Publicar metales sujetos a química. Metales: características generales de metales y aleaciones.

Los metales (del latín metallum - mine, mine) son un grupo de elementos en forma de sustancias simples con propiedades metálicas características, como alta conductividad térmica y eléctrica, coeficiente de resistencia positivo a temperatura, alta plasticidad y brillo metálico.

De los 118 elementos químicos descubiertos en este momento (de los cuales no todos están reconocidos oficialmente), los metales incluyen:

• 6 elementos del grupo de los metales alcalinos,
• 6 en el grupo de los metales alcalinotérreos,
• 38 en el grupo de los metales de transición,
• 11 en el grupo de los metales ligeros,
• 7 en el grupo de los semimetales,
• 14 en el grupo lantánidos + lantano,
• 14 en el grupo de los actínidos (no se han estudiado las propiedades físicas de todos los elementos) + actinio,
• fuera de ciertos grupos berilio y magnesio.

Por lo tanto, 96 elementos de todos los descubiertos pueden pertenecer a metales.

En astrofísica, el término "metal" puede tener un significado diferente y significar todos elementos químicos más pesado que el helio

Propiedades características de los metales.

1. Brillo metálico (típico no solo de los metales: el yodo no metálico y el carbono en forma de grafito también lo tienen)
2. Buena conductividad eléctrica
3. Posibilidad de mecanizado sencillo
4. Alta densidad (generalmente los metales son más pesados ​​que los no metales)
5. Alto punto de fusión (excepciones: mercurio, galio y Metales alcalinos)
6. Alta conductividad térmica
7. En las reacciones, la mayoría de las veces son agentes reductores.

Propiedades físicas de los metales

Todos los metales (excepto el mercurio y, convencionalmente, Francia) en condiciones normales están en de Estado sólido, sin embargo, tienen diferente dureza. A continuación se muestra la dureza de Mohs de algunos metales.

Puntos de fusión los metales puros oscilan entre -39 ° C (mercurio) y 3410 ° C (tungsteno). La mayoría de los metales (excepto los álcalis) tienen un alto punto de fusión, pero algunos metales "normales" como el estaño y el plomo pueden fundirse en una estufa eléctrica o de gas convencional.

Dependiendo de densidad, los metales se dividen en ligeros (densidad 0,53 ÷ 5 g / cm³) y pesados ​​(5 ÷ 22,5 g / cm³). El metal más ligero es el litio (densidad 0,53 g / cm³). Es imposible nombrar el metal más pesado en la actualidad, ya que las densidades de osmio e iridio, los dos metales más pesados, son casi iguales (aproximadamente 22,6 g / cm³, exactamente el doble de la densidad del plomo), y es extremadamente difícil calcular su Densidad exacta: para ello es necesario depurar completamente los metales, ya que las impurezas reducen su densidad.

La mayoría de los metales el plastico, es decir, el alambre de metal se puede doblar sin romperse. Esto se debe al desplazamiento de las capas de átomos metálicos sin romper el enlace entre ellas. Los más dúctiles son el oro, la plata y el cobre. La lámina con un grosor de 0,003 mm se puede hacer de oro, que se utiliza para dorar productos. Sin embargo, no todos los metales son dúctiles. El alambre de zinc o estaño se aplasta cuando se dobla; el manganeso y el bismuto no se doblan en absoluto durante la deformación, sino que se rompen inmediatamente. La plasticidad también depende de la pureza del metal; por tanto, el cromo muy puro es muy dúctil, pero contaminado incluso con impurezas menores, se vuelve quebradizo y más duro. Algunos metales como el oro, la plata, el plomo, el aluminio y el osmio pueden crecer juntos, pero esto puede llevar décadas.

Todos los metales son buenos conducir una corriente eléctrica; esto se debe a la presencia en sus redes cristalinas de electrones móviles que se mueven bajo la acción de un campo eléctrico. La plata, el cobre y el aluminio tienen la conductividad eléctrica más alta; por esta razón, los dos últimos metales se utilizan con mayor frecuencia como material de alambre. El sodio también tiene una conductividad eléctrica muy alta; en equipos experimentales, se sabe que se intenta utilizar conductores de corriente de sodio en forma de tubos de acero inoxidable de paredes delgadas llenos de sodio. Debido al bajo peso específico del sodio, con igual resistencia, los "alambres" de sodio son mucho más livianos que los de cobre e incluso algo más livianos que los de aluminio.

La alta conductividad térmica de los metales también depende de la movilidad de los electrones libres. Por lo tanto, la serie de conductividades térmicas es similar a la serie de conductividades eléctricas, y el mejor conductor de calor, como la electricidad, es la plata. El sodio también se utiliza como buen conductor de calor; es ampliamente conocido, por ejemplo, el uso de sodio en las válvulas de los motores de los automóviles para mejorar su refrigeración.

Color la mayoría de los metales tienen aproximadamente lo mismo: gris claro con un tinte azulado. El oro, el cobre y el cesio son respectivamente amarillo, rojo y amarillo claro.

Propiedades químicas de los metales.

A nivel electrónico externo, la mayoría de los metales tienen una pequeña cantidad de electrones (1-3), por lo tanto, en la mayoría de las reacciones actúan como agentes reductores (es decir, "ceden" sus electrones)

Reacciones con sustancias simples.

• Todos los metales reaccionan con el oxígeno, excepto el oro y el platino. La reacción con la plata ocurre a altas temperaturas, pero el óxido de plata (II) prácticamente no se forma, ya que es térmicamente inestable. Dependiendo del metal, la salida puede contener óxidos, peróxidos, superóxidos:

óxido de litio

peróxido de sodio

superóxido de potasio

Para obtener óxido del peróxido, el peróxido se reduce con un metal:

Con metales de actividad media y baja, la reacción se produce cuando se calienta:

• Solo los metales más activos reaccionan con el nitrógeno, solo el litio interactúa a temperatura ambiente, formando nitruros:

Cuando se calienta:

• Todos los metales reaccionan con el azufre, excepto el oro y el platino:

El hierro reacciona con el azufre cuando se calienta para formar sulfuro:

• Solo los metales más activos reaccionan con el hidrógeno, es decir, los metales de los grupos IA y IIA, excepto Be. Las reacciones se llevan a cabo mediante calentamiento y se forman hidruros. En las reacciones, el metal actúa como un agente reductor, el estado de oxidación del hidrógeno es -1:

• Solo los metales más activos reaccionan con el carbono. En este caso, se forman acetilenuros o metanuros. Los acetilenuros, cuando interactúan con el agua, dan acetileno, metanuros - metano.

Si en la tabla periódica de elementos de DI Mendeleev dibujamos una diagonal de berilio a astato, entonces a la izquierda debajo de la diagonal habrá elementos metálicos (estos también incluyen elementos de subgrupos laterales, resaltados en azul), y en la parte superior derecha - elementos no metálicos (resaltados en amarillo). Los elementos ubicados cerca de la diagonal, semimetales o metaloides (B, Si, Ge, Sb, etc.), tienen un carácter dual (resaltados en rosa).

Como puede ver en la figura, la gran mayoría de elementos son metales.

Por su naturaleza química, los metales son elementos químicos cuyos átomos donan electrones de un nivel de energía externo o preexterno, formando así iones cargados positivamente.

Casi todos los metales tienen radios relativamente grandes y una pequeña cantidad de electrones (de 1 a 3) en el nivel de energía externa. Los metales se caracterizan por valores bajos de electronegatividad y propiedades reductoras.

Los metales más típicos se ubican al inicio de los períodos (a partir del segundo), más de izquierda a derecha, las propiedades metálicas se debilitan. En el grupo de arriba a abajo, las propiedades metálicas se mejoran, porque aumenta el radio de los átomos (debido a un aumento en el número de niveles de energía). Esto conduce a una disminución de la electronegatividad (la capacidad de atraer electrones) de los elementos y un aumento de las propiedades reductoras (la capacidad de donar electrones a otros átomos en reacciones químicas).

Típico los metales son elementos s (elementos del grupo IA de Li a Fr. elementos del grupo PA de Mg a Ra). La fórmula electrónica general de sus átomos es ns 1-2. Se caracterizan por los estados de oxidación + I y + II, respectivamente.

Un pequeño número de electrones (1-2) en el nivel de energía externa de los átomos metálicos típicos sugiere una ligera pérdida de estos electrones y la manifestación de fuertes propiedades reductoras, que reflejan valores bajos de electronegatividad. Por tanto, las propiedades químicas y los métodos de obtención de metales típicos son limitados.

Un rasgo característico de los metales típicos es la tendencia de sus átomos a formar cationes y enlaces químicos iónicos con átomos no metálicos. Los compuestos de metales típicos con no metales son cristales iónicos "anión de catión metálico de no metal", por ejemplo K + Br -, Ca 2+ O 2-. Los cationes de metales típicos también se incluyen en compuestos con aniones complejos: hidróxidos y sales, por ejemplo, Mg 2+ (OH -) 2, (Li +) 2CO 3 2-.

Los metales de los grupos A que forman una diagonal de anfotericidad en Tabla periódica Be-Al-Ge-Sb-Po, así como los metales adyacentes (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) no exhiben propiedades típicamente metálicas. La fórmula electrónica general de sus átomos. ns 2 notario público 0-4 asume una mayor variedad de estados de oxidación, una mayor capacidad para retener sus propios electrones, una disminución paulatina de su capacidad reductora y la aparición de capacidad oxidativa, especialmente en grados altos oxidación (los ejemplos típicos son los compuestos Tl III, Pb IV, Bi v). Un comportamiento químico similar es típico para la mayoría de (elementos d, es decir, elementos de grupos B de la tabla periódica ( ejemplos típicos- elementos anfóteros Cr y Zn).

Esta manifestación de la dualidad (anfotericidad) de propiedades, tanto metálicas (básicas) como no metálicas, se debe a la naturaleza del enlace químico. En estado sólido, los compuestos de metales atípicos con no metales contienen predominantemente enlaces covalentes (pero menos fuertes que los enlaces entre no metales). En solución, estos enlaces se rompen fácilmente y los compuestos se disocian en iones (total o parcialmente). Por ejemplo, el galio metálico consta de moléculas de Ga 2, en el estado sólido los cloruros de aluminio y mercurio (II) AlCl 3 y HgCl 2 contienen enlaces fuertemente covalentes, pero en una solución de AlCl 3 se disocia casi por completo, y HgCl 2 - a un muy pequeña extensión (y luego en iones НgСl + y Сl -).

Propiedades físicas generales de los metales.

Debido a la presencia de electrones libres ("gas de electrones") en la red cristalina, todos los metales exhiben las siguientes propiedades generales características:

1) El plastico- la capacidad de cambiar fácilmente de forma, ser estirado en alambre, enrollado en láminas delgadas.

2) Lustre metálico y opacidad. Esto se debe a la interacción de los electrones libres con la luz incidente sobre el metal.

3) Conductividad eléctrica... Se explica por el movimiento direccional de electrones libres del polo negativo al positivo bajo la influencia de una pequeña diferencia de potencial. Cuando se calienta, la conductividad eléctrica disminuye, porque con un aumento de temperatura, las vibraciones de átomos e iones en los nodos de la red cristalina se intensifican, lo que complica el movimiento direccional del "gas de electrones".

4) Conductividad térmica. Es causado por la alta movilidad de los electrones libres, por lo que hay una rápida igualación de temperatura sobre la masa del metal. El bismuto y el mercurio tienen la conductividad térmica más alta.

5) Dureza. El más duro es el cromo (corta vidrio); los más blandos, metales alcalinos, potasio, sodio, rubidio y cesio, se cortan con un cuchillo.

6) Densidad. Es menos, menos masa atomica metal y mayor radio del átomo. El más ligero es el litio (ρ = 0,53 g / cm3); el más pesado es el osmio (ρ = 22,6 g / cm3). Los metales con una densidad inferior a 5 g / cm3 se consideran "metales ligeros".

7) Puntos de fusión y ebullición. El metal de menor fusión es el mercurio (punto de fusión = -39 ° C), el metal más refractario es el tungsteno (punto de fusión = 3390 ° C). Metales con t ° pl. por encima de 1000 ° C se consideran refractarios, por debajo de - bajo punto de fusión.

Propiedades químicas generales de los metales.

Agentes reductores fuertes: Me 0 - nē → Me n +

Varias tensiones caracterizan la actividad comparativa de los metales en las reacciones redox en soluciones acuosas.

I. Reacciones de metales con no metales

1) Con oxígeno:
2Mg + O 2 → 2MgO

2) Con gris:
Hg + S → HgS

3) Con halógenos:
Ni + Cl 2 - t ° → NiCl 2

4) Con nitrógeno:
3Ca + N 2 - t ° → Ca 3 N 2

5) Con fósforo:
3Ca + 2P - t ° → Ca 3 P 2

6) Con hidrógeno (solo reaccionan los metales alcalinos y alcalinotérreos):
2Li + H 2 → 2LiH

Ca + H 2 → CaH 2

II. Reacciones de metales con ácidos.

1) Los metales en la serie electroquímica de voltajes hasta H reducen los ácidos no oxidantes a hidrógeno:

Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2

6Na + 2H 3 PO 4 → 2Na 3 PO 4 + 3H 2

2) Con ácidos oxidantes:

Con la interacción de ácido nítrico de cualquier concentración y sulfúrico concentrado con metales. ¡El hidrógeno nunca se libera!

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

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

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

2H 2 SO 4 (k) + 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) + Cu → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

III. Interacción de metales con agua.

1) Los activos (metales alcalinos y alcalinotérreos) forman una base soluble (álcali) e hidrógeno:

2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2

Ca + 2H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2

2) Los metales de actividad media se oxidan con agua cuando se calientan a óxido:

Zn + H 2 O - t ° → ZnO + H 2

3) Inactivo (Au, Ag, Pt): no reacciona.

IV. Desplazamiento de metales menos activos de soluciones de sus sales por metales más activos:

Cu + HgCl 2 → Hg + CuCl 2

Fe + CuSO 4 → Cu + FeSO 4

En la industria, a menudo no se usan metales puros, sino sus mezclas: aleaciones, en el que las propiedades beneficiosas de un metal se complementan con las propiedades beneficiosas de otro. Entonces, el cobre tiene una dureza baja y es de poca utilidad para la fabricación de piezas de máquinas, mientras que las aleaciones de cobre-zinc ( latón) ya son bastante sólidos y se utilizan ampliamente en la ingeniería mecánica. El aluminio tiene alta ductilidad y suficiente ligereza (baja densidad), pero demasiado blando. Sobre su base, se prepara una aleación con magnesio, cobre y manganeso: duraluminio (duraluminio), que, sin perder propiedades útiles aluminio, adquiere una gran dureza y se vuelve adecuado en la construcción de aviones. Las aleaciones de hierro con carbono (y aditivos de otros metales) son ampliamente conocidas. hierro fundido y acero.

Los metales libres son agentes reductores. pero reactividad algunos metales son pequeños debido al hecho de que están cubiertos película de óxido superficial, en diversos grados, resistente a la acción de productos químicos como el agua, soluciones de ácidos y álcalis.

Por ejemplo, el plomo siempre está cubierto con una película de óxido; para su transición a la solución, no solo se requiere la acción de un reactivo (por ejemplo, ácido nítrico diluido), sino también el calentamiento. La película de óxido sobre el aluminio evita que reaccione con el agua, pero es destruida por ácidos y álcalis. Película de óxido suelta (oxido), formado en la superficie del hierro en el aire húmedo, no interfiere con la oxidación adicional del hierro.

Bajo la influencia concentrado se forman ácidos sobre los metales firme película de óxido. Este fenómeno se llama pasivación... Entonces, en concentrado ácido sulfúrico los metales como Be, Bi, Co, Fe, Mg y Nb se pasivan (y luego no reaccionan con el ácido), y los metales A1, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb en ácido nítrico concentrado, Th y U.

Al interactuar con oxidantes en soluciones ácidas, la mayoría de los metales se convierten en cationes, cuya carga está determinada por el estado de oxidación estable de un elemento dado en compuestos (Na +, Ca 2+, A1 3+, Fe 2+ y Fe 3 +)

La actividad reductora de los metales en una solución ácida se transmite mediante una serie de voltajes. La mayoría de los metales se convierten en una solución con ácido clorhídrico y sulfúrico diluido, pero Cu, Ag y Hg, solo ácidos sulfúrico (concentrado) y nítrico, y Pt y Au, "agua regia".

Corrosión de metales

Una propiedad química indeseable de los metales es su destrucción activa (oxidación) al entrar en contacto con el agua y bajo la influencia del oxígeno disuelto en ella. (corrosión por oxígeno). Por ejemplo, la corrosión de los productos de hierro en el agua es ampliamente conocida, como resultado de lo cual se forma óxido y los productos se desmenuzan en polvo.

La corrosión de los metales se produce en el agua también debido a la presencia de gases disueltos CO 2 y SO 2; Se crea un ambiente ácido y los cationes H + son desplazados por metales activos en forma de hidrógeno H 2 ( corrosión por hidrógeno).

El lugar de contacto de dos metales diferentes ( corrosión por contacto). Un par galvánico surge entre un metal, como el Fe, y otro metal, como Sn o Cu, colocado en agua. El flujo de electrones va del metal más activo, que está a la izquierda en la serie de voltajes (Fe), al metal menos activo (Sn, Cu), y el metal más activo se destruye (se corroe).

Es por esto que la superficie estañada de las latas (hierro recubierto de estaño) se oxida cuando se almacena en una atmósfera húmeda y se manipula con descuido (el hierro se colapsa rápidamente después de la aparición de al menos un pequeño rasguño que permite que el hierro entre en contacto con la humedad). ). Por el contrario, la superficie galvanizada de un cubo de hierro no se oxida durante mucho tiempo, porque incluso en presencia de rayones, no es el hierro lo que se corroe, sino el zinc (un metal más activo que el hierro).

La resistencia a la corrosión de un metal dado aumenta cuando se recubre con un metal más activo o cuando se fusionan; por lo tanto, recubrir hierro con cromo o hacer una aleación de hierro-cromo elimina la corrosión del hierro. Hierro cromado y acero que contiene cromo ( acero inoxidable), tienen alta resistencia a la corrosión.

electrometalurgia, es decir, obtener metales por electrólisis de fundidos (para los metales más activos) o soluciones salinas;

pirometalurgia, es decir, la reducción de metales de minerales a altas temperaturas (por ejemplo, la producción de hierro en proceso de dominio);

hidrometalurgia, es decir, la separación de metales de soluciones de sus sales con metales más activos (por ejemplo, obtener cobre a partir de una solución de CuSO 4 por acción del zinc, hierro o aluminio).

Los metales nativos a veces se encuentran en la naturaleza (los ejemplos típicos son Ag, Au, Pt, Hg), pero con mayor frecuencia los metales se encuentran en forma de compuestos ( minerales metálicos). Por prevalencia en corteza de la Tierra los metales son diferentes: desde los más comunes (Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti) hasta los más raros (Bi, In, Ag, Au, Pt, Re).

Los metales son elementos químicos que tienen la propiedad de una alta conductividad eléctrica. Los átomos de metal pueden donar una cierta cantidad de sus electrones ubicados en los niveles de energía externos o preexternos, mientras crean iones (partículas cargadas positivamente).

A día de hoy, se conocen 114 elementos químicos. De estos, 96 son metales. Sin los metales, la vida en la Tierra sería imposible, ya que estos en su forma pura o sus compuestos son el componente más importante del ambiente orgánico y mineral, participando activamente en los procesos vitales de todos los organismos vivos.

Las moléculas de todos los metales, con algunas excepciones, tienen grandes radios y una pequeña cantidad de electrones ubicados en el nivel de energía externa. El número de estos electrones puede ser de uno a tres. Las excepciones son el plomo, cuyo número de electrones en el nivel exterior es 4; bismuto con 5 electrones; polonio con 6 electrones; germanio, antimonio y estaño.

También característica distintiva Todos los elementos de este grupo son pequeños valores de electronegatividad y posibilidad de recuperación.

La tabla periódica divide todos los elementos en metales y no metales de forma muy condicional. Para saber si una sustancia pertenece a los metales, debe dibujar la diagonal astato-boro. A la derecha, en los subgrupos principales, se ubicarán los no metales, y a la izquierda, los metales (con la excepción de los gases inertes). Todos los elementos que se encuentran muy cerca de esta línea se denominan metaloides, lo que significa que tienen propiedades tanto metálicas como no metálicas. Dichos elementos son boro, silicio, arsénico, germanio, telurio, antimonio y polonio.

Los metales también se dividen en transicionales y no transitorios. Esta clasificación se basa en la ubicación del elemento en la tabla de periodicidad. Los metales de transición se clasifican como subgrupos secundarios y los metales intransitivos se denominan principales. Las moléculas de metal de los subgrupos principales tienen subniveles syp llenos de electrones; y las moléculas de los subgrupos laterales son niveles d y f.

Según sus propiedades químicas, todos los metales se distinguen por un fácil retorno de los electrones de valencia, formando iones positivos. Por tanto, todos los metales en estado libre se denominan agentes reductores.

Esta capacidad restauradora es diferente para cada elemento y está determinada por la ubicación del metal en la serie de voltaje electroquímico. Esta serie da una característica de la actividad química de los metales que exhiben cuando ocurren reacciones redox en un medio acuoso, y tiene la siguiente forma:

Li K Rb Cs Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Cr Fe Ni Sn Pb Cu Hg Ag Pt Ag Pt Au

Los primeros en la fila son los metales con propiedades reductoras máximas y capacidades oxidantes mínimas. En orden descendente, las propiedades reductoras de los elementos disminuyen y las propiedades oxidantes aumentan.

Los metales alcalinos se pueden oxidar fácilmente con el oxígeno del aire. También reaccionan con sustancias simples, mientras que el cobre y el hierro solo reaccionan cuando se calientan, y el platino y el oro no se oxidan en absoluto. Algunos metales crean una película de óxido en la superficie y no habrá más proceso de oxidación.

Mira a tu alrededor por un segundo ... ¿Cuántas cosas metálicas puedes ver? Por lo general, cuando pensamos en metales, pensamos en sustancias que son brillantes y duraderas. Sin embargo, también se encuentran en nuestros alimentos y en nuestro cuerpo. Vamos a conocernos lista completa rieles, conocido por la ciencia, descubre sus propiedades básicas y descubre por qué son tan especiales.

Los elementos que pierden fácilmente electrones que son brillantes (reflectantes), maleables (se pueden moldear en otras formas) y que se consideran buenos conductores de calor y electricidad se denominan metales. Son fundamentales para nuestro estilo de vida, ya que no solo forman parte de estructuras y tecnologías, sino que también son esenciales para la producción de casi todos los artículos. Incluso hay metal en cuerpo humano... Al mirar la etiqueta de una fórmula multivitamínica, verá docenas de compuestos enumerados.

Puede que no supieras que elementos como el sodio, calcio, magnesio y zinc son esenciales para la vida, y si no están presentes en nuestro cuerpo, nuestra salud podría estar en grave peligro. Por ejemplo, el calcio es esencial para la salud de los huesos y el magnesio es esencial para el metabolismo. El zinc mejora la función del sistema inmunológico y el hierro ayuda a las células sanguíneas a transportar oxígeno por todo el cuerpo. Sin embargo, los metales de nuestro cuerpo se diferencian del metal de una cuchara o un puente de acero en que han perdido electrones. Se llaman cationes.

Los metales también tienen propiedades antibióticas, por lo que las barandillas y los tiradores de los lugares públicos suelen estar hechos de estos elementos. Se sabe que muchos instrumentos están hechos de plata para evitar el crecimiento de bacterias. Las articulaciones artificiales están hechas de aleaciones de titanio, que al mismo tiempo previenen la infección y fortalecen a los receptores.

Metales en la tabla periódica

Todos los elementos de Dmitry Mendeleev se dividen en dos grandes grupos: metales y no metales. El primero es el más numeroso. La mayoría de los elementos son metales (azul). Los no metales de la tabla se muestran sobre un fondo amarillo. También hay un grupo de elementos que se clasifican como metaloides (rojo). Todos los metales están agrupados en el lado izquierdo de la tabla. Tenga en cuenta que el hidrógeno está agrupado con metales en la esquina superior izquierda. A pesar de esto, se considera no metálico. Sin embargo, algunos científicos teorizan que puede haber hidrógeno metálico en el núcleo del planeta Júpiter.

Unión de metales

Muchas de las maravillosas y beneficiosas cualidades de un elemento tienen que ver con la forma en que sus átomos se conectan entre sí. En este caso, surgen ciertas conexiones. La interacción metálica de los átomos conduce a la creación de estructuras metálicas. Cualquier muestra de este artículo en La vida cotidiana, desde el coche hasta las monedas en el bolsillo, incluye una conexión metálica.

Durante este proceso, los átomos de metal comparten sus electrones externos de manera uniforme entre sí. Los electrones que fluyen entre iones cargados positivamente transfieren calor y electricidad fácilmente, lo que hace que estos elementos sean tan buenos conductores de calor y electricidad. Los cables de cobre se utilizan para el suministro de energía.

Reacciones de metales

La reactividad se refiere a la tendencia de un elemento a reaccionar con productos químicos en su entorno. Puede ser diferente. Ciertos metales, como el potasio y el sodio (en las columnas 1 y 2 de la tabla periódica), reaccionan fácilmente con muchas sustancias químicas diferentes y rara vez se encuentran en su forma pura y elemental. Ambos generalmente existen solo en compuestos (asociados con uno o más elementos) o como iones (una versión cargada de su forma elemental).

Por otro lado, existen otros metales, también se les llama joyas. El oro, la plata y el platino no son muy reactivos y generalmente se encuentran en su forma pura. pierden electrones más fácilmente que los no metales, pero no tan fácilmente como los metales reactivos como el sodio. El platino es relativamente poco reactivo y muy resistente a las reacciones con el oxígeno.

Propiedades del elemento

Cuando estudiaste el alfabeto en escuela primaria, ha descubierto que todas las letras tienen su propio conjunto de propiedades. Por ejemplo, algunos tenían líneas rectas, algunos tenían curvas y otros tenían ambos tipos de líneas. Lo mismo puede decirse de los elementos. Cada uno de ellos tiene un conjunto único de propiedades físicas y químicas. Las propiedades físicas son cualidades inherentes a determinadas sustancias. Brillante o no, qué tan bien conduce el calor y la electricidad, a qué temperatura se derrite, cuánta densidad tiene.

Las propiedades químicas incluyen aquellas cualidades que se observan cuando reaccionan a la exposición al oxígeno si se queman (qué difícil será para ellos mantener sus electrones durante una reacción química). Diferentes elementos pueden compartir propiedades en común. Por ejemplo, el hierro y el cobre son elementos conductores de electricidad. Sin embargo, no tienen las mismas propiedades. Por ejemplo, cuando el hierro se expone al aire húmedo, se oxida, pero cuando el cobre se expone a las mismas condiciones, adquiere una capa verde específica. Por eso la Estatua de la Libertad es verde, no oxidada. Está hecho de cobre, no de hierro).

Organización de elementos: metales y no metales.

El hecho de que los elementos tengan algunos elementos comunes y propiedades únicas, le permite ordenarlos en un gráfico bonito y ordenado llamado tabla periódica. Organiza los elementos en función de su número atómico y propiedades. Entonces, en la tabla periódica, encontramos elementos agrupados que tienen propiedades comunes. El hierro y el cobre están cerca el uno del otro, ambos son metales. El hierro se denota con "Fe" y el cobre se denota con "Cu".

La mayoría de los elementos de la tabla periódica, y tienden a encontrarse en el lado izquierdo de la tabla. Se agrupan porque tienen propiedades físicas y químicas específicas. Por ejemplo, los metales son densos, brillantes, son buenos conductores de calor y electricidad y pierden electrones fácilmente en reacciones químicas. Por el contrario, los no metales tienen propiedades opuestas. No son densos, no conducen calor ni electricidad, y tienden a recibir electrones, no a regalarlos. Cuando miramos la tabla periódica, podemos ver que la mayoría de los no metales están agrupados a la derecha. Estos son elementos como helio, carbono, nitrógeno y oxígeno.

¿Qué son los metales pesados?

La lista de metales es bastante numerosa. Algunos de ellos pueden acumularse en el organismo y no dañarlo, como el estroncio natural (fórmula Sr), que es un análogo del calcio, ya que se deposita de forma productiva en el tejido óseo. ¿Cuáles se llaman pesados ​​y por qué? Considere cuatro ejemplos: plomo, cobre, mercurio y arsénico.

¿Dónde se encuentran estos elementos y cómo afectan el medio ambiente y la salud humana? Los metales pesados ​​son compuestos metálicos naturales que tienen una densidad muy alta en comparación con otros metales, al menos cinco veces la densidad del agua. Son tóxicos para los humanos. Incluso las dosis pequeñas pueden tener graves consecuencias.

• Dirigir. Es un metal pesado que es tóxico para los humanos, especialmente para los niños. El envenenamiento con esta sustancia puede provocar problemas neurológicos. Aunque alguna vez fue muy atractivo debido a su flexibilidad, alta densidad y capacidad para absorber radiación dañina, el plomo se ha eliminado de muchas formas. Este metal blando y plateado que se encuentra en la Tierra es peligroso para los humanos y se acumula en el cuerpo con el tiempo. Lo peor es que no puedes deshacerte de él. Se sienta allí, se acumula y envenena gradualmente el cuerpo. El plomo es tóxico para el sistema nervioso y puede causar graves daños cerebrales en los niños. Se usó ampliamente en el siglo XIX para crear maquillaje y se usó como uno de los ingredientes en el tinte para el cabello hasta 1978. Hoy en día, el plomo se utiliza principalmente en baterías grandes como blindaje para rayos X o aislamiento de material radiactivo.
• Cobre. Es un metal pesado de color marrón rojizo que tiene muchos usos. El cobre sigue siendo uno de los mejores conductores de electricidad y calor, y muchos cables eléctricos están hechos de este metal y cubiertos con plástico. Las monedas, en su mayoría pequeñas monedas, también se hacen a partir de este elemento de la tabla periódica. La intoxicación aguda por cobre es poco común, pero al igual que el plomo, puede acumularse en los tejidos y eventualmente provocar toxicidad. Las personas que están expuestas a grandes cantidades de cobre o polvo de cobre también corren riesgo.
• Mercurio. Este metal es tóxico en cualquier forma e incluso puede ser absorbido por la piel. Su singularidad radica en el hecho de que es líquido a temperatura ambiente, a veces se le llama "plata rápida". Se puede ver en un termómetro porque como líquido absorbe calor, cambiando de volumen con la más mínima diferencia de temperatura. Esto permite que el mercurio suba o baje en el tubo de vidrio. Debido a que esta sustancia es una potente neurotoxina, muchas empresas están cambiando a teñido de rojo.
• Arsénico. Desde la época del Imperio Romano hasta la época victoriana, el arsénico fue considerado el "rey de los venenos", así como el "veneno de los reyes". La historia está plagada de innumerables ejemplos de personas de la realeza y del común que cometen asesinatos para su beneficio personal utilizando compuestos de arsénico que no tienen olor, color ni sabor. A pesar de todo influencias negativas, este metaloide también tiene usos propios, incluso en medicina. Por ejemplo, el trióxido de arsénico es un fármaco muy eficaz que se utiliza para tratar a personas con leucemia promielocítica aguda.

¿Qué es el metal precioso?

El metal precioso es un metal que puede ser raro o difícil de extraer, y también es muy valioso económicamente. ¿Cuál es la lista de metales preciosos? Hay tres de ellos:

• Platino. A pesar de su infusibilidad, se utiliza en joyería, electrónica, automóviles, procesos quimicos e incluso en medicina.
• Oro. Este metal precioso se utiliza para fabricar joyas y monedas de oro. Sin embargo, tiene muchos otros usos. Se utiliza en medicina, fabricación y equipos de laboratorio.
• Plata. Este metal noble de color blanco plateado es muy maleable. en su forma pura es bastante pesado, es más liviano que el plomo, pero más pesado que el cobre.

Metales: tipos y propiedades

La mayoría de los elementos se pueden considerar metales. Están agrupados en el medio del lado izquierdo de la mesa. Los metales son álcalis, alcalinotérreos, de transición, lantánidos y actínidos.

Todos ellos tienen varias propiedades en común, estas son:

• sólido a temperatura ambiente (excluido el mercurio);
• generalmente brillante;
• con un alto punto de fusión;
• buen conductor de calor y electricidad;
• con baja capacidad de ionizar;
• con baja electronegatividad;
• flexible (capaz de tomar una forma determinada);
• plástico (se puede tirar de un cable);
• alta densidad;
• una sustancia que pierde electrones en reacciones.

Lista de metales conocidos por la ciencia

1. litio;
2. berilio;
3. sodio;
4. magnesio;
5. aluminio;
6. potasio;
7. calcio;
8. escandio;
9. titanio;
10. vanadio;
11. cromo;
12. manganeso;
13. planchar;
14. cobalto;
15. níquel;
16. cobre;
17. zinc;
18. galio;
19. rubidio;
20. estroncio;
21. itrio;
22. circonio;
23. niobio;
24. molibdeno;
25. tecnecio;
26. rutenio;
27. rodio;
28. paladio;
29. plata;
30. cadmio;
31. indio
32. copernicium;
33. cesio;
34. bario;
35. estaño;
36. planchar;
37. bismuto;
38. dirigir;
39. Mercurio;
40. tungsteno;
41. oro;
42. platino;
43. osmio;
44. hafnio;
45. germanio;
46. iridio
47. niobio;
48. renio;
49. antimonio;
50. talio
51. tantalio;
52. francio
53. livermore.

En total, se conocen alrededor de 105 elementos químicos, la mayoría de los cuales son metales. Estos últimos son un elemento muy común en la naturaleza, que se encuentra tanto en forma pura como en todo tipo de compuestos.

Los metales se encuentran en las entrañas de la tierra, se pueden encontrar en varios cuerpos de agua, en los cuerpos de animales y humanos, en plantas e incluso en la atmósfera. En la tabla periódica, se ubican a partir del litio (metal con la fórmula Li) y terminan en livermorium (Lv). Continúa llenando la mesa con nuevos elementos, y principalmente metales.

Información general sobre metales

Sabes que la mayoría de los elementos químicos se clasifican como metales: 92 de 114 elementos conocidos.

Los metales son elementos químicos, cuyos átomos donan electrones de la capa de electrones exterior (y algunos de los preexternos), convirtiéndose en iones positivos.

Esta propiedad de los átomos metálicos, como saben, está determinada por el hecho de que tienen radios relativamente grandes y una pequeña cantidad de electrones (principalmente de 1 a 3) en la capa exterior.

Las únicas excepciones son 6 metales: germanio, estaño, átomos de plomo en la capa exterior tienen 4 electrones, átomos de antimonio y bismuto -5, átomos de polonio - 6.

Los átomos de metal se caracterizan por pequeños valores de electronegatividad (de 0,7 a 1,9) y propiedades exclusivamente reductoras, es decir, la capacidad de donar electrones.

Ya sabes que en la Tabla Periódica de Alementos Químicos de D.I. Mendeleev, los metales están por debajo de la diagonal boro-astato, y yo también estoy por encima de ella en subgrupos laterales. En los períodos y subgrupos de arcillas operan las regularidades que conoces en el cambio de lo metálico, y por tanto las propiedades reductoras de los átomos de los elementos.

Los elementos químicos ubicados cerca de la diagonal boro-estado tienen propiedades duales: en algunos de sus compuestos se comportan como metales, en otros exhiben las propiedades de un no metal.

En los subgrupos laterales, las propiedades reductoras de los metales con un aumento en el número de serie disminuyen con mayor frecuencia. Compare la actividad de los metales del grupo I del subgrupo secundario que conoce: Cu, Ag, Au; II grupo de un subgrupo lateral, y lo comprobará usted mismo.

Esto puede explicarse por el hecho de que la fuerza del enlace de los electrones de valencia con el núcleo de los átomos de estos metales en en mayor medida la magnitud de la carga nuclear afecta, no el radio del átomo. La magnitud de la carga nuclear aumenta significativamente, la atracción de electrones hacia el núcleo aumenta. Al mismo tiempo, el radio del átomo aumenta, pero no tan significativamente como para los metales de los principales subgrupos.

Sustancias simples formadas por elementos químicos - metales, n juego de sustancias complejas que contienen metales rol crucial en la "vida" mineral y orgánica de la Tierra. Basta recordar que los átomos (nones) de los elementos metálicos son parte de compuestos que determinan el metabolismo en el cuerpo humano, animales, plantas. Por ejemplo, se han encontrado 76 elementos en la sangre humana y solo 14 de ellos no son metales. En el cuerpo humano, algunos elementos metálicos (calcio, potasio, sodio, magnesio) están presentes en un número grande, es decir, son macronutrientes. Y metales como el cromo, manganeso, hierro, cobalto, cobre, zinc, molibdeno están presentes en pequeñas cantidades, es decir, estos son oligoelementos. Si una persona pesa 70 kg, entonces su cuerpo contiene (en gramos): calcio - 1700, potasio - 250, sodio - 70, magnesio - 42, hierro - 5. zinc - 3. Todos los metales son extremadamente importantes, surgen problemas de salud y con su falta y con un exceso.

Por ejemplo, los iones de sodio regulan el contenido de agua en el cuerpo, la transmisión de impulsos nerviosos. Su deficiencia conduce a dolores de cabeza, debilidad, mala memoria, pérdida de apetito y el exceso conduce a un aumento de la presión arterial, hipertensión, enfermedades cardíacas. Los nutricionistas recomiendan que no consumas más de 5 gramos (1 cucharadita) de cloruro de sodio (NaCl) por adulto por día. El efecto de los metales sobre el estado de animales y plantas se puede encontrar en la Tabla 16.

Sustancias simples: metales

El desarrollo de la producción de metales (sustancias simples) y aleaciones se asoció con el surgimiento de la civilización ("Edad del Bronce", Edad del Hierro).

La revolución científica y tecnológica iniciada hace unos 100 años, que afectó tanto a la industria como al ámbito social, también está estrechamente relacionada con la producción de metales. Sobre la base de tungsteno, molibdeno, titanio y otros metales, comenzaron a crear aleaciones refractarias superduras, resistentes a la corrosión, cuyo uso amplió enormemente las posibilidades de la ingeniería mecánica. En tecnología nuclear y espacial, las aleaciones de tungsteno y renio se utilizan para fabricar piezas que funcionan a temperaturas de hasta 3000 ºС. en medicina, los instrumentos quirúrgicos se utilizan a partir de aleaciones de tantalio y platino, cerámicas únicas basadas en óxidos de titanio y circonio.

Y, por supuesto, no debemos olvidar que la mayoría de las aleaciones utilizan el conocido hierro metálico (Fig. 37), y la base de muchas aleaciones ligeras está formada por metales relativamente "jóvenes": aluminio y magnesio.

Las supernovas se han convertido en materiales compuestos, que representan, por ejemplo, un polímero o cerámica, que en su interior (como el hormigón con varillas de hierro) están reforzados con fibras metálicas, que pueden ser de tungsteno, molibdeno, acero y otros metales y aleaciones; todo depende de el objetivo que es necesario para lograr sus propiedades materiales.

Ya tienes una idea de la naturaleza del enlace químico en los cristales metálicos. Recordemos, usando el ejemplo de uno de ellos, el sodio, cómo se forma.
La Figura 38 muestra un diagrama de la red cristalina del sodio metálico. En él, cada átomo de sodio está rodeado por ocho vecinos. Los átomos de sodio, como todos los metales, tienen muchos orbitales de valencia libres y pocos electrones de valencia.

El único electrón de valencia del átomo de sodio Zs 1 puede ocupar cualquiera de los nueve orbitales libres, porque no son muy diferentes en el nivel de energía. Cuando los átomos se acercan entre sí, cuando se forma una red cristalina, los orbitales de valencia de los átomos vecinos se superponen, por lo que los electrones se mueven libremente de un orbital a otro, creando un enlace entre todos los átomos del cristal metálico.

Este tipo de enlace químico se llama enlace metálico. Un enlace metálico está formado por elementos cuyos átomos en la capa externa tienen pocos electrones de valencia en comparación con un gran número de orbitales externos energéticamente cercanos. Sus electrones de valencia se mantienen débilmente en el átomo. Los electrones que hacen la conexión se socializan y se mueven por toda la red cristalina del metal neutro en su conjunto.

Las sustancias con un enlace metálico son inherentes a las celosías de cristal metálico, que generalmente se representan esquemáticamente en teca, como se muestra en la figura, los nodos son cationes y átomos de metal. Los electrones socializados atraen electrostáticamente los cationes metálicos ubicados en el borde de su red cristalina, lo que garantiza su estabilidad y fuerza (los electrones socializados se representan como pequeñas bolas negras).

Un enlace metálico es un enlace en metales y aleaciones entre átomos-iones metálicos ubicados en la red cristalina ullah, que se lleva a cabo mediante electrones de valencia compartidos.

Algunos metales cristalizan en dos o más formas cristalinas. Esta propiedad de las sustancias, de existir en varias modificaciones cristalinas, se llama polimorfismo. El polimorfismo de sustancias simples lo conoce como alotropía.

El estaño tiene dos modificaciones cristalinas:
alfa es estable por debajo de 13,2 ºС con densidad р - 5,74 g / cm3. Esto es estaño gris. Tiene red cristalina tipo almaav (atómico):
betta es estable por encima de 13,2 ºС con una densidad p - 6,55 g / cm3. Esta es lata blanca.

La lata blanca es un metal muy blando. Cuando se enfría por debajo de 13,2 ºС, se desintegra en un polvo gris, ya que en la transición | 1 "n, su volumen específico aumenta significativamente. Este fenómeno se llama plaga del estaño. Por supuesto, el tipo especial de enlace químico y el tipo de red cristalina de los metales deben determinar y explicar sus propiedades físicas.

¿Qué son? Se trata de brillo metálico, plasticidad, alta conductividad eléctrica y conductividad térmica, un aumento de la resistencia eléctrica con el aumento de temperatura, así como propiedades prácticamente significativas como densidad, puntos de fusión y ebullición, dureza y propiedades magnéticas.

Intentemos explicar las razones que determinan las propiedades físicas básicas de los metales. ¿Por qué los metales son dúctiles?

La acción mecánica sobre un cristal con una red cristalina de metal provoca un desplazamiento de las capas de átomos de iones entre sí, ya que los electrones se mueven por todo el cristal, no se produce la rotura de enlaces, por lo tanto, la alta plasticidad es característica de los metales.

Un efecto similar en un sólido con enlaces conectados (red cristalina atómica) conduce a la ruptura. enlaces covalentes... La ruptura de enlaces en la red iónica conduce a la repulsión mutua de iones cargados similares (Fig. 40). Por lo tanto, las sustancias con redes cristalinas atómicas e iónicas son frágiles.

Los metales más plásticos son Au, Af, Cu, Sn, Pb, Zn. Se dibujan fácilmente en alambre, aptos para forjar, prensar, enrollar en láminas.Por ejemplo, se puede hacer una lámina de oro con un grosor de 0.008 nm a partir de oro, y un hilo de 1 km de largo se puede extraer de 0.5 g de este metal.

Incluso el mercurio, que, como saben, es líquido a temperatura ambiente, se vuelve maleable a bajas temperaturas, como el plomo. Solo Bi y Mn no tienen plasticidad, son frágiles.

¿Por qué los metales tienen un brillo característico y también son opacos?

Los electrones que llenan el espacio interatómico reflejan los rayos de luz (en lugar de transmitirlos, como el vidrio), y la mayoría de los metales dispersan por igual todos los rayos de la parte visible del espectro. Por tanto, tienen un blanco plateado o color gris... El estroncio, el oro y el cobre absorben en mayor medida las ondas cortas (cerca de púrpura) y reflejan ondas largas del espectro de luz, por lo que tienen colores amarillo claro, amarillo y cobre, respectivamente.

Aunque en la práctica, ya sabes, el metal no siempre nos parece un cuerpo ligero. Primero, su superficie puede oxidarse y perder su brillo. Por tanto, el cobre nativo parece una piedra verdosa. Y en segundo lugar, incluso el metal puro puede no brillar. Las láminas muy delgadas de plata y oro tienen una apariencia completamente inesperada: tienen un color verde azulado. Y los polvos de metal fino aparecen de color gris oscuro, incluso negro.

La plata, el aluminio y el paladio tienen la mayor reflectividad. Se utilizan en la fabricación de espejos, incluidos focos.

¿Por qué los metales tienen una alta conductividad eléctrica y térmica?

Los electrones que se mueven caóticamente en un metal bajo la influencia de un voltaje eléctrico aplicado adquieren un movimiento direccional, es decir, conducen una corriente eléctrica. Con un aumento en la temperatura del meta-pulgón, aumentan las amplitudes de las vibraciones de los átomos e iones ubicados en los nodos de la red cristalina. Esto dificulta el movimiento de los electrones, la conductividad eléctrica del metal cae. A bajas temperaturas, el movimiento vibratorio, por el contrario, se reduce en gran medida y la conductividad eléctrica de los metales aumenta bruscamente. Cerca del cero absoluto, prácticamente no hay resistencia en los metales, y en la mayoría de los metales aparece la superconductividad.

Cabe señalar que los no metales con conductividad eléctrica (por ejemplo, grafito), por el contrario, no conducen corriente eléctrica a bajas temperaturas debido a la ausencia de electrones libres. Y solo con un aumento de temperatura y la destrucción de algunos enlaces covalentes, su conductividad eléctrica comienza a aumentar.

La plata, el cobre y también el oro, el aluminio tienen la conductividad eléctrica más alta, la más baja: manganeso, plomo, mercurio.

Muy a menudo, con la misma regularidad que la conductividad eléctrica, la conductividad térmica de los metales cambia.

Se deben a la alta movilidad de los electrones libres que, al chocar con iones y átomos en vibración, intercambian energía con ellos. Por lo tanto, la temperatura se iguala en toda la pieza de metal.

La resistencia mecánica, la densidad y el punto de fusión de los metales son muy diferentes. Además, con un aumento en el número de eekgrons. uniendo átomos de iones, y con una disminución de la distancia interatómica en los cristales, los índices de estas propiedades aumentan.

Entonces, los metales alcalinos, cuyos átomos tienen un electrón de valencia, son blandos (cortados con un cuchillo), con baja densidad (el litio es el metal más liviano con p - 0.53 g / cm3) y se funden a bajas temperaturas (por ejemplo, la fusión punto de cesio es 29 "C) El único metal que es líquido en condiciones normales es el mercurio, que tiene un punto de fusión de 38,9" C.

El calcio, que tiene dos electrones en el nivel de energía exterior de los átomos, es mucho más duro y se derrite a una temperatura más alta (842 ° C).

Aún más arqueada es la red cristalina formada por átomos de escandio, que tienen tres electrones de valencia.

Pero las redes cristalinas más desalentadoras, las altas densidades y los puntos de fusión se observan en los metales de los subgrupos laterales V, VI, VII, grupos MP. Esto es porque. que para metales de subgrupos laterales con electrones de valencia no guardados en el subnivel d, es característica la formación de enlaces covalentes muy fuertes entre átomos, además del metal, realizada por los electrones de la capa externa de los orbitales s .

Recuerde que el metal más pesado es el osmio (un componente de las aleaciones superduras y resistentes al desgaste), el metal más refractario es el tungsteno (que se utiliza para fabricar filamentos de lámparas), el metal más duro es el Cr Cr (arañazos de vidrio). Forman parte de los materiales con los que se fabrican las herramientas para cortar metales, las pastillas de freno de máquinas pesadas, etc.

Los metales difieren en relación con campos magnéticos... Pero para esta función, se dividen en tres grupos:

Ferromagnético Capaz de magnetizarse bajo la influencia de campos magnéticos incluso débiles (hierro - forma alfa, cobalto, níquel, gadolinio);

Los paramagnéticos muestran una débil capacidad de magnetización (aluminio, cromo, titanio, casi todos los lantánidos);

Los diamagnéticos no son atraídos por el imán, ni siquiera ligeramente repelidos (estaño, trenzados, bismuto).

Recuerde que al considerar la estructura electrónica de los metales, subdividimos los metales en metales de los subgrupos principales (elementos k y p) y metales de subgrupos secundarios.

En tecnología, se acostumbra clasificar los metales según diversas propiedades físicas:

a) densidad - pulmones (p< 5 г/см3) и тяжелые (все остальные);
b) temperatura de fusión: fusible y refractario.

Clasificación de metales por propiedades químicas.

Los metales con baja actividad química se denominan metales nobles (plata, oro, platino y su análogo: osmio, iridio, rutenio, paladio, rodio).
Los álcalis (metales del grupo I del subgrupo principal), los alcalinotérreos (calcio, estroncio, bario, radio), así como los metales de tierras raras (escandio, itrio, lantano y lantánidos, actinio y actínidos) se distinguen por la proximidad de sustancias químicas. propiedades.

Propiedades químicas generales de los metales.

Los átomos de metal donan electrones de valencia con relativa facilidad y pasan a nones cargados positivamente, es decir, se oxidan. Esta, como saben, es la principal propiedad común tanto de los átomos como de las sustancias simples, los metales.

Los metales en las reacciones químicas son siempre un agente reductor. La capacidad reductora de los átomos de sustancias simples: metales, formados por elementos químicos de un período o un subgrupo principal de la tabla periódica de DI Mendeleev, cambia naturalmente.

La actividad reductora de un metal en reacciones químicas que tienen lugar en soluciones acuosas refleja su posición en la serie electroquímica de voltajes metálicos.

1. Cuanto más a la izquierda esté el metal en esta fila, más poderoso será el agente reductor.
2. Cada metal es capaz de desplazar (reducir) y salino en solución aquellos metales que se encuentran en la serie de voltajes posteriores a él (a la derecha).
3. Los metales ubicados en la serie de voltajes a la izquierda del hidrógeno son capaces de desplazarlo de los ácidos en solución.
4. Los metales, que son los agentes reductores más fuertes (alcalinos y alcalinotérreos), en cualquier solución acuosa interactúan principalmente con el agua.

La actividad reductora de un metal, determinada por la serie electroquímica, no siempre corresponde a su posición en la Tabla Periódica. Esto es porque. Que al determinar la posición de un metal en una serie de voltajes, no solo se tiene en cuenta la energía de desprendimiento de electrones de los átomos individuales, sino también la energía gastada en la destrucción de la red cristalina, así como la energía liberada durante el proceso. hidratación de iones.

Por ejemplo, el litio es más activo en soluciones acuosas que el sodio (aunque, según su posición en la tabla periódica, el Na es un metal más activo). El punto es que la energía de hidratación de los iones Li + es mucho mayor que la energía de hidratación de los iones Na +. por tanto, el primer proceso es energéticamente más beneficioso.
Habiendo considerado las disposiciones generales que caracterizan las propiedades reductoras de los metales, pasamos a las reacciones químicas específicas.

Interacción con sustancias simples no metálicas

1. Con oxígeno, la mayoría de los metales forman óxidos, básicos y anfóteros. Los óxidos ácidos de metales de transición, como el óxido de cromo o el óxido de manganeso, no se forman por oxidación directa del metal con oxígeno. Se obtienen de forma indirecta.

Los metales alcalinos Na, K reaccionan activamente con el oxígeno atmosférico y forman peróxidos.

El óxido de sodio se obtiene de forma indirecta calcinando los peróxidos con los metales correspondientes:

El litio y los metales alcalinotérreos interactúan con el oxígeno atmosférico para formar óxidos básicos.

Los metales distintos del oro y el platino, que generalmente no se oxidan con el oxígeno atmosférico, interactúan con él de forma menos activa o cuando se calientan.

2. Con los halógenos, los metales forman sales de ácidos hidrohálicos.

3. Con el hidrógeno, los metales más activos forman hidruros: sustancias salinas iónicas en las que el hidrógeno tiene un estado de oxidación de -1, por ejemplo:
hidruro de calcio.

Muchos metales de transición forman hidruros con hidrógeno. tipo especial- hay una especie de disolución o introducción de hidrógeno en la red cristalina de los metales entre átomos e iones, mientras que el metal conserva su apariencia, pero aumenta de volumen. El hidrógeno absorbido está en el metal, aparentemente en forma atómica. También hay hidruros metálicos intermedios.

4. Con azufre, los metales forman sales - sulfuros.

5. Los metales reaccionan con el nitrógeno con un poco más de dificultad, ya que el enlace químico en la molécula de nitrógeno T ^ r es muy fuerte y se forman nitruros. A temperaturas normales, solo el litio interactúa con el nitrógeno.

Interacción con sustancias complejas

1.Con agua. En condiciones normales, los metales alcalinos y alcalinotérreos desplazan el hidrógeno del agua y forman bases alcalinas solubles.

Otros metales, que están en la serie de voltajes antes del hidrógeno, también pueden desplazar el hidrógeno del agua bajo ciertas condiciones. Pero el aluminio reacciona violentamente con el agua solo si se quita la película de óxido de su superficie.

El magnesio interactúa con el agua solo cuando hierve, mientras que el hidrógeno también se desarrolla. Si se agrega magnesio ardiente al agua, la combustión continúa, a medida que avanza la reacción: el hidrógeno se quema. El hierro interactúa con el agua solo cuando está caliente.

2. Los metales en la serie de voltajes hasta el hidrógeno interactúan con los ácidos en solución. Esto produce sal e hidrógeno. Pero el plomo (y algunos otros metales), a pesar de su posición en la serie de voltajes (a la izquierda del hidrógeno), es casi insoluble en ácido sulfúrico diluido, ya que el sulfato de plomo resultante, PbSO, es insoluble y crea una película protectora en la superficie del metal. .

3. Con sales de metales menos activos en solución. Como resultado de esta reacción, se forma una sal de un metal más activo y se libera un metal menos activo en forma libre.

Debe recordarse que la reacción tiene lugar en los casos en que la sal resultante es soluble. El desplazamiento de metales de sus compuestos por otros metales fue estudiado en detalle por primera vez por N.N. Beketov, un destacado físicoquímico ruso. Organizó los metales de acuerdo con su actividad química en la "fila negativa", que se convirtió en el prototipo de varios voltajes metálicos.

4.C materia orgánica... La interacción con ácidos orgánicos es similar a las reacciones con ácidos minerales. Los alcoholes, por otro lado, pueden exhibir propiedades ácidas débiles cuando interactúan con metales alcalinos.

Los metales participan en reacciones con haloalcanos, que se utilizan para obtener cicloalcanos inferiores y para síntesis, durante las cuales el esqueleto carbónico de la molécula se vuelve más complejo (reacción de A. Würz):

5. Los metales cuyos hidróxidos son anfóteros interactúan con los álcalis en solución.

6. Se pueden formar metales compuestos químicos entre sí, que han recibido un nombre común: compuestos intermetálicos. La mayoría de las veces no muestran los estados de oxidación de los átomos, que son característicos de los compuestos de metales con no metales.

Los compuestos intermetálicos generalmente no tienen una composición constante, el enlace químico en ellos es principalmente metálico. La formación de estos compuestos es más típica para metales de subgrupos laterales.

Óxidos e hidróxidos metálicos

Los óxidos formados por metales típicos se clasifican como formadores de sal, con propiedades básicas. Como saben, los hidróxidos les corresponden. que son bases, que son solubles en agua en el caso de metales alcalinos y alcalinotérreos, son electrolitos fuertes y se denominan álcalis.

Los óxidos e hidróxidos de algunos metales son anfóteros, es decir, pueden presentar propiedades tanto básicas como ácidas, dependiendo de las sustancias con las que interaccionen.

Por ejemplo:

Muchos metales de subgrupos laterales, que tienen un estado de oxidación variable en los compuestos, pueden formar varios óxidos e hidróxidos, cuya naturaleza depende del estado de oxidación del metal.

Por ejemplo, el cromo en compuestos exhibe tres estados de oxidación: +2, +3, +6, por lo tanto forma tres series de óxidos e hidróxidos, y con un aumento en el estado de oxidación, se potencia el carácter ácido y se debilita el básico. .

Corrosión de metales

Cuando los metales interactúan con sustancias medio ambiente Sus superficies están formadas por compuestos con propiedades completamente diferentes a las de los propios metales. En un tono ordinario, a menudo usamos las palabras "herrumbre", "oxidación", al ver una floración de color rojo pardusco en los artículos hechos de hierro y sus aleaciones. La oxidación es un caso común de corrosión.

La corrosión es un proceso de destrucción espontánea de metales y no) aliyahsm del medio ambiente (del lat. - corrosión).

Sin embargo, casi todos los metales sufren destrucción y, como resultado, muchas de sus propiedades se deterioran (o se pierden por completo): resistencia, plasticidad, disminución del brillo, disminución de la conductividad eléctrica y también aumenta la fricción entre las partes móviles de minins, las dimensiones de las partes cambiar, etc.

La corrosión de los metales es continua y local.

Nerven no es tan peligroso como el segundo, sus manifestaciones se pueden tener en cuenta al diseñar estructuras y dispositivos. La corrosión local es mucho más peligrosa, aunque las pérdidas de metal aquí pueden ser pequeñas. Uno de los más peligrosos de sus tipos es el punto. Consisten en la formación de lesiones pasantes, es decir, cavidades puntuales, hoyos, mientras que la resistencia de las secciones individuales disminuye, la confiabilidad de las estructuras, los aparatos y las estructuras disminuye.

La corrosión de los metales causa un gran daño económico. La humanidad sufre enormes pérdidas materiales como consecuencia de la destrucción de tuberías, piezas de máquinas, barcos, puentes y diversos equipos.

La corrosión conduce a una disminución en la confiabilidad del funcionamiento de las estructuras metálicas: dada la posible destrucción, es necesario sobreestimar la resistencia de algunos productos (por ejemplo, partes de aviones, palas de turbinas), lo que significa un aumento en el consumo de metal, y esto requiere costos económicos adicionales.

La corrosión conduce a paradas de producción debido al reemplazo de equipos fuera de servicio, a la pérdida de materias primas y productos como resultado de la destrucción de halo, oleoductos y oleoductos. Es imposible no tener en cuenta el daño a la naturaleza, y por lo tanto a la salud humana, causado como resultado de la fuga de productos petrolíferos y otros sustancias químicas... La corrosión puede provocar la contaminación) del producto y, por tanto, una disminución de su calidad. El costo de reembolsar las pérdidas debidas a la corrosión es enorme. Representan alrededor del 30% de la producción anual de metales en todo el mundo.

De todo lo dicho, se deduce que un problema muy importante es encontrar formas de proteger los metales y las aleaciones de la corrosión.

Son muy diversos. Pero para su elección, es necesario conocer y tener en cuenta la esencia química de los procesos de corrosión.

Pero la naturaleza química de la corrosión es un proceso de oxidación-reducción. Se distinguen varios tipos de corrosión según el entorno en el que fluye.

Los tipos de corrosión más comunes: química y electroquímica.

I. La corrosión química ocurre en un ambiente no conductor. Este tipo de corrosión se manifiesta en el caso de la interacción de metales con gases secos o líquidos - no electrolitos (gasolina, queroseno, etc.) Las partes y ensamblajes de motores, turbinas de gas y lanzacohetes están sujetos a tal destrucción. La corrosión química se observa a menudo durante el procesamiento de metales a altas temperaturas.

La mayoría de los metales se oxidan con el oxígeno atmosférico, formando películas de óxido en la superficie. Si esta película es fuerte, densa, bien adherida al metal, entonces protege al metal de una mayor destrucción. En el hierro, es suelto, poroso, se separa fácilmente de la superficie y, por lo tanto, no puede proteger el metal de una mayor destrucción.

II. La corrosión electroquímica ocurre en un ambiente conductor (en un electrolito) con la apariencia dentro del sistema. corriente eléctrica... Por regla general, los metales y las aleaciones son heterogéneos y contienen inclusiones de diversas impurezas. Cuando entran en contacto con los electrolitos, algunas partes de la superficie comienzan a desempeñar el papel de ánodo (ceden electrones), mientras que otras desempeñan el papel de cátodo (reciben electrones).

En un caso, se observará desprendimiento de gas (Ng). En el otro, la formación de herrumbre.

Entonces, la corrosión electroquímica es una reacción que ocurre en ambientes que conducen corriente (a diferencia de la corrosión química). El proceso ocurre cuando dos metales entran en contacto o en la superficie de un metal que contiene inclusiones que son conductores menos activos (esto también puede ser un no metálico).

En el ánodo (metal más activo), los átomos de metal se oxidan con la formación de cationes (disolución).

En el cátodo (conductor menos activo), hay una reducción de iones de hidrógeno o moléculas de oxígeno con la formación de iones de hidróxido H2 u OH-, respectivamente.

Los cationes de hidrógeno y el oxígeno disuelto son los agentes oxidantes más importantes que provocan la corrosión electroquímica.

La velocidad de corrosión es mayor, cuanto más diferentes metales (metales e impurezas) difieren en su actividad (para los metales, más lejos se encuentran entre sí en la serie de tensiones). La corrosión aumenta significativamente con el aumento de temperatura.

Puede servir como electrolito. agua de mar, agua de río, humedad condensada y, por supuesto, bien conocido por todos los electrolitos: soluciones de sales, ácidos, álcalis.

Obviamente, recuerda que en invierno, la sal industrial se usa para quitar la nieve y el hielo de las aceras (cloruro de sodio, a veces cloruro de calcio, etc.) - Las soluciones resultantes drenan en las tuberías de alcantarillado, creando así un ambiente favorable para la corrosión electroquímica de los servicios públicos subterráneos. .

Métodos de protección contra la corrosión.

Ya durante el diseño de estructuras metálicas, su fabricación prevé medidas de protección contra la corrosión.

1. Pulir las superficies del producto para que la humedad no se quede en ellas.
2. El uso de aleaciones que contienen aditivos especiales: cromo, níquel, que a altas temperaturas en la superficie del metal forman una capa estable de óxido. Aceros aleados conocidos: acero inoxidable, que fabrica artículos para el hogar (tenedores de vaina, cucharas), piezas de máquinas, herramientas.
3. Aplicación de revestimientos protectores.

Consideremos sus tipos.

Aceites no metálicos no oxidantes, barnices especiales, pinturas. Es cierto que son efímeros, pero baratos.

Químico: películas de superficie creadas artificialmente: óxido, cítrico, siliciuro, polímero, etc. Por ejemplo, todas las armas pequeñas En los detalles de muchos instrumentos de precisión, el bruñido es el proceso de obtener la película más delgada de óxidos de hierro en la superficie de un producto de acero. . La película de óxido artificial resultante es muy duradera y le da al producto un hermoso tinte negro y azul. Los recubrimientos poliméricos están hechos de polietileno, cloruro de polivinilo y resinas de poliamida. Se aplican de dos formas: el producto calentado se coloca en un polvo de polímero, que se funde y se suelda al metal, o la superficie del metal se trata con una solución de polímero en un solvente de bajo rendimiento, que se evapora rápidamente, y el polímero la película permanece en el producto.

Metálicos: estos son recubrimientos con otros metales, en cuya superficie, bajo la acción de oxidantes, se forman películas protectoras estables.

La aplicación de cromo en la superficie - cromado, niquelado - niquelado, zinc - galvanizado, estañado - estañado, etc. El recubrimiento también puede ser un metal químicamente pasivo - oro, plata, cobre.

4. Métodos electroquímicos de protección.

Protector (anódico): una pieza de metal más activo (protector) se une a la estructura metálica protegida, que sirve como ánodo y se destruye en presencia de un electrolito. El magnesio, el aluminio y el zinc se utilizan como protector para la protección de cascos de barcos, tuberías, cables y otros productos elegantes;

Catódico: la estructura de metal está conectada al cátodo de una fuente de corriente externa, lo que excluye la posibilidad de su destrucción anódica.

5. Tratamiento especial del electrolito o del ambiente en el que se ubica la estructura metálica protegida.

Los artesanos del damasco son conocidos por descalcificar y
óxido utiliza soluciones de ácido sulfúrico con la adición de levadura de cerveza, harina, almidón. Estos se encuentran entre los primeros inhibidores. No permitieron que el ácido actuara sobre el metal del arma, como resultado, solo se disolvieron las escamas y el óxido. Los armeros de los Urales usaban sopas de encurtido para estos fines: soluciones de ácido sulfúrico con la adición de salvado de harina.

Ejemplos del uso de inhibidores modernos: el ácido clorhídrico durante el transporte y almacenamiento es perfectamente "domesticado" por derivados de butilamina. a ácido sulfurico- Ácido nítrico; La dietilamina volátil se inyecta en varios recipientes. Tenga en cuenta que los inhibidores actúan solo sobre el metal, haciéndolo pasivo con respecto al medio, por ejemplo, a una solución ácida. La ciencia conoce más de 5 mil inhibidores de corrosión.

Eliminación de oxígeno disuelto en agua (desaireación). Este proceso se utiliza en la preparación del agua que ingresa a las plantas de calderas.

Métodos para la obtención de metales.

La importante actividad química de los metales (interacción con el oxígeno atmosférico, otros no metales, agua, soluciones salinas, ácidos) lleva a que en la corteza terrestre se encuentren principalmente en forma de compuestos: óxidos, sulfuros, sulfatos, cloruros. , carbonatos, etc.

En forma libre, hay metales ubicados en una serie de voltajes a la derecha del hidrógeno, aunque con mucha más frecuencia el cobre y el mercurio se pueden encontrar en la naturaleza en forma de compuestos.

Minerales y rocas que contienen metales y sus compuestos, a partir de los cuales la separación de metales puros es técnicamente posible y económicamente factible, se denominan minerales.

La obtención de metales a partir de minerales es tarea de la metalurgia.
La metalurgia es también la ciencia de los métodos industriales de obtención de metales a partir de minerales. e industria.
Cualquier proceso metalúrgico es el proceso de reducción de iones metálicos utilizando varios agentes reductores.

Para implementar este proceso, es necesario tomar en cuenta la actividad del metal, seleccionar un agente reductor, considerar la factibilidad tecnológica, factores económicos y ambientales. En consecuencia, hay siguiendo formas obtención de metales: pirometalúrgico. hidrometalúrgico, electrometalúrgico.

Pirometalurgia: reducción de metales de minerales a altas temperaturas utilizando carbono, óxido de carbono (P). hidrógeno, metales: aluminio, magnesio.

Por ejemplo, el estaño se reduce a partir de la casiterita, mientras que el cobre se reduce a partir de la cuprita calcinando con carbón (coque). Los minerales de sulfuro se someten preliminarmente a tostado bajo el acceso del aire, y luego el óxido resultante se reduce con carbón. Los metales también se aíslan de los minerales de carbonato bombeando un carbón, ya que los carbonatos se descomponen cuando se calientan, convirtiéndose en óxidos, y estos últimos son reducidos por el carbón.

La hidrometalurgia es la recuperación de metales a partir de sus sales en solución. El proceso se desarrolla en 2 etapas:

1) el compuesto natural se disuelve en un reactivo adecuado para formar una solución salina de este metal;
2) este metal se desplaza del rakhtvory obtenido más activo o reducido por electrólisis. Por ejemplo, para obtener cobre para minerales que contienen óxido de cobre CuO, se trata con kiglot sulfúrico diluido.

Luego, el cobre se elimina de la solución salina por electrólisis o el sulfato se desplaza con hierro. De esta forma se obtienen plata, zinc, molibdeno, oro, uranio.

La electrometalurgia es la reducción de metales en el curso de la electrólisis de soluciones o fundidos de sus compuestos.

Electrólisis

Si los electrodos se bajan a una solución o electrolito fundido y se pasa una corriente eléctrica constante, entonces los iones se moverán en una dirección direccional: cationes - al cátodo (electrodo con carga negativa), aniones - al ánodo (electrodo con carga positiva).

En el cátodo, los cationes aceptan electrones y se reducen en el ánodo, los aniones donan electrones y se oxidan. Este proceso se llama electrólisis.
La electrólisis es un proceso de reducción oxidativa que tiene lugar durante el curso de una corriente eléctrica que pasa a través de un electrolito o solución de electrolito.

El ejemplo más simple de tales procesos es la electrólisis de sales fundidas. Considere el proceso de electrólisis del cloruro de sodio fundido. El proceso de disociación térmica tiene lugar en la masa fundida. Bajo la acción de una corriente eléctrica, los cationes se mueven hacia el cátodo y reciben electrones de él.
Se forma sodio metálico en el cátodo y cloro gaseoso en el ánodo.

Lo principal que debes recordar: en el proceso de electrólisis debido a la energía eléctrica, se lleva a cabo una reacción química, que no puede ocurrir espontáneamente.

La situación es más complicada en el caso de la electrólisis de soluciones de electrolitos.

En una solución salina, además de los iones metálicos y un residuo ácido, están presentes moléculas de agua. Por lo tanto, al considerar los procesos en los electrodos, es necesario tener en cuenta su participación en la electrólisis.

Para la determinación de productos de electrólisis. soluciones acuosas electrolitos, se aplican las siguientes reglas.

1. El proceso en el cátodo no depende del material del cátodo en el que está hecho, sino de la posición del metal (catión electrolito) en la serie electroquímica de voltajes, mientras que si:

1.1. El catión electrolito se ubica en la serie de voltajes al comienzo de la serie (a lo largo de Al inclusive), luego ocurre el proceso de reducción de agua en el cátodo (se libera hidrógeno). Los cationes metálicos no se reducen, permanecen en solución.
1.2. El catión de electrolito se encuentra en una serie de voltajes entre el aluminio y el hidrógeno, luego tanto los metales como las moléculas de agua se reducen en el cátodo.
1.3. El catión electrolítico está en la serie de voltajes después del hidrógeno, luego los cationes metálicos se reducen en el cátodo.
1.4. La solución contiene cationes de diferentes metales, luego el catión metálico descargado se reduce, manteniéndose en una serie de voltajes

Estas reglas se reflejan en el diagrama 10.

2. El proceso en el ánodo depende del material del ánodo y de la naturaleza del anillo (esquema 11).

2.1. Si el ánodo se disuelve (hierro, zinc, cobre, plata y todos los metales que se oxidan durante la electrólisis), entonces el metal del ánodo se oxida, a pesar de la naturaleza del anión. 2.2. Si el ánodo no se disuelve (se llama inerte: grafito, oro, platino), entonces:
a) durante la electrólisis de soluciones de sales de ácidos anóxicos (prometoruros), se oxida un anión en el ánodo;
b) durante la electrólisis de soluciones de sales de ácidos y fluoruros que contienen oxígeno, el proceso de oxidación del agua tiene lugar en el ánodo. Los aniones no se oxidan, permanecen en solución;

La electrólisis de masas fundidas y soluciones de sustancias se utiliza ampliamente en la industria:

1. Para la producción de metales (aluminio, magnesio, sodio, cadmio se obtienen solo por electrólisis).
2. Para la producción de hidrógeno, halógenos, álcalis.
3. Para la purificación de metales: refinado (la purificación de cobre, níquel y plomo se realiza mediante el método electroquímico).
4. Para proteger los metales de la corrosión - aplicando recubrimientos protectores en forma de una fina capa de otro metal resistente a la corrosión (cromo, níquel, cobre, plata, oro) - galvanoplastia.
5. Obtención de copias en metal, planchas - galvanoplastia.

Tarea practica

1. ¿Cómo se relaciona la estructura de los metales con su disposición en los subgrupos principal y secundario de la tabla periódica de elementos químicos de DI Mendeleev?
2. ¿Por qué los metales alcalinos y alcalinotérreos tienen un solo estado de oxidación en los compuestos: (+1) y (+2), respectivamente, y los metales de los subgrupos laterales, por regla general, exhiben diferentes estados de oxidación en los compuestos?
3. ¿Qué estados de oxidación puede presentar el manganeso? ¿Qué óxidos a hidrocentes corresponden al manganeso en estos estados de oxidación? Cual es su naturaleza?
4. Compara la estructura electrónica de los átomos de los elementos del grupo VII: manganeso y cloro. Explica la diferencia en sus propiedades químicas y la presencia de diferentes estados de oxidación de los átomos para ambos elementos.
5. ¿Por qué la posición de los metales en la serie electroquímica de voltajes no siempre corresponde a su posición en la Tabla Periódica de DI Mendeleev?
9. Haz las ecuaciones para las reacciones de sodio y magnesio con ácido acético. ¿En qué caso y por qué será mayor la velocidad de reacción?
11. ¿Qué métodos de obtención de metales conoces? ¿Cuál es la esencia de todos los métodos?
14. ¿Qué es la corrosión? ¿Qué tipos de corrosión conoces? ¿Cuál representa un proceso fisicoquímico?
15. ¿Se pueden considerar como corrosión los siguientes procesos: a) oxidación del hierro durante la soldadura eléctrica, b) interacción del zinc con el ácido clorhídrico al obtener ácido grabado para soldar? Da una respuesta razonada.
17. El producto de manganeso está en agua y entra en contacto con el producto de cobre. ¿Ambos permanecerán sin cambios?
18. ¿Se protegerá la estructura de hierro de la corrosión electroquímica en el agua si se pisa sobre ella una placa de otro metal: a) magnesio, b) plomo, c) níquel?
19. ¿Con qué propósito se pinta con plata la superficie de los tanques para almacenar productos derivados del petróleo (gasolina, queroseno), una mezcla de polvo de aluminio con uno de los aceites vegetales?
20. En la superficie del suelo acidificado del jardín uchetkl hay tubos de hierro con grifos de latón insertados. ¿Qué se corroerá: tubería de grifo yiyang? ¿Dónde es la destrucción más pronunciada?
21. ¿Cuál es la diferencia entre electrólisis de fundidos y electrólisis de soluciones acuosas?
22 *. ¿Qué metales pueden obtenerse por electrólisis de sus sales fundidas y no pueden obtenerse por electrólisis de soluciones acuosas de estas sustancias?
23 *. Haga las ecuaciones para la electrólisis de cloruro de bario en: a) fusión, b) solución
28. A una solución que contenía 27 g de cloruro de cobre (II) se añadieron 1-4 g de limaduras de hierro. ¿Qué masa de cobre se liberó como resultado de esta reacción?
Respuesta: 12,8 g.
29. ¿Qué masa de sulfato de zinc se puede obtener haciendo reaccionar el exceso de zinc con 500 ml de una solución de ácido sulfúrico al 20% con una densidad de 1,14 g / ml?
Respuesta: 187,3 g.
31. Al procesar 8 g de una mezcla de magnesio y óxido de magnesio con ácido clorhídrico, se liberaron 5,6 litros de hidrógeno (n, u.). Que es fracción de masa(en%) JUNIO en la mezcla original?
Respuesta: 75%.
34. Determine la fracción de masa (en porcentaje) de carbono en el acero (una aleación de hierro con carbono), si durante la combustión de su muestra pesa 10 g en una corriente de oxígeno, 0,28 litros de óxido de carbono (IV) (estándar) fueron recolectados.
Respuesta: 1,5%.
35. Se colocó una muestra de 0,5 g de sodio en agua. Ni la neutralización de la solución resultante consumió 29,2 g de ácido clorhídrico al 1,5%. ¿Cuál es la fracción de masa (porcentaje) de sodio en la muestra?
Respuesta: 55,2%.
36. Se trató una aleación de cobre y aluminio con un exceso de solución de hidróxido de sodio, mientras se desprendía un gas con un volumen de 1.344 L (unidad estándar). El residuo después de la reacción se disolvió en ácido nítrico, luego se evaporó la solución. y calcinado a peso constante, que resultó ser igual a 0,4 g de composición de la aleación? Respuesta: 1.08 g Al 0.32 g Cu o 77.14% Al 22.86% Cu.
37. ¿Qué masa de hierro fundido que contiene 94% de hierro se puede obtener a partir de 1 tonelada de mineral de hierro rojo (Fe2O3) que contiene 20% de impurezas?
Respuesta: 595,74 kg.

Metales en la naturaleza

Si estudió química cuidadosamente en clases anteriores, entonces sabrá que la tabla periódica tiene más de noventa tipos de metales y alrededor de sesenta de ellos se pueden encontrar en entorno natural.

Los metales de origen natural se pueden dividir aproximadamente en los siguientes grupos:

Metales que se pueden encontrar en la naturaleza en forma libre;
metales encontrados como compuestos;
metales que se pueden encontrar en forma mixta, es decir, pueden estar tanto en forma libre como en forma de compuestos.

A diferencia de otros elementos químicos, los metales se encuentran con bastante frecuencia en la naturaleza en forma de sustancias simples. Suelen tener un estado natal. Dichos metales, que se presentan en forma de sustancias simples, incluyen oro, plata, cobre, platino, mercurio y otros.

Pero no todos los metales que se encuentran en el entorno natural están presentes en su estado nativo. Algunos metales se pueden encontrar en forma de compuestos y se denominan minerales.

Además, elementos químicos como la plata, el mercurio y el cobre se pueden encontrar tanto en estado nativo como en estado de apariencia de compuestos.

Todos aquellos minerales de los que se pueden obtener metales en el futuro se denominan minerales. En la naturaleza, hay un mineral, que incluye hierro. Este compuesto se llama mineral de hierro. Y si la composición contiene cobre, pero en consecuencia, dicho compuesto se llama mineral de cobre.

Por supuesto, los metales más comunes en la naturaleza son los metales que interactúan activamente con el oxígeno y el azufre. Se denominan óxidos y sulfuros metálicos.

El aluminio es un elemento tan común que forma metal. El aluminio se encuentra en la arcilla y también en piedras preciosas como el zafiro y el rubí.

El segundo metal más popular y extendido es el hierro. Por regla general, se presenta en la naturaleza en forma de compuestos, y en su forma nativa solo se puede encontrar en la composición de piedras de meteorito.

Los siguientes más comunes en el medio natural, o más bien en la corteza terrestre, son los metales como el magnesio, calcio, sodio, potasio.

Al sostener monedas en la mano, probablemente haya notado que desprenden un olor característico. Pero resulta que este no es el olor a metal, sino el olor que proviene de los compuestos, que se forma cuando el metal entra en contacto con el sudor humano.

¿Sabías que Suiza ha establecido la producción de lingotes de oro en forma de barra de chocolate, que se puede partir en rodajas y utilizar como regalo o medio de pago? La empresa produce este tipo de barras de chocolate a partir de oro, plata, platino y paladio. Si dicha baldosa se rompe en rodajas, cada una de ellas pesa solo un gramo.

Y, sin embargo, una aleación de metal como el nitinol posee una propiedad bastante interesante. Es único porque tiene un efecto de memoria y, cuando se calienta, un producto deformado hecho de esta aleación puede volver a su forma original. Estos materiales peculiares con la llamada memoria se utilizan para la fabricación de casquillos. Tienen la propiedad de contraerse a bajas temperaturas, ya temperatura ambiente estos manguitos se enderezan y esta conexión es aún más confiable que la soldadura. Y este fenómeno se produce por el hecho de que estas aleaciones tienen una estructura termoelástica.

¿Alguna vez se ha preguntado por qué es costumbre agregar una aleación de plata o cobre a las joyas de oro? Resulta que esto se debe a que el oro en su forma pura es muy suave y fácil de rayar incluso con una uña.