Phương trình phản ứng phi kim phản ứng với gì. Trong phân nhóm chính

I. Các yếu tố. dạng phi kim loại P nguyên tố, cũng như hydro và heli, đó là S-yếu tố. Trong một bảng thời gian dài P-các nguyên tố hình thành phi kim nằm bên phải và phía trên ranh giới có điều kiện B - At.

II. nguyên tử. Nguyên tử của phi kim có kích thước nhỏ (bán kính quỹ đạo nhỏ hơn 0,1 nm). Hầu hết chúng có từ bốn đến tám electron hóa trị (chúng cũng ở bên ngoài), nhưng nguyên tử hydro có một, nguyên tử helium có hai và nguyên tử boron có ba electron hóa trị. Các nguyên tử phi kim loại tương đối dễ dàng gắn các electron của người khác (nhưng không quá ba). Nguyên tử của phi kim không có xu hướng nhường electron.

Đối với nguyên tử của các nguyên tố phi kim trong chu kì có chiều tăng số seri

điện tích hạt nhân tăng;
bán kính nguyên tử giảm;
số electron mỗi lớp ngoài tăng;
số lượng electron hóa trị tăng lên;
độ âm điện tăng;
tính oxi hóa (phi kim) được tăng cường (trừ các nguyên tố nhóm VIIIA).

Cho nguyên tử của các nguyên tố phi kim trong một phân nhóm (trong bảng chu kỳ dài - trong một nhóm) có số thứ tự tăng dần

điện tích hạt nhân tăng;
bán kính nguyên tử tăng;
độ âm điện giảm dần;
số electron hóa trị không thay đổi;
số lượng electron bên ngoài không thay đổi (ngoại trừ hydro và heli);
tính oxi hóa (phi kim) yếu dần (trừ các nguyên tố nhóm VIIIA).

III. chất đơn giản. Hầu hết các phi kim loại chất đơn giản, trong đó các nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị; Không có liên kết hóa học trong khí trơ. Phi kim bao gồm cả phân tử và chất phi phân tử. Tất cả điều này dẫn đến thực tế là không có tính chất vật lý đặc trưng cho tất cả các phi kim loại.

Phân tử phi kim: H 2, N 2, P 4 (photpho trắng), As 4, O 2, O 3, S 8, F 2, Cl 2, Br 2, I 2. Chúng cũng bao gồm các khí hiếm (He, Ne, Ar, Kr, Kx, Rn), có nguyên tử là "phân tử đơn nguyên tử".

Ở nhiệt độ phòng, hydro, nitơ, oxy, ozon, flo và clo là chất khí; brom - chất lỏng; phốt pho, asen, lưu huỳnh và iốt - chất rắn.

Các phi kim không phân tử: B (một số sửa đổi đẳng hướng), C (than chì), C (kim cương), Si, Ge, P (đỏ), P (đen), As, Se, Te. Tất cả chúng đều là chất rắn, silicon, gecmani, selen và một số chất khác có đặc tính bán dẫn.

IV. Tính chất hóa học. Đặc trưng cho hầu hết các phi kim loại là Tính oxy hóa. Là tác nhân oxy hóa, chúng phản ứng với kim loại:

với các chất phức tạp

Với các chất phức tạp:

H 2 + HCHO \u003d CH 3 OH

6P + 5KClO 3 \u003d 5KCl + 3P 2 O 5

V. Hợp chất hiđro. Tất cả các á kim (trừ các nguyên tố khí trơ) tạo thành phân tử hợp chất hydro, và carbon và boron - rất nhiều. Các hợp chất hydro đơn giản nhất:

Tất cả chúng đều là chất khí trừ nước. Chất cô lập in đậm, Trong dung dịch nước- axit mạnh.

Trong nhóm có số sê-ri tăng, độ ổn định của chúng giảm và hoạt động khử tăng lên.

Trong khoảng thời gian có sự gia tăng số sê-ri, tính chất axit giải pháp của họ, trong nhóm các tính chất này yếu đi.

VI. oxit và hydroxit. Tất cả các oxit phi kim đều có tính axit hoặc không tạo muối. Oxit không tạo muối: CO, SiO, N 2 O, NO.

Các axit sau tương ứng với oxit bậc cao của phi kim (axit mạnh được in đậm)

Trong giai đoạn với số sê-ri tăng dần, độ mạnh của axit cao hơn tăng lên. Không có sự phụ thuộc đáng kể trong các nhóm.

Nếu hầu hết các nguyên tố kim loại không có màu, ngoại trừ đồng và vàng, thì hầu như tất cả các phi kim đều có màu riêng: flo - vàng cam, clo - vàng lục, brom - đỏ gạch, iốt - tím , lưu huỳnh - màu vàng, phốt pho có thể có màu trắng, đỏ và đen và oxy lỏng - màu xanh lam.

Tất cả các phi kim đều không dẫn nhiệt và dòng điện, vì chúng không có hạt mang điện tự do - electron, chúng đều được sử dụng để hình thành liên kết hóa học. Các tinh thể phi kim loại không dẻo và giòn, vì bất kỳ biến dạng nào cũng dẫn đến sự phá hủy các liên kết hóa học. Hầu hết các phi kim loại không có ánh kim loại.

Tính chất vật lý của phi kim rất đa dạng và được xác định bởi loại khác mạng tinh thể.

1.4.1 Phân bổ

ALLOTROPY - sự tồn tại của các nguyên tố hóa học ở hai hoặc nhiều dạng phân tử hoặc tinh thể. Ví dụ, các đồng vị là oxy thông thường O 2 và ozon O 3; trong trường hợp này, hiện tượng đẳng hướng là do sự hình thành các phân tử có số lượng nguyên tử khác nhau. Thông thường, allotropy có liên quan đến sự hình thành các tinh thể có nhiều sửa đổi khác nhau. Carbon tồn tại ở hai dạng thù hình tinh thể riêng biệt: kim cương và than chì. Trước đây, người ta tin rằng cái gọi là. dạng vô định hình của carbon, than và bồ hóng, cũng là sửa đổi đẳng hướng, nhưng hóa ra chúng có cấu trúc tinh thể giống như than chì. Lưu huỳnh xảy ra ở hai dạng biến đổi tinh thể: hình thoi (a-S) và đơn tà (b-S); ít nhất ba dạng không kết tinh của nó đã được biết: l-S, m-S và tím. Đối với phốt pho, các biến đổi màu trắng và đỏ đã được nghiên cứu kỹ lưỡng, phốt pho đen cũng đã được mô tả; ở nhiệt độ dưới -77 ° C, có một loại phốt pho trắng khác. Các biến đổi đẳng hướng của As, Sn, Sb, Se, và ở nhiệt độ cao của sắt và nhiều nguyên tố khác đã được tìm thấy.

1.5. Tính chất hóa học của phi kim

Các nguyên tố hóa học phi kim loại có thể thể hiện cả tính chất oxi hóa và tính khử, tùy thuộc vào quá trình biến đổi hóa học mà chúng tham gia.

Các nguyên tử của nguyên tố có độ âm điện lớn nhất - flo - không có khả năng nhường electron, nó luôn chỉ thể hiện tính chất oxi hóa, các nguyên tố khác cũng có thể thể hiện tính khử, mặc dù ở mức độ thấp hơn nhiều so với kim loại. Các tác nhân oxy hóa mạnh nhất là flo, oxy và clo, hydro, boron, carbon, silic, phốt pho, asen và telua chủ yếu thể hiện tính khử. Tính oxi hóa khử trung gian có nitơ, lưu huỳnh, iot.

Tương tác với các chất đơn giản

Tương tác với kim loại:

2Na + Cl 2 \u003d 2NaCl,

6Li + N 2 \u003d 2Li 3 N,

2Ca + O 2 \u003d 2CaO

trong những trường hợp này, phi kim thể hiện tính oxi hóa, chúng nhận electron, tạo thành hạt mang điện tích âm.

Tương tác với các phi kim khác:

Tương tác với hydro, hầu hết các phi kim đều thể hiện tính oxi hóa, tạo thành các hợp chất hydro dễ bay hơi - hydrua cộng hóa trị:

3H 2 + N 2 \u003d 2NH 3,

H 2 + Br 2 = 2HBr;

Tác dụng với oxi, tất cả các phi kim, trừ flo đều thể hiện tính khử:

S + O 2 \u003d SO 2,

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5;

Khi tác dụng với flo, flo là chất oxi hóa, oxi là chất khử:

2F 2 + O 2 \u003d 2OF 2;

Các phi kim tương tác với nhau, kim loại có độ âm điện lớn hơn đóng vai trò chất oxi hóa, kim loại có độ âm điện kém hơn - đóng vai trò chất khử:

S + 3F 2 \u003d SF 6,

Tính chất hóa học của kim loại

Kim loại tác dụng với phi kim.
Các kim loại đứng trước hydro phản ứng với axit (trừ axit nitric và axit sunfuric) với sự giải phóng hydro
Các kim loại hoạt động phản ứng với nước để tạo thành kiềm và giải phóng hydro.
Kim loại hoạt động trung gian phản ứng với nước khi đun nóng để tạo thành oxit kim loại và hydro.
Các kim loại đứng sau hydro không phản ứng với nước và dung dịch axit (trừ axit nitric và axit sunfuric đặc).
Các kim loại hoạt động mạnh hơn đẩy các kim loại kém hoạt động hơn ra khỏi dung dịch muối của chúng.
Các halogen phản ứng với nước và dung dịch kiềm.
Các halogen hoạt động (trừ flo) đẩy các halogen kém hoạt động hơn ra khỏi dung dịch muối của chúng.
Các halogen không phản ứng với oxi.
Các kim loại lưỡng tính (Al, Be, Zn) phản ứng được với dung dịch của kiềm và axit.
Magiê phản ứng với khí cacbonic và oxit silic.
Kim loại kiềm (trừ liti) tạo thành peroxit với oxy.

Tính chất hóa học của phi kim

Phi kim phản ứng với kim loại và với nhau.
Trong số các phi kim loại, chỉ những chất hoạt động mạnh nhất mới phản ứng với nước - flo, clo, brom và iốt.
Flo, clo, brom và iốt phản ứng với kiềm giống như với nước, chỉ không tạo thành axit mà tạo muối, và các phản ứng không thể đảo ngược mà tiến hành đến cùng.

Tìm hiểu tính chất hóa học

TƯƠNG TÁC CỦA KIM LOẠI VỚI PHI KIM

Các phi kim thể hiện tính chất oxy hóa trong các phản ứng với kim loại, nhận electron từ chúng và phục hồi.

Tương tác với halogen

Các halogen (F 2, Cl 2, Br 2, I 2 ) là chất oxi hóa mạnh nên mọi kim loại đều tương tác với chúng ở điều kiện bình thường:

2Me+ N Hal 2 → 2 MeHal n

Sản phẩm của phản ứng này là muối halogenua kim loại ( MeF n -florua, MeCl n -clorua, MeBr n -bromua, MeI n -iođua). Khi tương tác với kim loại, halogen bị khử thành bằng cấp thấp nhất oxy hóa (-1), vàNbằng trạng thái oxi hóa của kim loại.

Tốc độ phản ứng phụ thuộc vào hoạt động hóa học của kim loại và halogen. Hoạt tính oxi hóa của các halogen giảm dần theo nhóm từ trên xuống dưới (từ F đến I ).

Tương tác với oxy

Oxi oxi hóa hầu hết các kim loại (trừ Ag, Au, Pt ), dẫn đến sự hình thành các oxit Tôi 2 Ô .

kim loại hoạt động dễ dàng tương tác với oxy trong khí quyển ở điều kiện bình thường.

2 Mg + O 2 → 2 MgO (có đèn flash)

kim loại hoạt động trung gian còn phản ứng với oxi ở nhiệt độ thường. Nhưng tốc độ của một phản ứng như vậy thấp hơn đáng kể so với khi tham gia kim loại hoạt động.

kim loại không hoạt động bị oxi hóa bởi oxi khi đun nóng (đốt cháy trong oxi).

oxit Tính chất hóa học của kim loại có thể được chia thành ba nhóm:

1. oxit bazơ ( Na 2 O, CaO, Fe II O, Mn II O, Cu I O v.v.) được hình thành bởi các kim loại ở trạng thái oxy hóa thấp (+1, +2, theo quy luật, dưới +4). Oxit bazơ tác dụng với oxit axit và axit tạo thành muối:

CaO + CO2 → CaCO3

CuO + H 2 SO 4 → CuSO 4 + H 2 O

2. oxit axit ( Cr VI O 3 , Fe VI O 3 , Mn VI O 3 , Mn 2 VII O 7 v.v.) được tạo thành bởi các kim loại trong trình độ cao oxy hóa (thường trên +4). Oxit axit tác dụng với oxit bazơ và bazơ tạo thành muối:

FeO 3 + K 2 O → K 2 FeO 4

CrO 3 + 2KOH → K 2 CrO 4 + H 2 O

3. oxit lưỡng tính ( BeO, Al 2 O 3, ZnO, SnO, MnO 2, Cr 2 O 3, PbO, PbO 2 v.v.) có tính chất kép và có thể tương tác với cả axit và bazơ:

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

Cr 2 O 3 + 6NaOH → 2Na 3

Tương tác với lưu huỳnh

Tất cả các kim loại đều tương tác với lưu huỳnh (trừâu ), tạo thành muối - sunfua Tôi 2 S n . Trong trường hợp này, lưu huỳnh bị khử xuống trạng thái oxy hóa "-2". Bạch kim ( Pt ) chỉ tương tác với lưu huỳnh ở trạng thái phân li mịn. kim loại kiềm và Ca và Mg phản ứng với lưu huỳnh khi đun nóng bằng một vụ nổ. Zn, Al (bột) và Mg trong phản ứng với lưu huỳnh cho một đèn flash. Theo chiều từ trái sang phải trong dãy hoạt động, tốc độ tương tác của kim loại với lưu huỳnh giảm dần.

Tương tác với hydro

Với hiđro, một số kim loại hoạt động tạo thành hợp chất - hiđrua:

2Na + H 2 → 2NaH

Trong các hợp chất này, hydro ở trạng thái oxy hóa hiếm "-1".

E.A. Nudnova, M.V. Andriukhova

Nếu trong bảng tuần hoàn các nguyên tố của D.I. Mendeleev để vẽ một đường chéo từ berili đến nguyên tố, sau đó ở phía dưới bên trái dọc theo đường chéo sẽ có các nguyên tố kim loại (chúng cũng bao gồm các nguyên tố của các nhóm phụ thứ cấp, được đánh dấu bằng màu xanh lam) và ở phía trên bên phải - các nguyên tố phi kim loại (nhấn mạnh màu vàng). Các nguyên tố nằm gần đường chéo - bán kim loại hoặc á kim (B, Si, Ge, Sb, v.v.) có ký tự kép (được đánh dấu bằng màu hồng).

Như có thể thấy từ hình, phần lớn các nguyên tố là kim loại.

Theo cách riêng của nó Tính chất hóa học kim loại là nguyên tố hóa học, mà các nguyên tử tặng electron từ các mức năng lượng bên ngoài hoặc trước bên ngoài, tạo thành các ion tích điện dương.

Hầu như tất cả các kim loại đều có bán kính tương đối lớn và một số ít electron (từ 1 đến 3) ở lớp ngoài cùng. mức năng lượng. Kim loại được đặc trưng bởi giá trị độ âm điện thấp và tính khử.

Các kim loại điển hình nhất nằm ở đầu chu kỳ (bắt đầu từ chu kỳ thứ hai), càng xa từ trái sang phải, tính kim loại càng yếu. Trong một nhóm từ trên xuống dưới, tính kim loại được nâng cao, do bán kính nguyên tử tăng (do số mức năng lượng tăng). Điều này dẫn đến giảm độ âm điện (khả năng hút electron) của các nguyên tố và tăng giảm tính chất(khả năng nhường electron cho nguyên tử khác trong các phản ứng hóa học).

điển hình kim loại là nguyên tố s (các nguyên tố thuộc nhóm IA từ Li đến Fr. các nguyên tố thuộc nhóm PA từ Mg đến Ra). Chung công thức điện tử nguyên tử của chúng ns 1-2. Chúng được đặc trưng bởi các trạng thái oxy hóa + I và + II tương ứng.

Số lượng nhỏ electron (1-2) ở mức năng lượng bên ngoài của các nguyên tử kim loại điển hình cho thấy rằng các electron này dễ bị mất và thể hiện tính khử mạnh, phản ánh giá trị độ âm điện thấp. Điều này ngụ ý các tính chất hóa học hạn chế và phương pháp để thu được các kim loại điển hình.

Một tính năng đặc trưng của các kim loại điển hình là xu hướng nguyên tử của chúng hình thành cation và liên kết hóa học ion với các nguyên tử phi kim loại. Hợp chất của kim loại điển hình với phi kim là tinh thể ion "anion cation kim loại của phi kim", ví dụ K + Br -, Ca 2+ O 2-. Các cation kim loại điển hình cũng được bao gồm trong các hợp chất với anion - hydroxit và muối phức tạp, ví dụ, Mg 2+ (OH -) 2, (Li +) 2CO 3 2-.

Các kim loại nhóm A tạo thành đường chéo lưỡng tính trong Bảng tuần hoàn Be-Al-Ge-Sb-Po, cũng như các kim loại liền kề với chúng (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) không thể hiện tính chất kim loại điển hình . Công thức điện tử chung của nguyên tử chúng ns 2 np 0-4 hàm ý trạng thái oxi hóa đa dạng hơn, khả năng giữ electron riêng cao hơn, khả năng khử giảm dần và xuất hiện khả năng oxi hóa, đặc biệt ở trạng thái oxi hóa cao (ví dụ điển hình là các hợp chất Tl III, Pb IV, Bi v ). Hành vi hóa học tương tự cũng là đặc trưng của hầu hết (các nguyên tố d, tức là các nguyên tố thuộc nhóm B hệ tuần hoàn (ví dụ điển hình- nguyên tố lưỡng tính Cr và Zn).

Sự biểu hiện tính chất lưỡng tính (lưỡng tính) này ở cả tính kim loại (cơ bản) và tính phi kim là do tính chất liên kết hóa học. Ở trạng thái rắn, hợp chất của kim loại không điển hình với phi kim chứa chủ yếu liên kết hóa trị(nhưng kém bền hơn liên kết giữa các phi kim). Trong dung dịch, các liên kết này dễ dàng bị phá vỡ và các hợp chất phân ly thành các ion (hoàn toàn hoặc một phần). Ví dụ, kim loại gali bao gồm các phân tử Ga 2, ở trạng thái rắn nhôm và thủy ngân (II) clorua AlCl 3 và HgCl 2 chứa liên kết cộng hóa trị mạnh, nhưng trong dung dịch AlCl 3 phân ly gần như hoàn toàn và HgCl 2 - rất nhỏ mức độ (rồi thành ion HgCl + và Cl -).

Tính chất vật lí chung của kim loại

Nhờ có sự hiện diện điện tử tự do("khí điện tử") trong mạng tinh thể, tất cả các kim loại đều thể hiện những tính chất chung đặc trưng sau:

1) Nhựa- khả năng dễ dàng thay đổi hình dạng, kéo dài thành dây, cuộn thành tấm mỏng.

2) ánh kim loại và độ trong suốt. Điều này là do sự tương tác của các electron tự do với ánh sáng tới kim loại.

3) Tinh dân điện. Nó được giải thích là do sự chuyển động có hướng của các electron tự do từ cực âm sang cực dương dưới ảnh hưởng của một hiệu điện thế nhỏ. Khi đun nóng, tính dẫn điện giảm, vì. với sự gia tăng nhiệt độ, dao động của các nguyên tử và ion trong các nút tăng mạng tinh thể, cản trở chuyển động có hướng của "khí điện tử".

4) Dẫn nhiệt.Đó là do tính linh động cao của các electron tự do, do đó nhiệt độ nhanh chóng được cân bằng với khối lượng của kim loại. Độ dẫn nhiệt cao nhất là bismuth và thủy ngân.

5) độ cứng. Cứng nhất là chrome (cắt kính); mềm nhất - kim loại kiềm- kali, natri, rubidi và xêzi - cắt bằng dao.

6) Tỉ trọng. nó càng ít càng ít khối lượng nguyên tử kim loại và bán kính nguyên tử lớn hơn. Nhẹ nhất là liti (ρ=0,53 g/cm3); nặng nhất là osmi (ρ=22,6 g/cm3). Kim loại có mật độ nhỏ hơn 5 g/cm3 được coi là "kim loại nhẹ".

7) Điểm nóng chảy và sôi. Kim loại nóng chảy nhất là thủy ngân (m.p. = -39°C), kim loại chịu nhiệt nhất là vonfram (t°m. = 3390°C). Kim loại có t°pl. trên 1000°C được coi là vật liệu chịu lửa, dưới - điểm nóng chảy thấp.

Tính chất hóa học chung của kim loại

Chất khử mạnh: Me 0–nē → Me n+

Một số ứng suất đặc trưng cho hoạt động so sánh của kim loại trong phản ứng oxi hóa khử trong dung dịch nước.

I. Phản ứng của kim loại với phi kim

1) Với oxy:
2Mg + O 2 → 2MgO

2) Với lưu huỳnh:
Hg + S → HgS

3) Với halogen:
Ni + Cl 2 – t° → NiCl 2

4) Với nitơ:
3Ca + N 2 – t° → Ca 3 N 2

5) Với phốt pho:
3Ca + 2P – t° → Ca 3 P 2

6) Với hiđro (chỉ có kim loại kiềm, kiềm thổ mới phản ứng):
2Li + H 2 → 2LiH

Ca + H 2 → CaH 2

II. Phản ứng của kim loại với axit

1) Các kim loại đứng trong dãy điện hóa có hiệu điện thế đến H khử được axit không có tính oxi hóa thành hiđro:

Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2

2Al+ 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2

2) Với axit oxi hóa:

Trong tương tác của axit nitric ở bất kỳ nồng độ nào và axit sunfuric đậm đặc với kim loại hydro không bao giờ được giải phóng!

Zn + 2H 2 SO 4 (K) → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

4Zn + 5H 2 SO 4(K) → 4ZnSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

3Zn + 4H 2 SO 4(K) → 3ZnSO 4 + S + 4H 2 O

2H 2 SO 4 (c) + Cu → Cu SO 4 + SO 2 + 2H 2 O

10HNO 3 + 4Mg → 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

4HNO 3 (c) + Сu → Сu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

III. Tương tác của kim loại với nước

1) Hoạt động (kim loại kiềm và kiềm thổ) tạo thành một bazơ hòa tan (kiềm) và hydro:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca+ 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

2) Kim loại hoạt động trung bình bị nước oxi hóa khi đun nóng thành oxit:

Zn + H 2 O – t° → ZnO + H 2

3) Không hoạt động (Au, Ag, Pt) - không phản ứng.

IV. Sự dịch chuyển của kim loại hoạt động mạnh hơn của kim loại kém hoạt động hơn ra khỏi dung dịch muối của chúng:

Cu + HgCl2 → Hg + CuCl2

Fe+ CuSO4 → Cu+ FeSO4

Trong công nghiệp, người ta thường sử dụng kim loại nguyên chất, và hỗn hợp của chúng - hợp kim trong đó các đặc tính có lợi của một kim loại được bổ sung bởi các đặc tính có lợi của kim loại khác. Vì vậy, đồng có độ cứng thấp và ít được sử dụng để sản xuất các chi tiết máy, trong khi hợp kim của đồng với kẽm ( thau) đã khá cứng và được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật cơ khí. Nhôm có độ dẻo cao và đủ nhẹ (mật độ thấp), nhưng lại quá mềm. Trên cơ sở của nó, một hợp kim với magiê, đồng và mangan đã được điều chế - duralumin (duralumin), mà không làm mất thuộc tính hữu ích nhôm, đạt được độ cứng cao và trở nên phù hợp trong ngành công nghiệp máy bay. Hợp kim của sắt với cacbon (và các kim loại bổ sung khác) được biết đến rộng rãi gang thép và Thép.

Kim loại ở dạng tự do là chất khử. Tuy nhiên phản ứng một số kim loại nhỏ do thực tế là chúng được bao phủ màng oxit bề mặt, Trong mức độ khác nhau chống lại tác dụng của các thuốc thử hóa học như nước, dung dịch axit và kiềm.

Ví dụ, chì luôn được bao phủ bởi một lớp màng oxit, quá trình chuyển đổi của nó thành dung dịch không chỉ cần tiếp xúc với thuốc thử (ví dụ, axit nitric loãng) mà còn phải đun nóng. Màng oxit trên nhôm ngăn phản ứng của nó với nước, nhưng bị phá hủy dưới tác dụng của axit và kiềm. Màng oxit rời (rỉ sét), hình thành trên bề mặt sắt trong không khí ẩm, không cản trở quá trình oxy hóa sắt tiếp theo.

Dưới sự ảnh hưởng tập trung axit được hình thành trên kim loại bền vững màng oxit. Hiện tượng này được gọi là thụ động. Vì vậy, tập trung axit sunfuric thụ động (và sau đó không phản ứng với axit) các kim loại như Be, Bi, Co, Fe, Mg và Nb, và trong axit nitric đậm đặc - các kim loại A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb , Th và U.

Khi tương tác với các chất oxy hóa trong dung dịch axit, hầu hết các kim loại biến thành cation, điện tích được xác định bởi trạng thái oxy hóa ổn định của một nguyên tố nhất định trong các hợp chất (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ và Fe 3 +)

Hoạt tính khử của kim loại trong dung dịch axitđược truyền bởi một loạt điện áp. Hầu hết các kim loại được chuyển thành dung dịch axit clohydric và axit sunfuric loãng, nhưng Cu, Ag và Hg - chỉ có axit sunfuric (đậm đặc) và axit nitric, và Pt và Au - "vodka hoàng gia".

Ăn mòn kim loại

Một tính chất hóa học không mong muốn của kim loại là sự phá hủy tích cực (quá trình oxy hóa) khi tiếp xúc với nước và dưới tác động của oxy hòa tan trong đó (oxy ăn mòn). Ví dụ, sự ăn mòn của các sản phẩm sắt trong nước được biết đến rộng rãi, do đó rỉ sét được hình thành và các sản phẩm vỡ vụn thành bột.

Sự ăn mòn kim loại xảy ra trong nước cũng do sự có mặt của các khí CO 2 và SO 2 hòa tan; một môi trường axit được tạo ra và các cation H + bị thay thế bởi các kim loại hoạt động dưới dạng hydro H 2 ( ăn mòn hydro).

Điểm tiếp xúc giữa hai kim loại khác nhau có thể đặc biệt ăn mòn ( ăn mòn tiếp xúc). Giữa một kim loại, chẳng hạn như Fe, và một kim loại khác, chẳng hạn như Sn hoặc Cu, được đặt trong nước, xảy ra một cặp điện hóa. Dòng electron đi từ kim loại hoạt động mạnh hơn, nằm bên trái trong dãy điện thế (Re), đến kim loại kém hoạt động hơn (Sn, Cu) và kim loại hoạt động mạnh hơn bị phá hủy (ăn mòn).

Chính vì điều này mà bề mặt đồ hộp (sắt mạ thiếc) bị rỉ sét khi bảo quản trong môi trường ẩm ướt và xử lý không cẩn thận (sắt nhanh chóng bị xẹp ngay cả khi xuất hiện một vết xước nhỏ khiến sắt tiếp xúc với hơi ẩm). Ngược lại, bề mặt mạ kẽm của thùng sắt lâu ngày không bị rỉ sét, vì dù có trầy xước thì không phải sắt bị ăn mòn mà là kẽm (một kim loại hoạt động mạnh hơn sắt).

Khả năng chống ăn mòn của một kim loại nhất định được tăng cường khi nó được phủ một kim loại hoạt động mạnh hơn hoặc khi chúng được nung chảy; ví dụ, phủ sắt bằng crom hoặc tạo hợp kim sắt với crom sẽ loại bỏ sự ăn mòn của sắt. Sắt và thép mạ crom có chứa crom ( thép không gỉ) có khả năng chống ăn mòn cao.

điện luyện kim, tức là, thu được kim loại bằng cách điện phân nóng chảy (đối với các kim loại hoạt động mạnh nhất) hoặc dung dịch muối;

thuật luyện kim, tức là, sự thu hồi kim loại từ quặng tại nhiệt độ cao(ví dụ, thu được sắt trong quy trình lò cao);

thủy luyện, tức là, sự cô lập kim loại khỏi dung dịch muối của chúng bằng kim loại hoạt động mạnh hơn (ví dụ: sản xuất đồng từ dung dịch CuSO 4 do tác dụng của kẽm, sắt hoặc nhôm).

Kim loại bản địa đôi khi được tìm thấy trong tự nhiên (ví dụ điển hình là Ag, Au, Pt, Hg), nhưng thường kim loại ở dạng hợp chất ( quặng kim loại). Xét về mức độ phổ biến ở vỏ trái đất các kim loại khác nhau: từ phổ biến nhất - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) đến hiếm nhất - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.