไนเซชันก็จะยิ่งมากขึ้น และรัศมีของอะตอมที่ใหญ่ขึ้น พลังงานไอออไนซ์ก็จะยิ่งต่ำลง เนื่องจากอะตอมของโลหะมีรัศมีอะตอมที่ใหญ่ที่สุด พวกมันจึงมีลักษณะเฉพาะโดยค่าพลังงานไอออไนเซชันและความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนในระดับต่ำเป็นหลัก โลหะอิสระมีคุณสมบัติลดเฉพาะ

3) โลหะเกิดออกไซด์ เช่น

เฉพาะอัลคาไลน์และ โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ, สร้างไฮไดรด์:

โลหะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนเพื่อสร้างเฮไลด์ด้วยซัลเฟอร์ - ซัลไฟด์กับไนโตรเจน - ไนไตรด์กับคาร์บอน - คาร์ไบด์

ด้วยการเพิ่มค่าพีชคณิตของศักย์ไฟฟ้ามาตรฐานของโลหะ E 0 ในชุดของแรงดันไฟฟ้า ความสามารถของโลหะในการทำปฏิกิริยากับน้ำจะลดลง ดังนั้น เหล็กทำปฏิกิริยากับน้ำที่อุณหภูมิสูงมากเท่านั้น:

โลหะที่มี ค่าบวกศักย์ไฟฟ้ามาตรฐาน กล่าวคือ ยืนอยู่หลังไฮโดรเจนในชุดของแรงดันไฟฟ้า ไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำ

ปฏิกิริยาทั่วไปของโลหะกับกรด โลหะที่มีค่าลบ E 0 จะแทนที่ไฮโดรเจนจากสารละลายของ Hcl, H 2 S0 4, H 3 P0 4 เป็นต้น

โลหะที่มีค่า E 0 ต่ำกว่าจะแทนที่โลหะด้วย คุ้มราคา E 0 จากสารละลายเกลือ:

สารประกอบแคลเซียมที่สำคัญที่สุดที่ได้รับในอุตสาหกรรม คุณสมบัติทางเคมีและวิธีการเตรียม

แคลเซียมออกไซด์ CaO เรียกว่า ปูนขาว. ได้จากการคั่วหินปูน CaCO 3 --> CaO + CO ที่อุณหภูมิ 2,000 ° C แคลเซียมออกไซด์มีคุณสมบัติของออกไซด์พื้นฐาน:

ก) ทำปฏิกิริยากับน้ำด้วยการปล่อยความร้อนจำนวนมาก:

CaO + H 2 0 \u003d Ca (OH) 2 (ปูนขาว)

b) ทำปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือและน้ำ:

CaO + 2HCl \u003d CaCl 2 + H 2 O

CaO + 2H + = Ca 2+ + H 2 O

c) ทำปฏิกิริยากับกรดออกไซด์เพื่อสร้างเกลือ:

CaO + C0 2 \u003d CaC0 3

แคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca (OH) 2 ใช้ในรูปของปูนขาว นมมะนาวและน้ำปูนใส

น้ำนมมะนาวเป็นสารแขวนลอยที่เกิดจากการผสมปูนขาวส่วนเกินกับน้ำ

น้ำมะนาวเป็นสารละลายใสที่ได้จากการกรองน้ำนมจากมะนาว ใช้ในห้องปฏิบัติการเพื่อตรวจหาคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV)

Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 3 + H 2 O

ด้วยการส่งผ่านคาร์บอนมอนอกไซด์ (IV) เป็นเวลานาน สารละลายจะโปร่งใส เนื่องจากเกลือที่เป็นกรดจะก่อตัวและละลายได้ในน้ำ:

CaC0 3 + C0 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2

หากสารละลายแคลเซียมไบคาร์บอเนตที่โปร่งใสได้รับความร้อน ความขุ่นก็จะเกิดขึ้นอีกครั้ง เนื่องจาก CaCO 3 ตกตะกอน:

1. โลหะทำปฏิกิริยากับอโลหะ

2Me + น Hal 2 → 2 MeHal n

4Li + O2 = 2Li2O

โลหะอัลคาไล ยกเว้นลิเธียม จะเกิดเป็นเปอร์ออกไซด์:

2Na + O 2 \u003d นา 2 O 2

2. โลหะที่ยืนต่อไฮโดรเจนทำปฏิกิริยากับกรด (ยกเว้นความเข้มข้นของไนตริกและกำมะถัน) ด้วยการปลดปล่อยไฮโดรเจน

ฉัน + HCl → เกลือ + H2

2 อัล + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2

Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2

3. โลหะที่ใช้งานทำปฏิกิริยากับน้ำเพื่อสร้างอัลคาไลและปล่อยไฮโดรเจน

2Me+ 2n H 2 O → 2Me(OH) n + น H2

ผลคูณของการเกิดออกซิเดชันของโลหะคือไฮดรอกไซด์ - Me (OH) n (โดยที่ n คือสถานะออกซิเดชันของโลหะ)

ตัวอย่างเช่น:

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

4. โลหะที่มีกิจกรรมระดับกลางทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อถูกความร้อนเพื่อสร้างโลหะออกไซด์และไฮโดรเจน

2Me + nH 2 O → ฉัน 2 O n + nH 2

ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันในปฏิกิริยาดังกล่าวคือโลหะออกไซด์ Me 2 O n (โดยที่ n คือสถานะออกซิเดชันของโลหะ)

3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2

5. โลหะที่อยู่ถัดจากไฮโดรเจนจะไม่ทำปฏิกิริยากับน้ำและสารละลายกรด (ยกเว้นส่วนผสมของไนตริกและกำมะถัน)

6. โลหะที่มีฤทธิ์มากขึ้นจะแทนที่สารออกฤทธิ์น้อยกว่าจากสารละลายของเกลือ

CuSO 4 + Zn \u003d ZnSO 4 + Cu

CuSO 4 + Fe \u003d FeSO 4 + Cu

โลหะที่ใช้งาน - สังกะสีและเหล็กแทนที่ทองแดงในซัลเฟตและเกลือที่เกิดขึ้น สังกะสีและเหล็กถูกออกซิไดซ์ และทองแดงกลับคืนสภาพ

7. ฮาโลเจนทำปฏิกิริยากับน้ำและสารละลายด่าง

ฟลูออรีนซึ่งแตกต่างจากฮาโลเจนอื่น ๆ ออกซิไดซ์น้ำ:

2H 2 O+2F 2 = 4HF + O 2 .

ในที่เย็น: Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2OCl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O คลอไรด์และไฮโปคลอไรท์

ความร้อน: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O เกิดเป็น loride และ chlorate

8 ฮาโลเจนที่ออกฤทธิ์ (ยกเว้นฟลูออรีน) จะแทนที่ฮาโลเจนที่ออกฤทธิ์น้อยกว่าจากสารละลายของเกลือ

9. ฮาโลเจนไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน

10. โลหะ Amphoteric (Al, Be, Zn) ทำปฏิกิริยากับสารละลายของด่างและกรด

3Zn+4H2SO4= 3 ZnSO4+S+4H2O

11. แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับ คาร์บอนไดออกไซด์และซิลิกอนออกไซด์

2Mg + CO2 = C + 2MgO

SiO2+2Mg=Si+2MgO

12. โลหะอัลคาไล(ยกเว้นลิเธียม) ทำให้เกิดเปอร์ออกไซด์กับออกซิเจน

2Na + O 2 \u003d นา 2 O 2

3. การจำแนกสารประกอบอนินทรีย์

สารง่าย ๆ - สารที่โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมประเภทเดียวกัน (อะตอมของธาตุเดียวกัน) ที่ ปฏิกริยาเคมีไม่สามารถย่อยสลายให้กลายเป็นสารอื่นได้

สารเชิงซ้อน (หรือสารประกอบทางเคมี) - สารที่โมเลกุลประกอบด้วยอะตอมประเภทต่างๆ (อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีต่างๆ) ในปฏิกิริยาเคมี พวกมันจะสลายตัวเป็นสารอื่นๆ อีกหลายชนิด

สารธรรมดาแบ่งออกเป็นสองกลุ่มใหญ่: โลหะและอโลหะ

โลหะ - กลุ่มขององค์ประกอบที่มีคุณสมบัติโลหะเฉพาะ: ของแข็ง (ยกเว้นปรอท) มีความมันวาวของโลหะ เป็นตัวนำความร้อนและไฟฟ้าที่ดี หลอมได้ (เหล็ก (Fe) ทองแดง (Cu) อลูมิเนียม (Al) ปรอท ( Hg) ทอง (Au) เงิน (Ag) เป็นต้น)

อโลหะ – กลุ่มของธาตุ: ของแข็ง ของเหลว (โบรมีน) และ สารที่เป็นก๊าซซึ่งไม่มีเงาเป็นโลหะ เป็นฉนวน เปราะ

แต่ สารที่ซับซ้อนในทางกลับกัน พวกมันถูกแบ่งออกเป็นสี่กลุ่มหรือคลาส: ออกไซด์ เบส กรดและเกลือ

ออกไซด์ - เป็นสารที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบของโมเลกุลซึ่งรวมถึงอะตอมของออกซิเจนและสารอื่น ๆ

ฐานราก - เป็นสารที่ซับซ้อนซึ่งอะตอมของโลหะเชื่อมต่อกับกลุ่มไฮดรอกซิลหนึ่งกลุ่มขึ้นไป

จากมุมมองของทฤษฎีการแยกตัวด้วยไฟฟ้า เบสเป็นสารที่ซับซ้อน ซึ่งการแยกตัวออกจากกันในสารละลายในน้ำจะทำให้เกิดไอออนของโลหะ (หรือ NH4 +) และไฮดรอกไซด์ - แอนไอออน OH-

กรด - เป็นสารที่ซับซ้อนซึ่งมีโมเลกุลรวมถึงอะตอมไฮโดรเจนที่สามารถแทนที่หรือแลกเปลี่ยนเป็นอะตอมของโลหะ.

เกลือ - เป็นสารที่ซับซ้อน ซึ่งโมเลกุลประกอบด้วยอะตอมของโลหะและกรดตกค้าง. เกลือเป็นผลพลอยได้จากการเปลี่ยนอะตอมไฮโดรเจนของกรดบางส่วนหรือทั้งหมดด้วยโลหะ

โครงสร้างของอะตอมของโลหะไม่เพียงกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพของสารอย่างง่าย - โลหะเท่านั้น แต่ยังรวมถึงคุณสมบัติทางเคมีทั่วไปของพวกมันด้วย

ด้วยความหลากหลายมากมาย ปฏิกิริยาเคมีของโลหะทั้งหมดจึงเป็นรีดอกซ์และสามารถเป็นได้เพียงสองประเภทเท่านั้น: สารประกอบและการแทนที่ โลหะสามารถให้อิเล็กตรอนได้ในระหว่างปฏิกิริยาเคมี กล่าวคือ พวกมันสามารถเป็นตัวรีดิวซ์ได้ และแสดงสถานะออกซิเดชันในเชิงบวกในสารประกอบที่เกิดขึ้นเท่านั้น

ที่ ปริทัศน์สิ่งนี้สามารถแสดงในไดอะแกรม:
ฉัน 0 - ne → ฉัน + n,
โดยที่ ฉัน - โลหะ - สารธรรมดา และ ฉัน 0 + n - องค์ประกอบทางเคมีของโลหะในสารประกอบ

โลหะสามารถบริจาคเวเลนซ์อิเล็กตรอนให้กับอะตอมที่ไม่ใช่โลหะ ไฮโดรเจนไอออน ไอออนของโลหะอื่นๆ ได้ ดังนั้นจะทำปฏิกิริยากับอโลหะ - สารง่ายๆ,น้ำ,กรด,เกลือ. อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการรีดิวซ์ของโลหะนั้นแตกต่างกัน องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาของโลหะที่มีสารต่างๆ ยังขึ้นอยู่กับความสามารถในการออกซิไดซ์ของสารและสภาวะที่เกิดปฏิกิริยา

ที่ อุณหภูมิสูงโลหะส่วนใหญ่เผาไหม้ในออกซิเจน:

2Mg + O 2 \u003d 2MgO

เฉพาะทองคำ เงิน แพลตตินั่ม และโลหะอื่นๆ เท่านั้นที่ไม่เกิดปฏิกิริยาออกซิไดซ์ภายใต้สภาวะเหล่านี้

โลหะหลายชนิดทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนโดยไม่ให้ความร้อน ตัวอย่างเช่น ผงอะลูมิเนียม เมื่อผสมกับโบรมีน จะติดไฟ:

2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3

เมื่อโลหะทำปฏิกิริยากับน้ำ บางครั้งก็เกิดไฮดรอกไซด์ โลหะอัลคาไล เช่นเดียวกับแคลเซียม สตรอนเทียม แบเรียม ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างมากภายใต้สภาวะปกติ รูปแบบทั่วไปของปฏิกิริยานี้มีลักษณะดังนี้:

ฉัน + HOH → ฉัน(OH) n + H 2

โลหะอื่นๆ ทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อถูกความร้อน: แมกนีเซียมเมื่อเดือด เหล็กในไอน้ำเมื่อเดือดเป็นสีแดง ในกรณีเหล่านี้จะได้รับโลหะออกไซด์

หากโลหะทำปฏิกิริยากับกรด แสดงว่าโลหะนั้นเป็นส่วนหนึ่งของเกลือที่ได้ เมื่อโลหะทำปฏิกิริยากับสารละลายกรด ก็สามารถออกซิไดซ์ได้โดยไฮโดรเจนไอออนที่มีอยู่ในสารละลายนั้น สมการไอออนิกแบบย่อในรูปแบบทั่วไปสามารถเขียนได้ดังนี้:

ฉัน + nH + → ฉัน n + + H 2

ประจุลบของกรดที่มีออกซิเจน เช่น กรดซัลฟิวริกเข้มข้นและกรดไนตริก มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่แรงกว่าไฮโดรเจนไอออน ดังนั้นโลหะที่ไม่สามารถออกซิไดซ์โดยไฮโดรเจนไอออน เช่น ทองแดงและเงิน จะทำปฏิกิริยากับกรดเหล่านี้

เมื่อโลหะทำปฏิกิริยากับเกลือ จะเกิดปฏิกิริยาการแทนที่: อิเล็กตรอนจากอะตอมของการแทนที่ - โลหะที่แอคทีฟมากขึ้นจะส่งผ่านไปยังไอออนของสารแทนที่ - โลหะที่ใช้งานน้อยลง จากนั้นเครือข่ายจะแทนที่โลหะด้วยโลหะในเกลือ ปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่สามารถย้อนกลับได้: หากโลหะ A แทนที่โลหะ B จากสารละลายเกลือ โลหะ B จะไม่แทนที่โลหะ A จากสารละลายเกลือ

ตามลำดับจากมากไปน้อยของกิจกรรมทางเคมี, ประจักษ์ในปฏิกิริยาของการกระจัดของโลหะจากกันและกันจาก สารละลายน้ำเกลือของโลหะอยู่ในชุดไฟฟ้าเคมีของแรงดันไฟฟ้า (กิจกรรม) ของโลหะ:

Li → Rb → K → Ba → Sr → Ca → Na → Mg → Al → Mn → Zn → Cr → → Fe → Cd → Co → Ni → Sn → Pb → H → Sb → Bi → Cu → Hg → Ag → Pd → Pt → ออ

โลหะที่อยู่ทางด้านซ้ายของแถวนี้มีการใช้งานมากกว่าและสามารถแทนที่โลหะที่ตามมาจากสารละลายเกลือ

ไฮโดรเจนรวมอยู่ในชุดไฟฟ้าเคมีของแรงดันไฟฟ้าของโลหะ เนื่องจากเป็นอโลหะเพียงชนิดเดียวที่มีคุณสมบัติร่วมกันกับโลหะ เพื่อสร้างไอออนที่มีประจุบวก ดังนั้นไฮโดรเจนจึงเข้ามาแทนที่โลหะบางชนิดในเกลือของพวกมัน และสามารถแทนที่ด้วยโลหะหลายชนิดในกรด เช่น

Zn + 2 HCl \u003d ZnCl 2 + H 2 + Q

โลหะที่อยู่ในอนุกรมไฟฟ้าเคมีของแรงดันไฟฟ้าจนถึงไฮโดรเจนจะแทนที่มันจากสารละลายของกรดหลายชนิด (ไฮโดรคลอริก ซัลฟิวริก ฯลฯ) และสิ่งที่ตามมา ตัวอย่างเช่น ห้ามแทนที่ทองแดง

เว็บไซต์ที่มีการคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วน จำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มา

วัสดุแรกที่ผู้คนเรียนรู้ที่จะใช้สำหรับความต้องการของพวกเขาคือหิน อย่างไรก็ตาม ในเวลาต่อมา เมื่อบุคคลได้ทราบถึงคุณสมบัติของโลหะ หินนั้นก็เคลื่อนถอยหลังไปไกล สารเหล่านี้และโลหะผสมของพวกมันกลายเป็นวัสดุหลักที่สำคัญที่สุดในมือของผู้คน ของใช้ในครัวเรือนเครื่องมือแรงงานถูกสร้างขึ้นจากสิ่งเหล่านั้น ดังนั้นในบทความนี้เราจะพิจารณาว่าโลหะคืออะไร ลักษณะทั่วไปซึ่งคุณสมบัติและการใช้งานที่เกี่ยวข้องกันมากจนถึงทุกวันนี้ แน่นอนตามตัวอักษรทันทีหลังจาก ยุคหินกาแล็กซี่โลหะทั้งหมดตามมา: ทองแดง ทองแดง และเหล็ก

โลหะ: ลักษณะทั่วไป

สิ่งที่รวมตัวแทนทั้งหมดของสารง่าย ๆ เหล่านี้เข้าด้วยกันคืออะไร? แน่นอนว่านี่คือโครงสร้างของผลึกคริสตัล ประเภทของพันธะเคมี และคุณสมบัติของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม ท้ายที่สุดแล้วคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นลักษณะเฉพาะที่รองรับการใช้วัสดุเหล่านี้โดยมนุษย์

ก่อนอื่นให้พิจารณาโลหะเป็น องค์ประกอบทางเคมี ระบบเป็นระยะ. ในนั้นพวกเขาตั้งอยู่ค่อนข้างอิสระโดยครอบครอง 95 เซลล์จาก 115 ที่รู้จักจนถึงปัจจุบัน ตำแหน่งในระบบทั่วไปมีคุณสมบัติหลายประการ:

• พวกเขาสร้างกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I และ II รวมถึง III โดยเริ่มจากอลูมิเนียม
• กลุ่มย่อยด้านข้างทั้งหมดประกอบด้วยโลหะเท่านั้น
• พวกมันอยู่ใต้เส้นทแยงมุมตามเงื่อนไขจากโบรอนถึงแอสทาทีน

จากข้อมูลดังกล่าว จะเห็นได้ง่ายว่ามีการรวบรวมอโลหะที่ส่วนบนขวาของระบบ และพื้นที่ส่วนที่เหลือเป็นขององค์ประกอบที่เรากำลังพิจารณาอยู่

ทั้งหมดมีคุณสมบัติหลายประการของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอม:

ลักษณะทั่วไปของโลหะและอโลหะทำให้สามารถระบุรูปแบบในโครงสร้างได้ ดังนั้นคริสตัลแลตทิชของอันแรกจึงเป็นโลหะ พิเศษ โหนดประกอบด้วยอนุภาคหลายประเภทพร้อมกัน:

• ไอออน;
• อะตอม;
• อิเล็กตรอน

เมฆทั่วไปสะสมอยู่ภายใน เรียกว่า แก๊สอิเล็กตรอน ซึ่งอธิบายคุณสมบัติทางกายภาพทั้งหมดของสารเหล่านี้ ประเภทของพันธะเคมีในโลหะมีชื่อเดียวกันกับพวกมัน

คุณสมบัติทางกายภาพ

มีพารามิเตอร์หลายอย่างที่รวมโลหะทั้งหมดเข้าด้วยกัน ลักษณะทั่วไปตาม คุณสมบัติทางกายภาพดูเหมือนว่า

พารามิเตอร์ที่แสดงเป็นลักษณะทั่วไปของโลหะ นั่นคือ ทุกสิ่งทุกอย่างที่รวมเป็นหนึ่งครอบครัวใหญ่ อย่างไรก็ตาม ควรเข้าใจว่ามีข้อยกเว้นสำหรับกฎทุกข้อ นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบประเภทนี้มากเกินไป ดังนั้นภายในครอบครัวนั้นยังมีการแบ่งแยกออกเป็นกลุ่มต่าง ๆ ซึ่งเราจะพิจารณาด้านล่างและเราจะระบุลักษณะเฉพาะ

คุณสมบัติทางเคมี

จากมุมมองของวิทยาศาสตร์เคมี โลหะทั้งหมดเป็นสารรีดิวซ์ และแข็งแรงมาก อิเล็กตรอนน้อยลง ระดับภายนอกและรัศมีอะตอมยิ่งมาก โลหะยิ่งแข็งแกร่งตามพารามิเตอร์ที่ระบุ

ส่งผลให้โลหะสามารถทำปฏิกิริยากับ:

นี่เป็นเพียงภาพรวมทั่วไปของคุณสมบัติทางเคมี ท้ายที่สุดแล้วสำหรับองค์ประกอบแต่ละกลุ่มพวกมันล้วนเป็นรายบุคคล

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ

ลักษณะทั่วไปของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทมีดังนี้:

ดังนั้นโลหะอัลคาไลน์เอิร์ ธ เป็นองค์ประกอบทั่วไปของตระกูล s ซึ่งแสดงกิจกรรมทางเคมีสูงและเป็นตัวรีดิวซ์อย่างแรงและมีส่วนสำคัญในกระบวนการทางชีววิทยาในร่างกาย

โลหะอัลคาไล

ลักษณะทั่วไปเริ่มต้นด้วยชื่อ พวกเขาได้รับมันสำหรับความสามารถในการละลายในน้ำก่อตัวเป็นด่าง - ไฮดรอกไซด์ที่กัดกร่อน ปฏิกิริยากับน้ำรุนแรงมาก บางครั้งก็ไวไฟ สารเหล่านี้ไม่พบในรูปแบบอิสระในธรรมชาติ เนื่องจากมีกิจกรรมทางเคมีสูงเกินไป พวกมันทำปฏิกิริยากับอากาศ ไอน้ำ อโลหะ กรด ออกไซด์ และเกลือ ซึ่งก็คือเกือบทุกอย่าง

นี่คือคำอธิบายโดยพวกเขา โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์. ที่ระดับชั้นนอกมีอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวที่ปล่อยออกไปได้ง่าย เหล่านี้คือตัวรีดิวซ์ที่ทรงพลังที่สุด ซึ่งเป็นเหตุให้ได้รับมาใน รูปแบบบริสุทธิ์มันใช้เวลานานมาก สิ่งนี้เกิดขึ้นครั้งแรกโดย Humphrey Davy ในศตวรรษที่ 18 โดยอิเล็กโทรไลซิสของโซเดียมไฮดรอกไซด์ ตอนนี้ตัวแทนทั้งหมดของกลุ่มนี้ถูกขุดโดยใช้วิธีนี้

ลักษณะทั่วไปของโลหะอัลคาไลก็คือพวกมันเป็นกลุ่มแรกของกลุ่มย่อยหลักของระบบธาตุ ทั้งหมด - องค์ประกอบที่สำคัญซึ่งเป็นสารประกอบธรรมชาติอันทรงคุณค่ามากมายที่มนุษย์ใช้

ลักษณะทั่วไปของโลหะของตระกูล d- และ f-families

กลุ่มขององค์ประกอบนี้รวมถึงองค์ประกอบทั้งหมดที่สถานะออกซิเดชันสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ซึ่งหมายความว่า ขึ้นอยู่กับสภาวะ โลหะสามารถทำหน้าที่เป็นทั้งตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์ องค์ประกอบดังกล่าวมีความสามารถที่ดีในการทำปฏิกิริยา ในหมู่พวกเขา จำนวนมากของสารแอมโฟเทอริก

ชื่อสามัญของอะตอมเหล่านี้คือองค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง พวกเขาได้รับมันเพราะว่าในแง่ของคุณสมบัติของพวกมัน พวกเขายืนอยู่ตรงกลางระหว่างโลหะทั่วไปของตระกูล s และอโลหะของตระกูล p

ลักษณะทั่วไปของโลหะทรานสิชันแสดงถึงการกำหนดคุณสมบัติที่คล้ายคลึงกัน มีดังต่อไปนี้:

• อิเล็กตรอนจำนวนมากในระดับชั้นนอก
• รัศมีอะตอมขนาดใหญ่
• ออกซิเดชันหลายระดับ (จาก +3 ถึง +7);
• อยู่ในระดับ d- หรือ f-sub;
• รูปแบบ 4-6 ช่วงเวลาขนาดใหญ่ของระบบ

ในฐานะที่เป็นสารธรรมดา โลหะในกลุ่มนี้มีความแข็งแรงมาก เหนียวและยืดหยุ่นได้ ดังนั้นจึงมีความสำคัญทางอุตสาหกรรมอย่างมาก

กลุ่มย่อยด้านข้างของระบบธาตุ

ลักษณะทั่วไปของโลหะในกลุ่มย่อยทุติยภูมิตรงกับลักษณะเฉพาะของโลหะในช่วงเปลี่ยนผ่าน และไม่น่าแปลกใจเลย เพราะอันที่จริง มันคือสิ่งเดียวกันทุกประการ เป็นเพียงว่ากลุ่มย่อยด้านข้างของระบบถูกสร้างขึ้นอย่างแม่นยำโดยตัวแทนของตระกูล d และ f นั่นคือโลหะทรานซิชัน ดังนั้นเราจึงสามารถพูดได้ว่าแนวคิดเหล่านี้เป็นคำพ้องความหมาย

ผู้ที่กระฉับกระเฉงและสำคัญที่สุดคือแถวแรกของตัวแทน 10 คนจากสแกนเดียมถึงสังกะสี สิ่งเหล่านี้ล้วนมีความสำคัญทางอุตสาหกรรมอย่างมาก และมักถูกใช้โดยมนุษย์ โดยเฉพาะสำหรับการถลุงแร่

โลหะผสม

ลักษณะทั่วไปของโลหะและโลหะผสมทำให้เข้าใจได้ว่าสารเหล่านี้ใช้ที่ไหนและอย่างไร สารประกอบดังกล่าวได้รับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในทศวรรษที่ผ่านมา เนื่องจากมีการค้นพบและสังเคราะห์สารเติมแต่งใหม่ๆ มากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อปรับปรุงคุณภาพ

โลหะผสมที่มีชื่อเสียงที่สุดในปัจจุบันคือ:

• ทองเหลือง;
• ดูราลูมิน;
• เหล็กหล่อ;
• เหล็ก;
• สีบรอนซ์;
• จะชนะ;
• นิโครมและอื่น ๆ

โลหะผสมคืออะไร? นี่คือส่วนผสมของโลหะที่ได้จากการถลุงแร่หลังในอุปกรณ์เตาพิเศษ สิ่งนี้ทำเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติเหนือกว่าสารบริสุทธิ์ที่ก่อตัว

การเปรียบเทียบคุณสมบัติของโลหะและอโลหะ

ถ้าเราพูดถึง คุณสมบัติทั่วไปจากนั้นลักษณะของโลหะและอโลหะจะแตกต่างกันในจุดที่สำคัญมากประการหนึ่ง: สำหรับประการหลังไม่สามารถแยกแยะคุณลักษณะที่คล้ายคลึงกันได้เนื่องจากมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันอย่างมากในคุณสมบัติที่ปรากฏทั้งทางกายภาพและทางเคมี

ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างลักษณะเฉพาะสำหรับอโลหะ เป็นไปได้ที่จะพิจารณาตัวแทนของแต่ละกลุ่มแยกกันและอธิบายคุณสมบัติของพวกเขาเท่านั้น

ปฏิกิริยาของโลหะกับอโลหะ

อโลหะมีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ในปฏิกิริยากับโลหะ โดยรับอิเล็กตรอนจากพวกมันและฟื้นคืนสภาพ

ปฏิกิริยากับฮาโลเจน

ฮาโลเจน (F 2, Cl 2, Br 2, I 2 ) เป็นสารออกซิไดซ์ที่แรง ดังนั้น โลหะทั้งหมดจะมีปฏิกิริยากับพวกมันภายใต้สภาวะปกติ:

2Me+ น Hal 2 → 2 MeHal n

ผลคูณของปฏิกิริยานี้คือเกลือเมทัลเฮไลด์ ( MeF n -ฟลูออไรด์ MeCl n -คลอไรด์ MeBr n -โบรไมด์ MeI n -ไอโอไดด์). เมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะ ฮาโลเจนจะลดลงจนถึงสถานะออกซิเดชันต่ำสุด (-1) และนเท่ากับสถานะออกซิเดชันของโลหะ

อัตราการเกิดปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับกิจกรรมทางเคมีของโลหะและฮาโลเจน กิจกรรมออกซิเดชันของฮาโลเจนลดลงในกลุ่มจากบนลงล่าง (จาก F ถึง ฉัน ).

ปฏิกิริยากับออกซิเจน

ออกซิเจนออกซิไดซ์โลหะเกือบทั้งหมด (ยกเว้น Ag, Au, Pt ) ทำให้เกิดออกไซด์ขึ้นฉัน 2 โอ น .

โลหะที่ใช้งาน ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศได้อย่างง่ายดายภายใต้สภาวะปกติ

2 Mg + O 2 → 2 MgO (พร้อมแฟลช)

โลหะกิจกรรมระดับกลาง ยังทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่อุณหภูมิปกติ แต่อัตราการเกิดปฏิกิริยาดังกล่าวต่ำกว่าการมีส่วนร่วมของโลหะออกฤทธิ์อย่างมีนัยสำคัญ

โลหะที่ไม่ใช้งาน ออกซิไดซ์โดยออกซิเจนเมื่อถูกความร้อน (เผาไหม้ในออกซิเจน)

ออกไซด์ คุณสมบัติทางเคมีของโลหะสามารถแบ่งออกเป็นสามกลุ่ม:

1. ออกไซด์พื้นฐาน ( Na 2 O, CaO, Fe II O, Mn II O, Cu I O เป็นต้น) เกิดจากโลหะในสถานะออกซิเดชันต่ำ (+1, +2 ตามกฎ ต่ำกว่า +4) ออกไซด์พื้นฐานทำปฏิกิริยากับกรดออกไซด์และกรดเพื่อสร้างเกลือ:

CaO + CO 2 → CaCO 3

CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

2. กรดออกไซด์ ( Cr VI O 3 , Fe VI O 3 , Mn VI O 3 , Mn 2 VII O 7 เป็นต้น) เกิดจากโลหะที่อยู่ในสถานะออกซิเดชันสูง (ตามกฎแล้ว สูงกว่า +4) กรดออกไซด์ทำปฏิกิริยากับออกไซด์และเบสพื้นฐานเพื่อสร้างเกลือ:

FeO 3 + K 2 O → K 2 FeO 4

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

3. แอมโฟเทอริกออกไซด์ ( BeO, อัล 2 O 3, ZnO, SnO, MnO 2, Cr 2 O 3, PbO, PbO 2 เป็นต้น) มีลักษณะเป็นคู่และสามารถโต้ตอบกับทั้งกรดและเบสได้:

Cr 2 O 3 + 3H 2 SO 4 → Cr 2 (SO 4) + 3H 2 O

Cr 2 O 3 + 6NaOH → 2Na 3

ปฏิกิริยากับกำมะถัน

โลหะทั้งหมดทำปฏิกิริยากับกำมะถัน (ยกเว้น Au ) กลายเป็นเกลือ - ซัลไฟด์ฉัน 2 S n . ในกรณีนี้ กำมะถันจะลดลงเป็นสถานะออกซิเดชัน "-2" แพลตตินั่ม (ปตท ) ทำปฏิกิริยากับกำมะถันในสภาพที่ถูกแบ่งอย่างประณีตเท่านั้น โลหะอัลคาไลและ Ca และ Mg ทำปฏิกิริยากับกำมะถันเมื่อถูกความร้อนด้วยการระเบิด Zn, Al (ผง) และ Mg เมื่อทำปฏิกิริยากับกำมะถันจะทำให้เกิดประกายไฟ จากซ้ายไปขวาในชุดกิจกรรม อัตราปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับกำมะถันจะลดลง

ปฏิกิริยากับไฮโดรเจน

ด้วยไฮโดรเจน โลหะออกฤทธิ์บางชนิดจะก่อตัวเป็นสารประกอบ - ไฮไดรด์:

2 Na + H 2 → 2 NaH

ในสารประกอบเหล่านี้ ไฮโดรเจนอยู่ในสถานะออกซิเดชันที่หายาก "-1"

อีเอ นุดโนวา, เอ็ม.วี. Andriukhova