Химические свойства металлов

1.

Химические
свойства металлов

2.

Общая характеристика металлов
В химических реакциях металлы выступают в роли восстановителей и
повышают степень окисления, превращаясь из простых веществ в катионы:
Реакции металлов относятся к окислительно-восстановительным
реакциям. Окислителями металлов являются неметаллы, ионы водорода,
азотная кислота разной концентрации и концентрированная серная кислота.
Для металлов как восстановителей в соединениях характерны
положительные степени окисления ( +1, +2, +3 – металлы главных подгрупп I
– III групп).
Многим из них присущи переменные степени окисления – металлы побочных
подгрупп (Fe, Cu и др.).
Химические свойства металлов различаются в зависимости от химической
активности металла.
2

3.

Электрохимический ряд напряжений
металлов
По активности в водных растворах металлы расположены в
«Электрохимический ряд напряжений металлов»:
В этот ряд, составленный русским химиком Н.Н. Бекетовым, включен также
неметалл водород.
Активность металлов убывает слева направо.
Металлы, расположенные в ряду напряжений до алюминия называют
активными металлами.
Металлы, стоящие в ряду напряжений после водорода, называют
неактивными металлами.
3

4.

Химические свойства металлов
Взаимодействие с кислородом
При взаимодействии с кислородом металлы образуют различные по составу продукты: оксиды, а также
пероксиды. Полученные в результате таких реакций оксиды проявляют или осно́вные, или амфотерные
свойства. Серебро, золото и платина с кислородом не реагируют.
Литий и щелочноземельные металлы взаимодействуют с кислородом воздуха, образуя основные оксиды:
Алюминий сгорает ярким ослепительным пламенем:
Щелочные металлы Nа, К активно реагируют с кислородом воздуха, образуя пероксиды:
Оксид натрия может быть получен при прокаливании пероксида натрия с натрием:
Железо сгорает в кислороде с образованием железной окалины – Fe3O4 (FeO ● Fe2O3):
4

5.

Химические свойства металлов
Взаимодействие с неметаллами
Так как металлы являются восстановителями, то они отдают свои электроны
неметаллам, которые, проявляют при этом окислительные свойства.
В результате образуются бинарные соединения, названия которых формируются по
единому принципу:
В случае переменной степени окисления у металла продукт его взаимодействия с
неметаллом зависит от окислительных свойств последнего.
1) Металлы взаимодействуют с галогенами с образованием солей:
5

6.

Химические свойства металлов
2) С водородом самые активные металлы образуют гидриды, в которых
водород имеет степень окисления -1, например:
Са0 + Н20 = Са+2Н-12
3) Взаимодействие с серой при нагревании:
М + S → МnSm сульфид металла
Пример:
Смесь
железа
с серой
6

7.

Химические свойства металлов
4) Активные металлы при нагревании реагируют с азотом,
фосфором и некоторыми другими неметаллами.
При обычной температуре взаимодействует с азотом только
литий:
6Li + N2 = 2Li3N,
при этом образуется нитрид лития.
При взаимодействии кальция с фосфором образуется фосфид
кальция:
3Ca + 2P = Ca3P2
7

8.

Химические свойства металлов
Взаимодействие с водой
Щелочные и щелочноземельные металлы легко реагируют с
водой, восстанавливая катионы водорода до свободного
водорода, и образуют при этом растворимые основания —
щёлочи:
Алюминий бурно взаимодействует с водой, только если удалить с его
поверхности оксидную пленку.
Mg – Pb реагируют с водой при нагревании с образованием
оксидов металлов и водорода: М + Н2О = МхОу + Н2.
Неактивные металлы (Cu - Au) - не реагируют с водой.
8

9.

Химические свойства металлов
Взаимодействие с растворами кислот
Металлы взаимодействуют с растворами кислот при
соблюдении ряда условий:
1) металл должен находиться в ряду напряжений левее
водорода;
2) в результате реакции должна образоваться растворимая
соль, так как в противном случае она покроет металл
осадком и доступ кислоты к металлу прекратится;
3) для этих реакций не рекомендуется использовать
щелочные металлы, т.к. они активно взаимодействуют с
водой;
4) особым образом взаимодействуют с металлами
концентрированная серная кислота и азотная кислота
любой концентрации.
9

10.

Химические свойства металлов
Взаимодействие с растворами солей
Металлы взаимодействуют с растворами солей
при соблюдении ряда условий:
1) металл должен находиться в ряду напряжений
левее металла, образующего соль;
2) в результате реакции должна образоваться
растворимая соль, так как в противном случае
она покроет металл осадком и доступ соли к
металлу прекратится;
3) для этих реакций не рекомендуется
использовать щелочные металлы.
Если опустить кусочек свинца в
раствор сульфата меди, то
поверхность металла покроется
тонким слоем сульфата, и реакция
прекратится:
CuSO4 + Pb ≠ PbSO4↓ + Cu
10

11.

Химические свойства металлов
Металлотермия – восстановление металлов из их оксидов
Некоторые активные металлы способны вытеснять другие металлы
из их оксидов.
В методах металлотермии в качестве восстановителей используют Al,
Na, Ca, Mg и др.
Пример:
Методы металлотермии в настоящее время широко используются в
металлургии для получения таких металлов как Ti, Cr, Mn, V, Mg, Ba,
Ca, Rb, Cs и др.
11

12.

Задания:
Новый цинковый бак, в котором приготовили раствор медного купороса
для опрыскивания растений, вскоре стал протекать.
Объясните причину разрушения стенок бака. Запишите уравнение химической
реакции.
Почему алюминиевую посуду нельзя мыть содой?
Запишите уравнения химических реакций.
12