فلزات به معنای گروهی از عناصر است که به صورت ساده ترین مواد ارائه می شوند. آنها دارای خواص مشخصه، یعنی هدایت الکتریکی و حرارتی بالا، مثبت هستند ضریب دمایمقاومت، شکل پذیری بالا و درخشندگی فلزی.

توجه داشته باشید که از 118 عنصر شیمیایی که تاکنون کشف شده است، موارد زیر باید به عنوان فلز طبقه بندی شوند:

• در میان گروه فلزات قلیایی خاکی 6 عنصر وجود دارد.
• در میان فلزات قلیایی 6 عنصر وجود دارد.
• در میان فلزات واسطه 38;
• در گروه فلزات سبک 11;
• 7 عنصر در بین نیمه فلزات وجود دارد،
• 14 در میان لانتانیدها و لانتانیم،
• 14 در گروه اکتینیدها و شقایق های دریایی،
• بریلیم و منیزیم خارج از تعریف هستند.

بر این اساس 96 عنصر به عنوان فلز طبقه بندی می شوند. بیایید نگاهی دقیق تر به این که فلزات با چه چیزی واکنش نشان می دهند بیاندازیم. چون در بیرون سطح الکترونیکیاکثر فلزات دارای تعداد کمی الکترون از 1 تا 3 هستند، سپس در بیشتر واکنش های خود می توانند به عنوان عوامل کاهنده عمل کنند (یعنی الکترون های خود را به عناصر دیگر می دهند).

واکنش با ساده ترین عناصر

• به جز طلا و پلاتین، مطلقاً همه فلزات با اکسیژن واکنش می دهند. همچنین توجه داشته باشید که واکنش در دمای بالابا نقره، اما اکسید نقره (II) رخ می دهد دمای معمولیتشکیل نشده است. بسته به خواص فلز، اکسیدها، سوپراکسیدها و پراکسیدها در نتیجه واکنش با اکسیژن تشکیل می شوند.

در اینجا نمونه هایی از هر آموزش شیمی آورده شده است:

1. اکسید لیتیوم - 4Li + O 2 = 2Li 2 O;
2. سوپراکسید پتاسیم – K+O 2 =KO 2;
3. پراکسید سدیم – 2Na+O 2 =Na 2 O 2.

برای به دست آوردن یک اکسید از یک پراکسید، باید آن را با همان فلز احیا کرد. به عنوان مثال، Na 2 O 2 + 2Na = 2Na 2 O. در مورد فلزات کم و متوسط ​​فعال، واکنش مشابهی تنها زمانی رخ می دهد که حرارت داده شود، به عنوان مثال: 3Fe+2O 2 =Fe 3 O 4.

• فلزات فقط با فلزات فعال می توانند با نیتروژن واکنش دهند، اما چه زمانی دمای اتاقفقط لیتیوم می تواند برهمکنش داشته باشد و نیتریدها را تشکیل می دهد - 6Li+N 2 = 2Li 3 N، با این حال، هنگام گرم شدن، واکنش شیمیایی زیر رخ می دهد: 2Al+N2 =2AlN، 3Ca+N2 =Ca3N2.
• کاملاً همه فلزات با گوگرد واکنش می دهند، مانند اکسیژن، به استثنای طلا و پلاتین. توجه داشته باشید که آهن تنها زمانی می تواند واکنش نشان دهد که با گوگرد گرم شود و سولفید تشکیل دهد: Fe+S=FeS
• فقط فلزات فعال می توانند با هیدروژن واکنش دهند. اینها شامل فلزات گروه های IA و IIA به جز بریلیم است. چنین واکنش هایی تنها زمانی رخ می دهد که حرارت داده شود و هیدریدها را تشکیل دهند.

  از آنجایی که حالت اکسیداسیون هیدروژن 1 در نظر گرفته می شود، پس فلزات در در این موردبه عنوان عوامل کاهنده عمل می کنند: 2Na+H2 =2NaH.

• فعال ترین فلزات نیز با کربن واکنش می دهند. در نتیجه این واکنش استیلنیدها یا متانیدها تشکیل می شوند.

بیایید در نظر بگیریم که چه فلزاتی با آب واکنش می دهند و در نتیجه این واکنش چه چیزی تولید می کنند؟ استیلن ها هنگام برهم کنش با آب، استیلن تولید می کنند و متان در نتیجه واکنش آب با متانیدها به دست می آید. در اینجا نمونه هایی از این واکنش ها وجود دارد:

1. استیلن – 2Na+2C= Na 2 C 2 ;
2. متان - Na 2 C 2 + 2H 2 O = 2 NaOH + C 2 H 2.

واکنش اسیدها با فلزات

فلزات همچنین می توانند با اسیدها واکنش متفاوتی داشته باشند. فقط فلزاتی که در سری فعالیت الکتروشیمیایی فلزات تا هیدروژن هستند با تمام اسیدها واکنش می دهند.

بیایید مثالی از یک واکنش جانشینی ارائه دهیم که نشان می دهد فلزات با چه چیزی واکنش نشان می دهند. به روشی دیگر، این واکنش ردوکس نامیده می شود: Mg+2HCl=MgCl 2 +H 2 ^.

برخی از اسیدها همچنین می توانند با فلزاتی که بعد از هیدروژن می آیند تعامل داشته باشند: Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2^+2H2O.

توجه داشته باشید که چنین اسید رقیق می تواند با فلز مطابق با داده واکنش نشان دهد طرح کلاسیک: Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2 ^.

1. فلزات با غیر فلزات واکنش نشان می دهند.

2 من + n Hal 2 → 2 MeHal n

4Li + O2 = 2Li2O

فلزات قلیایی، به استثنای لیتیوم، پراکسیدها را تشکیل می دهند:

2Na + O 2 = Na 2 O 2

2. فلزات قبل از هیدروژن با اسیدها (به جز اسیدهای نیتریک و سولفوریک) واکنش می دهند تا هیدروژن آزاد شود.

Me + HCl → نمک + H2

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2

Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2

3. فلزات فعال با آب واکنش داده و قلیایی تشکیل می دهند و هیدروژن آزاد می کنند.

2Me+ 2n H 2 O → 2Me(OH) n + n H 2

محصول اکسیداسیون فلز هیدروکسید آن است - Me(OH) n (که n حالت اکسیداسیون فلز است).

مثلا:

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

4. فلزات با فعالیت متوسط ​​با گرم شدن با آب واکنش می دهند و اکسید فلز و هیدروژن تشکیل می دهند.

2Me + nH 2 O → Me 2 O n + nH 2

محصول اکسیداسیون در چنین واکنش هایی اکسید فلز Me 2 O n است (که n حالت اکسیداسیون فلز است).

3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2

5. فلزات بعد از هیدروژن با آب و محلول اسید واکنش نمی دهند (به جز غلظت نیتریک و گوگرد)

6. فلزات فعال تر، فلزات کمتر فعال را از محلول نمک هایشان جابجا می کند.

CuSO 4 + Zn = Zn SO 4 + Cu

CuSO 4 + Fe = Fe SO 4 + Cu

فلزات فعال - روی و آهن - جایگزین مس در سولفات شدند و نمک ها را تشکیل دادند. روی و آهن اکسید شدند و مس احیا شد.

7. هالوژن ها با آب و محلول قلیایی واکنش می دهند.

فلوئور برخلاف سایر هالوژن ها آب را اکسید می کند:

2 ساعت 2 O+2F 2 = 4HF + O 2 .

در سرما: Cl2+2KOH=KClO+KCl+H2OCl2+2KOH=KClO+KCl+H2O کلرید و هیپوکلریت تشکیل می شود.

هنگام گرم شدن: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t،∘CKClO3+5KCl+3H2O لورید و کلرات تشکیل می شود.

8 هالوژن های فعال (به جز فلوئور) هالوژن های کمتر فعال را از محلول های نمک هایشان جابجا می کنند.

9. هالوژن ها با اکسیژن واکنش نمی دهند.

10. فلزات آمفوتریک (Al, Be, Zn) با محلولهای قلیایی و اسیدها واکنش می دهند.

3Zn+4H2SO4= 3 ZnSO4+S+4H2O

11. منیزیم با دی اکسید کربنو اکسید سیلیکون

2Mg + CO2 = C + 2MgO

SiO2+2Mg=Si+2MgO

12. فلزات قلیایی (به جز لیتیوم) با اکسیژن پراکسید تشکیل می دهند.

2Na + O 2 = Na 2 O 2

3. طبقه بندی ترکیبات معدنی

مواد ساده - موادی که مولکول های آنها از اتم هایی از یک نوع (اتم های یک عنصر) تشکیل شده است. که در واکنش های شیمیایینمی تواند برای تشکیل مواد دیگر تجزیه شود.

مواد پیچیده (یا ترکیبات شیمیایی) - موادی که مولکول های آنها از اتم های انواع مختلف (اتم های عناصر شیمیایی مختلف) تشکیل شده است. در واکنش های شیمیایی تجزیه می شوند و چندین ماده دیگر را تشکیل می دهند.

مواد ساده به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند: فلزات و غیر فلزات.

فلزات - گروهی از عناصر با خواص فلزی مشخص: جامدات (به استثنای جیوه) دارای درخشش فلزی، رسانای خوب گرما و الکتریسیته، چکش خوار (آهن (Fe)، مس (مس)، آلومینیوم (Al)، جیوه ( جیوه)، طلا (Au)، نقره (Ag) و غیره).

غیر فلزات – گروه عناصر: جامد، مایع (برم) و مواد گازیکه درخشندگی فلزی ندارند، عایق، شکننده هستند.

و مواد پیچیده نیز به نوبه خود به چهار گروه یا کلاس تقسیم می شوند: اکسیدها، بازها، اسیدها و نمک ها.

اکسیدها - اینها مواد پیچیده ای هستند که مولکول های آنها شامل اتم های اکسیژن و برخی مواد دیگر است.

دلایل - اینها مواد پیچیده ای هستند که در آنها اتم های فلز به یک یا چند گروه هیدروکسیل متصل می شوند.

از دیدگاه تئوری تفکیک الکترولیتی، بازها مواد پیچیده ای هستند که با تفکیک آنها در محلول آبی کاتیون های فلزی (یا NH4+) و آنیون های هیدروکسید OH- تولید می شود.

اسیدها - اینها مواد پیچیده ای هستند که مولکول های آنها شامل اتم های هیدروژن است که می توانند جایگزین یا با اتم های فلز مبادله شوند.

نمک ها - اینها مواد پیچیده ای هستند که مولکول های آنها از اتم های فلز و باقی مانده های اسیدی تشکیل شده است. نمک محصول جایگزینی جزئی یا کامل اتم های هیدروژن اسید با فلز است.

ساختار اتم های فلزی نه تنها ویژگی های فیزیکی مشخصه مواد ساده - فلزات، بلکه خواص شیمیایی عمومی آنها را نیز تعیین می کند.

با تنوع زیاد، تمام واکنش‌های شیمیایی فلزات ردوکس هستند و تنها می‌توانند دو نوع باشند: ترکیبی و جایگزینی. فلزات قادر به اهدای الکترون در طی واکنش های شیمیایی هستند، یعنی عوامل کاهنده هستند و تنها حالت اکسیداسیون مثبت را در ترکیبات حاصل از خود نشان می دهند.

که در نمای کلیاین را می توان با نمودار بیان کرد:
Me 0 – ne → Me +n,
که در آن Me یک فلز است - یک ماده ساده، و Me 0+n یک فلز است، یک عنصر شیمیایی در یک ترکیب.

فلزات می‌توانند الکترون‌های ظرفیت خود را به اتم‌های غیرفلز، یون‌های هیدروژن و یون‌های فلزات دیگر اهدا کنند و بنابراین با غیرفلزات - مواد ساده، آب، اسیدها، نمک‌ها، واکنش نشان می‌دهند. با این حال، توانایی کاهش فلزات متفاوت است. ترکیب محصولات واکنش فلزات با مواد مختلفبه توانایی اکسیداسیون مواد و شرایطی که در آن واکنش رخ می دهد بستگی دارد.

در دماهای بالا، بیشتر فلزات در اکسیژن می سوزند:

2Mg + O2 = 2MgO

فقط طلا، نقره، پلاتین و برخی فلزات دیگر در این شرایط اکسید نمی شوند.

بسیاری از فلزات بدون حرارت دادن با هالوژن ها واکنش می دهند. به عنوان مثال، پودر آلومینیوم هنگامی که با برم مخلوط می شود، مشتعل می شود:

2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3

هنگامی که فلزات با آب برهمکنش می کنند، در برخی موارد هیدروکسیدها تشکیل می شوند. در شرایط عادی، فلزات قلیایی و همچنین کلسیم، استرانسیوم و باریم به طور فعال با آب تعامل دارند. طرح کلی این واکنش به این صورت است:

Me + HOH → Me(OH) n + H 2

فلزات دیگر هنگام گرم شدن با آب واکنش نشان می دهند: منیزیم وقتی می جوشد، آهن در بخار آب وقتی قرمز می شود. در این موارد اکسیدهای فلزی به دست می آید.

اگر یک فلز با اسید واکنش نشان دهد، بخشی از نمک حاصل است. هنگامی که یک فلز با محلول های اسید برهمکنش می کند، می تواند توسط یون های هیدروژن موجود در محلول اکسید شود. به اختصار معادله یونیبه طور کلی می توان آن را به صورت زیر نوشت:

Me + nH + → Me n + + H 2

آنیون های اسیدهای حاوی اکسیژن، مانند سولفوریک غلیظ و نیتریک، خواص اکسید کننده قوی تری نسبت به یون های هیدروژن دارند. بنابراین، آن دسته از فلزاتی که قادر به اکسید شدن توسط یون های هیدروژن نیستند، مثلاً مس و نقره، با این اسیدها واکنش می دهند.

هنگامی که فلزات با نمک‌ها برهم کنش می‌کنند، یک واکنش جانشینی رخ می‌دهد: الکترون‌های اتم‌های فلز جایگزین - فعال‌تر - به یون‌های فلز جایگزین شده - کمتر فعال منتقل می‌شوند. سپس شبکه فلز را با فلز در نمک ها جایگزین می کند. این واکنش ها برگشت پذیر نیستند: اگر فلز A فلز B را از محلول نمک جابجا کند، آنگاه فلز B فلز A را از محلول نمک جابجا نمی کند.

به ترتیب نزولی فعالیت شیمیایی که در واکنش های جابجایی فلزات از یکدیگر از محلول های آبی نمک های آنها آشکار می شود، فلزات در سری الکتروشیمیایی ولتاژ (فعالیت) فلزات قرار دارند:

Li → Rb → K → Ba → Sr → Ca → Na→ Mg → Al → Mn → Zn → Cr → Fe → Cd→ Co → Ni → Sn → Pb → H → Sb → Bi → Cu → Ag → Pd → Pt → Au

فلزات واقع در سمت چپ در این ردیف فعال تر هستند و می توانند فلزات زیر را از محلول های نمکی جابجا کنند.

هیدروژن در مجموعه ولتاژهای الکتروشیمیایی فلزات، به عنوان تنها غیر فلزی که دارای ویژگی مشترک با فلزات است - برای تشکیل یون های دارای بار مثبت، گنجانده شده است. بنابراین، هیدروژن جایگزین برخی از فلزات در نمک آنها می شود و خود می تواند با بسیاری از فلزات در اسیدها جایگزین شود، به عنوان مثال:

Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 + Q

فلزاتی که در سری ولتاژ الکتروشیمیایی قبل از هیدروژن قرار می گیرند، آن را از محلول های بسیاری از اسیدها (کلریدریک، سولفوریک و غیره) جابجا می کنند، اما تمام کسانی که از آن پیروی می کنند، مثلاً مس، آن را جابه جا نمی کنند.

وب سایت، هنگام کپی کردن مطالب به طور کامل یا جزئی، پیوند به منبع مورد نیاز است.

اولین ماده ای که مردم یاد گرفتند برای نیازهای خود از آن استفاده کنند سنگ بود. با این حال، بعدها، زمانی که انسان از خواص فلزات آگاه شد، سنگ بسیار به عقب رفت. این مواد و آلیاژهای آنها هستند که به مهمترین و اصلی ترین ماده در دست مردم تبدیل شده اند. وسایل و ابزار خانه از آنها ساخته شد و محل ساخت. بنابراین، در این مقاله به بررسی فلزات خواهیم پرداخت، ویژگی های عمومی، که خواص و کاربرد آن تا به امروز بسیار مرتبط است. پس از همه، به معنای واقعی کلمه بلافاصله پس از عصر حجر، یک کهکشان کامل از فلزات دنبال شد: مس، برنز و آهن.

فلزات: مشخصات کلی

چه چیزی همه نمایندگان این مواد ساده را متحد می کند؟ البته این ساختار شبکه کریستالی آنها، انواع پیوندهای شیمیایی و ویژگی های ساختار الکترونیکی اتم است. به هر حال، این جایی است که ویژگی های فیزیکی مشخصه ای که زمینه استفاده از این مواد توسط انسان ها را فراهم می کند، از اینجا سرچشمه می گیرد.

اول از همه، بیایید فلزات را به عنوان در نظر بگیریم عناصر شیمیاییسیستم دوره ای در آن آنها کاملاً آزادانه قرار دارند و 95 سلول از 115 شناخته شده امروزی را اشغال می کنند چندین ویژگی مکان آنها در سیستم کلی وجود دارد:

• آنها زیر گروه های اصلی گروه های I و II و همچنین III را تشکیل می دهند که با آلومینیوم شروع می شود.
• تمام زیر گروه های جانبی فقط از فلزات تشکیل شده اند.
• آنها در زیر قطر معمولی از بور تا استاتین قرار دارند.

بر اساس چنین داده هایی، به راحتی می توان دریافت که غیر فلزات در قسمت سمت راست بالای سیستم جمع آوری شده اند و بقیه فضا متعلق به عناصر مورد نظر ما است.

همه آنها دارای چندین ویژگی ساختار الکترونیکی اتم هستند:

خصوصیات کلی فلزات و غیرفلزها امکان شناسایی الگوها در ساختار آنها را فراهم می کند. بنابراین، شبکه کریستالی اولی فلزی و خاص است. گره های آن حاوی چندین نوع ذره هستند:

• یون ها
• اتم ها
• الکترون ها

یک ابر معمولی به نام گاز الکترون در داخل انباشته می شود که تمام خواص فیزیکی این مواد را توضیح می دهد. تایپ کنید پیوند شیمیاییدر فلزات به همین نام با آنها.

مشخصات فیزیکی

تعدادی پارامتر وجود دارد که تمام فلزات را متحد می کند. خصوصیات کلی آنها مشخصات فیزیکیبه نظر می رسد که

پارامترهای ذکر شده مشخصات کلی فلزات است، یعنی هر چیزی که آنها را در یک خانواده بزرگ متحد می کند. با این حال، باید درک کرد که برای هر قانون استثنا وجود دارد. علاوه بر این، عناصر زیادی از این نوع وجود دارد. بنابراین، در درون خود خانواده نیز تقسیم بندی هایی وجود دارد گروه های مختلف، که در زیر بررسی می کنیم و ویژگی های مشخصه را برای آن نشان می دهیم.

خواص شیمیایی

از دیدگاه علم شیمی، همه فلزات عامل کاهنده هستند. علاوه بر این، بسیار قوی است. هرچه الکترون‌ها در سطح بیرونی کمتر و شعاع اتمی بزرگ‌تر باشد، طبق این پارامتر، فلز قوی‌تر است.

در نتیجه، فلزات قادر به واکنش با:

این فقط بررسی کلیخواص شیمیایی. از این گذشته ، برای هر گروه از عناصر آنها کاملاً فردی هستند.

فلزات قلیایی خاکی

مشخصات کلی فلزات قلیایی خاکی به شرح زیر است:

بنابراین، فلزات قلیایی خاکی عناصر رایج خانواده s هستند که فعالیت شیمیایی بالایی از خود نشان می دهند و عوامل کاهنده قوی و شرکت کنندگان مهم در فرآیندهای بیولوژیکی در بدن هستند.

فلزات قلیایی

مشخصات کلی با نام آنها شروع می شود. آنها آن را به دلیل توانایی آن در حل شدن در آب و تشکیل قلیایی - هیدروکسیدهای سوزاننده دریافت کردند. واکنش‌ها با آب بسیار شدید است، گاهی اوقات با التهاب. این مواد به صورت آزاد در طبیعت یافت نمی شوند، زیرا فعالیت شیمیایی آنها بسیار زیاد است. آنها با هوا، بخار آب، غیر فلزات، اسیدها، اکسیدها و نمک ها، یعنی تقریباً با همه چیز واکنش نشان می دهند.

این با ساختار الکترونیکی آنها توضیح داده می شود. در سطح بیرونی تنها یک الکترون وجود دارد که به راحتی از آن دست می کشند. اینها قوی ترین عوامل کاهنده هستند، به همین دلیل است که برای به دست آوردن آنها به شکل خالص آنها مقدار زیادی طول کشید. برای مدت طولانی. این اولین بار توسط هامفری دیوی در قرن هجدهم با الکترولیز هیدروکسید سدیم انجام شد. اکنون تمامی نمایندگان این گروه با استفاده از این روش استخراج می شوند.

یک ویژگی کلی فلزات قلیایی این است که آنها اولین گروه، زیر گروه اصلی جدول تناوبی را تشکیل می دهند. همه آنها - عناصر مهم، تشکیل بسیاری از ارزشمند ترکیبات طبیعیتوسط انسان استفاده می شود.

مشخصات عمومی فلزات خانواده های d و f

این گروه از عناصر شامل تمام عناصری است که حالت اکسیداسیون آنها می تواند متفاوت باشد. این بدان معنی است که بسته به شرایط، فلز می تواند هم به عنوان یک عامل اکسید کننده و هم به عنوان یک عامل کاهنده عمل کند. چنین عناصری توانایی زیادی در واکنش دارند. در میان آنها تعداد زیادی از مواد آمفوتریک وجود دارد.

نام مشترک همه این اتم ها عناصر انتقالی است. آنها آن را دریافت کردند زیرا از نظر خواص آنها واقعاً در وسط، بین فلزات معمولی خانواده s و غیر فلزات خانواده p قرار می گیرند.

خصوصیات کلی فلزات واسطه ای بر تعیین خواص مشابه آنها دلالت دارد. آنها به شرح زیر است:

• تعداد زیادی الکترون در سطح بیرونی؛
• شعاع اتمی بزرگ؛
• چندین حالت اکسیداسیون (از +3 تا +7)؛
• در زیرسطح d یا f قرار دارند.
• 4-6 دوره بزرگ از سیستم را تشکیل می دهند.

فلزات این گروه به عنوان مواد ساده بسیار محکم، چکش خوار و چکش خوار هستند و به همین دلیل از اهمیت صنعتی بالایی برخوردارند.

زیر گروه های جانبی جدول تناوبی

مشخصات کلی فلزات زیر گروه های جانبی کاملاً با ویژگی های فلزات واسطه مطابقت دارد. و این تعجب آور نیست، زیرا، در اصل، آنها دقیقاً یکسان هستند. فقط این است که زیرگروه های جانبی سیستم دقیقاً توسط نمایندگان خانواده های d و f ، یعنی فلزات واسطه تشکیل می شوند. بنابراین می توان گفت که این مفاهیم مترادف هستند.

فعال ترین و مهم ترین آنها ردیف اول 10 نماینده از اسکاندیم تا روی است. همه آنها اهمیت صنعتی مهمی دارند و اغلب توسط انسان به ویژه برای ذوب استفاده می شوند.

آلیاژها

مشخصات کلی فلزات و آلیاژها این امکان را فراهم می کند که بفهمیم کجا و چگونه می توان از این مواد استفاده کرد. چنین ترکیباتی در دهه های اخیر دستخوش دگرگونی های بزرگی شده اند، زیرا افزودنی های جدیدی برای بهبود کیفیت آنها کشف و سنتز می شوند.

معروف ترین آلیاژهای امروزی عبارتند از:

• برنج؛
• دورالومین;
• چدن؛
• فولاد؛
• برنز؛
• برنده خواهد شد؛
• نیکروم و دیگران.

آلیاژ چیست؟ این مخلوطی از فلزات است که از ذوب دومی در دستگاه های کوره مخصوص به دست می آید. این کار به منظور به دست آوردن محصولی انجام می شود که از نظر خواص برتر از مواد خالص تشکیل دهنده آن باشد.

مقایسه خواص فلزات و غیرفلزات

اگر صحبت کنیم خواص عمومی، سپس ویژگی های فلزات و غیر فلزات در یک نکته بسیار مهم متفاوت خواهد بود: برای دومی نمی توان ویژگی های مشابه را متمایز کرد، زیرا آنها در خواص آشکار خود، چه فیزیکی و چه شیمیایی، بسیار متفاوت هستند.

بنابراین، ایجاد یک ویژگی مشابه برای غیر فلزات غیرممکن است. شما فقط می توانید نمایندگان هر گروه را جداگانه در نظر بگیرید و خواص آنها را شرح دهید.

هدف کار:به طور عملی با خواص شیمیایی مشخصه فلزات فعالیت های مختلف و ترکیبات آنها آشنا می شوند. بررسی ویژگی های فلزات با خواص آمفوتریک واکنش های ردوکس با استفاده از روش موازنه یون الکترون یکسان می شوند.

بخش نظری

خواص فیزیکی فلزات در شرایط عادی، همه فلزات، به جز جیوه، مواد جامدی هستند که درجه سختی آنها به شدت متفاوت است. فلزات که از نوع اول رسانا هستند، رسانایی الکتریکی و حرارتی بالایی دارند. این خواص با ساختار شبکه کریستالی مرتبط است که در گره های آن یون های فلزی وجود دارد که بین آنها الکترون های آزاد حرکت می کنند. انتقال الکتریسیته و گرما در اثر حرکت این الکترون ها اتفاق می افتد.

خواص شیمیایی فلزات . همه فلزات عامل کاهنده هستند، به عنوان مثال. در طی واکنش های شیمیایی، الکترون ها را از دست می دهند و به یون های دارای بار مثبت تبدیل می شوند. در نتیجه، اکثر فلزات با عوامل اکسید کننده معمولی مانند اکسیژن واکنش می دهند و اکسیدهایی را تشکیل می دهند که در بیشتر موارد سطح فلزات را در یک لایه متراکم می پوشانند.

Mg° +O 2 °=2 میلی گرم +2 O- 2

Mg-2=Mg +2

در باره 2 +4 =2О -2

فعالیت کاهنده فلزات در محلول‌ها به موقعیت فلز در سری ولتاژ یا مقدار پتانسیل الکترود فلز (جدول) بستگی دارد است. تمام فلزات را می توان به دو دسته تقسیم کرد 3 گروه :

فلزات فعال - از ابتدای سری تنش (یعنی از Li) تا Mg؛

فلزات با فعالیت متوسط از Mg به H;

فلزات کم فعال – از H تا انتهای سری ولتاژ (تا Au).

فلزات گروه 1 با آب برهم کنش دارند (این شامل فلزات قلیایی و قلیایی خاکی است). محصولات واکنش هیدروکسیدهای فلزات مربوطه و هیدروژن هستند، به عنوان مثال:

2K°+2N 2 O=2KOH+H 2 در باره

K°-= ک + | 2

2 ساعت + +2 = اچ 2 0 | 1

برهمکنش فلزات با اسیدها

تمام اسیدهای بدون اکسیژن (HCl هیدروکلریک، HBr هیدروبرومیک و غیره)، و همچنین برخی از اسیدهای حاوی اکسیژن (اسید سولفوریک رقیق H 2 SO 4، اسید فسفریک H 3 PO 4، اسید استیک CH 3 COOH و غیره) واکنش نشان می دهند. با فلزات 1 و 2 گروه ایستاده در سری ولتاژ تا هیدروژن. در این حالت نمک مربوطه تشکیل شده و هیدروژن آزاد می شود:

روی+ اچ 2 بنابراین 4 = ZnSO 4 + اچ 2

روی 0 -2 = روی 2+ | 1

2 ساعت + +2 = اچ 2 ° | 1

اسید سولفوریک غلیظ فلزات گروه های 1، 2 و تا حدی 3 (تا شامل Ag) را اکسید می کند در حالی که به SO 2 کاهش می یابد - گازی بی رنگ با بوی تند، گوگرد آزاد که به شکل یک رسوب سفید یا سولفید هیدروژن H 2 S رسوب می کند. - یک گاز با بوی فاسد تخم مرغ هرچه فلز فعال تر باشد گوگرد بیشتری کاهش می یابد، به عنوان مثال:

| 1

| 8

اسید نیتریک با هر غلظتی تقریباً تمام فلزات را اکسید می کند و در نتیجه نیترات فلز مربوطه، آب و محصول احیا N + 5 تشکیل می شود (NO 2 - گاز قهوه ای با بوی تند، NO - گاز بی رنگ با بوی تند، N 2 O - گاز با بوی مخدر، N 2 یک گاز بی بو، NH 4 NO 3 یک محلول بی رنگ است). هر چه فلز فعال تر و اسید رقیق تر باشد، نیتروژن بیشتری در اسید نیتریک کاهش می یابد.

با مواد قلیایی واکنش نشان دهید آمفوتریک فلزاتی که عمدتاً به گروه 2 تعلق دارند (Zn، Be، Al، Sn، Pb و غیره). واکنش با ذوب فلزات با قلیایی انجام می شود:

سرب+2 NaOH= Na 2 PbO 2 +H 2

سرب 0 -2 = سرب 2+ | 1

2 ساعت + +2 = اچ 2 ° | 1

یا هنگام تعامل با راه حل قویقلیاها:

Be + 2NaOH + 2H 2 در باره = Na 2 +H 2

درجه -2= باش +2 | 1

فلزات آمفوتریک اکسیدهای آمفوتریک و بر این اساس هیدروکسیدهای آمفوتریک (در واکنش با اسیدها و قلیاها برای تشکیل نمک و آب) تشکیل می دهند، به عنوان مثال:

یا به شکل یونی:

یا به شکل یونی:

بخش عملی

تجربه شماره 1برهمکنش فلزات با آب .

یک تکه کوچک از فلز قلیایی یا قلیایی خاکی (سدیم، پتاسیم، لیتیوم، کلسیم) را که در یک شیشه نفت سفید نگهداری می شود، بردارید، آن را با کاغذ صافی کاملا خشک کنید و به یک فنجان چینی پر از آب اضافه کنید. در پایان آزمایش، چند قطره فنل فتالئین اضافه کنید و محیط محلول حاصل را مشخص کنید.

هنگامی که منیزیم با آب واکنش می دهد، لوله واکنش را برای مدتی روی یک لامپ الکلی گرم کنید.

تجربه شماره 2برهمکنش فلزات با اسیدهای رقیق .

20 - 25 قطره محلول 2N از کلریدریک، سولفوریک و اسیدهای نیتریک. فلزات را به شکل سیم، قطعات یا براده در هر لوله آزمایش بریزید. پدیده های در حال وقوع را مشاهده کنید. لوله های آزمایش را که در آنها هیچ اتفاقی نمی افتد در یک لامپ الکلی گرم کنید تا زمانی که واکنش شروع شود. برای تعیین گاز آزاد شده، لوله آزمایش حاوی اسید نیتریک را با دقت بو کنید.

تجربه شماره 3.برهمکنش فلزات با اسیدهای غلیظ .

20 تا 25 قطره اسید نیتریک و سولفوریک غلیظ (با احتیاط!) در دو لوله آزمایش بریزید، فلز را در آنها پایین بیاورید و ببینید چه اتفاقی می افتد. در صورت لزوم، لوله های آزمایش را می توان قبل از شروع واکنش در یک لامپ الکل گرم کرد. برای تعیین گازهای آزاد شده، لوله ها را با دقت بو کنید.

آزمایش شماره 4.برهمکنش فلزات با قلیاها .

20 تا 30 قطره از محلول قلیایی غلیظ (KOH یا NaOH) را در یک لوله آزمایش بریزید و فلز را اضافه کنید. لوله آزمایش را کمی گرم کنید. مشاهده کنید که چه اتفاقی می افتد.

تجربه№5. اعلام وصول و خواص هیدروکسیدهای فلزی

15-20 قطره نمک از فلز مربوطه را در لوله آزمایش بریزید، قلیایی اضافه کنید تا رسوب تشکیل شود. رسوب را به دو قسمت تقسیم کنید. یک محلول اسید کلریدریک را به یک قسمت و یک محلول قلیایی را در قسمت دیگر بریزید. به مشاهدات توجه کنید، معادلات را به شکل مولکولی، یونی کامل و یونی کوتاه بنویسید و در مورد ماهیت هیدروکسید حاصل نتیجه گیری کنید.

طراحی کار و نتیجه گیری

معادلات تعادل الکترون-یون را برای واکنش های ردوکس بنویسید، واکنش های تبادل یونی را به شکل های مولکولی و یون-مولکولی بنویسید.

در نتیجه گیری خود، بنویسید که فلزی که مطالعه کردید به کدام گروه فعالیت (1، 2 یا 3) تعلق دارد و هیدروکسید آن چه ویژگی هایی - پایه یا آمفوتریک - دارد. نتیجه گیری خود را توجیه کنید.

کار آزمایشگاهی شماره 11