هدف:التعرف عمليا على الخصائص الكيميائية المميزة للمعادن ذات النشاط المختلف ومركباتها ؛ لدراسة خصائص المعادن بخصائص مذبذبة. تعادل تفاعلات الأكسدة والاختزال من خلال طريقة توازن الإلكترون أيون.

الجزء النظري

الخصائص الفيزيائية للمعادن. في ظل الظروف العادية ، تعتبر جميع المعادن ، باستثناء الزئبق ، مواد صلبة تختلف بشدة في درجة الصلابة. المعادن ، كونها موصلات من النوع الأول ، لها موصلية كهربائية وحرارية عالية. ترتبط هذه الخصائص ببنية الشبكة البلورية ، في العقد التي توجد بها أيونات معدنية ، والتي تتحرك الإلكترونات الحرة بينها. يحدث انتقال الكهرباء والحرارة بسبب حركة هذه الإلكترونات.

الخواص الكيميائية للمعادن . جميع المعادن عوامل اختزال ، أي في التفاعلات الكيميائية ، تفقد الإلكترونات وتتحول إلى أيونات موجبة الشحنة. نتيجة لذلك ، تتفاعل معظم المعادن مع عوامل مؤكسدة نموذجية ، مثل الأكسجين ، لتكوين أكاسيد ، والتي تغطي في معظم الحالات سطح المعدن بطبقة كثيفة.

ملغ ° + O 2 ° = 2 ملغ +2 س- 2

ملغ -2 = ملغ +2

ا 2 +4 = 2O -2

يعتمد نشاط الاختزال للمعادن في المحاليل على موضع المعدن في سلسلة من الفولتية أو على قيمة جهد القطب الكهربائي للمعدن (الجدول). وكلما انخفضت قيمة جهد القطب الكهربائي الذي يتمتع به معدن معين ، زاد نشاطه إنه كعامل مختزل. يمكن تقسيم جميع المعادن إلى 3 مجموعات :

معادن نشطة - من بداية سلسلة الضغوط (أي من Li) إلى Mg ؛

معادن النشاط الوسيط ملغ إلى ح ؛

معادن غير نشطة - من H إلى نهاية سلسلة الجهد (إلى Au).

تتفاعل معادن المجموعة الأولى مع الماء (يشمل ذلك بشكل أساسي الفلزات الأرضية القلوية والقلوية) ؛ نواتج التفاعل هي هيدروكسيدات المعادن المقابلة والهيدروجين ، على سبيل المثال:

2K ° + 2N 2 يا = 2 كو + ن 2 ا

ك ° -= ك + | 2

2 ح + +2 = ح 2 0 | 1

تفاعل المعادن مع الأحماض

تتفاعل جميع الأحماض غير المؤكسدة (هيدروكلوريك حمض الهيدروكلوريك ، هيدروبروميك HBr ، إلخ) ، وكذلك بعض الأحماض المحتوية على الأكسجين (حمض الكبريتيك المخفف H 2 SO 4 ، الفوسفوريك H 3 PO 4 ، الخليك CH 3 COOH ، إلخ) مع المعادن 1 و مجموعتان تقفان في سلسلة من الفولتية حتى الهيدروجين. في هذه الحالة ، يتم تكوين الملح المقابل ويتم إطلاق الهيدروجين:

Zn+ ح 2 لذا 4 = ZnSO 4 + ح 2

Zn 0 -2 = Zn 2+ | 1

2 ح + +2 = ح 2 ° | واحد

يؤكسد حمض الكبريتيك المركز معادن المجموعة الأولى والثانية والثالثة جزئيًا (حتى Ag شاملة) بينما يتم اختزاله إلى SO 2 - وهو غاز عديم اللون برائحة نفاذة ، وكبريت حر يترسب على شكل ترسب أبيض أو كبريتيد الهيدروجين H 2S - غاز برائحة فاسدة بيض. كلما زاد نشاط المعدن ، انخفض الكبريت ، على سبيل المثال:

| 1

| 8

يؤكسد حمض النيتريك بأي تركيز جميع المعادن تقريبًا ، بينما يتشكل نترات المعدن المقابل والماء ومنتج الاختزال N + 5 (NO 2 هو غاز بني برائحة نفاذة ، NO هو غاز عديم اللون برائحة نفاذة ، N 2 O عبارة عن غاز برائحة مخدرة ، N 2 - غاز عديم الرائحة ، NH 4 NO 3 - محلول عديم اللون). كلما كان المعدن أكثر نشاطًا وكلما زاد تخفيف الحمض ، انخفض حمض النيتريك بدرجة أكبر.

تتفاعل مع القلويات مذبذب المعادن التي تنتمي بشكل أساسي إلى المجموعة 2 (Zn ، Be ، Al ، Sn ، Pb ، إلخ). يستمر التفاعل عن طريق اندماج المعادن مع القلويات:

الرصاص+2 هيدروكسيد الصوديوم= نا 2 PbO 2 + ح 2

الرصاص 0 -2 = الرصاص 2+ | 1

2 ح + +2 = ح 2 ° | واحد

أو عند التفاعل مع محلول قلوي قوي:

كن + 2NaOH + 2H 2 ا = نا 2 + ح 2

كن ° -2= كن +2 | 1

تشكل المعادن المتذبذبة أكاسيد مذبذبة ، وبالتالي ، هيدروكسيدات مذبذبة (تتفاعل مع الأحماض والقلويات لتكوين الملح والماء) ، على سبيل المثال:

أو في شكل أيوني:

أو في شكل أيوني:

الجزء العملي

رقم الخبرة 1.تفاعل المعادن مع الماء .

خذ قطعة صغيرة من المعدن القلوي أو القلوي الترابي (الصوديوم والبوتاسيوم والليثيوم والكالسيوم) المخزنة في وعاء من الكيروسين ، وجففها جيدًا بورق الترشيح ، وضعها في كوب خزفي مملوء بالماء. في نهاية التجربة ، أضف بضع قطرات من الفينول فثالين وحدد وسط المحلول الناتج.

عندما يتفاعل المغنيسيوم مع الماء ، قم بتسخين أنبوب التفاعل لبعض الوقت على مصباح كحولي.

رقم الخبرة 2.تفاعل المعادن مع الأحماض المخففة .

صب 20-25 قطرة من محلول 2N من أحماض الهيدروكلوريك والكبريتيك والنيتريك في ثلاثة أنابيب اختبار. قم بإسقاط المعادن في كل أنبوب اختبار على شكل أسلاك أو قطع أو نشارة. راقب الأحداث الجارية. تسخين أنابيب الاختبار حيث لا يحدث شيء في مصباح كحول حتى يبدأ التفاعل. شم أنبوب حمض النيتريك برفق لتحديد الغاز المتصاعد.

رقم الخبرة 3.تفاعل المعادن مع الأحماض المركزة .

قم بصب 20-25 قطرة من أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة (بعناية!) في أنبوبين اختبار ، وإسقاط المعدن فيهما ، ولاحظ ما يحدث. إذا لزم الأمر ، يمكن تسخين أنابيب الاختبار على مصباح كحول قبل بدء التفاعل. شم أنابيب الاختبار برفق لتحديد انبعاثات الغازات.

الخبرة رقم 4.تفاعل المعادن مع القلويات .

صب 20-30 قطرة من محلول قلوي مركز (KOH أو NaOH) في أنبوب اختبار ، أضف المعدن. قم بتسخين أنبوب الاختبار قليلاً. شاهد ما يحدث.

خبرة№5. إيصال والخصائص هيدروكسيدات المعادن.

صب 15-20 قطرة من الملح من المعدن المقابل في أنبوب اختبار ، أضف القلويات حتى تتشكل راسب. قسّم الرواسب إلى قسمين. صب محلول حمض الهيدروكلوريك على جزء ، والمحلول القلوي على الجزء الآخر. ملاحظات مارك ، وكتابة المعادلات في الأشكال الجزيئية ، والأيونية الكاملة والأيونية القصيرة ، واستخلاص استنتاج حول طبيعة الهيدروكسيد الناتج.

صياغة العمل والاستنتاجات

بالنسبة لتفاعلات الأكسدة والاختزال ، اكتب معادلات توازن الإلكترون - أيون ، واكتب تفاعلات التبادل الأيوني في الأشكال الجزيئية والأيونية الجزيئية.

في الاستنتاجات ، اكتب إلى أي مجموعة نشاط (1 أو 2 أو 3) ينتمي المعدن الذي درسته وما هي الخصائص - الأساسية أو المذبذبة - التي يعرضها هيدروكسيده. برر الاستنتاجات.

معمل رقم 11

الخصائص الكيميائية للمعادن

وفقًا لخصائصها الكيميائية ، تنقسم المعادن إلى:

1 ) نشيط (المعادن الأرضية القلوية والقلوية ، Mg ، Al ، Zn ، إلخ.)

2) المعادنمتوسط ​​النشاط (Fe ، Cr ، Mn ، إلخ) ؛

3 ) غير نشط (نحاس ، حج)

4) معادن نبيلة - Au ، Pt ، Pd ، إلخ.

في ردود الفعل - تقليل العوامل فقط. تتبرع ذرات المعادن بسهولة بالإلكترونات من الطبقة الإلكترونية الخارجية (وبعضها من الطبقة الخارجية السابقة) ، وتتحول إلى أيونات موجبة. تشير الأكسدة المحتملة إلى أنني أقل 0 ، + 1 ، + 2 ، + 3 أعلى + 4 ، + 5 ، + 6 ، + 7 ، + 8

1. التفاعل مع غير المعادن

1. مع الهيدروجين

تتفاعل معادن المجموعتين IA و IIA عند تسخينها ، باستثناء البريليوم. تتشكل هيدريدات المواد الصلبة غير المستقرة ، ولا تتفاعل المعادن الأخرى.

2K + H₂ = 2KH (هيدريد البوتاسيوم)

Ca + H₂ = CaH₂

2. مع الأكسجين

تتفاعل جميع المعادن باستثناء الذهب والبلاتين. يحدث التفاعل مع الفضة عند درجات حرارة عالية ، لكن أكسيد الفضة (II) لا يتشكل عمليًا ، لأنه غير مستقر حراريًا. تشكل المعادن القلوية في الظروف العادية أكاسيد ، بيروكسيدات ، سوبروكسيدات (ليثيوم - أكسيد ، صوديوم - بيروكسيد ، بوتاسيوم ، سيزيوم ، روبيديوم - فوق أكسيد

4Li + O2 = 2Li2O (أكسيد)

2Na + O2 = Na2O2 (بيروكسيد)

K + O2 = KO2 (أكسيد فائق)

تشكل المعادن المتبقية من المجموعات الفرعية الرئيسية في ظل الظروف العادية أكاسيد ذات حالة أكسدة مساوية لرقم المجموعة 2Ca + O2 = 2CaO

2Сa + O2 = 2СaO

تشكل معادن المجموعات الفرعية الثانوية أكاسيدًا في الظروف العادية وعند تسخينها ، تكون أكاسيد بدرجات مختلفة من الأكسدة ، ومقياس الحديد الحديد Fe3O4 (Fe⁺²O ∙ Fe2⁺³O3)

3Fe + 2O2 = Fe3O4

4Cu + O₂ = 2Cu₂⁺¹O (أحمر) 2Cu + O₂ = 2Cu⁺²O (أسود) ؛

2Zn + O₂ = ZnO 4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

3. مع الهالوجينات

الهاليدات (الفلوريدات ، الكلوريدات ، البروميدات ، اليود). القلوية في الظروف العادية مع إشعال F ، Cl ، Br:

2Na + Cl2 = 2NaCl (كلوريد)

يتفاعل التراب القلوي والألمنيوم في الظروف العادية:

منأ + Cl2 =منaCl2

2Al + 3Cl2 = 2AlCl3

معادن المجموعات الفرعية الثانوية عند درجات حرارة مرتفعة

Cu + Cl₂ = Cu⁺²Cl₂ Zn + Cl₂ = ZnCl₂

2Fe + ЗС12 = 2Fe⁺³Cl3 كلوريد الحديد (+3) 2Cr + 3Br2 = 2Cr⁺³Br3

2Cu + I₂ = 2Cu⁺¹I(لا يوجد يوديد نحاسي (+2)!)

4. التفاعل مع الكبريت

عند تسخينها حتى مع الفلزات القلوية ، مع الزئبق في الظروف العادية. تتفاعل جميع المعادن باستثناء الذهب والبلاتين

معاللون الرمادي – كبريتيد: 2K + S = K2S 2Li + S = Li2S (كبريتيد)

منأ + S =منكما(كبريتيد) 2Al + 3S = Al2S3 Cu + S = Cu⁺²S (أسود)

Zn + S = ZnS 2Cr + 3S = Cr2⁺³S3 Fe + S = Fe⁺²S

5. التفاعل مع الفوسفور والنيتروجين

التسريبات عند التسخين (باستثناء: الليثيوم مع النيتروجين في الظروف العادية):

بالفوسفور - الفوسفات: 3كاليفورنيا + 2 ص= Ca3ص2,

مع نيتروجين - نيتريد 6Li + N2 = 3Li2N (نيتريد الليثيوم) (n.o.) 3Mg + N2 = Mg3N2 (نيتريد المغنيسيوم) 2Al + N2 = 2A1N 2Cr + N2 = 2CrN 3Fe + N2 = Fe₃⁺²N₂¯³

6. التفاعل مع الكربون والسيليكون

يتدفق عند تسخينه:

تتكون الكربيدات من الكربون ، وتتفاعل أكثر المعادن نشاطًا مع الكربون فقط. من المعادن القلوية ، الكربيدات تشكل الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم لا تتفاعل مع الكربون:

2Li + 2C = Li2C2، Ca + 2C = CaC2

المعادن - عناصر د تشكل مركبات من تركيبة غير متكافئة مثل المحاليل الصلبة مع الكربون: WC ، ZnC ، TiC - تستخدم للحصول على فولاذ فائق الصلابة.

مع السيليكون - مبيدات السيليكون: 4Cs + Si = Cs4Si ،

7. تفاعل المعادن مع الماء:

تتفاعل المعادن التي تصل إلى الهيدروجين في السلسلة الكهروكيميائية للجهد مع الماء. تتفاعل الفلزات القلوية والقلوية الترابية مع الماء دون تسخين ، وتشكل هيدروكسيدات قابلة للذوبان (قلويات) وهيدروجين ، وألمنيوم (بعد تدمير فيلم الأكسيد - اندماج) ، والمغنيسيوم ، عندما ساخنة ، تشكل قواعد غير قابلة للذوبان والهيدروجين.

2Na + 2HOH = 2Na + H2
منأ + 2HOH = Ca (OH) 2 + H2

2Al + 6H2O = 2Al (OH) 3 + ZH2

تتفاعل المعادن المتبقية مع الماء فقط في حالة ساخنة مكونة أكاسيد (حديد - مقياس حديد)

Zn + H2O = ZnO + H2 3Fe + 4HOH = Fe3O4 + 4H2 2Cr + 3H₂O = Cr₂O₃ + 3H₂

8 مع الأكسجين والماء

يتأكسد الحديد والكروم في الهواء بسهولة في وجود الرطوبة (الصدأ)

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe (OH) 3

4Cr + 3O2 + 6H2O = 4Cr (OH) 3

9. تفاعل المعادن مع أكسيدات

تقلل المعادن (Al ، Mg ، Ca) ، عند درجة حرارة عالية ، غير المعادن أو المعادن الأقل نشاطًا من أكاسيدها ← معدن وأكسيد غير معدني أو منخفض النشاط (كالسيوم حراري ، مغنيسيوم حراري ، ألومينوثرمي)

2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3 3Са + Cr₂O₃ = 3СаО + 2Cr (800 ° C) 8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe (ثيرميت) 2Mg + CO2 = 2MgO + Саg + N2O = MgO + N2 Zn + CO2 2Cu + 2NO = 2CuO + N2 3Zn + SO2 = ZnS + 2ZnO

10. بالأكسدة

يتفاعل معدن الحديد والكروم مع الأكاسيد ، مما يقلل من درجة الأكسدة

Cr + Cr2⁺³O3 = 3Cr⁺²O Fe + Fe2⁺³O3 = 3Fe⁺²O

11. تفاعل المعادن مع القلوي

تتفاعل هذه المعادن فقط مع القلويات ، والتي تحتوي أكاسيد وهيدروكسيداتها على خصائص مذبذبة ((Zn ، Al ، Cr (III) ، Fe (III) ، إلخ. MELT → ملح معدني + هيدروجين.

2NaOH + Zn → Na2ZnO2 + H2 (زنك الصوديوم)

2Al + 2 (NaOH · H2O) = 2NaAlO2 + 3H2
الحل ← ملح معدني معقد + هيدروجين.

2NaOH + Zn0 + 2H2O = Na2 + H2 (رباعي هيدروكسوزينكات الصوديوم) 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

12. التفاعل مع الأحماض (باستثناء HNO3 و H2SO4 (conc.)

المعادن الموجودة في السلسلة الكهروكيميائية لجهود الفلزات على يسار الهيدروجين تزيحها من الأحماض المخففة ← الملح والهيدروجين

تذكر! لا يطلق حمض النيتريك الهيدروجين أبدًا عند التفاعل مع المعادن.

ملغ + 2HC1 = MgCl2 + H2
Al + 2HC1 = Al⁺³Cl₃ + H2

13. التفاعلات مع الملح

تحل المعادن النشطة محل المعادن الأقل نشاطًا من الأملاح. التعافي من الحلول:

CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu

FeSO4 + النحاس =تفاعلاترقم

Mg + CuCl2 (pp) = MgCl2 +منش

استعادة المعادن من ذوبان أملاحها

3Na + AlCl₃ = 3NaCl + Al

TiCl2 + 2Mg = MgCl2 + Ti

تتفاعل معادن المجموعة ب مع الأملاح ، مما يقلل من حالة الأكسدة.

2Fe⁺³Cl3 + Fe = 3Fe⁺²Cl2

المحاضرة 11. الخواص الكيميائية للمعادن.

تفاعل المعادن مع عوامل مؤكسدة بسيطة. نسبة المعادن إلى الماء والمحاليل المائية للأحماض والقلويات والأملاح. دور فيلم الأكسيد ومنتجات الأكسدة. تفاعل المعادن مع النيتريك وأحماض الكبريتيك المركزة.

تشمل المعادن جميع العناصر s- و d- و f ، وكذلك العناصر p الموجودة في الجزء السفلي من الجدول الدوري من القطر المائل من البورون إلى الأستاتين. في المواد البسيطة لهذه العناصر ، تتحقق الرابطة المعدنية. تحتوي ذرات المعادن على عدد قليل من الإلكترونات في غلاف الإلكترون الخارجي ، بمقدار 1 أو 2 أو 3. تظهر المعادن خواص موجبة للكهرباء ولها قدرة كهرومغناطيسية منخفضة ، أقل من اثنين.

المعادن لها سمات مميزة. هذه مواد صلبة ، أثقل من الماء ، ذات لمعان معدني. تتمتع المعادن بموصلية حرارية وكهربائية عالية. تتميز بانبعاث الإلكترونات تحت تأثير التأثيرات الخارجية المختلفة: التشعيع بالضوء ، أثناء التسخين ، أثناء التمزق (الانبعاث الإلكتروني الخارجي).

السمة الرئيسية للمعادن هي قدرتها على التبرع بالإلكترونات لذرات وأيونات المواد الأخرى. تعمل المعادن على تقليل العوامل في الغالبية العظمى من الحالات. وهذه هي خصائصها الكيميائية المميزة. ضع في اعتبارك نسبة المعادن إلى عوامل الأكسدة النموذجية ، والتي تشمل المواد البسيطة - غير المعادن والماء والأحماض. يقدم الجدول 1 معلومات عن نسبة المعادن إلى العوامل المؤكسدة البسيطة.

الجدول 1

نسبة المعادن إلى عوامل مؤكسدة بسيطة

تتفاعل جميع المعادن مع الفلور. الاستثناءات هي الألومنيوم والحديد والنيكل والنحاس والزنك في حالة عدم وجود رطوبة. هذه العناصر ، عند تفاعلها مع الفلور ، تشكل مبدئيًا أغشية فلورايد تحمي المعادن من مزيد من التفاعل.

في ظل نفس الظروف والأسباب ، يتم تخميل الحديد في تفاعل مع الكلور. فيما يتعلق بالأكسجين ، ليس كل شيء ، ولكن فقط عدد من المعادن تشكل أغشية واقية كثيفة من الأكاسيد. عند الانتقال من الفلور إلى النيتروجين (الجدول 1) ، يتناقص نشاط الأكسدة وبالتالي لا يتأكسد عدد متزايد من المعادن. على سبيل المثال ، تتفاعل معادن الليثيوم والقلوية الأرضية فقط مع النيتروجين.

نسبة المعادن إلى الماء والمحاليل المائية للعوامل المؤكسدة.

في المحاليل المائية ، يتميز نشاط الاختزال للمعدن بقيمة إمكاناته القياسية من الأكسدة والاختزال. من النطاق الكامل لإمكانات الأكسدة والاختزال القياسية ، يتم تمييز سلسلة من الفولتية المعدنية ، والتي يشار إليها في الجدول 2.

الجدول 2

معادن إجهاد الصف

مؤكسد	معادلة عملية القطب	جهد القطب القياسي φ 0 ، V.	الحد من وكيل	النشاط الشرطي لعوامل الاختزال
لي +	Li + + e - = Li	-3,045	لي	نشيط
Rb +	Rb + + e - = Rb	-2,925	ر	نشيط
ك +	ك + + ه - = ك	-2,925	ك	نشيط
Cs +	Cs + + e - = Cs	-2,923	سي اس	نشيط
Ca2 +	Ca 2 + + 2e - = Ca	-2,866	كاليفورنيا	نشيط
نا +	Na + + e - = Na	-2,714	نا	نشيط
ملغ 2 +	ملغ 2 + +2 ه - \ u003d ملغ	-2,363	ملغ	نشيط
آل 3+	آل 3+ + 3 هـ - = آل	-1,662	ال	نشيط
Ti 2+	Ti 2+ + 2e - = Ti	-1,628	تي	تزوج نشاط
Mn2 +	Mn 2+ + 2e - = Mn	-1,180	مينيسوتا	تزوج نشاط
Cr2 +	Cr 2+ + 2e - = Cr	-0,913	سجل تجاري	تزوج نشاط
H2O	2H 2 O + 2e - \ u003d H 2 + 2OH -	-0,826	H 2 ، الرقم الهيدروجيني = 14	تزوج نشاط
Zn2 +	Zn 2+ + 2e - = Zn	-0,763	Zn	تزوج نشاط
Cr3 +	Cr 3+ + 3e - = Cr	-0,744	سجل تجاري	تزوج نشاط
Fe2 +	Fe 2+ + e - \ u003d Fe	-0,440	الحديد	تزوج نشاط
H2O	2H 2 O + e - \ u003d H 2 + 2OH -	-0,413	H 2 ، الرقم الهيدروجيني = 7	تزوج نشاط
القرص المضغوط 2+	Cd 2+ + 2e - = قرص مضغوط	-0,403	قرص مضغوط	تزوج نشاط
Co2 +	Co 2 + +2 e - \ u003d Co	-0,227	شارك	تزوج نشاط
Ni2 +	ني 2 + + 2 هـ - = ني	-0,225	ني	تزوج نشاط
sn 2+	Sn 2+ + 2e - = Sn	-0,136	sn	تزوج نشاط
Pb 2+	Pb 2+ + 2e - = Pb	-0,126	الرصاص	تزوج نشاط
Fe3 +	Fe 3+ + 3e - \ u003d Fe	-0,036	الحديد	تزوج نشاط
ح +	2H + 2e - = H 2		H 2 ، الرقم الهيدروجيني = 0	تزوج نشاط
ثنائية 3+	ثنائية 3+ + 3e - = ثنائية	0,215	ثنائية	نشطة صغيرة
Cu2 +	النحاس 2+ + 2 هـ - = نحاس	0,337	النحاس	نشطة صغيرة
النحاس +	Cu + + e - = Cu	0,521	النحاس	نشطة صغيرة
الزئبق 2 2+	الزئبق 2 2+ + 2 هـ - = زئبق	0,788	الزئبق 2	نشطة صغيرة
حج +	Ag + + e - = Ag	0,799	اي جي	نشطة صغيرة
Hg2 +	Hg 2+ + 2e - \ u003d Hg	0,854	زئبق	نشطة صغيرة
نقطة 2+	نقطة 2+ + 2 هـ - = نقطة	1,2	نقطة	نشطة صغيرة
Au 3+	Au 3+ + 3e - = Au	1,498	Au	نشطة صغيرة
Au +	Au ++ e- = Au	1,691	Au	نشطة صغيرة

في هذه السلسلة من الفولتية ، يتم أيضًا إعطاء قيم إمكانات القطب الكهربائي لقطب الهيدروجين في الوسائط الحمضية (рН = 0) ، المحايدة (рН = 7) ، القلوية (рН = 14). يميز موضع معدن معين في سلسلة من الفولتية قدرته على تفاعلات الأكسدة والاختزال في المحاليل المائية في ظل الظروف القياسية. أيونات المعادن هي عوامل مؤكسدة والمعادن عوامل اختزال. كلما زاد تواجد المعدن في سلسلة الفولتية ، كانت أيوناته أقوى عامل مؤكسد في محلول مائي. كلما اقترب المعدن من بداية الصف ، كلما كان عامل الاختزال أقوى.

المعادن قادرة على إزاحة بعضها البعض من المحاليل الملحية. يتم تحديد اتجاه التفاعل في هذه الحالة من خلال موقعها المتبادل في سلسلة الفولتية. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن المعادن النشطة تحل محل الهيدروجين ليس فقط من الماء ، ولكن أيضًا من أي محلول مائي. لذلك ، فإن الإزاحة المتبادلة للمعادن من محاليل أملاحها تحدث فقط في حالة المعادن الموجودة في سلسلة الفولتية بعد المغنيسيوم.

تنقسم جميع المعادن إلى ثلاث مجموعات شرطية ، وهو ما ينعكس في الجدول التالي.

الجدول 3

التقسيم الشرطي للمعادن

التفاعل مع الماء.العامل المؤكسد في الماء هو أيون الهيدروجين. لذلك ، يمكن أن تتأكسد هذه المعادن فقط بواسطة الماء ، حيث تكون إمكانات القطب القياسية أقل من إمكانات أيونات الهيدروجين في الماء. يعتمد على الرقم الهيدروجيني للوسط وهو

φ \ u003d -0.059 درجة حموضة.

في بيئة محايدة (рН = 7) φ = -0.41 V. طبيعة تفاعل المعادن مع الماء معروضة في الجدول 4.

المعادن من بداية السلسلة ، التي لها قدرة سلبية أكبر بكثير من -0.41 فولت ، تزيح الهيدروجين من الماء. لكن المغنيسيوم يزيح الهيدروجين فقط من الماء الساخن. عادة ، المعادن الموجودة بين المغنيسيوم والرصاص لا تحل محل الهيدروجين من الماء. تتشكل أغشية الأكسيد على سطح هذه المعادن ، والتي لها تأثير وقائي.

الجدول 4

تفاعل المعادن مع الماء في وسط محايد

تفاعل المعادن مع حمض الهيدروكلوريك.

العامل المؤكسد في حمض الهيدروكلوريك هو أيون الهيدروجين. جهد القطب القياسي لأيون الهيدروجين هو صفر. لذلك ، يجب أن تتفاعل جميع المعادن النشطة والفلزات ذات النشاط الوسيط مع الحمض. يعرض الرصاص فقط التخميل.

الجدول 5

تفاعل المعادن مع حمض الهيدروكلوريك

يمكن إذابة النحاس في حمض الهيدروكلوريك شديد التركيز ، على الرغم من حقيقة أنه ينتمي إلى معادن منخفضة النشاط.

يحدث تفاعل المعادن مع حامض الكبريتيك بشكل مختلف ويعتمد على تركيزه.

تفاعل المعادن مع حامض الكبريتيك المخفف.يتم التفاعل مع حامض الكبريتيك المخفف بنفس الطريقة كما هو الحال مع حمض الهيدروكلوريك.

الجدول 6

تفاعل المعادن مع حامض الكبريتيك المخفف

يتأكسد حامض الكبريتيك المخفف مع أيون الهيدروجين. يتفاعل مع تلك المعادن التي تكون إمكانات أقطابها أقل من تلك الموجودة في الهيدروجين. لا يذوب الرصاص في حامض الكبريتيك بتركيز أقل من 80٪ ، لأن ملح PbSO 4 المتكون أثناء تفاعل الرصاص مع حمض الكبريتيك غير قابل للذوبان ويخلق طبقة واقية على سطح المعدن.

تفاعل المعادن مع حامض الكبريتيك المركز.

في حامض الكبريتيك المركز ، يعمل الكبريت في حالة الأكسدة +6 كعامل مؤكسد. وهو جزء من أيون الكبريتات SO 4 2-. لذلك ، يؤكسد الحمض المركز جميع المعادن التي تكون جهدها الكهربائي القياسي أقل من تلك الخاصة بعامل الأكسدة. أعلى قيمة لإمكانات القطب في عمليات القطب التي تشتمل على أيون الكبريتات كعامل مؤكسد هي 0.36 فولت. ونتيجة لذلك ، تتفاعل أيضًا بعض المعادن منخفضة النشاط مع حمض الكبريتيك المركز.

بالنسبة للمعادن ذات النشاط المتوسط ​​(Al ، Fe) ، يحدث التخميل بسبب تكوين أغشية أكسيد كثيفة. يتأكسد القصدير إلى الحالة الرباعية التكافؤ مع تكوين كبريتات القصدير (IV):

Sn + 4 H 2 SO 4 (conc.) \ u003d Sn (SO 4) 2 + 2SO 2 + 2H 2 O.

الجدول 7

تفاعل المعادن مع حامض الكبريتيك المركز

يتأكسد الرصاص إلى الحالة ثنائية التكافؤ مع تكوين هيدرو كبريتات الرصاص القابلة للذوبان. يذوب الزئبق في حامض الكبريتيك الساخن المركز ليشكل الزئبق (I) وكبريتات الزئبق (II). حتى الفضة تذوب في غليان حامض الكبريتيك المركز.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه كلما كان المعدن أكثر نشاطًا ، زادت درجة انخفاض حمض الكبريتيك. مع المعادن النشطة ، يتم تقليل الحمض بشكل أساسي إلى كبريتيد الهيدروجين ، على الرغم من وجود منتجات أخرى أيضًا. فمثلا

Zn + 2H 2 SO 4 \ u003d ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O ؛

3Zn + 4H 2 SO 4 = 3ZnSO 4 + S ↓ + 4H 2 O ؛

4Zn + 5H 2 SO 4 \ u003d 4ZnSO 4 \ u003d 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O.

تفاعل المعادن مع حامض النيتريك المخفف.

في حمض النيتريك ، يعمل النيتروجين في حالة الأكسدة +5 كعامل مؤكسد. الحد الأقصى لقيمة جهد القطب الكهربائي لأيون النترات للحمض المخفف كعامل مؤكسد هو 0.96 فولت.بسبب هذه القيمة الكبيرة ، يعتبر حمض النيتريك عامل مؤكسد أقوى من حمض الكبريتيك. يتضح هذا من حقيقة أن حامض النيتريك يؤكسد الفضة. يتم تقليل الحمض كلما كان المعدن أعمق ، وكلما كان المعدن أكثر نشاطًا وكلما زاد الحمض.

الجدول 8

تفاعل المعادن مع حامض النيتريك المخفف

تفاعل المعادن مع حامض النيتريك المركز.

عادة ما يتم تقليل حمض النيتريك المركز إلى ثاني أكسيد النيتروجين. يرد تفاعل حمض النيتريك المركز مع المعادن في الجدول 9.

عند استخدام الحمض بنقص وبدون تقليب ، فإن المعادن النشطة تقللها إلى نيتروجين ، والمعادن ذات النشاط المتوسط ​​إلى أول أكسيد الكربون.

الجدول 9

تفاعل حامض النيتريك المركز مع المعادن

تفاعل المعادن مع المحاليل القلوية.

لا يمكن أن تتأكسد المعادن بالقلويات. هذا يرجع إلى حقيقة أن الفلزات القلوية عوامل اختزال قوية. لذلك ، فإن أيوناتها هي أضعف العوامل المؤكسدة ولا تظهر خصائص مؤكسدة في المحاليل المائية. ومع ذلك ، في وجود القلويات ، يتجلى التأثير المؤكسد للماء بدرجة أكبر مما في غيابها. نتيجة لذلك ، في المحاليل القلوية ، تتأكسد المعادن بالماء لتشكيل الهيدروكسيدات والهيدروجين. إذا كان الأكسيد والهيدروكسيد من المركبات المتذبذبة ، فسوف يذوبان في محلول قلوي. نتيجة لذلك ، تتفاعل المعادن السلبية في الماء النقي بقوة مع المحاليل القلوية.

الجدول 10

تفاعل المعادن مع المحاليل القلوية

يتم تقديم عملية الذوبان على شكل مرحلتين: أكسدة المعدن بالماء وانحلال الهيدروكسيد:

Zn + 2HOH = Zn (OH) 2 ↓ + H 2 ؛

Zn (OH) 2 ↓ + 2NaOH = Na 2.

لا تحدد بنية الذرات المعدنية الخصائص الفيزيائية المميزة للمواد البسيطة - المعادن فحسب ، بل تحدد أيضًا خصائصها الكيميائية العامة.

مع وجود تنوع كبير ، فإن جميع التفاعلات الكيميائية للمعادن هي الأكسدة والاختزال ويمكن أن تكون من نوعين فقط: المركبات والبدائل. المعادن قادرة على التبرع بالإلكترونات أثناء التفاعلات الكيميائية ، أي لتكون عوامل الاختزال ، لإظهار حالة الأكسدة الإيجابية فقط في المركبات المتكونة.

بشكل عام ، يمكن التعبير عن ذلك من خلال المخطط:
أنا 0 - ني → أنا + ن ،
حيث أنا - معدن - مادة بسيطة ، وأنا 0 + ن - عنصر كيميائي فلزي في المركب.

المعادن قادرة على التبرع بإلكترونات التكافؤ الخاصة بها للذرات غير المعدنية ، أيونات الهيدروجين ، وأيونات المعادن الأخرى ، وبالتالي سوف تتفاعل مع غير المعادن - المواد البسيطة ، الماء ، الأحماض ، الأملاح. ومع ذلك ، فإن القدرة المخفضة للمعادن مختلفة. يعتمد تكوين نواتج التفاعل للمعادن بمواد مختلفة أيضًا على القدرة المؤكسدة للمواد والظروف التي يستمر فيها التفاعل.

في درجات الحرارة المرتفعة ، تحترق معظم المعادن في الأكسجين:

2Mg + O 2 \ u003d 2MgO

فقط الذهب والفضة والبلاتين وبعض المعادن الأخرى لا تتأكسد في ظل هذه الظروف.

تتفاعل العديد من المعادن مع الهالوجينات بدون تسخين. على سبيل المثال ، مسحوق الألمنيوم ، عند مزجه مع البروم ، يشتعل:

2Al + 3Br 2 = 2 البر 3

عندما تتفاعل المعادن مع الماء ، تتشكل الهيدروكسيدات أحيانًا. تتفاعل المعادن القلوية ، وكذلك الكالسيوم والسترونشيوم والباريوم ، بنشاط كبير مع الماء في ظل الظروف العادية. يبدو المخطط العام لهذا التفاعل كما يلي:

أنا + HOH → أنا (أوه) ن + ح 2

تتفاعل معادن أخرى مع الماء عند تسخينها: المغنيسيوم عندما يغلي ، والحديد في بخار الماء عندما يغلي باللون الأحمر. في هذه الحالات ، يتم الحصول على أكاسيد المعادن.

إذا تفاعل المعدن مع حمض ، فهو جزء من الملح الناتج. عندما يتفاعل المعدن مع المحاليل الحمضية ، يمكن أن يتأكسد بواسطة أيونات الهيدروجين الموجودة في هذا المحلول. يمكن كتابة المعادلة الأيونية المختصرة بشكل عام على النحو التالي:

أنا + nH + → أنا n + + H 2

تمتلك الأنيونات من هذه الأحماض المحتوية على الأكسجين ، مثل أحماض الكبريتيك والنتريك المركزة ، خصائص مؤكسدة أقوى من أيونات الهيدروجين. لذلك ، فإن تلك المعادن التي لا يمكن أن تتأكسد بواسطة أيونات الهيدروجين ، مثل النحاس والفضة ، تتفاعل مع هذه الأحماض.

عندما تتفاعل المعادن مع الأملاح ، يحدث تفاعل الاستبدال: إلكترونات من ذرات الاستبدال - يمر المعدن الأكثر نشاطًا إلى أيونات البديل - معدن أقل نشاطًا. ثم تستبدل الشبكة المعدن بالمعادن الموجودة في الأملاح. هذه التفاعلات غير قابلة للعكس: إذا أزاح المعدن A المعدن B من محلول ملحي ، فلن يحل المعدن B محل المعدن A من محلول الملح.

بترتيب تنازلي للنشاط الكيميائي ، الذي يتجلى في تفاعلات إزاحة المعادن من بعضها البعض من المحاليل المائية لأملاحها ، توجد المعادن في سلسلة الكهروكيميائية لجهود (نشاط) المعادن:

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 → حزب العمال → Au

المعادن الموجودة على يسار هذا الصف أكثر نشاطًا وقادرة على إزاحة المعادن التي تتبعها من المحاليل الملحية.

يتم تضمين الهيدروجين في سلسلة الكهروكيميائية لجهود المعادن ، باعتباره العنصر الوحيد غير المعدني الذي يشترك في خاصية مشتركة مع المعادن - لتكوين أيونات موجبة الشحنة. لذلك ، يحل الهيدروجين محل بعض المعادن في أملاحها ويمكن استبداله بحد ذاته بالعديد من المعادن في الأحماض ، على سبيل المثال:

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

المعادن الموجودة في السلسلة الكهروكيميائية للجهد حتى الهيدروجين تحل محلها من العديد من الأحماض (الهيدروكلوريك ، الكبريتيك ، إلخ) ، وكل ما يليها ، على سبيل المثال ، لا يحل محل النحاس.

blog.site ، مع النسخ الكامل أو الجزئي للمادة ، مطلوب رابط للمصدر.

خصائص المعادن.

1. الخصائص الأساسية للمعادن.

تنقسم خصائص المعادن إلى خصائص فيزيائية وكيميائية وميكانيكية وتكنولوجية.

تشمل الخصائص الفيزيائية: اللون ، الثقل النوعي ، الانصهار ، التوصيل الكهربائي ، الخواص المغناطيسية ، التوصيل الحراري ، التمدد عند التسخين.

للأكسدة الكيميائية وقابلية الذوبان ومقاومة التآكل.

للميكانيكية - القوة والصلابة والمرونة واللزوجة واللدونة.

للتكنولوجيا - الصلابة ، السيولة ، المرونة ، قابلية اللحام ، التشغيل الآلي.

1. الخصائص الفيزيائية والكيميائية.

اللون. المعادن غير شفافة ، أي لا تدع الضوء يمر ، وفي هذا الضوء المنعكس ، كل معدن له لونه الخاص.

من المعادن التقنية ، يتم تلوين النحاس (الأحمر) وسبائكه فقط. يتراوح لون المعادن الأخرى من الرمادي الصلب إلى الأبيض الفضي. أنحف أفلام الأكاسيد الموجودة على سطح المنتجات المعدنية تمنحها ألوانًا إضافية.

جاذبية معينة.يُطلق على وزن سنتيمتر مكعب واحد من المادة ، معبرًا عنه بالجرام ، الجاذبية النوعية.

وفقًا للجاذبية النوعية ، يتم تمييز المعادن الخفيفة والمعادن الثقيلة. من المعادن التقنية ، المغنيسيوم هو الأخف وزنا (الوزن النوعي 1.74) ، أثقل هو التنجستن (الجاذبية النوعية 19.3). تعتمد الثقل النوعي للمعادن إلى حد ما على طريقة إنتاجها ومعالجتها.

انصهار.تعتبر القدرة على التغيير من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة عند التسخين أهم خاصية للمعادن. عند تسخينها ، تنتقل جميع المعادن من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة ، وعندما يتم تبريد المعدن المنصهر ، من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة. لا تحتوي نقطة انصهار السبائك التقنية على نقطة انصهار واحدة محددة ، ولكن هناك نطاق من درجات الحرارة ، وأحيانًا تكون كبيرة جدًا.

التوصيل الكهربائي.الموصلية هي نقل الكهرباء بواسطة الإلكترونات الحرة. الموصلية الكهربائية للمعادن أعلى بآلاف المرات من الموصلية الكهربائية للأجسام غير المعدنية. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تنخفض الموصلية الكهربائية للمعادن ، وتزداد مع انخفاض درجة الحرارة. عند الاقتراب من الصفر المطلق (-273 0 درجة مئوية) ، تتراوح الموصلية الكهربائية للمعادن من +232 0 (قصدير) إلى 3370 0 (تنجستن) إلى أجل غير مسمى. معظم الزيادات (تنخفض المقاومة إلى ما يقرب من الصفر).

تكون الموصلية الكهربائية للسبائك دائمًا أقل من الموصلية الكهربائية لأحد المكونات التي تتكون منها السبائك.

الخواص المغناطيسية.من الواضح أن ثلاثة معادن فقط مغناطيسية (مغناطيسية حديدية): الحديد والنيكل والكوبالت ، وكذلك بعض سبائكها. عند تسخينها إلى درجات حرارة معينة ، تفقد هذه المعادن أيضًا خصائصها المغناطيسية. بعض سبائك الحديد ليست مغناطيسية حتى في درجة حرارة الغرفة. تنقسم جميع المعادن الأخرى إلى مغناطيسية (تجذبها المغناطيسات) ومغناطيسية (تنفر بواسطة مغناطيس).

توصيل حراري.الموصلية الحرارية هي نقل الحرارة في الجسم من مكان أكثر سخونة إلى مكان أقل حرارة دون حركة مرئية لجزيئات هذا الجسم. تسمح الموصلية الحرارية العالية للمعادن بالتسخين والتبريد بسرعة وبشكل متساوٍ.

من بين المعادن التقنية ، يتمتع النحاس بأعلى نسبة توصيل حراري. الموصلية الحرارية للحديد أقل بكثير ، وتختلف الموصلية الحرارية للصلب حسب محتوى المكونات الموجودة فيه. مع ارتفاع درجة الحرارة ، تنخفض الموصلية الحرارية ، ومع انخفاض درجة الحرارة ، تزداد.

السعة الحرارية.السعة الحرارية هي كمية الحرارة المطلوبة لرفع درجة حرارة الجسم بمقدار 10.

السعة الحرارية النوعية لمادة ما هي مقدار الحرارة بالكيلوجرام - السعرات الحرارية ، التي يجب الإبلاغ عنها إلى 1 كجم من مادة ما من أجل رفع درجة حرارتها بمقدار 1 0.

السعة الحرارية النوعية للمعادن مقارنة بالمواد الأخرى صغيرة ، مما يجعل من السهل نسبيًا تسخينها إلى درجات حرارة عالية.

التمدد عند تسخينه.تسمى نسبة الزيادة في طول الجسم عند تسخينه بمقدار 1 0 إلى طوله الأصلي بمعامل التمدد الخطي. بالنسبة للمعادن المختلفة ، يختلف معامل التمدد الخطي بشكل كبير. على سبيل المثال ، يحتوي التنجستن على معامل تمدد خطي يبلغ 4.0 · 10 -6 ، والرصاص 29.5 · 10 -6.

المقاومة للتآكل.التآكل هو تدمير المعدن بسبب تفاعله الكيميائي أو الكهروكيميائي مع البيئة الخارجية. مثال على التآكل هو صدأ الحديد.

تعتبر المقاومة العالية للتآكل (مقاومة التآكل) خاصية طبيعية مهمة لبعض المعادن: البلاتين والذهب والفضة ، وهذا هو سبب تسميتها نبيلة. كما أن النيكل وغيره من المعادن غير الحديدية تقاوم التآكل جيدًا. تتآكل المعادن الحديدية بشكل أقوى وأسرع من المعادن غير الحديدية.

2. الخواص الميكانيكية.

قوة.تكمن قوة المعدن في قدرته على مقاومة تأثير القوى الخارجية دون الانهيار.

صلابة.الصلابة هي قدرة الجسم على مقاومة اختراق جسم آخر أكثر صلابة فيه.

مرونة.مرونة المعدن هي خاصية استعادة شكله بعد انتهاء عمل القوى الخارجية التي تسببت في تغيير الشكل (التشوه).

اللزوجة.المتانة هي قدرة المعدن على مقاومة القوى الخارجية المتزايدة (الصدمة) بسرعة. اللزوجة هي الخاصية المعاكسة للهشاشة.

بلاستيك.اللدونة هي خاصية المعدن الذي يجب أن يتشوه دون تدمير بفعل القوى الخارجية ويحتفظ بشكل جديد بعد توقف القوى. اللدونة خاصية عكس المرونة.

في الجدول. 1 يوضح خصائص المعادن التقنية.

الجدول 1.

خصائص المعادن التقنية.

اسم معدني	الثقل النوعي (الكثافة) جم \ سم 3	نقطة الانصهار 0 درجة مئوية	صلابة برينل	مقاومة الشد (قوة الشد) كجم \ مم 2	الامتداد النسبي٪	الانكماش النسبي للمقطع العرضي٪
الألومنيوم التنغستن حديد كوبالت المغنيسيوم المنغنيز نحاس نيكل تين قيادة الكروم الزنك	2,7 19,3 7,87 8,9 1,74 7,44 8,84 8,9 7,3 11,34 7,14 7,14	658 3370 1530 1490 651 1242 1083 1452 232 327 1550 419	20-37 160 50 125 25 20 35 60 5-10 4-6 108 30-42	8-11 110 25-33 70 17-20 قابل للكسر 22 40-50 2-4 1,8 قابل للكسر 11,3-15	40 - 21-55 3 15 قابل للكسر 60 40 40 50 قابل للكسر 5-20	85 - 68-55 - 20 قابل للكسر 75 70 74 100 قابل للكسر -

3. أهمية خواص المعادن.

الخواص الميكانيكية.الشرط الأول لأي منتج هو القوة الكافية.

تتمتع المعادن بقوة أعلى مقارنة بالمواد الأخرى ، لذا فإن الأجزاء المحملة من الآلات والآليات والهياكل عادة ما تكون مصنوعة من المعادن.

يجب أن يكون للعديد من المنتجات ، بالإضافة إلى القوة العامة ، خصائص خاصة مميزة لتشغيل هذا المنتج. على سبيل المثال ، يجب أن تتمتع أدوات القطع بصلابة عالية. لتصنيع أدوات القطع الأخرى ، يتم استخدام أدوات الفولاذ والسبائك.

لتصنيع الينابيع والينابيع ، يتم استخدام أنواع خاصة من الفولاذ والسبائك ذات المرونة العالية.

تُستخدم معادن الدكتايل في الحالات التي تتعرض فيها الأجزاء لتحميل صدمة أثناء التشغيل.

تجعل لدونة المعادن من الممكن معالجتها بالضغط (تزوير ، درفلة).

الخصائص الفيزيائية.في صناعة الطائرات والسيارات والعربات ، غالبًا ما يكون وزن الأجزاء هو السمة الأكثر أهمية ، لذلك لا غنى هنا عن الألمنيوم وخاصة سبائك المغنيسيوم. تكون القوة النوعية (نسبة قوة الشد إلى الجاذبية النوعية) لبعض السبائك ، مثل الألومنيوم ، أعلى من تلك الخاصة بالفولاذ الطري.

انصهارتستخدم للحصول على المسبوكات عن طريق صب المعدن المنصهر في قوالب. تُستخدم المعادن منخفضة الانصهار (مثل الرصاص) كوسيط تبريد للصلب. تحتوي بعض السبائك المعقدة على نقطة انصهار منخفضة لدرجة أنها تذوب في الماء الساخن. تُستخدم هذه السبائك في صب مصفوفات الطباعة ، في الأجهزة التي تعمل على الحماية من الحرائق.

معادن عالية التوصيل الكهربائي(النحاس والألمنيوم) تستخدم في الهندسة الكهربائية ، لبناء خطوط الطاقة ، والسبائك ذات المقاومة الكهربائية العالية - للمصابيح المتوهجة ، والسخانات الكهربائية.

الخواص المغناطيسيةتلعب المعادن دورًا أساسيًا في الهندسة الكهربائية (الدينامو والمحركات والمحولات) ، وأجهزة الاتصال (أجهزة الهاتف والتلغراف) وتستخدم في العديد من أنواع الآلات والأجهزة الأخرى.

توصيل حراريتجعل المعادن من الممكن إنتاج خصائصها الفيزيائية. تستخدم الموصلية الحرارية أيضًا في إنتاج لحام ولحام المعادن.

بعض السبائك المعدنية لها معامل التمدد الخطي، قريبة من الصفر ؛ تستخدم هذه السبائك لتصنيع الأدوات الدقيقة وأنابيب الراديو. يجب أن يؤخذ توسع المعادن في الاعتبار عند إنشاء الهياكل الطويلة مثل الجسور. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أيضًا أن جزأين مصنوعين من معادن ذات معاملات تمدد مختلفة ومثبتين معًا يمكن أن ينحنيان بل وينكسران عند تسخينهما.

الخواص الكيميائية.تعتبر مقاومة التآكل مهمة بشكل خاص للمنتجات التي تعمل في بيئات شديدة التأكسد (الشبكات الشبكية ، أجزاء من الآلات والأجهزة الكيميائية). لتحقيق مقاومة عالية للتآكل ، يتم إنتاج فولاذ خاص غير قابل للصدأ ومقاوم للأحماض ومقاوم للحرارة ، كما يتم استخدام الطلاءات الواقية.