Металлы

Металлы
(от лат. metallum – шахта, рудник):
группа элементов, обладающая харак-
терными металлическими свойствами,
такими как высокие электро- и тепло-
проводность, положительный тем-
пературный коэффициент сопротив-
ления, высокая пластичность и метал-
лический блеск.

Химические свойства металлов
Все металлы проявляют только восстановительные свойства
Атомы металлов легко отдают электроны внешнего (а некоторые – и предвнешнего) электронного слоя, превращаясь в положительные ионы.
Металлы имеют большой атомный радиус и малое число электронов (от 1 до 3) на внешнем слое.
Исключение:
Ge, Sn, Pb ─ 4 электрона;
Sb, Bi ─ 5 электронов;
Po ─ 6 электронов

Взаимодействие металлов с кислородом
Активные
металлы
O O +1 -2
4Li + O2 → 2Li2O o o +2 -2
2Mg + O2 = 2MgO
o o +1 -1
2Na + O2 → Na2O2
to
Na2O2 + O2 → 2Na2O
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2↑
(В подводных лодках регенерирует О2↑)
Малоактивные
металлы
o o to +3 -2
4Al + O2 → 2Al2O3
o o to
3Fe + 2O2 = Fe3O4

Взаимодействие металлов с галогенами
o o +1 -1
2Na + Cl2 → 2NaCl o +3 -1
2Sb + 2Cl2 → 2SbCl3
o +5 -1
2Sb + 5Cl2 → 2SbCl5
o o +3 -1
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3
Поваренная соль
Взаимодействие металлов с серой
o o +2 -2
Fe + S → FeS
o o H2O +3 -2
2Al + 3S → Al2S3
Взаимодействие металлов с водой
o +1 +1 -1 o
2Me + 2H2O = 2MeOH + H2
(Щелочные и щелочно-земельные металлы)
o +1 to
3Fe + 4H2O → Fe3O4 + 4H2↑
(малоактивные)

o +1 -1 +2 -1 o
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
Взаимодействие металлов с кислотами
o + +2 o
Zn + 2H → Zn + H2
o + 2+ o
2CH3COOH + Zn → (CH3COO)2Zn + H2
o + 2+ o
Zn + 2H → Zn + H2↑
o +1 o
2C2H5OH + 2Na → 2C2H5ONa + H2↑
+1 o +1 o
2C6H5OH + 2Na → 2C6H5ONa + H2
Взаимодействие металлов с солями
Fe + CuSO4 → Cu↓ +FeSO4
o 2+ o 2+
Fe + Cu → Cu + Fe
(окислительно-восстановительная реакция)
o
Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓
o + 2+ o
Cu + 2Ag → Cu + Ag↓

Металлотермия
Некоторые активные металлы – литий, магний, кальций, алюминий – способны вытеснять другие металлы из их оксидов. Это свойство используют для получения некоторых металлов, а также для приготовления термитных смесей.
o +3 +3 o
2Al + Cr2O3 = Al2O3 + 2Cr

Коррозия металлов
Самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под воздействием окружающей среды.
(от лат. сorrosio - разъедать)
Электрохимическая коррозия
Разрушение металла под воздействием возникающих в коррозионной среде гальванических элементов
o 2+
Fe – 2e → Fe
+ o
2H + 2e → H2
o + 2+ o
Fe + 2H → Fe + H2↑
(на железе)
(на меди)
Химическая
коррозия
Взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой , не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3↓

Защита от коррозии
В зависимости от причин, вызывающих коррозию, различают следующие методы защиты:
Защитные покрытия. Для изоляции металла от окружающей среды на него наносят различного рода покрытия: лаки, краски, эмали.
Обработка внешней среды, в которой протекает коррозия. Для максимального замедления процесса коррозии в окружающую среду вводят ингибиторы.
Электрохимическая защита – протекторная и катодная. Протекторная – защищаемое от коррозии изделие соединяют с металлическим ломом из более электроотрицательного металла (протекторная). Катодная – защищаемая конструкция, находящаяся в электролите (почвенная вода), подсоединяется к катоду внешнего источника тока.
Покрытие слоем другого металла (Au, Ag, Cr, Ni, Zn. Sn- или Pb-лужение).
Использование нержавеющих сплавов (хрома, никеля, титана).
(Fe +H2SO4 – добавляют HNO3)
Памятник Ю.А.Гагарину в Москве, выполненный из титана