Металлы и их химические свойства

Атомы металлов легко отдают свои валентные электроны, переходя в ионы с положительным зарядом, – это самое основное химическое свойство металлов. Для типичных металлов характерно то, что их ионы имеют всегда положительный заряд, вследствие того, что они никогда не присоединяют электронов.

При химических реакциях, легко расставаясь со своими валентными электронами, типичные металлы выступают в роли энергичных восстановителей. У каждого металла своя способность к отдаче электронов. Металл тем энергичнее взаимодействует с иными веществами, чем легче отпускает свои электроны.

9-2)Получение металлов. Большое количество металлов находится в природе в виде соединений. Самородными металлами называются те, которые встречаются в свободном состоянии (золото, платина, ртуть, олово). Золото добывают либо отделяя механически от примесей, либо извлекая из породы при помощи реагентов. Остальные металлы получают с помощью химической обработки их соединений. Руды – горные породы и минералы, имеющие в составе соединения металлов, пригодные для получения их промышленным способом (оксиды, сульфиды и карбонаты металлов).

Способы получения металлов:

1) одним из главных способов получения металлов из руд основан на восстановлении их оксидов углем: Cu2O + C = 2Cu + CO;

2) производят выплавку чугуна из железных руд, получение олова из оловянного камня SnO2 и восстановление других металлов из оксидов;

3) Металл можно получить путем электролиза. С его помощью получают одни из наиболее активных металлов.

4) Промышленные способы получения металлов: пирометаллургический, электрохимический, гидрометаллургический.

По характеру протекания восстановительного процесса способы получения металлов делятся на нижеследующие.

Пирометаллургия – восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью углерода, оксида углерода (II), водорода, алюминия, магния и др.

Например, Cu₂O + C = 2Cu + CO.

Гидрометаллургия – восстановление металлов из солей в растворе.

Например, CuO + H₂SO₄ = CuSO₄ + H₂O,

CuSO₄ + Fe = Cu + FeSO₄.

Электрометаллургия – восстановление металлов в процессе электролиза растворов и расплавов солей.

9-3,4) По своему электронному строению металлы делятся на s-, p-, d- и f-металлы.

s-металлы расположены в 1 и 2 группах Периодической системы химических элементов, р-металлы – в 13, 14, 15, 16 группах. Все они, за исключением германия, олова, свинца, сурьмы, висмута и полония, на внешнем энергетическом уровне имеют 1–3 электрона.

Электронные конфигурации валентных электронов s- и р-металлов приведены в таблице:

ns^1	ns^2	ns^2np^1	ns^2np^2	ns^2np^3	ns^2np^4
Li	Be
Na	Mg	Al
K	Ca	Ga	Ge
Rb	Sr	In	Sn	Sb
Cs	Ba	Tl	Pb	Bi	Po

В группах s- и р-металлов число электронов на внешнем энергетическом уровне не изменяется, радиус атома увеличивается, электроотрицательность уменьшается, восстановительные свойства усиливаются, металлические свойства усиливаются.

9-5) По своему электронному строению металлы делятся на s-, p-, d- и f-металлы.

Начиная с 4 периода, появляются вставные декады d-элементов, у которых заполняется предвнешний энергетический уровень. d-элементы расположены в 3–12 группах Периодической системы химических элементов, все они являются металлами, имеют большое количество валентных электронов, так как ими являются не только s-, но и d-электроны. Это свойство обеспечивает большое разнообразие степеней окисления и ярко выраженную склонность к комплексообразованию.

В группах d-металлов число электронов на внешнем энергетическом уровне не изменяется, радиус атома увеличивается, хотя в меньшей степени, чем у s- и р-металлов, восстановительные свойства чаще всего уменьшаются, устойчивость высшей степени окисления увеличивается.

Дата добавления: 2015-10-02