Da li ovi metali sjaje bakar aluminijum gvožđe. Interakcija metala sa složenim supstancama

Opće informacije o metalima

Znate li to najviše hemijski elementi pripadaju metalima - 92 od 114 poznatih elemenata.

Metali su hemijski elementi čiji atomi doniraju elektrone iz vanjskog (i neke iz vanjskog) elektronskog sloja, pretvarajući se u pozitivne ione.

Ovo svojstvo atoma metala, kao što znate, određeno je činjenicom da imaju relativno velike radijuse i mali broj elektrona (uglavnom od 1 do 3) po vanjski sloj.

Jedini izuzetak su 6 metala: atomi germanijuma, kalaja, olova na spoljašnjem sloju imaju 4 elektrona, atomi antimona, bizmuta -5, atoma polonija - 6.

Atome metala karakteriziraju male vrijednosti elektronegativnosti (od 0,7 do 1,9) i isključivo obnavljajuća svojstva, odnosno sposobnost doniranja elektrona.

Već znate da su u Periodnom sistemu hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva metali ispod dijagonale bor-astatin, a ja sam takođe iznad nje u sekundarnim podgrupama. U periodima i podgrupama gline, poznate su vam pravilnosti u promjeni metalnih, a time i redukcijskih svojstava atoma elemenata.

Hemijski elementi koji se nalaze u blizini dijagonale bor-astatin imaju dvostruka svojstva: u nekim od svojih spojeva ponašaju se kao metali, u drugima pokazuju svojstva nemetala.

U bočnim podgrupama, redukciona svojstva metala sa povećanjem serijski broj najčešće smanjuju. Uporedite aktivnost metala I grupe vama poznate bočne podgrupe: Cu, Ag, Au; II grupa sekundarne podgrupe - pa ćete se sami uvjeriti.

Ovo se može objasniti činjenicom da je jačina veze valentnih elektrona sa jezgrom atoma ovih metala u više Utječe naboj jezgra, a ne radijus atoma. Vrijednost naboja jezgra značajno se povećava, povećava se privlačenje elektrona u jezgro. U ovom slučaju, iako se radijus atoma povećava, on nije toliko značajan kao polumjer metala glavnih podgrupa.

Igraju se jednostavne tvari formirane od kemijskih elemenata - metala, i složene tvari koje sadrže metal suštinsku ulogu u mineralnom i organskom "životu" zemlje. Dovoljno je podsjetiti da su atomi (nikakvi) metalnih elemenata sastavni dio spojevi koji određuju metabolizam u ljudskom tijelu, životinjama, biljkama. Na primjer, u ljudskoj krvi pronađeno je 76 elemenata, a samo 14 od njih nisu metali. U ljudskom organizmu neki metalni elementi (kalcijum, kalijum, natrijum, magnezijum) prisutni su u velikim količinama, odnosno predstavljaju makronutrijente. A metali kao što su krom, mangan, željezo, kobalt, bakar, cink, molibden prisutni su u malim količinama, odnosno to su elementi u tragovima. Ako osoba ima 70 kg, tada njeno tijelo sadrži (u gramima): kalcijum - 1700, kalijum - 250, natrijum - 70, magnezijum - 42, gvožđe - 5. cink - 3. Svi metali su izuzetno važni, javljaju se zdravstveni problemi i u njihovom nedostatku i višku.

Na primjer, joni natrijuma regulišu sadržaj vode u tijelu, prijenos nervnih impulsa. Njegov nedostatak dovodi do glavobolje, slabosti, lošeg pamćenja, gubitka apetita, a višak dovodi do povišenog krvnog pritiska, hipertenzije i srčanih bolesti. Stručnjaci za ishranu preporučuju ne više od 5 g (1 čajna žličica) dnevno. kuhinjska so(NaCl) po odrasloj osobi. Uticaj metala na stanje životinja i biljaka može se naći u tabeli 16.

Jednostavne supstance - metali

Pojava civilizacije bila je povezana s razvojem proizvodnje metala (jednostavnih tvari) i legura (“ bronzano doba“, gvozdeno doba).

Počelo prije otprilike 100 godina naučna i tehnološka revolucija, koji je uticao i na industriju i na društvenu sferu, takođe je usko povezan sa proizvodnjom metala. Na bazi volframa, molibdena, titana i drugih metala počeli su stvarati otporne na koroziju, supertvrde, vatrostalne legure, čija je upotreba uvelike proširila mogućnosti mašinstva. U nuklearnoj i svemirskoj tehnologiji, legure volframa i renija koriste se za izradu dijelova koji rade na temperaturama do 3000 ºS. u medicini se koriste hirurški instrumenti od legura tantala i platine, jedinstvena keramika na bazi titanijuma i cirkonijum oksida.

I naravno, ne treba zaboraviti da se u većini legura koristi dobro poznato metalno gvožđe (Sl. 37), a osnova mnogih lakih legura su relativno „mladi“ metali: aluminijum i magnezijum.

Kompozitni materijali, na primjer, polimer ili keramika, koji su iznutra (kao beton sa željeznim šipkama) ojačani metalnim vlaknima, koji mogu biti napravljeni od volframa, molibdena, čelika i drugih metala i legura, postali su supernove - sve ovisi o cilj koji je neophodan za postizanje njegovih materijalnih svojstava.

Već imate ideju o prirodi hemijske veze u metalnim kristalima. Podsjetimo, na primjeru jednog od njih - natrijuma, kako nastaje.
Slika 38 prikazuje dijagram kristalne rešetke metalnog natrijuma. U njemu je svaki atom natrijuma okružen sa osam susjednih atoma. Atomi natrija, kao i svi metali, imaju mnogo slobodnih valentnih orbitala i malo valentnih elektrona.

Jedini valentni elektron atoma natrijuma Zs 1 može zauzeti bilo koju od devet slobodnih orbitala, jer se ne razlikuju mnogo u energetskom nivou. Kada se atomi približavaju jedan drugome, kada se formira kristalna rešetka, valentne orbitale susjednih atoma se preklapaju, zbog čega se elektroni ne kreću slobodno s jedne orbitale na drugu, stvarajući vezu između svih atoma metalnog kristala.

Ova vrsta hemijske veze naziva se metalna veza. Metalnu vezu formiraju elementi čiji atomi na vanjskom sloju imaju malo valentnih elektrona u odnosu na veliki broj vanjske energetski bliske orbitale. Njihovi valentni elektroni se slabo drže u atomu. Elektroni koji vrše vezu su socijalizovani i kreću se kroz kristalnu rešetku neutralnog metala kao celine.

Supstance sa metalna veza metalne kristalne rešetke su inherentne, koje obično prikazuju shematski tikovinu, kao što je prikazano na slici, čvorovi su kationi i atomi metala. Zajednički elektroni elektrostatički privlače metalne katjone smještene u blizini njihove kristalne rešetke, osiguravajući njenu stabilnost i snagu (zajednički elektroni su prikazani kao crne male kuglice).

Metalna veza je veza u metalima i legurama između metalnih atoma-jona koji se nalaze u kristalnoj rešetki, a koju provode socijalizirani valentni elektroni.

Neki metali kristaliziraju u dva ili više kristalnih oblika. Ovo svojstvo tvari - da postoji u nekoliko kristalnih modifikacija - naziva se polimorfizam. Polimorfizam za jednostavne supstance vam je poznat kao alotropija.

Kalaj ima dvije kristalne modifikacije:
alfa - stabilno ispod 13,2 ºS sa gustinom r - 5,74 g/cm3. Ovo je sivi lim. Ima almaav (atomsku) kristalnu rešetku:
betta - stabilan iznad 13,2 ºS sa gustinom p - 6,55 g/cm3. Ovo je bijeli lim.

Bijeli kalaj je vrlo mekan metal. Kada se ohladi ispod 13,2 ºS, raspada se u sivi prah, jer se na prelazu | 1 » n njegov specifični volumen značajno povećava. Ova pojava se zove limena kuga. Naravno, posebna vrsta hemijske veze i tip kristalne rešetke metala treba da odredi i objasni njihova fizička svojstva.

Šta su oni? To su metalni sjaj, plastičnost, visoka električna provodljivost i toplotna provodljivost, povećanje električnog otpora sa porastom temperature, kao i takva praktično značajna svojstva kao što su gustina, tačke topljenja i ključanja, tvrdoća, magnetna svojstva.

Pokušajmo objasniti razloge koji određuju osnovna fizička svojstva metala. Zašto su metali plastični?

Mehaničko djelovanje na kristal s metalnom kristalnom rešetkom uzrokuje pomicanje slojeva ionskih atoma jedan u odnosu na drugi, budući da se elektroni kreću kroz kristal, veze se ne prekidaju, stoga metali karakterizira veća plastičnost.

Sličan učinak na čvrstu tvar sa konlin vezama (atomska kristalna rešetka) dovodi do prekida kovalentnih veza. Prekidanje veza u ionskoj rešetki dovodi do međusobnog odbijanja slično naelektrisanih jona (slika 40). Stoga su tvari s atomskim i ionskim kristalnim rešetkama krhke.

Najduktilniji metali su Au, Af, Cu, Sn, Pb, Zn. Lako se uvlače u žicu, pogodne za kovanje, presovanje, valjanje u limove.Na primer, od zlata se može napraviti zlatna folija debljine 0,008 nm, a od 0,5 g ovog metala izvući konac dužine 1 km.

Čak i živa, koja je, kao što znate, tečna na sobnoj temperaturi, postaje savitljiva poput olova na niskim temperaturama u čvrstom stanju. Samo Bi i Mn nemaju plastičnost, krti su.

Zašto metali imaju karakterističan sjaj, a takođe su i neprozirni?

Elektroni koji ispunjavaju međuatomski prostor reflektiraju svjetlosne zrake (i ne propuštaju, kao staklo), a većina metala u jednako raspršuju sve zrake vidljivog dijela spektra. Stoga imaju srebrnobijelu ili sive boje. Stroncijum, zlato i bakar apsorbuju kratke talasne dužine (blizu ljubičaste) u većoj meri i reflektuju duge talasne dužine svjetlosnog spektra, dakle, imaju svijetložutu, žutu i bakrenu boju.

Iako nam se u praksi, znate, metal ne čini uvijek laganim tijelom. Prvo, njegova površina može oksidirati i izgubiti sjaj. Stoga prirodni bakar izgleda kao zelenkasti kamen. I drugo, čak ni čisti metal možda neće sjajiti. Vrlo tanki listovi srebra i zlata imaju potpuno neočekivan izgled - imaju plavičastu boju zelene boje. A fini metalni prahovi izgledaju tamno sivi, čak i crni.

Srebro, aluminijum, paladijum imaju najveću refleksivnost. Koriste se u proizvodnji ogledala, uključujući reflektore.

Zašto metali imaju visoku električnu i toplotnu provodljivost?

Elektroni koji se haotično kreću u metalu pod uticajem primenjenog električnog napona dobijaju usmereno kretanje, odnosno provode struja. Sa povećanjem temperature meta-lisne uši, povećavaju se amplitude vibracija atoma i iona koji se nalaze na čvorovima kristalne rešetke. To otežava kretanje elektrona, a električna provodljivost metala se smanjuje. Na niskim temperaturama, oscilatorno kretanje se, naprotiv, uvelike smanjuje, a električna provodljivost metala naglo raste. Near apsolutna nula otpor u metalima je praktički odsutan, većina metala izgleda kao supravodljiva.

Treba napomenuti da nemetali sa električna provodljivost(na primjer, grafit), na niskim temperaturama, naprotiv, ne provode električnu struju zbog odsustva slobodnih elektrona. I tek s povećanjem temperature i uništavanjem nekih kovalentnih veza, njihova električna vodljivost počinje rasti.

Najveću električnu provodljivost imaju srebro, bakar, kao i zlato, aluminijum, a najmanju mangan, olovo i živa.

Najčešće se, sa istom pravilnošću kao i električna provodljivost, mijenja toplinska provodljivost metala.

Nastaju zbog velike pokretljivosti slobodnih elektrona, koji, sudarajući se s vibrirajućim ionima i atomima, razmjenjuju energiju s njima. Zbog toga postoji izjednačavanje temperature u cijelom komadu metala.

Mehanička čvrstoća, gustina, tačka topljenja metala su veoma različite. Štaviše, sa povećanjem broja oekgrona. vezujući ion-atome, a smanjenjem međuatomske udaljenosti u kristalima povećavaju se pokazatelji ovih svojstava.

Dakle, alkalni metali, čiji atomi imaju jedan valentni elektron, su meki (rezani nožem), bez velika gustoća(litijum je najlakši metal sa p - 0,53 g/cm3) i topi se na niskim temperaturama (npr. tačka topljenja cezijuma je 29 "C). Jedini metal koji je tečan u normalnim uslovima je živa - ima topljenje tačka od 38,9 "C.

Kalcijum, koji ima dva elektrona na vanjskom energetskom nivou atoma, mnogo je tvrđi i topi se na više visoke temperature(842º C).

Kristalna rešetka formirana od atoma skandijuma, koji imaju tri valentna elektrona, je još više zakrivljena.

Ali najjače kristalne rešetke, visoke gustine i tačke topljenja uočene su u metalima sekundarnih podgrupa V, VI, VII, MP grupa. Ovo se objašnjava sa. da je za metale bočnih podgrupa koje imaju nesačuvane valentne elektrone na d-podnivou karakteristično formiranje vrlo jakih kovalentnih veza između atoma, pored metalne, koje vrše elektroni vanjskog sloja sa s-orbitala.

Zapamtite da je najteži metal osmijum (komponenta supertvrdih legura otpornih na habanje), najvatrostalniji metal je volfram (koristi se za pravljenje niti lampe), najteži metal je hrom Cr (grebe staklo). Oni su dio materijala od kojih se izrađuju metalorezni alati, kočione pločice teških mašina itd.

Metali se razlikuju u odnosu na magnetna polja. Ali ovaj znak su podijeljeni u tri grupe:

Feromagnetno Može se magnetizirati pod utjecajem čak i slabih magnetnih polja (gvožđe – alfa oblik, kobalt, nikl, gadolinijum);

Paramagneti pokazuju slabu sposobnost magnetizacije (aluminijum, hrom, titan, skoro svi lantanidi);

Dijamagnetne ne privlače magnet, čak se i malo odbijaju od njega (kalaj, nasukani, bizmut).

Podsjetimo da smo prilikom razmatranja elektronske strukture metala podijelili metale na metale glavnih podgrupa (k- i p-elementi) i metale sekundarnih podgrupa.

U inženjerstvu je uobičajeno klasificirati metale prema različitim fizičkim svojstvima:

a) gustina - svetlost (str< 5 г/см3) и тяжелые (все остальные);
b) tačka topljenja - topljiva i vatrostalna.

Klasifikacije metala prema hemijskim svojstvima

Metali sa niskom hemijskom aktivnošću nazivaju se plemenitim (srebro, zlato, platina i njegovi analozi - osmijum, iridijum, rutenijum, paladijum, rodijum).
Prema bliskosti hemijskih svojstava, alkalni (I grupa metala glavne podgrupe), zemnoalkalni (kalcijum, stroncijum, barijum, radijum), kao i retki zemni metali (skandij, itrijum, lantan i lantanidi, aktinij i aktinidi) se razlikuju.

Opća hemijska svojstva metala

Atomi metala relativno lako odustaju od valentnih elektrona i prelaze u pozitivno nabijene neelektrane, odnosno oksidiraju. Ovo je, kao što znate, glavna stvar zajedničko vlasništvo i atomi, i jednostavne supstance-metali.

Metali u hemijskim reakcijama su uvek redukciono sredstvo. Sposobnost smanjenja atoma jednostavnih supstanci - metala formiranih od hemijskih elemenata jednog perioda ili jedne glavne podgrupe Periodični sistem D. I. Mendeljejev, mijenja se prirodno.

Redukciona aktivnost metala u hemijskim reakcijama koje se javljaju u vodenim rastvorima odražava njegovu poziciju u elektrohemijskom nizu napona metala.

1. Što je metal dalje u ovom redu, to je jači reduktor.
2. Svaki metal je sposoban da istisne (oporavi) i slan je u rastvoru one metale koji su iza njega (desno) u nizu napona.
3. Metali koji se nalaze u nizu napona lijevo od vodonika mogu ga istisnuti iz kiselina u rastvoru.
4. Metali, koji su najjači redukcioni agensi (alkalni i zemnoalkalni), u svim vodenim rastvorima su u interakciji prvenstveno sa vodom.

Redukciona aktivnost metala, određena iz elektrohemijske serije, ne odgovara uvek njegovom položaju u periodnom sistemu. Ovo se objašnjava sa. Da se pri određivanju položaja metala u nizu napona uzima u obzir ne samo energija odvajanja elektrona od pojedinačnih atoma, već i energija utrošena na destrukciju kristalne rešetke, kao i energija koja se oslobađa tokom hidrataciju jona.

Na primjer, litijum je aktivniji u vodenim rastvorima od natrijuma (iako je Na aktivniji metal u smislu njegove pozicije u periodnom sistemu). Činjenica je da je energija hidratacije Li+ jona mnogo veća od energije hidratacije Na+ jona. stoga je prvi proces energetski povoljniji.
Uzimajući u obzir opšte odredbe karakterizirajući redukciona svojstva metala, prijeđimo na specifične kemijske reakcije.

Interakcija sa jednostavnim nemetalnim supstancama

1. Sa kiseonikom većina metala stvara okside – bazične i amfoterpijske. Kiseli oksidi prelaznih metala, kao što su hrom oksid ili mangan oksid, ne nastaju direktnom oksidacijom metala kiseonikom. Oni primaju indirektno.

Alkalni metali Na, K aktivno reagiraju s atmosferskim kisikom, stvarajući perokside.

Natrijum oksid se dobija indirektno, kalcinacijom peroksida sa odgovarajućim metalima:

Litijum i zemnoalkalni metali reaguju sa atmosferskim kiseonikom i formiraju bazične okside.

Drugi metali, osim metala zlata i platine, koji se uopće ne oksidiraju atmosferskim kisikom, manje aktivno djeluju ili kada se zagrijavaju.

2. Sa halogenima, metali formiraju soli halogenovodoničnih kiselina.

3. Sa vodonikom, najaktivniji metali formiraju hidride - jonske soli, jednu uobičajenu supstancu u kojoj vodonik ima oksidaciono stanje -1, na primjer:
kalcijum hidrid.

Mnogi prelazni metali formiraju hidride sa vodonikom. poseban tip- dolazi do svojevrsnog rastvaranja ili unošenja vodonika u kristalnu rešetku metala između atoma i jona, pri čemu metal zadržava svoj izgled, ali se povećava u zapremini. Apsorbovani vodonik je u metalu, očigledno u atomskom obliku. Postoje i srednji metalni hidridi.

4. Metali formiraju soli sa sumporom - sulfide.

5. Metali nešto teže reaguju sa azotom, jer je hemijska veza u molekulu azota G^r veoma jaka i nastaju nitridi. Na uobičajenim temperaturama samo litijum stupa u interakciju sa dušikom.

Interakcija sa složenim supstancama

1. Sa vodom. Alkalni i zemnoalkalni metali u normalnim uslovima istiskuju vodonik iz vode i formiraju rastvorljive alkalne baze.

Drugi metali, koji stoje u nizu napona do vodonika, takođe mogu, pod određenim uslovima, istisnuti vodonik iz vode. Ali aluminij nasilno stupa u interakciju s vodom samo ako se oksidni film ukloni s njegove površine.

Magnezijum stupa u interakciju sa vodom samo pri ključanju, a oslobađa se i vodonik. Ako se u vodu doda zapaljeni magnezijum, onda se izgaranje nastavlja, kako se reakcija odvija: vodonik gori. Gvožđe stupa u interakciju sa vodom samo kada se zagreje.

2. Metali koji su u nizu napona do vodonika stupaju u interakciju sa kiselinama u rastvoru. Ovo proizvodi sol i vodonik. Ali olovo (i neki drugi metali), uprkos svom položaju u nizu napona (lijevo od vodika), gotovo se ne otapa u razrijeđenoj sumpornoj kiselini, jer je rezultirajući olovni sulfat PbSO nerastvorljiv i stvara zaštitni film na površini metala. .

3. Sa solima manje aktivnih metala u rastvoru. Kao rezultat takve reakcije nastaje sol aktivnijeg metala, a manje aktivni metal se oslobađa u slobodnom obliku.

Mora se imati na umu da se reakcija odvija u slučajevima kada je nastala sol topljiva. Izmjenjivanje metala iz njihovih spojeva drugim metalima prvi je detaljno proučavao N. N. Beketov, istaknuti ruski fizički hemičar. On je rasporedio metale prema njihovoj hemijskoj aktivnosti u "izražajni niz", koji je postao prototip serije metalnih napona.

4. Sa organskim supstancama. Interakcija s organskim kiselinama slična je reakcijama s mineralnim kiselinama. Alkoholi mogu pokazati slabost kiselinska svojstva pri interakciji sa alkalnim metalima.

Metali učestvuju u reakcijama sa haloalkanima, koji se koriste za dobijanje nižih cikloalkana i za sinteze, tokom kojih ugljenični kostur molekule postaje složeniji (reakcija A. Wurtz):

5. Metali čiji su hidroksidi amfoterni stupaju u interakciju sa alkalijama u rastvoru.

6. Metali mogu međusobno formirati hemijska jedinjenja, koja se zajednički nazivaju intermetalna jedinjenja. Oni najčešće ne pokazuju oksidaciona stanja atoma, koja su karakteristična za spojeve metala sa nemetalima.

Intermetalna jedinjenja obično nemaju stalan sastav, hemijska veza u njima je uglavnom metalna. Formiranje ovih jedinjenja je tipičnije za metale sekundarnih podgrupa.

Metalni oksidi i hidroksidi

Oksidi formirani od tipičnih metala klasifikuju se kao soli koji stvaraju soli, osnovnih svojstava. Kao što znate, oni odgovaraju hidroksidima. koje su baze koje su, u slučaju alkalnih i zemnoalkalnih metala, rastvorljive u vodi, su jaki elektroliti i nazivaju se alkalije.

Oksidi i hidroksidi nekih metala su amfoterni, odnosno mogu pokazivati ​​i bazična i kisela svojstva, ovisno o tvarima s kojima su u interakciji.

Na primjer:

Mnogi metali sekundarnih podgrupa, koji imaju promjenjivo oksidacijsko stanje u spojevima, mogu formirati nekoliko oksida i hidroksida, čija priroda ovisi o oksidacijskom stanju metala.

Na primjer, hrom u jedinjenjima pokazuje tri oksidaciona stanja: +2, +3, +6, pa formira tri serije oksida i hidroksida, a sa povećanjem stepena oksidacije kiselinski karakter se povećava, a bazični karakter slabi.

Korozija metala

Kada metali stupaju u interakciju sa supstancama okruženje Na njihovim površinama nastaju spojevi koji imaju potpuno drugačija svojstva od samih metala. U normalnom smislu, često koristimo riječi "rđa", "rđanje", uočavajući smeđe-crveni premaz na proizvodima od željeza i njegovih legura. Rđanje je uobičajen oblik korozije.

Korozija je proces spontanog razaranja metala i prskanja ne) aliaishizma trenutnog okruženja (od lat. - korozivno).

Međutim, gotovo svi metali podliježu uništavanju, zbog čega se mnoga njihova svojstva pogoršavaju (ili potpuno gube): čvrstoća, duktilnost, smanjuje se sjaj, smanjuje se električna provodljivost, povećava se i trenje između pokretnih dijelova stroja, dimenzije dijelova promjena itd.

Korozija metala može biti kontinuirana i lokalna.

Nerven nije toliko opasan kao drugi, njegove manifestacije se mogu uzeti u obzir pri dizajniranju struktura i aparata. Lokalna korozija je mnogo opasnija, iako gubici metala ovdje mogu biti mali. Jedna od njegovih najopasnijih vrsta je točka. Oni se sastoje u formiranju prolaznih lezija, odnosno tačkastih šupljina - pitinga, dok se čvrstoća pojedinih sekcija smanjuje, smanjuje se pouzdanost konstrukcija, aparata i konstrukcija.

Korozija metala uzrokuje veliku ekonomsku štetu. Čovječanstvo snosi ogromne materijalne gubitke nakon razaranja cjevovoda, dijelova strojeva, brodova, mostova i razne opreme.

Korozija dovodi do smanjenja pouzdanosti metalnih konstrukcija. Uzimajući u obzir moguća destrukcija, potrebno je precijeniti čvrstoću nekih proizvoda (na primjer, dijelovi aviona, lopatice turbine), što znači povećanje potrošnje metala, a to zahtijeva dodatnu ekonomičnost. troškovi.

Korozija dovodi do zastoja u proizvodnji zbog zamjene pokvarene opreme, do gubitka sirovina i proizvoda kao posljedica uništenja halo, naftovoda i vodovoda. Nemoguće je ne uzeti u obzir štetu prirodi, a time i ljudskom zdravlju, uzrokovanu curenjem naftnih derivata i dr. hemijske supstance. Korozija može dovesti do kontaminacije) proizvoda, a samim tim i do smanjenja njegovog kvaliteta. Troškovi kompenzacije gubitaka povezanih sa korozijom su ogromni. Oni čine oko 30% godišnje proizvodnje metala širom svijeta.

Iz svega rečenog proizilazi da je veoma važan problem pronalaženje načina zaštite metala i legura od korozije.

Oni su veoma raznoliki. Ali za njihov odabir potrebno je poznavati i uzeti u obzir kemijsku suštinu procesa korozije.

Ali hemijske prirode Korozija je redoks proces. U zavisnosti od sredine u kojoj se javlja, postoji nekoliko vrsta korozije.

Najčešći tipovi korozije su hemijska i elektrohemijska.

I. Hemijska korozija se javlja u neprovodnoj sredini. Ova vrsta korozije se manifestuje u slučaju interakcije metala sa suhim gasovima ili tečnostima - neelektrolitima (benzin, kerozin itd.) Takvom uništavanju su podvrgnuti delovi i komponente motora, gasnih turbina, raketnih bacača. Hemijska korozija se često uočava tokom obrade metala na visokim temperaturama.

Većina metala se oksidira atmosferskim kisikom, stvarajući oksidne filmove na površini. Ako je ovaj film jak, gust, dobro vezan za metal, onda štiti metal od daljnjeg uništavanja. U željezu je labav, porozan, lako se odvaja od površine i stoga nije u stanju zaštititi metal od daljnjeg uništavanja.

II. Elektrohemijska korozija se javlja u provodljivom mediju (elektrolitu) sa pojavom električne struje unutar sistema. Metali i legure su po pravilu heterogeni i sadrže inkluzije različitih nečistoća. Kada dođu u kontakt sa elektrolitima, neki delovi površine počinju da igraju ulogu anode (doniraju elektrone), dok drugi deluju kao katode (prihvataju elektrone).

U jednom slučaju će se posmatrati evolucija gasa (Hg). U drugom - formiranje rđe.

Dakle, elektrohemijska korozija je reakcija koja se javlja u medijima koji provode struju (za razliku od hemijske korozije). Proces se događa kada dva metala dođu u kontakt ili na površini metala koji sadrži inkluzije koje su manje aktivni provodnici (može biti i nemetal).

Na anodi (aktivniji metal), atomi metala se oksidiraju da stvore katione (otapanje).

Na katodi (manje aktivnom provodniku) ioni vodonika ili molekule kisika se reduciraju stvaranjem H2 ili OH- hidroksidnih iona, respektivno.

Kationi vodika i otopljeni kisik najvažniji su oksidacijski agensi koji uzrokuju elektrohemijsku koroziju.

Brzina korozije je veća, što se metali (metal i nečistoće) više razlikuju po svojoj aktivnosti (kod metala, što su udaljeniji jedan od drugog u nizu napona). Korozija se značajno povećava s povećanjem temperature.

Elektrolit može biti morska voda, riječna voda, kondenzirana vlaga i, naravno, dobro poznati elektroliti - otopine soli, kiselina, alkalija.

Očigledno se sjećate da se zimi tehnička sol (natrijum hlorid, ponekad i kalcijum hlorid, itd.) koristi za uklanjanje snijega i leda sa trotoara - Nastala otopina se odvodi u kanalizacione cijevi i tako stvara povoljno okruženje za elektrohemijsku koroziju podzemnih objekata.

Metode zaštite od korozije

Već u dizajnu metalnih konstrukcija, njihova proizvodnja predviđa mjere zaštite od korozije.

1. Brušenje površina proizvoda tako da se vlaga ne zadržava na njima.
2. Upotreba legiranih legura koje sadrže posebne aditive: hrom, nikl, koji na visokim temperaturama formiraju stabilan oksidni sloj na površini metala. Poznati su legirani čelici - nerđajući čelici, od kojih se izrađuju predmeti za domaćinstvo (obložene viljuške, kašike), delovi mašina, alati.
3. Nanošenje zaštitnih premaza.

Razmotrite njihove vrste.

Nemetalni - neoksidirajuća ulja, specijalni lakovi, boje. Istina, kratkog su vijeka, ali su jeftini.

Hemijski - umjetno stvoreni površinski filmovi: oksidni, limunski, silicidni, polimerni itd. Na primjer, svo malo oružje Dijelovi mnogih preciznih instrumenata su brušeni - ovo je proces dobivanja najtanjeg filma željeznih oksida na površini čelika proizvod. Rezultirajući film od umjetnog oksida je vrlo izdržljiv i daje proizvodu prekrasnu crnu boju i plavu nijansu. Polimerni premazi se izrađuju od polietilena, polivinil hlorida, poliamidnih smola. Primjenjuju se na dva načina: zagrijani proizvod se stavlja u polimerni prah, koji se topi i zavari za metal, ili se površina metala tretira otopinom polimera u rastvaraču niske temperature, koji brzo isparava, a polimerni film ostaje na proizvodu.

Metalni premazi su premazi s drugim metalima, na čijoj se površini pod djelovanjem oksidacijskih sredstava formiraju stabilni zaštitni filmovi.

Nanošenje hroma na površinu - hromiranje, niklovanje - niklovanje, pocinkovanje, kalajisanje, itd. Kao premaz može poslužiti i hemijski pasivni metal - zlato, srebro, bakar.

4. Elektrohemijske metode zaštita.

Zaštitni (anodni) - komad aktivnijeg metala (protektor) pričvršćen je za zaštićenu metalnu konstrukciju, koji služi kao anoda i uništava se u prisustvu elektrolita. Magnezij, aluminijum, cink se koriste kao zaštitnici za zaštitu trupa brodova, cjevovoda, kablova i drugih modernih proizvoda;

Katoda - metalna konstrukcija je spojena na katodu vanjskog izvora struje, što eliminira mogućnost njenog uništenja anode

5. Poseban tretman elektrolita ili okoline u kojoj se nalazi zaštićena metalna konstrukcija.

Poznato je da su Damask majstori za uklanjanje kamenca i
rđe se koriste otopine sumporne kiseline uz dodatak pivskog kvasca, brašna, škroba. Oni donose i bili su među prvim inhibitorima. Nisu dozvolili kiselini da djeluje na metal oružja, zbog čega su otopljeni samo kamenac i rđa. Uralski oružari su za ove svrhe koristili juhe za kiseljenje - otopine sumporne kiseline s dodatkom mekinja brašna.

Primeri upotrebe savremenih inhibitora: tokom transporta i skladištenja, hlorovodonična kiselina je savršeno "ukroćena" derivatima butilamina. i sumporna kiselina - azotna kiselina; hlapljivi dietilamin se ubrizgava u razne posude. Imajte na umu da inhibitori djeluju samo na metal, čineći ga pasivnim u odnosu na medij, na primjer, prema kiseloj otopini. Nauci je poznato više od 5 hiljada inhibitora korozije.

Uklanjanje kiseonika rastvorenog u vodi (odzračivanje). Ovaj proces se koristi u pripremi vode koja ulazi u kotlovska postrojenja.

Metode dobijanja metala

Značajna hemijska aktivnost metala (interakcija sa atmosferskim kiseonikom, drugim nemetalima, vodom, rastvorima soli, kiselinama) dovodi do toga da u zemljine kore nalaze se uglavnom u obliku spojeva: oksida, sulfida, sulfata, klorida, karbonata itd.

U slobodnom obliku postoje metali koji se nalaze u nizu napona desno od vodonika, iako se mnogo češće bakar i živa mogu naći u prirodi u obliku spojeva.

Minerali i stijene koje sadrže metale i njihove spojeve, iz kojih je ekstrakcija čistih metala tehnički moguća i ekonomski izvodljiva, nazivaju se rudama.

Dobivanje metala iz ruda je zadatak metalurgije.
Metalurgija je takođe nauka o industrijske metode dobijanje metala iz ruda. i industrijski sektor.
Svaki metalurški proces je proces redukcije metalnih jona uz pomoć različitih redukcionih sredstava.

Za realizaciju ovog procesa potrebno je uzeti u obzir aktivnost metala, odabrati redukciono sredstvo, razmotriti tehnološku izvodljivost, ekonomske i ekološke faktore. Prema ovome, postoje na sledeće načine dobijanje metala: pirometalurški. hidrometalurški, elektrometalurški.

Pirometalurgija je izvlačenje metala iz ruda na visokim temperaturama korištenjem ugljika, ugljičnog monoksida (II). vodonik, metali - aluminijum, magnezijum.

Na primjer, kalaj se reducira iz kasiterita, a bakar iz kuprita kalcinacijom sa ugljem (koksom). Sulfidne rude se prethodno prže pristupom zraka, a zatim se nastali oksid reducira ugljem. Metali se također izoluju iz karbonatnih ruda pumpanjem uglja, jer se karbonati zagrijavanjem razlažu, pretvarajući se u okside, a potonji se redukuju ugljenom.

Hidrometalurgija je redukcija metala u njihove soli u rastvoru. Proces se odvija u 2 faze:

1) prirodno jedinjenje se rastvori u odgovarajućem reagensu da se dobije rastvor soli tog metala;
2) ovaj metal je istisnut iz dobijenog rastvora aktivnijim ili regenerisan elektrolizom. Na primjer, da bi se dobio bakar za rude koje sadrže bakrov oksid, CuO, on se tretira razrijeđenom sumpornom kiselinom.

Bakar se zatim uklanja iz otopine soli ili elektrolizom ili zamjenom sulfata željezom. Na ovaj način se dobijaju srebro, cink, molibden, zlato, uranijum.

Elektrometalurgija je redukcija metala u procesu elektrolize rastvora ili talina njihovih jedinjenja.

Elektroliza

Ako se elektrode spuste u otopinu elektrolita ili se rastope i kroz njih prođe jednosmjerna električna struja, tada će se ioni kretati u smjeru: kationi - ka katodi (negativno nabijena elektroda), anioni - anodi (pozitivno nabijena elektroda) .

Na katodi kationi prihvataju elektrone i reduciraju se na anodi, anjoni doniraju elektrone i oksidiraju. Ovaj proces se naziva elektroliza.
Elektroliza je oksidaciono-redukcioni proces koji se javlja na električnom sistemu tokom prolaska električne struje kroz vruću žicu ili rastvor elektrolita.

Najjednostavniji primjer takvih procesa je elektroliza rastopljenih soli. Razmotrimo proces elektrolize taline natrijum hlorida. Proces termičke disocijacije odvija se u talini. Pod djelovanjem električne struje kationi se kreću prema katodi i od nje primaju elektrone.
Metalni natrijum se formira na katodi, a gasni hlor nastaje na anodi.

Glavna stvar koju treba zapamtiti je da se u procesu elektrolize odvija kemijska reakcija zbog električne energije, koja se ne može odvijati spontano.

Situacija je složenija u slučaju elektrolize otopina elektrolita.

U otopini soli, osim iona metala i kiselog ostatka, nalaze se i molekuli vode. Stoga je prilikom razmatranja procesa na elektrodama potrebno uzeti u obzir njihovo učešće u elektrolizi.

Za određivanje proizvoda elektrolize vodenih otopina elektrolita, postoje sljedeća pravila.

1. Proces na katodi ne zavisi od materijala katode na kojoj je napravljena, već od položaja metala (kationa elektrolita) u elektrohemijskom nizu napona, i ako:

1.1. Kation elektrolita se nalazi u nizu napona na početku serije (zajedno sa Al uključivo), zatim se na katodi odvija proces redukcije vode (oslobađa se vodonik). Kationi metala se ne redukuju, ostaju u rastvoru.
1.2. Kation elektrolita je u nizu napona između aluminijuma i vodonika, tada se i metalni elementi i molekuli vode reduciraju na katodi.
1.3. Kation elektrolita je u nizu napona nakon vodonika, zatim se metalni kationi reduciraju na katodi.
1.4. Otopina sadrži katione različitih metala, a zatim se preuzeti metalni kation obnavlja, stojeći u nizu napona

Ova pravila su prikazana na slici 10.

2. Proces na anodi zavisi od materijala anode i od prirode anode (Shema 11).

2.1. Ako je anoda otopljena (gvožđe, cink, bakar, srebro i svi metali koji se oksidiraju tokom elektrolize), onda se anodni metal oksidira, bez obzira na prirodu anjona. 2.2. Ako se anoda ne otopi (naziva se inertna - grafit, zlato, platina), tada:
a) prilikom elektrolize rastvora soli anoksičnih kiselina (prome fluorida), anjon se oksidira na anodi;
b) pri elektrolizi rastvora soli kiseline koja sadrži kiseonik i fluorida na anodi dolazi do procesa oksidacije vode. Anioni se ne oksidiraju, ostaju u otopini;

Elektroliza talina i rastvora supstanci ima široku primenu u industriji:

1. Za dobijanje metala (aluminijum, magnezijum, natrijum, kadmijum se dobijaju samo elektrolizom).
2. Za dobijanje vodonika, halogena, alkalija.
3. Za prečišćavanje metala - rafiniranje (prečišćavanje bakra, nikla, olova vrši se elektrohemijskom metodom).
4. Za zaštitu metala od korozije - nanošenje zaštitnih premaza u vidu tankog sloja drugog metala koji je otporan na koroziju (hrom, nikl, bakar, srebro, zlato) - galvanizacija.
5. Pribavljanje metalnih kopija, zapisa - galvanizacija.

Praktični zadatak

1. Kako je struktura metala povezana sa njihovom lokacijom u glavnim i sekundarnim podgrupama Periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva?
2. Zašto alkalni i zemnoalkalni metali imaju jedno oksidaciono stanje u jedinjenjima: (+1) i (+2), respektivno, a metali sekundarnih podgrupa se po pravilu pojavljuju u jedinjenjima različitih stepeni oksidacija?
3. Koja oksidaciona stanja mangan može pokazati? Koji oksidi hidrokende odgovaraju manganu u ovim oksidacionim stanjima? Kakav je njihov karakter?
4. Uporedite elektronsku strukturu atoma elemenata VII grupe: mangana i hlora. Objasniti razliku u njihovim hemijskim svojstvima i prisustvo različitih stepena oksidacije atoma u oba elementa.
5. Zašto položaj metala u elektrohemijskom nizu napona ne odgovara uvek njihovom položaju u Periodnom sistemu D. I. Mendeljejeva?
9. Napravite jednačine za reakcije natrijuma i magnezijuma sa sirćetnom kiselinom. U kom slučaju i zašto će brzina reakcije biti brža?
11. Koje metode dobijanja metala poznajete? Šta je suština svih metoda?
14. Šta je korozija? Koje vrste korozije poznajete? Koji od njih je fizički i hemijski proces?
15. Da li se korozijom mogu smatrati sledeći procesi: a) oksidacija gvožđa tokom elektro zavarivanja, b) interakcija cinka sa hlorovodoničnom kiselinom u dobijanju nagrizane kiseline za lemljenje? Dajte obrazložen odgovor.
17. Proizvod mangana je u vodi i ne dolazi u kontakt sa bakrenim proizvodom. Hoće li oba ostati nepromijenjena?
18. Hoće li željezna konstrukcija biti zaštićena od elektrohemijske korozije u vodi ako se na njoj ukrade ploča drugog metala: a) magnezijuma, b) olova, c) nikla?
19. Za koju svrhu se površina rezervoara za skladištenje naftnih derivata (benzin, kerozin) farba srebrom – mješavinom aluminijumskog praha sa nekim od biljnih ulja?
20. Na površini zakiseljenog tla okućnice nalaze se željezne cijevi sa umetnutim mesinganim slavinama. Šta će korodirati: cijev yiyang slavina? Gdje je destrukcija najizraženija?
21. Koja je razlika između elektrolize taline i elektrolize vodenih rastvora?
22*. Koji metali se mogu dobiti elektrolizom talina njihovih soli, a ne mogu se dobiti elektrolizom vodenih otopina ovih tvari?
23*. Napravite jednadžbe za elektrolizu barijum hlorida u: a) rastopini, b) rastvoru
28. U rastvor koji sadrži 27 g bakar (II) hlorida, dodato je 1-4 g gvozdenih strugotina. Koja je masa bakra oslobođena kao rezultat ove reakcije?
Odgovor: 12,8 g.
29. Koja se masa cink sulfata može dobiti reakcijom viška cinka sa 500 ml 20% rastvora sumporne kiseline gustine 1,14 g/ml?
Odgovor: 187.3
31. Prilikom obrade 8 g mješavine magnezijuma i magnezijum oksida sa hlorovodoničnom kiselinom, oslobođeno je 5,6 litara vodonika (n, w.). Šta je maseni udio(u %) JUN u originalnoj smjesi?
Odgovor: 75%.
34. Odrediti maseni udio (u procentima) ugljika u čeliku (legura željeza sa ugljikom), ako je pri sagorijevanju njegovog uzorka težine 10 g u struji kisika prikupljeno 0,28 l ugljičnog oksida (ÍV) (n.a.) .
Odgovor: 1,5%.
35. Uzorak natrijuma težine 0,5 g stavljen je u vodu. Ni na neutralizaciju dobijenog rastvora nije utrošeno 29,2 g 1,5% hlorovodonične kiseline. Koliki je maseni udio (u procentima) natrijuma u uzorku?
Odgovor: 55,2%.
36. Legura bakra i aluminijuma tretirana je suviškom rastvora natrijum hidroksida i oslobođen je gas zapremine 1.344 litara (n.a.), ostatak nakon reakcije je rastvoren u azotnoj kiselini, zatim je rastvor uparen i kalcinirano na konstantnu masu, za koju se ispostavilo da je sastav legure od 0,4 g? Odgovor: 1,08 g Al 0,32 g Cu ili 77,14% Al 22,86% Cu.
37. Koja se masa livenog gvožđa koji sadrži 94% gvožđa može dobiti iz 1 tone rude crvenog gvožđa (Fe2O3) koja sadrži 20% nečistoća?
Odgovor: 595,74 kg.

Metali u prirodi

Ako ste pažljivo proučavali hemiju u prethodnim razredima, onda znate da periodni sistem ima više od devedeset vrsta metala, a otprilike šezdeset ih se može naći u prirodno okruženje.

Prirodni metali mogu se grubo podijeliti u sljedeće grupe:

Metali koji se mogu naći u prirodi u slobodnom obliku;
metali koji se javljaju u obliku spojeva;
metali koji se mogu naći u mješoviti oblik, odnosno mogu biti u slobodnom obliku i u obliku spojeva.

Za razliku od drugih hemijskih elemenata, metali se u prirodi često nalaze u obliku jednostavnih supstanci. Obično imaju matičnu državu. Takvi metali, koji su predstavljeni u obliku jednostavnih supstanci, uključuju zlato, srebro, bakar, platinu, živu i druge.

Ali nisu svi metali koji se nalaze u prirodnom okruženju predstavljeni u prirodnom stanju. Neki metali se mogu naći u obliku jedinjenja i nazivaju se minerali.

Osim toga, takvi kemijski elementi kao što su srebro, živa i bakar mogu se naći i u prirodnom stanju i u obliku spojeva.

Svi oni minerali iz kojih se kasnije mogu dobiti metali nazivaju se rudama. U prirodi postoje rude, koje uključuju željezo. Takva veza se zove željezna ruda. A ako sastav sadrži bakar, ali u skladu s tim, takav spoj se naziva bakrenom rudom.

Naravno, najčešći u prirodi su metali koji aktivno stupaju u interakciju s kisikom i sumporom. Zovu se metalni oksidi i sulfidi.

Jedan takav uobičajeni element koji formira metal je aluminijum. Aluminij se nalazi u glini, a također se nalazi u dragom kamenju kao što su safir i rubin.

Drugi najpopularniji i najrašireniji metal je željezo. U prirodi se obično nalazi u obliku jedinjenja, a u svom prirodnom obliku može se naći samo u sastavu meteoritnog kamenja.

Sljedeći najčešći u prirodnom okruženju, odnosno u zemljinoj kori, su metali poput magnezijuma, kalcijuma, natrijuma, kalijuma.

Držeći novčiće u ruci, vjerovatno ste primijetili da iz njih izbija karakterističan miris. Ali, ispostavilo se da to nije miris metala, već miris koji dolazi od spojeva koji nastaju kada metal dođe u kontakt sa ljudskim znojem.

Jeste li znali da u Švicarskoj postoji proizvodnja zlatnih poluga u obliku čokoladice, koje se mogu izlomiti na kriške i koristiti kao poklon ili sredstvo plaćanja? Kompanija proizvodi takve čokoladice od zlata, srebra, platine i paladijuma. Ako se takva pločica razbije na kriške, tada svaka od njih teži samo jedan gram.

Pa ipak, takva metalna legura kao nitinol ima prilično zanimljivo svojstvo. Jedinstven je po tome što ima memorijski efekat i, kada se zagrije, deformirani proizvod napravljen od ove legure može se vratiti u svoj izvorni oblik. Takvi osebujni materijali s takozvanom memorijom koriste se za proizvodnju čahura. Imaju sposobnost skupljanja na niskim temperaturama, a na sobnoj temperaturi ove čahure se ispravljaju i ova veza je još pouzdanija od zavarivanja. A ovaj fenomen nastaje zbog činjenice da ove legure imaju termoelastičnu strukturu.

Jeste li se ikada zapitali zašto je uobičajeno da se zlatnom nakitu doda legura srebra ili bakra? Ispostavilo se da je to zato što je čisto zlato veoma mekano i lako se ogrebe čak i noktom.

Strukturne karakteristike metala određuju njihova karakteristična fizička svojstva.

Plastika. Tijekom deformacije (promjene oblika komada metala), ioni se pomiču samo jedan u odnosu na druge, ali ne dolazi do jaza, jer elektroni koji ih povezuju, pomjerajući se, nastavljaju ostvarivati ​​vezu između pomaknutih iona. U praksi se plastičnost očituje u tome što se pod udarcima čekića metali ne drobe u komade, već spljoštavaju - kovaju. Najplastičniji metal je zlato: može se uvući u tanke zlatne niti, nevidljive ljudskom oku, ili umotati u najtanje prozirne listove.

Električna provodljivost se objašnjava sposobnošću elektrona da se lako kreću kroz komad metala.

Visoka toplotna provodljivost je takođe posledica kretanja elektrona, jer upravo oni prenose toplotu na različite delove komada metala, zahvaljujući elektronima, metali imaju karakteristike optička svojstva neprozirnost i metalni sjaj. Metali sijaju jer odbijaju svjetlosne zrake sa svoje površine, ne propuštaju ih kao staklo i ne upijaju ih kao čađ.

U metalima se u nejednakom stepenu ispoljavaju različita svojstva. Srebro ima najbolju provodljivost, bakar je drugi po elektronskoj provodljivosti, a zatim aluminijum. Uz pomoć ovih metala moguće je prenijeti električna energija velike udaljenosti. Ali u elektrotehnici se aluminijum i bakar koriste kao materijali za ožičenje, jer su mnogo jeftiniji od srebra.

U istom redoslijedu, metali su raspoređeni prema toplinskoj provodljivosti: srebro, bakar, aluminij.

Od više važna svojstva metala treba obratiti pažnju na gustinu, tvrdoću, čvrstoću i tačku topljenja. Gustoća metala je veća, što je veća njegova relativna atomska masa i manji polumjer atoma, i obrnuto. Na primjer, litijum ima 534 kg/m3, a osmijum 22500 kg/m3. Metali sa gustinom ispod 5000 kg / m 3 nazivaju se laki: magnezijum, aluminijum, titanijum. Metali velike gustine: olovo, osmijum.

Svojstva metala kao što su čvrstoća, tvrdoća i tačka topljenja zavise od jačine metalne veze. Ova veza je posebno jaka kod teških metala sa pretposljednjim elektronskim slojem atoma koji se dovršava: tantal, volfram itd. Ovi metali se odlikuju visokom tvrdoćom i malom taljivošću.

Tačka topljenja metala varira od 39˚C (živa) do 3410˚C (volfram). Živa je jedini tečni metal.

Tvrdoća metala varira u širokom rasponu: alkalni metali su prilično mekani, dok se tvrdi metali ne mogu turpijati.

blog.site, uz potpuno ili djelomično kopiranje materijala, obavezan je link na izvor.

Karakteristične hemijske osobine jednostavnih supstanci - metala

Većina hemijskih elemenata je klasifikovana kao metali - 92 od 114 poznatih elemenata. Metali- to su kemijski elementi, čiji atomi doniraju elektrone vanjskog (i neke - i predvanjskog) elektronskog sloja, pretvarajući se u pozitivne ione. Ovo svojstvo atoma metala određeno je činjenicom da da imaju relativno velike radijuse i mali broj elektrona(uglavnom 1 do 3 na vanjskom sloju). Jedini izuzetak su 6 metala: atomi germanijuma, kositra, olova na spoljašnjem sloju imaju 4 elektrona, atoma antimona i bizmuta - 5, atoma polonija - 6. Za atome metala karakteriziraju niske vrijednosti elektronegativnosti(od 0,7 do 1,9) i isključivo obnavljajuća svojstva, odnosno sposobnost doniranja elektrona. U Periodnom sistemu hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva, metali su ispod dijagonale bor - astatin, a takođe i iznad nje, u bočnim podgrupama. U periodima i glavnim podgrupama postoje vama poznate zakonitosti u promjeni metalnih, a time i redukcijskih svojstava atoma elemenata.

Hemijski elementi koji se nalaze u blizini dijagonale bora - astatina (Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb, itd.), imaju dvostruka svojstva: u nekim od svojih spojeva ponašaju se kao metali, u drugima pokazuju svojstva nemetala. U sekundarnim podgrupama redukciona svojstva metala najčešće opadaju sa povećanjem serijskog broja.

Uporedite aktivnost metala I grupe vama poznate bočne podgrupe: Cu, Ag, Au; Grupa II bočne podgrupe: Zn, Cd, Hg - pa ćete se uveriti sami. To se može objasniti činjenicom da na snagu veze valentnih elektrona sa jezgrom atoma ovih metala više utiče vrijednost naboja jezgra, a ne radijus atoma. Vrijednost naboja jezgra značajno se povećava, povećava se privlačenje elektrona u jezgro. U ovom slučaju, iako se radijus atoma povećava, on nije toliko značajan kao polumjer metala glavnih podgrupa.

Jednostavne tvari formirane od kemijskih elemenata - metala, i složene tvari koje sadrže metal igraju važnu ulogu u mineralnom i organskom "životu" Zemlje. Dovoljno je podsjetiti da su atomi (joni) metalnih elemenata sastavni dio spojeva koji određuju metabolizam u ljudskom tijelu, životinjama. Na primjer, u ljudskoj krvi pronađeno je 76 elemenata, a samo 14 od njih nisu metali.

U ljudskom organizmu neki metalni elementi (kalcijum, kalijum, natrijum, magnezijum) prisutni su u velikim količinama, odnosno predstavljaju makronutrijente. A metali kao što su hrom, mangan, gvožđe, kobalt, bakar, cink, molibden prisutni su u malim količinama, odnosno to su mikroelementi. Ako osoba ima 70 kg, tada njeno tijelo sadrži (u gramima): kalcijum - 1700, kalijum - 250, natrijum - 70, magnezijum - 42, gvožđe - 5, cink - 3. Svi metali su izuzetno važni, javljaju se zdravstveni problemi i u njihovom nedostatku i višku.

Na primjer, joni natrijuma regulišu sadržaj vode u tijelu, prenos nervnih impulsa. Njegov nedostatak dovodi do glavobolje, slabosti, lošeg pamćenja, gubitka apetita, a višak dovodi do povišenog krvnog pritiska, hipertenzije i srčanih bolesti.

Jednostavne supstance - metali

Razvoj proizvodnje metala (jednostavnih supstanci) i legura povezan je sa nastankom civilizacije (bronzano doba, gvozdeno doba). Naučno-tehnološka revolucija koja je započela prije oko 100 godina, a zahvatila je i industriju i društvenu sferu, također je usko povezana s proizvodnjom metala. Na bazi volframa, molibdena, titana i drugih metala počeli su stvarati otporne na koroziju, supertvrde, vatrostalne legure, čija je upotreba uvelike proširila mogućnosti mašinstva. U nuklearnoj i svemirskoj tehnologiji, legure volframa i renija koriste se za izradu dijelova koji rade na temperaturama do 3000 °C; u medicini se koriste hirurški instrumenti od legura tantala i platine, jedinstvena keramika na bazi titanijuma i cirkonijum oksida.

I, naravno, ne treba zaboraviti da se u većini legura koristi dobro poznato metalno željezo, a osnova mnogih lakih legura su relativno "mladi" metali - aluminij i magnezij. Kompozitni materijali su postali supernove, koje predstavljaju, na primjer, polimer ili keramiku, koji su iznutra (kao beton sa željeznim šipkama) ojačani metalnim vlaknima od volframa, molibdena, čelika i drugih metala, te legura - sve ovisi o cilju, tj. svojstva materijala neophodna da bi se to postiglo. Na slici je prikazan dijagram kristalne rešetke metalnog natrijuma. U njemu je svaki atom natrijuma okružen sa osam susjeda. Atom natrija, kao i svi metali, ima mnogo slobodnih valentnih orbitala i malo valentnih elektrona. Elektronska formula atoma natrijuma je: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 0 3d 0, gdje su 3s, 3p, 3d - valentne orbitale.

Jedini valentni elektron atoma natrijuma je 3s 1 mogu zauzeti bilo koju od devet slobodnih orbitala - 3s (jedan), 3p (tri) i 3d (pet), jer se ne razlikuju mnogo u energetskom nivou. Kada se atomi približavaju jedan drugome, kada se formira kristalna rešetka, valentne orbitale susjednih atoma se preklapaju, zbog čega se elektroni slobodno kreću s jedne orbitale na drugu, stvarajući vezu između svih atoma metalnog kristala. Takva hemijska veza naziva se metalna veza.

Metalnu vezu formiraju elementi čiji atomi na vanjskom sloju imaju malo valentnih elektrona u usporedbi s velikim brojem vanjskih energetski bliskih orbitala. Njihovi valentni elektroni se slabo drže u atomu. Elektroni koji vrše vezu su socijalizovani i kreću se kroz kristalnu rešetku neutralnog metala kao celine. Supstance s metalnom vezom imaju metalne kristalne rešetke, koje su obično shematski prikazane kao što je prikazano na slici. Kationi i atomi metala smješteni na čvorovima kristalne rešetke osiguravaju njenu stabilnost i snagu (socijalizirani elektroni su prikazani kao male crne kuglice).

metalni spoj- ovo je veza u metalima i legurama između atoma-iona metala koji se nalaze na čvorovima kristalne rešetke, koju vrše socijalizirani valentni elektroni. Neki metali kristaliziraju u dva ili više kristalnih oblika. Ovo svojstvo tvari - da postoji u nekoliko kristalnih modifikacija - naziva se polimorfizam. Polimorfizam jednostavnih supstanci poznat je kao alotropija. Na primjer, željezo ima četiri kristalne modifikacije, od kojih je svaka stabilna u određenom temperaturnom rasponu:

α - stabilno do 768 °C, feromagnetno;

β - stabilan od 768 do 910 °C, neferomagnetni, odnosno paramagnetni;

γ - stabilan od 910 do 1390 ° C, neferomagnetni, odnosno paramagnetni;

δ - stabilan od 1390 do 1539 ° C (£ ° topljenje željeza), ne-feromagnetno.

Kalaj ima dvije kristalne modifikacije:

α - stabilan ispod 13,2 ° C (p = 5,75 g / cm 3). Ovo je sivi lim. Ima kristalnu rešetku poput dijamanta (atomski);

β - stabilno iznad 13,2 ° C (p \u003d 6,55 g / cm 3). Ovo je bijeli lim.

Bijeli kalaj je srebrno bijeli vrlo mekani metal. Kada se ohladi ispod 13,2°C, raspada se u sivi prah, jer se njegov specifični volumen značajno povećava tokom prijelaza. Ovaj fenomen se naziva "kalajna kuga".

Naravno, posebna vrsta hemijske veze i tip kristalne rešetke metala treba da odredi i objasni njihova fizička svojstva. Šta su oni? To su metalni sjaj, plastičnost, visoka električna provodljivost i toplotna provodljivost, povećanje električnog otpora sa povećanjem temperature, kao i takva značajna svojstva kao što su gustina, visoke tačke topljenja i ključanja, tvrdoća i magnetna svojstva. Mehaničko djelovanje na kristal s metalnom kristalnom rešetkom uzrokuje pomicanje slojeva jonskih atoma jedan u odnosu na drugi (slika 17), a budući da se elektroni kreću kroz kristal, veze se ne prekidaju, pa se metali odlikuju većom plastičnošću. . Sličan učinak na čvrstu tvar s kovalentnim vezama (atomska kristalna rešetka) dovodi do pucanja kovalentnih veza. Prekidanje veza u ionskoj rešetki dovodi do međusobnog odbijanja istonabijenih jona. Stoga su tvari s atomskim i ionskim kristalnim rešetkama krhke. Najplastičniji metali su Au, Ag, Sn, Pb, Zn. Lako se uvlače u žicu, mogu se kovati, presovati, valjati u limove. Na primjer, zlatna folija debljine 0,003 mm može se napraviti od zlata, a od 0,5 g ovog metala može se izvući niti dužine 1 km. Čak i živa, koja je tečna na sobnoj temperaturi, na niskim temperaturama u čvrstom stanju postaje savitljiva, poput olova. Samo Bi i Mn nemaju plastičnost, krti su.

Zašto metali imaju karakterističan sjaj, a takođe su i neprozirni?

Elektroni koji ispunjavaju međuatomski prostor reflektiraju svjetlosne zrake (a ne propuštaju, kao staklo), a većina metala podjednako raspršuje sve zrake vidljivog dijela spektra. Stoga imaju srebrnobijelu ili sivu boju. Stroncijum, zlato i bakar više apsorbuju kratke talasne dužine (blizu ljubičaste) i reflektuju duge talasne dužine svetlosnog spektra, tako da imaju svetlo žutu, žutu i "bakarnu" boju. Iako nam se u praksi metal ne čini uvijek „lakim tijelom“. Prvo, njegova površina može oksidirati i izgubiti sjaj. Stoga prirodni bakar izgleda kao zelenkasti kamen. ALI Drugo, a čisti metal možda neće sjajiti. Vrlo tanki listovi srebra i zlata imaju potpuno neočekivani izgled - imaju plavkasto-zelenu boju. A fini metalni prahovi izgledaju tamno sivi, čak i crni. Srebro, aluminijum, paladijum imaju najveću refleksivnost. Koriste se u proizvodnji ogledala, uključujući reflektore.

Zašto metali imaju visoku električnu i toplotnu provodljivost?

Haotično kretanje elektrona u metalu pod uticajem primenjenog električni napon stiču usmjereno kretanje, tj. provode električnu struju. Sa povećanjem temperature metala, povećavaju se amplitude vibracija atoma i iona koji se nalaze na čvorovima kristalne rešetke. To otežava kretanje elektrona, a električna provodljivost metala se smanjuje. Na niskim temperaturama, oscilatorno kretanje se, naprotiv, uvelike smanjuje, a električna provodljivost metala naglo raste. Blizu apsolutne nule, praktički nema otpora u metalima, a većina metala postaje supravodljiva.

Treba napomenuti da nemetali s električnom vodljivošću (na primjer, grafit), na niskim temperaturama, naprotiv, ne provode električnu struju zbog odsustva slobodnih elektrona. I tek s povećanjem temperature i uništavanjem nekih kovalentnih veza, njihova električna vodljivost počinje rasti. Najveću električnu provodljivost imaju srebro, bakar, kao i zlato, aluminijum, a najmanju mangan, olovo i živa.

Najčešće se, sa istom pravilnošću kao i električna provodljivost, mijenja toplinska provodljivost metala. To je zbog velike pokretljivosti slobodnih elektrona, koji, sudarajući se s vibrirajućim ionima i atomima, razmjenjuju energiju s njima. Postoji izjednačavanje temperature u cijelom komadu metala.

Mehanička čvrstoća, gustina, tačka topljenja metala su veoma različite. Štoviše, s povećanjem broja elektrona koji vežu jone-atome i smanjenjem međuatomske udaljenosti u kristalima, pokazatelji ovih svojstava se povećavaju.

dakle, alkalni metali(Li, K, Na, Rb, Cs), čiji atomi imaju jedan valentni elektron, mekana (rezana nožem), male gustoće (litijum je najlakši metal sa p = 0,53 g / cm 3) i topi se na niskim temperaturama (na primjer, tačka topljenja cezijuma je 29 ° C). Jedini metal koji je tečan u normalnim uslovima, živa, ima tačku topljenja od -38,9 °C. Kalcijum, koji ima dva elektrona na vanjskom energetskom nivou atoma, mnogo je tvrđi i topi se na višoj temperaturi (842 °C). Još jača je kristalna rešetka koju formiraju joni skandijuma, koji ima tri valentna elektrona. Ali najjače kristalne rešetke, visoke gustine i tačke topljenja uočene su u metalima sekundarnih podgrupa grupa V, VI, VII, VIII. Ovo se objašnjava činjenicom da metale sekundarnih podgrupa koje imaju nesparene valentne elektrone na d-podnivou karakterizira stvaranje vrlo jakih kovalentnih veza između atoma, pored metalne, koje vrše elektroni vanjskog sloja iz s -orbitale.

Najteži metal- ovo je osmijum (Os) s p = 22,5 g / cm 3 (komponenta supertvrdih i otpornih legura), najvatrostalniji metal je volfram W sa t = 3420 ° C (koristi se za proizvodnju žarulja ), najtvrđi metal - to je hrom Cr (grebe staklo). Oni su dio materijala od kojih se izrađuju alati za rezanje metala, kočione pločice teških mašina itd. Metali na različite načine stupaju u interakciju sa magnetnim poljem. Metali poput gvožđa, kobalta, nikla i gadolinijuma ističu se po svojoj sposobnosti da budu jako magnetizovani. Zovu se feromagneti. Većina metala (alkalni i zemnoalkalni metali i značajan dio prelaznih metala) su slabo magnetizirani i ne zadržavaju ovo stanje izvan magnetnog polja - to su paramagneti. Metali koji potiskuju magnetno polje su dijamagneti (bakar, srebro, zlato, bizmut).

U razmatranju elektronske strukture metala, metale smo podijelili na metale glavnih podgrupa (s- i p-elementi) i metale sekundarnih podgrupa (prijelazni d- i f-elementi).

U inženjerstvu je uobičajeno klasificirati metale prema različitim fizičkim svojstvima:

1. Gustina - svjetlost (str< 5 г/см 3) и тяжелые (все остальные).

2. Tačka topljenja - topljiva i vatrostalna.

Postoje klasifikacije metala prema hemijskim svojstvima. Metali sa niskom reaktivnošću nazivaju se plemenito(srebro, zlato, platina i njegovi analozi - osmijum, iridijum, rutenijum, paladijum, rodijum). Prema bliskosti hemijskih svojstava razlikuju se alkalna(metali glavne podgrupe grupe I), alkalna zemlja(kalcijum, stroncijum, barijum, radijum), kao i retkih zemnih metala(skandij, itrijum, lantan i lantanidi, aktinijum i aktinidi).

Opća hemijska svojstva metala

Atomi metala su relativno laki donirati valentne elektrone i prelaze u pozitivno nabijene ione, odnosno oksidiraju. Ovo je glavno zajedničko svojstvo i atoma i jednostavnih supstanci - metala. Metali u hemijskim reakcijama su uvek redukcioni agensi. Redukciona sposobnost atoma jednostavnih supstanci - metala, formiranih od hemijskih elemenata jednog perioda ili jedne glavne podgrupe Periodnog sistema D. I. Mendeljejeva, menja se prirodno.

Redukciona aktivnost metala u hemijskim reakcijama koje se javljaju u vodenim rastvorima odražava njegovu poziciju u elektrohemijskom nizu napona metala.

Na osnovu ove serije napona, mogu se izvući sljedeći važni zaključci o hemijskoj aktivnosti metala u reakcijama koje se odvijaju u vodenim otopinama pod standardnim uvjetima (t = 25 °C, p = 1 atm).

· Što je metal dalje u ovom redu, to je jači kao redukciono sredstvo.

· Svaki metal je u stanju da istisne (oporavi) iz soli u rastvoru one metale koji su iza njega (desno) u nizu napona.

· Metali koji se nalaze u nizu napona lijevo od vodonika mogu ga istisnuti iz kiselina u otopini

· Metali, koji su najjači redukcioni agensi (alkalni i zemnoalkalni), u bilo kojoj vodenoj otopini stupaju u interakciju prvenstveno s vodom.

Redukciona aktivnost metala, određena iz elektrohemijskog niza, ne odgovara uvek njegovom položaju u periodičnom sistemu. Ovo se objašnjava činjenicom da se pri određivanju položaja metala u nizu napona uzima u obzir ne samo energija odvajanja elektrona od pojedinačnih atoma, već i energija utrošena na uništavanje kristalne rešetke, kao npr. kao i energija koja se oslobađa tokom hidratacije jona. Na primjer, litijum je aktivniji u vodenim rastvorima od natrijuma (iako je Na aktivniji metal u smislu njegove pozicije u periodnom sistemu). Činjenica je da je energija hidratacije Li+ jona mnogo veća od energije hidratacije Na+, pa je prvi proces energetski povoljniji. Uzimajući u obzir opšte odredbe koje karakterišu redukciona svojstva metala, prelazimo na specifične hemijske reakcije.

Interakcija metala sa nemetalima

· Većina metala stvara okside s kisikom.- bazične i amfoterne. Kiseli oksidi prelaznih metala, kao što su hrom oksid (VI) CrO g ili mangan oksid (VII) Mn 2 O 7 , ne nastaju direktnom oksidacijom metala kiseonikom. Dobijaju se indirektno.

Alkalni metali Na, K aktivno reaguju sa atmosferskim kiseonikom tvoreći perokside:

Natrijum oksid se dobija indirektno, kalcinacijom peroksida sa odgovarajućim metalima:

Litijum i zemnoalkalni metali komuniciraju sa atmosferskim kiseonikom, formirajući osnovne okside:

Ostali metali, osim metala zlata i platine, koji se uopće ne oksidiraju atmosferskim kisikom, manje aktivno djeluju s njim ili kada se zagrijavaju:

· Sa halogenima, metali formiraju soli halogenovodoničnih kiselina, na primjer:

· Najaktivniji metali formiraju hidride s vodikom.- tvari slične ionskim solima u kojima vodik ima oksidacijsko stanje od -1, na primjer:

Mnogi prijelazni metali formiraju hidride posebnog tipa s vodikom - dolazi do svojevrsnog rastvaranja ili unošenja vodika u kristalnu rešetku metala između atoma i iona, dok metal zadržava svoj izgled, ali se povećava u volumenu. Apsorbovani vodonik je u metalu, očigledno, u atomskom obliku.

Postoje i srednji metalni hidridi.

· OD sivi metali formiraju soli - sulfide, na primjer:

· Metali teže reaguju sa azotom., budući da je hemijska veza u molekulu azota N 2 veoma jaka; u ovom slučaju nastaju nitridi. Na običnoj temperaturi samo litijum stupa u interakciju s dušikom:

Interakcija metala sa složenim supstancama

· Vodom. Alkalni i zemnoalkalni metali u normalnim uslovima istiskuju vodonik iz vode i formiraju rastvorljive baze - alkalije, na primer:

Drugi metali, koji stoje u nizu napona do vodonika, takođe mogu, pod određenim uslovima, istisnuti vodonik iz vode. Ali aluminij nasilno stupa u interakciju s vodom samo ako se oksidni film ukloni s njegove površine:

Magnezijum stupa u interakciju sa vodom samo prilikom ključanja, a oslobađa se i vodonik:

Ako se u vodu doda goreći magnezijum, onda se izgaranje nastavlja, jer se reakcija odvija:

Gvožđe stupa u interakciju s vodom samo u vrućem obliku:

· Sa kiselinama u rastvoru (HCl, H 2 SO 4 ), CH 3 COOH i drugi, osim HNO 3 ) međudjeluju metali koji stoje u nizu napona do vodonika. Ovo proizvodi sol i vodonik.

Ali olovo (i neki drugi metali), uprkos svom položaju u nizu napona (lijevo od vodika), gotovo se ne otapa u razrijeđenoj sumpornoj kiselini, jer je rezultirajući olovni sulfat PbSO 4 nerastvorljiv i stvara zaštitni film na metalu. površine.

· Sa solima manje aktivnih metala u rastvoru. Kao rezultat takve reakcije nastaje sol aktivnijeg metala, a manje aktivni metal se oslobađa u slobodnom obliku.

Mora se imati na umu da se reakcija odvija u slučajevima kada je nastala sol topljiva. Izmještanje metala iz njihovih spojeva drugim metalima prvi je detaljno proučavao N. N. Beketov, veliki ruski naučnik u oblasti fizičke hemije. On je rasporedio metale prema njihovoj hemijskoj aktivnosti u "seriju pomaka", koja je postala prototip serije metalnih napona.

sa organskom materijom. Interakcija s organskim kiselinama slična je reakcijama s mineralnim kiselinama. Alkoholi, s druge strane, mogu pokazati slaba kisela svojstva kada su u interakciji s alkalnim metalima:

Fenol reaguje slično:

Metali učestvuju u reakcijama sa haloalkanima, koji se koriste za dobijanje nižih cikloalkana i za sinteze, tokom kojih ugljenični kostur molekule postaje složeniji (reakcija A. Wurtz):

· Metali čiji su hidroksidi amfoterni stupaju u interakciju sa alkalijama u rastvoru. Na primjer:

Metali mogu međusobno formirati hemijska jedinjenja, koja se zajednički nazivaju intermetalna jedinjenja. Oni najčešće ne pokazuju oksidaciona stanja atoma, koja su karakteristična za spojeve metala sa nemetalima. Na primjer:

Cu 3 Au, LaNi 5 , Na 2 Sb, Ca 3 Sb 2, itd.

Intermetalna jedinjenja obično nemaju stalan sastav, hemijska veza u njima je uglavnom metalna. Formiranje ovih jedinjenja je tipičnije za metale sekundarnih podgrupa.

Metali glavnih podgrupa grupa I-III Periodnog sistema hemijskih elemenata D. I. Mendeljejeva

opšte karakteristike

To su metali glavne podgrupe grupe I. Njihovi atomi na vanjskom energetskom nivou imaju po jedan elektron. alkalni metali - jaka redukciona sredstva. Njihova redukciona snaga i reaktivnost se povećavaju kako se atomski broj elementa povećava (tj. od vrha do dna u periodnom sistemu). Svi oni imaju elektronska provodljivost. Jačina veze između atoma alkalnog metala opada sa povećanjem atomskog broja elementa. Njihove tačke topljenja i ključanja također se smanjuju. Alkalni metali stupaju u interakciju s mnogim jednostavnim supstancama - oksidanti. U reakcijama s vodom stvaraju baze (alkalije) topljive u vodi. zemnoalkalnih elemenata nazivaju se elementi glavne podgrupe grupe II. Atomi ovih elemenata sadrže na vanjskom energetskom nivou dva elektrona. Oni su najjači restauratori, imaju oksidacijsko stanje od +2. U ovoj glavnoj podgrupi, opšti obrasci u promjeni fizičkih i kemijskih svojstava povezanih s povećanjem veličine atoma u grupi od vrha do dna, kemijska veza između atoma također slabi. Sa povećanjem veličine jona povećavaju se kisela i bazična svojstva oksida i hidroksida.

glavna podgrupa Grupa III Elementi su bor, aluminijum, galijum, indijum i talijum. Svi elementi su p-elementi. Na vanjskom energetskom nivou, imaju tri (s 2 str 1 ) elektronšto objašnjava sličnost svojstava. +3 oksidaciono stanje. Unutar grupe, kako se nuklearni naboj povećava, metalna svojstva se povećavaju. Bor je nemetalni element, dok aluminijum već ima metalna svojstva. Svi elementi formiraju okside i hidrokside.

Većina metala nalazi se u podgrupama periodnog sistema. Za razliku od elemenata glavnih podgrupa, gdje dolazi do postepenog punjenja elektronima eksternom nivou atomske orbitale, d-orbitale pretposljednjeg energetskog nivoa i s-orbitale posljednjeg su popunjene u elementima bočnih podgrupa. Broj elektrona odgovara broju grupe. Elementi sa jednak broj valentni elektroni su uključeni u grupu pod istim brojem. Svi elementi podgrupa su metali.

Jednostavne supstance koje formiraju metali podgrupe imaju jake kristalne rešetke koje su otporne na toplotu. Ovi metali su najtrajniji i najvatrostalniji među ostalim metalima. Kod d-elemenata se jasno očituje prijelaz s povećanjem njihove valencije od bazičnih svojstava preko amfoternih u kisela svojstva.

Alkalni metali (Na, K)

Na vanjskom energetskom nivou, atomi alkalnih metala elemenata sadrže jednim elektronom nalazi se na velikoj udaljenosti od jezgra. Oni lako doniraju ovaj elektron, stoga su jaki redukcioni agensi. U svim jedinjenjima, alkalni metali pokazuju oksidacijsko stanje od +1. Njihova redukciona svojstva rastu sa povećanjem atomskog radijusa od Li do Cs. Svi su tipični metali, imaju srebrno-bijelu boju, mekani su (rezani nožem), lagani i topljivi. Aktivno komunicirajte sa svima nemetali:

Svi alkalni metali reaguju sa kiseonikom (osim Li) i formiraju perokside. Alkalni metali se ne nalaze u slobodnom obliku zbog njihove visoke reaktivnosti.

oksidi - čvrste materije, imaju osnovna svojstva. Dobivaju se kalciniranjem peroksida sa odgovarajućim metalima:

Hidroksidi NaOH, KOH- čvrste bijele tvari, higroskopne, dobro se otapaju u vodi uz oslobađanje topline, klasificiraju se kao alkalije:

Soli alkalnih metala su skoro sve rastvorljive u vodi. Najvažniji od njih: Na 2 CO 3 - natrijum karbonat; Na 2 CO 3 10H 2 O - kristalna soda; NaHCO 3 - natrijum bikarbonat, soda bikarbona; K 2 CO 3 - kalijum karbonat, potaša; Na 2 SO 4 10H 2 O - Glauberova so; NaCl - natrijum hlorid, jestiva so.

Elementi grupe I u tabelama

Zemnoalkalni metali (Ca, Mg)

Kalcijum (Ca) je predstavnik zemnoalkalni metali, koji se nazivaju elementima glavne podgrupe grupe II, ali ne svi, već samo počevši od kalcijuma pa niz grupu. To su oni hemijski elementi koji, u interakciji s vodom, formiraju alkalije. Kalcijum na vanjskom energetskom nivou sadrži dva elektrona, oksidacijsko stanje +2.

Fizička i hemijska svojstva kalcijuma i njegovih spojeva prikazana su u tabeli.

magnezijum (Mg) ima istu atomsku strukturu kao i kalcijum, njegovo oksidaciono stanje je takođe +2. Meki metal, ali njegova površina je prekrivena zaštitnim filmom u zraku, što malo smanjuje kemijsku aktivnost. Njegovo sagorevanje je praćeno zaslepljujućim bljeskom. MgO i Mg(OH) 2 pokazuju osnovna svojstva. Iako je Mg (OH) 2 slabo rastvorljiv, on boji rastvor fenolftaleina u grimiznu boju.

Mg + O 2 \u003d MgO 2

MO oksidi su čvrste bijele vatrostalne tvari. U inženjerstvu, CaO se zove živo vapno, a MgO se naziva spaljeni magnezijum, ovi oksidi se koriste u proizvodnji građevinskih materijala. Reakcija kalcijevog oksida s vodom je praćena oslobađanjem topline i naziva se gašenje vapna, a nastali Ca (OH) 2 naziva se gašeno vapno. Prozirna otopina kalcijum hidroksida naziva se krečna voda, a bijela suspenzija Ca (OH) 2 u vodi naziva se krečno mlijeko.

Soli magnezija i kalcija dobivaju se reakcijom s kiselinama.

CaCO 3 - kalcijum karbonat, kreda, mermer, krečnjak. Koristi se u građevinarstvu. MgCO 3 - magnezijev karbonat - koristi se u metalurgiji za oslobađanje šljake.

CaSO 4 2H 2 O - gips. MgSO 4 - magnezijum sulfat - nazvan gorka, ili engleska, sol, nalazi se u morskoj vodi. BaSO 4 - barijum sulfat - zbog svoje nerastvorljivosti i sposobnosti zadržavanja X-zrake koristi se u dijagnostici ("baritna kaša") gastrointestinalnog trakta.

Kalcijum čini 1,5% ljudske telesne težine, 98% kalcijuma se nalazi u kostima. Magnezijum je bioelement, u ljudskom organizmu ima oko 40 g, učestvuje u formiranju proteinskih molekula.

Zemnoalkalni metali u tablicama

Aluminijum

aluminijum (Al)- element glavne podgrupe grupe III periodnog sistema D. I. Mendeljejeva. Atom aluminija sadrži na vanjskom energetskom nivou tri elektrona, koje se lako odriče tokom hemijskih interakcija. Predak podgrupe i gornji sused aluminijuma - bor - ima manji atomski radijus (za bor je 0,080 nm, za aluminijum 0,143 nm). Osim toga, atom aluminija ima jedan srednji sloj od osam elektrona (2e; 8e; 3e), koji sprječava širenje vanjskih elektrona na jezgro. Stoga su redukciona svojstva atoma aluminija prilično izražena.

Aluminij ima u gotovo svim svojim spojevima oksidacijsko stanje +3.

Aluminijum je jednostavna supstanca

Srebrno bijeli laki metal. Topi se na 660 °C. Vrlo je plastična, lako se uvlači u žicu i umotava u foliju debljine do 0,01 mm. Ima vrlo visoku električnu i toplotnu provodljivost. Oni formiraju lagane i jake legure sa drugim metalima. Aluminijum je veoma aktivan metal. Ako se aluminijski prah ili tanka aluminijska folija jako zagriju, oni zapaliti i spaliti zasljepljujućim plamenom:

Ova reakcija se može primijetiti pri paljenju sparkle i vatrometa. Aluminijum, kao i svi metali, lako reaguje sa nemetalima posebno u obliku praha. Da bi reakcija započela potrebno je početno zagrijavanje, izuzev reakcija s halogenima - klorom i bromom, ali tada sve reakcije aluminija s nemetalima teku vrlo brzo i praćene su oslobađanjem velike količine topline. :

Aluminijum dobro se otapa u razrijeđenoj sumpornoj i hlorovodoničnoj kiselini:

Ali koncentrisana sumporna i dušična kiselina pasiviziraju aluminij, koji se formira na metalnoj površini gusti jak oksidni film, što sprečava dalju reakciju. Stoga se ove kiseline transportuju u aluminijskim rezervoarima.

Aluminijum oksid i hidroksid su amfoterni, dakle, aluminijum se otapa u vodenim rastvorima alkalija, formirajući soli - aluminate:

Aluminijum se široko koristi u metalurgiji za dobijanje metala - hroma, mangana, vanadijuma, titana, cirkonijuma iz njihovih oksida. Ova metoda se naziva aluminotermija. U praksi se često koristi termit - mješavina Fe 3 O 4 s aluminijskim prahom. Ako se ova smjesa zapali, na primjer, magnezijskom trakom, tada dolazi do snažne reakcije s oslobađanjem veliki broj vrućina:

Oslobođena toplina sasvim je dovoljna za potpuno topljenje nastalog željeza, pa se ovaj proces koristi za zavarivanje čeličnih proizvoda.

Aluminij se može dobiti elektrolizom - razlaganjem taline njegovog oksida Al 2 O 3 na sastavne dijelove pomoću električne struje. No, tačka topljenja aluminijevog oksida je oko 2050 ° C, tako da je za elektrolizu potrebno puno energije.

Aluminijumska jedinjenja

Aluminosilikati. Ova jedinjenja se mogu smatrati solima formiranim od glinice, silicijuma, alkalnih i zemnoalkalnih metala. Oni čine najveći deo zemljine kore. Konkretno, aluminosilikati su dio feldspata, najčešćih minerala i glina.

Boksit- rock od kojih se dobija aluminijum. Sadrži aluminijum oksid Al 2 O 3 .

Korund- mineral sastava Al 2 O 3, ima vrlo visoku tvrdoću, njegova finozrnasta sorta koja sadrži nečistoće - šmirgl, koristi se kao abrazivni (brusni) materijal. Ista formula ima još jedan prirodni spoj - glinicu.

Poznati su prozirni, obojeni primesama, kristali korunda: crveni - rubini i plavi - safiri, koji se koriste kao gems. Trenutno se dobivaju umjetno i koriste se ne samo za nakit, već i u tehničke svrhe, na primjer, za proizvodnju dijelova za satove i drugih preciznih instrumenata. Kristali rubina se koriste u laserima.

Aluminijum oksid Al 2 O 3 - bijela supstanca sa vrlo visokom tačkom topljenja. Može se dobiti zagrijavanjem razgradnje aluminijum hidroksida:

Aluminijum hidroksid Al(OH) 3 taloži se kao želatinozni talog pod dejstvom lužina na rastvore soli aluminijuma:

Kako amfoterni hidroksid lako se otapa u kiselinama i alkalnim rastvorima:

Aluminati nazivaju solima nestabilnih aluminijumskih kiselina - ortoaluminijum H 2 AlO 3, metaaluminijum HAlO 2 (može se smatrati ortoaluminijumskom kiselinom od čijeg molekula je oduzeta molekula vode). Prirodni aluminati uključuju plemeniti spinel i dragocjeni krizoberil. Aluminijeve soli, osim fosfata, vrlo su rastvorljive u vodi. Neke soli (sulfidi, sulfiti) se razlažu vodom. Aluminij hlorid AlCl 3 koristi se kao katalizator u proizvodnji mnogih organskih tvari.

Elementi III grupe u tabelama

Karakteristike prelaznih elemenata - bakar, cink, hrom, gvožđe

bakar (Cu)- element sekundarne podgrupe prve grupe. Elektronska formula: (…3d 10 4s 1). Deseti d-elektron je mobilan, jer je prešao sa 4S podnivoa. Bakar u jedinjenjima pokazuje oksidaciona stanja +1 (Cu 2 O) i +2 (CuO). Bakar je svijetloružičasti metal, savitljiv, viskozan i odličan provodnik struje. Tačka topljenja 1083 °C.

Kao i drugi metali podgrupe I grupe I periodnog sistema, bakar je u seriji aktivnosti desno od vodonika i ne istiskuje ga iz kiselina, ali reagira s oksidirajućim kiselinama:

Pod dejstvom alkalija na rastvore soli bakra talože se slaba osnova plava boja- bakar (II) hidroksid, koji se zagrevanjem razlaže na bazični crni oksid CuO i vodu:

Hemijska svojstva bakra u tabelama

cink (Zn)- element sekundarne podgrupe grupe II. Njegova elektronska formula je sljedeća: (…3d 10 4s 2). Pošto je pretposljednji d-podnivo u atomima cinka potpuno završen, cink u spojevima pokazuje oksidacijsko stanje od +2.

Cink je srebrno-bijeli metal, praktično nepromijenjen na zraku. Ima otpornost na koroziju, što se objašnjava prisustvom oksidnog filma na njegovoj površini. Cink je jedan od najaktivnijih metala, na povišenim temperaturama reaguje sa jednostavnim supstancama:

istiskuje vodonik iz kiselina:

Cink, kao i drugi metali, istiskuje manje aktivnih metala iz njihovih soli:

Zn + 2AgNO 3 \u003d 2Ag + Zn (NO 3) 2

Cink hidroksid amfoteren, tj. pokazuje svojstva i kiselina i baza. Postepenim dodavanjem rastvora alkalije u rastvor soli cinka, talog koji se taložio na početku se otapa (slično se dešava i sa aluminijumom):

Hemijska svojstva cinka u tabelama

Na primjer hrom (Cr) može se pokazati da svojstva prelaznih elemenata se ne menjaju fundamentalno tokom perioda: dešava se kvantitativna promjena povezana s promjenom broja elektrona u valentnim orbitalama. Maksimalno oksidaciono stanje hroma je +6. Metal u nizu aktivnosti je lijevo od vodika i istiskuje ga iz kiselina:

Kada se takvom rastvoru doda rastvor alkalije, formira se talog Me (OH). 2 , koji se brzo oksidira atmosferskim kisikom:

Poklapa se amfoterni oksid Cr2O3. Krom oksid i hidroksid (in najviši stepen oksidacije) pokazuju svojstva kiseli oksidi i kiseline, respektivno. Soli hromne kiseline (H 2 CrO 4 ) u kiseloj sredini se pretvaraju u dihromate- soli dihromne kiseline (H 2 Cr 2 O 7). Jedinjenja hroma imaju veliku oksidacionu moć.

Hemijska svojstva hroma u tabelama

Iron Fe- element bočne podgrupe grupe VIII i 4. perioda periodnog sistema D. I. Mendeljejeva. Atomi željeza su raspoređeni nešto drugačije od atoma elemenata glavnih podgrupa. Kao što i priliči elementu 4. perioda, atoma gvožđa imaju četiri nivoi energije, ali se od njih ne popunjava zadnji, već pretposljednji, treći iz jezgre, nivo. Na posljednjem nivou, atomi željeza sadrže dva elektrona. Na pretposljednjem nivou, koji može primiti 18 elektrona, atom željeza ima 14 elektrona. Shodno tome, distribucija elektrona po nivoima u atomima gvožđa je sledeća: 2e; 8e; 14th; 2e. Kao i svi metali atomi gvožđa pokazuju redukciona svojstva, dajući tokom hemijskih interakcija ne samo dva elektrona sa poslednjeg nivoa, i dobijajući oksidaciono stanje od +2, već i elektron sa pretposljednjeg nivoa, dok se oksidaciono stanje atoma povećava na +3.

Gvožđe je jednostavna supstanca

To je srebrno-bijeli sjajni metal sa tačkom topljenja od 1539°C. Vrlo plastičan, stoga se lako obrađuje, kouje, valja, štanca. Gvožđe ima sposobnost magnetizacije i demagnetizacije. Termičkim i mehaničkim metodama može mu se dati veća čvrstoća i tvrdoća. Postoji tehnički čisto i hemijski čisto gvožđe. Tehnički čisto željezo, u stvari, je čelik s niskim udjelom ugljika, sadrži 0,02-0,04% ugljika, a još manje kisika, sumpora, dušika i fosfora. Hemijski čisto gvožđe sadrži manje od 0,01% nečistoća. Od tehnički čistog željeza, na primjer, izrađuju se spajalice i dugmad. Takvo gvožđe lako korodira, dok hemijski čisto gvožđe jedva korodira. Trenutno je željezo osnova moderne tehnologije i poljoprivrednog inženjerstva, transporta i komunikacija, svemirski brodovi i sve moderne civilizacije uopšte. Većina predmeta, od šivaćih igala do svemirskih letjelica, ne može se napraviti bez upotrebe željeza.

Hemijska svojstva gvožđa

Gvožđe može pokazati +2 i +3 oksidaciona stanja, odnosno gvožđe daje dve serije jedinjenja. Broj elektrona koje atom gvožđa otpusti tokom hemijskih reakcija zavisi od oksidacione sposobnosti supstanci koje reaguju s njim.

Na primjer, željezo stvara halide s halogenima, u kojima ima oksidacijsko stanje od +3:

i sa sumporom - gvožđe (II) sulfid:

Vruće gvožđe gori u kiseoniku sa formiranjem gvozdenog kamenca:

Na visokoj temperaturi (700-900 °C) gvožđe reaguje sa vodenom parom:

U skladu sa položajem željeza u elektrohemijskom nizu napona, ono može istisnuti metale desno od njega iz vodenih otopina njihovih soli, na primjer:

Gvožđe se rastvara u razblaženim hlorovodoničnim i sumpornim kiselinama. oksidirano vodonikovim ionima:

Gvožđe se rastvara u razblaženoj azotnoj kiselini, dok nastaje gvožđe (III) nitrat, voda i produkti redukcije azotne kiseline - N 2 , NO ili NH 3 (NH 4 NO 3) u zavisnosti od koncentracije kiseline.

Jedinjenja gvožđa

U prirodi, gvožđe formira brojne minerale. to magnetna željezna ruda(magnetit) Fe 3 O 4, crvena željezna ruda (hematit) Fe 2 O 3, smeđa željezna ruda (limonit) 2Fe 2 O 3 3H 2 O. Drugo prirodno jedinjenje željeza je željezo, ili sumpor, pirit (pirit) FeS 2, ne služi kao željezna ruda za proizvodnju metala, već se koristi za proizvodnju sumporne kiseline.

Gvožđe karakterišu dve serije jedinjenja: jedinjenja gvožđa (II) i gvožđa (III). Gvožđe oksid (II) FeO i odgovarajući gvožđe hidroksid (II) Fe (OH) 2 dobijaju se indirektno, posebno kroz sledeći lanac transformacija:

Oba jedinjenja imaju izražena bazična svojstva.

Kationi gvožđa(II) Fe 2 + lako oksidira atmosferskim kisikom u željezo (III) Fe katione 3 + . Dakle, bijeli talog željezovog (II) hidroksida postaje zelen, a zatim postaje smeđi, pretvarajući se u željezov (III) hidroksid:

Gvožđe(III) oksid Fe 2 O 3 a odgovarajući željezov (III) hidroksid Fe (OH) 3 se također dobija indirektno, na primjer, duž lanca:

Od soli gvožđa, sulfati i hloridi su od najveće tehničke važnosti.

Gvožđe (II) sulfat kristal hidrat FeSO 4 7H 2 O, poznat kao gvozdeni vitriol, koristi se za suzbijanje biljnih štetočina, za pripremu mineralnih boja i u druge svrhe. Gvozdeni hlorid (III) FeCl 3 se koristi kao jedkasto sredstvo za bojenje tkanina. Gvozdeni sulfat (III) Fe 2 (SO 4) 3 9H 2 O koristi se za prečišćavanje vode i u druge svrhe.

Fizička i hemijska svojstva željeza i njegovih spojeva sažeta su u tabeli:

Hemijska svojstva gvožđa u tabelama

Kvalitativne reakcije na Fe 2+ i Fe 3+ jone

Za prepoznavanje jedinjenja gvožđa (II) i (III). izvode kvalitativne reakcije na Fe jonima 2+ i Fe 3+ . Kvalitativna reakcija na Fe 2+ ione je reakcija soli željeza (II) sa spojem K 3, koji se naziva crvena krvna sol. Ovo je posebna grupa soli, koje se nazivaju kompleksne, kasnije ćete ih upoznati. U međuvremenu, morate naučiti kako se takve soli disociraju:

Reagens za Fe 3+ ione je još jedno kompleksno jedinjenje - žuta krvna so - K 4, koja se u rastvoru disocira na sličan način:

Ako se otopinama crvene krvne soli (reagens za Fe 2+) i žute krvne soli (reagens za Fe 3+) dodaju otopine koje sadrže ione Fe 2+ i Fe 3+, tada će se u oba nastati isti plavi talog. slučajevi:

Za detekciju Fe 3+ jona koristi se i interakcija soli gvožđa (III) sa kalijum tiocijanatom KNCS ili amonijum NH 4 NCS. U tom slučaju nastaje ion FeNCNS 2+ jarke boje, zbog čega cijela otopina dobiva intenzivnu crvenu boju:

Tabela rastvorljivosti

Ogromna većina jednostavnih supstanci su metali. Fizički svojstva metala- ovo je neprozirnost, specifičan "metalni" sjaj, visoka toplinska i električna provodljivost, kao i plastičnost. Zahvaljujući ovim svojstvima metali su igrali odlučujuću ulogu u istoriji čovečanstva.

Koji je razlog zašto metali imaju ova svojstva i zašto se toliko razlikuju od nemetala? Periodični zakon a teorija atomske strukture objasnila je strukturu i svojstva metala. Ispostavilo se da su metalna svojstva elemenata zbog elektronska struktura njihovih atoma.

Metali sa spoljašnje strane elektronske školjke imaju 1-4 elektrona. Ovi elektroni su pokretni, jer ih jezgro slabo privlači. Na taj način metali lako odustaju od svih ili dijela svojih vanjskih elektrona, uslijed čega se pojavljuju pozitivno nabijeni ioni - kationi. Što metali lakše gube svoje elektrone, to su aktivniji i jača su njihova metalna svojstva.

U atomima nemetala, postoji mnogo 4-8 elektrona na vanjskim elektronskim omotačima, s izuzetkom vodonika (1) i bora (3). Ove elektrone snažno privlači jezgro i stoga ih je vrlo teško otrgnuti od atoma. Ali atomi nemetala mogu vezati višak elektrona i pretvoriti se u negativno nabijene ione - anione.

Svi metali, osim tečnih, su čvrsti u normalnim uslovima i imaju kristalna struktura. Svojstva metala su usko povezana sa njihovom strukturom. Atomi i joni (kationi) nalaze se na čvorovima kristalne rešetke, a broj jona i elektrona u kristalima različitih metala nije isti. Spoljni elektroni, budući da su pokretni i slabo privučeni jezgrima, formiraju takozvani "elektronski gas", koji "luta" između jona u kristalu. „Elektronski gas“ ne pripada pojedinačnim jonima, već kristalu u celini. Zbog prisustva takvih mobilnih elektrona u kristalnoj rešetki metala može se objasniti njihova visoka električna i toplotna provodljivost. „Elektronski gas“ dobro reflektuje svetlost (dakle, metali su neprozirni i imaju karakterističan sjaj), kao i kratke radio talase. Posljednje svojstvo metala je osnova radara.

Metali se mogu kovati, a njihova sposobnost rastezanja objašnjava se klizanjem (pomeranjem) nekih slojeva jona u odnosu na druge.

Kao što je već napomenuto, što metali lakše doniraju svoje valentne elektrone, to su oni aktivniji i, prema tome, lakše ulaze u kemijske reakcije. Aktivniji metali istiskuju manje aktivne iz svojih spojeva. Osim toga, mnogi metali istiskuju vodonik iz nekih kiselina, kao i iz vode. Na osnovu toga se svi metali mogu rasporediti u takozvane serije aktivnosti, odnosno elektrohemijske serije napona.

Metali platine, zlato i srebro dugo se nazivaju plemenitim. Hemijski su prilično inertni, pa stoga ne reaguju ni sa vodom ni sa mnogim kiselinama. Titanijum, cirkonijum, hafnij, niobijum, tantal, molibden, volfram i renijum, koji su takođe hemijski pasivni, ponašaju se kao plemeniti metali. Otporne su na toplotu i odlične su mehanička svojstva. Zato ovi metali i njihove legure igraju ogromnu ulogu u modernoj avijaciji, raketnoj nauci i nuklearnoj energiji.

Stranica 2

Gvožđe, bakar i aluminijum imaju karakterističan metalni sjaj.

Kada proučavamo čvrste tvari koje nemaju karakterističan metalni sjaj, primjećujemo da je njihova električna provodljivost vrlo niska. To uključuje supstance koje nazivamo jonskim - natrijum hlorid, kalcijum hlorid, srebrni nitrat i srebro hlorid, kao i molekularne kristale, poput leda. Led prikazan na sl. 5 - 3, sastoji se od istih molekula koji postoje u gasnoj fazi, ali poredani u kristalnoj rešetki. Ovi loši provodnici električne struje se po gotovo svim svojstvima veoma razlikuju od metala. Dakle, električna provodljivost se može koristiti za klasifikaciju supstanci, što je jedna od najrazumnijih.

Metalima se nazivaju jednostavne kristalne tvari koje imaju karakterističan metalni sjaj, dobro provode toplinu i električnu struju, sposobne su promijeniti svoj oblik pod djelovanjem vanjskih sila i zadržati ga nakon uklanjanja opterećenja bez ikakvih znakova uništenja. Od ukupnog broja trenutno poznatih hemijskih elemenata, osamdeset elemenata su metali. Najčešći metali u zemljinoj kori u obliku hemijska jedinjenja su aluminijum, gvožđe, magnezijum, kalijum, natrijum i kalcijum. čisti metali imaju ograničenu upotrebu u tehnologiji, jer su u prirodi izuzetno rijetke, a njihova proizvodnja iz kemijskih spojeva (ruda) povezana je s velikim poteškoćama.

Kao rezultat vodikove korozije, površina čelika gubi svoj karakterističan metalni sjaj i postaje dosadna.

Polimeri su fino dispergovani obojeni prahovi sa karakterističnim metalnim sjajem, rastvorljivi samo u koncentrovanoj sumpornoj kiselini.

Svi d - elementi su metali sa karakterističnim metalnim sjajem. U poređenju sa s-metalima, njihova čvrstoća je mnogo veća.

Neotopljeni jod stvara jasno vidljiv film s karakterističnim metalnim sjajem (pluta na površini otopine) ili se skuplja na dnu tikvice u obliku crnih čestica. Budući da je rastvor joda obojen intenzivno crvenom bojom i gotovo neproziran, mora se vrlo pažljivo ispitati, držeći bocu na jakoj električnoj lampi koja visi na plafonu. Da biste to učinili, morate stajati ispod lampe, držeći bocu za grlo u nagnutom položaju između lampe i lica, i pokušati u njoj vidjeti svijetlu sliku lampe. Na takvoj pozadini jasno su vidljivi neotopljeni kristali joda. Tada će se kristali obe supstance okupiti na jednom mestu i oko kristala joda će se formirati zona koncentrisanog rastvora KJ u kojoj će se jod brzo rastvoriti.

Svi alkalni metali su supstance srebrno-bele boje, karakterističnog metalnog sjaja, dobre električne i toplotne provodljivosti, niske temperature topljenja i relativno niske tačke ključanja, male gustine i velike zapremine atoma. U stanju pare, njihovi molekuli su jednoatomni; joni su bezbojni.

Po izgledu, tamnoljubičasti, gotovo crni kristali s karakterističnim metalnim sjajem. Dobro se otapa u vodi. Kalijum permanganat je jedan od jakih oksidacionih agenasa, što je razlog njegovih dezinfekcionih svojstava.