Me çfarë reagojnë metalet me reaksion të ulët? Me çfarë reagojnë metalet?

Vetitë kimike të metaleve: bashkëveprimi me oksigjenin, halogjenet, squfurin dhe lidhja me ujin, acidet, kripërat.

Vetitë kimike të metaleve përcaktohen nga aftësia e atomeve të tyre për të hequr lehtë elektronet nga një nivel i jashtëm i energjisë, duke u shndërruar në jone të ngarkuar pozitivisht. Kështu, në reaksionet kimike, metalet provojnë të jenë agjentë reduktues energjikë. Kjo është vetia e tyre kryesore kimike e përbashkët.

Aftësia për të dhuruar elektrone ndryshon midis atomeve të elementeve individuale metalike. Sa më lehtë që një metal të heqë dorë nga elektronet e tij, aq më aktiv është ai dhe aq më fuqishëm reagon me substanca të tjera. Bazuar në hulumtimet, të gjitha metalet janë renditur sipas renditjes së aktivitetit në rënie. Kjo seri u propozua për herë të parë nga shkencëtari i shquar N. N. Beketov. Kjo seri e aktivitetit të metaleve quhet edhe seria e zhvendosjes së metaleve ose seria elektrokimike e tensioneve metalike. Duket kështu:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Pt, Au

Me ndihmën e kësaj serie mund të zbuloni se cili metal është aktiv në një tjetër. Kjo seri përmban hidrogjen, i cili nuk është metal. Vetitë e tij të dukshme merren për krahasim si një lloj zero.

Me vetitë e agjentëve reduktues, metalet reagojnë me agjentë të ndryshëm oksidues, kryesisht me jometale. Metalet reagojnë me oksigjen në kushte normale ose kur nxehen për të formuar okside, për shembull:

2Mg0 + O02 = 2Mg+2O-2

Në këtë reagim, atomet e magnezit oksidohen dhe atomet e oksigjenit reduktohen. Metalet fisnike në fund të serisë reagojnë me oksigjen. Reaksionet me halogjene ndodhin në mënyrë aktive, për shembull, djegia e bakrit në klor:

Cu0 + Cl02 = Cu+2Cl-2

Reaksionet me squfur më së shpeshti ndodhin kur nxehen, për shembull:

Fe0 + S0 = Fe+2S-2

Metalet aktive, të cilat janë në serinë e aktivitetit të metaleve në Mg, reagojnë me ujin për të formuar alkalet dhe hidrogjenin:

2Na0 + 2H+2O → 2Na+OH + H02

Metalet me aktivitet mesatar nga Al në H2 reagojnë me ujin në kushte më të rënda dhe formojnë okside dhe hidrogjen:

Pb0 + H+2O Vetitë kimike të metaleve: bashkëveprimi me oksigjenin Pb+2O + H02.

Aftësia e një metali për të reaguar me acidet dhe kripërat në tretësirë ​​varet gjithashtu nga pozicioni i tij në serinë e zhvendosjes së metaleve. Metalet në rreshtin e zhvendosur të metaleve në të majtë të hidrogjenit zakonisht zhvendosin (zvogëlojnë) hidrogjenin nga acidet e holluara, ndërsa metalet e vendosura në të djathtë të hidrogjenit nuk e zhvendosin atë. Kështu, zinku dhe magnezi reagojnë me tretësirat e acidit, duke lëshuar hidrogjen dhe duke formuar kripëra, por bakri nuk reagon.

Mg0 + 2H+Cl → Mg+2Cl2 + H02

Zn0 + H+2SO4 → Zn+2SO4 + H02.

Atomet e metaleve në këto reaksione janë agjentë reduktues, dhe jonet e hidrogjenit janë agjentë oksidues.

Metalet reagojnë me kripërat në tretësirat ujore. Metalet aktive zhvendosin metalet më pak aktive nga përbërja e kripërave. Kjo mund të përcaktohet nga seria e aktivitetit të metaleve. Produktet e reagimit janë një kripë e re dhe një metal i ri. Pra, nëse një pllakë hekuri është zhytur në një zgjidhje të sulfatit të bakrit (II), pas njëfarë kohe bakri do të lëshohet mbi të në formën e një shtrese të kuqe:

Fe0 + Cu+2SO4 → Fe+2SO4 + Cu0.

Por nëse një pllakë argjendi zhytet në një zgjidhje të sulfatit të bakrit (II), atëherë nuk do të ndodhë asnjë reagim:

Ag + CuSO4 ≠ .

Për të kryer reaksione të tilla, nuk mund të përdorni metale që janë shumë aktive (nga litiumi në natrium) që mund të reagojnë me ujin.

Prandaj, metalet janë të afta të reagojnë me jometalet, ujin, acidet dhe kripërat. Në të gjitha këto raste, metalet oksidohen dhe janë agjentë reduktues. Për të parashikuar rrjedhën e reaksioneve kimike që përfshijnë metale, duhet të përdoret një seri zhvendosjeje metalesh.

Ekuacionet e reagimit të raportit të metaleve:

• a) tek substancat e thjeshta: oksigjeni, hidrogjeni, halogjenet, squfuri, azoti, karboni;
• b) te substancat komplekse: uji, acidet, alkalet, kripërat.

1. Metalet përfshijnë s-elementet e grupeve I dhe II, të gjithë elementët s, p-elementet e grupit III (përveç borit), si dhe kallajin dhe plumbin (grupi IV), bismut (grupi V) dhe polonium (grupi VI). Shumica e metaleve kanë 1-3 elektrone në nivelin e tyre të jashtëm të energjisë. Për atomet e elementeve d, brenda periudhave, nënnivelet d të shtresës para-jashtme mbushen nga e majta në të djathtë.
2. Vetitë kimike të metaleve përcaktohen nga struktura karakteristike e predhave të tyre të jashtme elektronike.

Brenda një periudhe, me rritjen e ngarkesës bërthamore, rrezet e atomeve me të njëjtin numër të predhave elektronike zvogëlohen. Atomet e metaleve alkali kanë rrezet më të mëdha. Sa më e vogël të jetë rrezja e atomit, aq më e madhe është energjia e jonizimit dhe sa më e madhe të jetë rrezja e atomit, aq më e vogël është energjia e jonizimit. Meqenëse atomet e metaleve kanë rrezet atomike më të mëdha, ato karakterizohen kryesisht nga vlera të ulëta të energjisë jonizuese dhe afinitetit të elektroneve. Metalet e lira shfaqin veti ekskluzivisht reduktuese.

3) Metalet formojnë okside, për shembull:

Vetëm metalet alkali dhe alkaline tokësore reagojnë me hidrogjen, duke formuar hidride:

Metalet reagojnë me halogjenet, duke formuar halogjene, me squfur - sulfide, me azot - nitride, me karbon - karbide.

Me një rritje të vlerës algjebrike të potencialit standard të elektrodës së një metali E 0 në serinë e tensionit, aftësia e metalit për të reaguar me ujin zvogëlohet. Kështu, hekuri reagon me ujin vetëm në temperatura shumë të larta:

Metalet me potencial pozitiv të elektrodës standarde, domethënë ato që qëndrojnë pas hidrogjenit në serinë e tensionit, nuk reagojnë me ujin.

Reaksionet e metaleve me acidet janë karakteristike. Metalet me vlerë E0 negative e zhvendosin hidrogjenin nga tretësirat e HCl, H2S04, H3P04, etj.

Një metal me një vlerë më të ulët E0 zhvendos një metal me një vlerë më të madhe E0 nga tretësirat e kripës:

Përbërjet më të rëndësishme të kalciumit të marra në mënyrë industriale, vetitë e tyre kimike dhe metodat e prodhimit.

Oksidi i kalciumit CaO quhet gëlqere e gjallë. Përftohet nga djegia e gurit gëlqeror CaC0 3 --> CaO + CO, në temperaturën 2000° C. Oksidi i kalciumit ka vetitë e një oksidi bazë:

a) reagon me ujin duke lëshuar një sasi të madhe nxehtësie:

CaO + H 2 0 = Ca (OH) 2 (gëlqere e shuar).

b) reagon me acidet për të formuar kripë dhe ujë:

CaO + 2HCl = CaCl 2 + H 2 O

CaO + 2H + = Ca 2+ + H 2 O

c) reagon me oksidet e acidit për të formuar një kripë:

CaO + C0 2 = CaC0 3

Hidroksidi i kalciumit Ca(OH) 2 përdoret në formën e gëlqeres së shuar, qumështit të gëlqeres dhe ujit gëlqeror.

Qumështi i gëlqeres është një lëng i formuar nga përzierja e tepërt e gëlqeres së shuar me ujë.

Uji i gëlqeres është një solucion i qartë i përftuar nga filtrimi i qumështit gëlqeror. Përdoret në laborator për të zbuluar monoksidin e karbonit (IV).

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2 O

Me kalimin e zgjatur të monoksidit të karbonit (IV), tretësira bëhet transparente, pasi formohet një kripë acide, e tretshme në ujë:

CaC0 3 + C0 2 + H 2 O = Ca (HCO 3 ) 2

Nëse tretësira transparente që rezulton e bikarbonatit të kalciumit nxehet, atëherë përsëri shfaqet turbullira, pasi një precipitat i CaC0 3 precipiton:

Metalet ndryshojnë shumë në aktivitetin e tyre kimik. Aktiviteti kimik i një metali mund të gjykohet përafërsisht nga pozicioni i tij në.

Metalet më aktive janë të vendosura në fillim të kësaj rreshti (në të majtë), më pak aktive janë në fund (në të djathtë).
Reaksionet me substanca të thjeshta. Metalet reagojnë me jometalet për të formuar komponime binare. Kushtet e reagimit, dhe nganjëherë produktet e tyre, ndryshojnë shumë për metale të ndryshme.
Për shembull, metalet alkali reagojnë në mënyrë aktive me oksigjenin (përfshirë ajrin) në temperaturën e dhomës për të formuar okside dhe perokside

4Li + O 2 = 2Li 2 O;
2Na + O 2 = Na 2 O 2

Metalet me aktivitet mesatar reagojnë me oksigjen kur nxehen. Në këtë rast, formohen oksidet:

2Mg + O 2 = t 2MgO.

Metalet me aktivitet të ulët (për shembull, ari, platini) nuk reagojnë me oksigjen dhe për këtë arsye praktikisht nuk e ndryshojnë shkëlqimin e tyre në ajër.
Shumica e metaleve, kur nxehen me pluhur squfuri, formojnë sulfidet përkatëse:

Reaksionet me substanca komplekse. Komponimet e të gjitha klasave reagojnë me metale - okside (përfshirë ujin), acide, baza dhe kripëra.
Metalet aktive reagojnë dhunshëm me ujin në temperaturën e dhomës:

2Li + 2H2O = 2LiOH + H2;
Ba + 2H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2.

Sipërfaqja e metaleve si magnezi dhe alumini mbrohet nga një film i dendur i oksidit përkatës. Kjo parandalon që reaksioni të ndodhë me ujë. Sidoqoftë, nëse ky film hiqet ose integriteti i tij prishet, atëherë këto metale gjithashtu reagojnë në mënyrë aktive. Për shembull, magnezi pluhur reagon me ujë të nxehtë:

Mg + 2H 2 O = 100 °C Mg(OH) 2 + H 2.

Në temperatura të larta, me ujin reagojnë edhe metalet më pak aktive: Zn, Fe, Mil etj. Në këtë rast formohen oksidet përkatëse. Për shembull, kur avulli i ujit kalohet mbi fije hekuri të nxehtë, ndodh reagimi i mëposhtëm:

3Fe + 4H 2 O = t Fe 3 O 4 + 4H 2.

Metalet në serinë e aktivitetit deri në hidrogjen reagojnë me acidet (përveç HNO 3) për të formuar kripëra dhe hidrogjen. Metalet aktive (K, Na, Ca, Mg) reagojnë me tretësira acide shumë dhunshëm (me shpejtësi të lartë):

Ca + 2HCl = CaCl2 + H2;
2Al + 3H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Metalet me aktivitet të ulët janë shpesh praktikisht të pazgjidhshëm në acide. Kjo është për shkak të formimit të një filmi kripe të patretshme në sipërfaqen e tyre. Për shembull, plumbi, i cili është në serinë e aktivitetit para hidrogjenit, është praktikisht i pazgjidhshëm në acidet sulfurik dhe klorhidrik të holluar për shkak të formimit të një filmi kripërash të patretshme (PbSO 4 dhe PbCl 2) në sipërfaqen e tij.

1. Metalet reagojnë me jometalet.

2 Unë + n Hal 2 → 2 MeHal n

4Li + O2 = 2Li2O

Metalet alkali, me përjashtim të litiumit, formojnë perokside:

2Na + O 2 = Na 2 O 2

2. Metalet që i paraprijnë hidrogjenit reagojnë me acidet (me përjashtim të acideve nitrik dhe sulfurik) për të lëshuar hidrogjen

Me + HCl → kripë + H2

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2

Pb + 2 HCl → PbCl2↓ + H2

3. Metalet aktive reagojnë me ujin për të formuar alkali dhe lëshojnë hidrogjen.

2Me+ 2n H 2 O → 2Me(OH) n + n H 2

Produkti i oksidimit të metalit është hidroksidi i tij – Me(OH) n (ku n është gjendja e oksidimit të metalit).

Për shembull:

Ca + 2H 2 O → Ca(OH) 2 + H 2

4. Metalet me aktivitet mesatar reagojnë me ujin kur nxehen për të formuar oksid metali dhe hidrogjen.

2Me + nH 2 O → Me 2 O n + nH 2

Produkti i oksidimit në reaksione të tilla është oksidi i metalit Me 2 O n (ku n është gjendja e oksidimit të metalit).

3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2

5. Metalet pas hidrogjenit nuk reagojnë me ujë dhe tretësirë ​​acide (përveç përqendrimeve nitrik dhe squfurit)

6. Metalet më aktive i zhvendosin ato më pak aktive nga tretësirat e kripërave të tyre.

CuSO 4 + Zn = Zn SO 4 + Cu

CuSO 4 + Fe = Fe SO 4 + Cu

Metalet aktive - zinku dhe hekuri - zëvendësuan bakrin në sulfat dhe formuan kripëra. Zinku dhe hekuri u oksiduan dhe bakri u reduktua.

7. Halogjenet reagojnë me ujë dhe tretësirë ​​alkali.

Fluori, ndryshe nga halogjenët e tjerë, oksidon ujin:

2H 2 O+2F 2 = 4HF + O 2 .

ne te ftohte: formohen Cl2+2KOH=KClO+KCl+H2OCl2+2KOH=KClO+KCl+H2O klorur dhe hipoklorit.

kur nxehet: formohen 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O loride dhe klorate.

8 Halogjenët aktivë (përveç fluorit) zhvendosin halogjenët më pak aktivë nga tretësirat e kripërave të tyre.

9. Halogjenet nuk reagojnë me oksigjen.

10. Metalet amfoterike (Al, Be, Zn) reagojnë me tretësirat e alkaleve dhe acideve.

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

11. Magnezi reagon me dioksid karboni dhe oksid silikoni.

2Mg + CO2 = C + 2MgO

SiO2+2Mg=Si+2MgO

12. Metalet alkaline (përveç litiumit) formojnë perokside me oksigjen.

2Na + O 2 = Na 2 O 2

3. Klasifikimi i përbërjeve inorganike

Substanca të thjeshta – substanca molekulat e të cilave përbëhen nga atome të të njëjtit lloj (atome të të njëjtit element). Në reaksionet kimike ato nuk mund të dekompozohen për të formuar substanca të tjera.

Substancat komplekse (ose komponimet kimike) janë substanca molekulat e të cilave përbëhen nga atome të llojeve të ndryshme (atome të elementeve të ndryshëm kimikë). Në reaksionet kimike ato dekompozohen për të formuar disa substanca të tjera.

Substancat e thjeshta ndahen në dy grupe të mëdha: metale dhe jometale.

Metalet – një grup elementësh me veti karakteristike metalike: lëndët e ngurta (me përjashtim të merkurit) kanë shkëlqim metalik, janë përcjellës të mirë të nxehtësisë dhe energjisë elektrike, të lakueshëm (hekur (Fe), bakër (Cu), alumin (Al), merkur ( Hg), ari (Au), argjendi (Ag), etj.).

jometalet – një grup elementësh: lëndë të ngurta, të lëngëta (bromi) dhe të gazta që nuk kanë shkëlqim metalik, janë izolues dhe janë të brishtë.

Dhe substancat komplekse, nga ana tjetër, ndahen në katër grupe, ose klasa: okside, baza, acide dhe kripëra.

Oksidet - këto janë substanca komplekse, molekulat e të cilave përfshijnë atome të oksigjenit dhe ndonjë substancë tjetër.

Bazat - këto janë substanca komplekse në të cilat atomet metalike janë të lidhura me një ose më shumë grupe hidroksil.

Nga pikëpamja e teorisë së shpërbërjes elektrolitike, bazat janë substanca komplekse, shpërbërja e të cilave në një tretësirë ​​ujore prodhon katione metalike (ose NH4+) dhe anione hidroksid OH-.

Acidet - këto janë substanca komplekse, molekulat e të cilave përfshijnë atome hidrogjeni që mund të zëvendësohen ose shkëmbehen me atome metalike.

Kripërat - këto janë substanca komplekse, molekulat e të cilave përbëhen nga atome metalike dhe mbetje acide. Një kripë është produkt i zëvendësimit të pjesshëm ose të plotë të atomeve të hidrogjenit të një acidi me një metal.

Struktura e atomeve të metaleve përcakton jo vetëm vetitë fizike karakteristike të substancave të thjeshta - metalet, por edhe vetitë e tyre të përgjithshme kimike.

Pavarësisht diversitetit të madh, të gjitha reaksionet kimike të metaleve janë redoks dhe mund të jenë vetëm dy llojesh: kombinim dhe zëvendësues. Metalet janë të afta të dhurojnë elektrone gjatë reaksioneve kimike, domethënë të jenë agjentë reduktues dhe të shfaqin vetëm një gjendje oksidimi pozitiv në përbërjet që rezultojnë.

Në përgjithësi, kjo mund të shprehet me diagramin e mëposhtëm:
Me 0 – ne → Me +n,
ku Me është një metal - një substancë e thjeshtë, dhe Me 0+n është një metal, një element kimik në një përbërje.

Metalet janë të afta të dhurojnë elektronet e tyre të valencës tek atomet jometale, jonet e hidrogjenit dhe jonet e metaleve të tjera, dhe për këtë arsye do të reagojnë me jometalet - substanca të thjeshta, ujë, acide, kripëra. Megjithatë, aftësia reduktuese e metaleve ndryshon. Përbërja e produkteve të reaksionit të metaleve me substanca të ndryshme varet nga aftësia oksiduese e substancave dhe nga kushtet në të cilat ndodh reaksioni.

Në temperatura të larta, shumica e metaleve digjen në oksigjen:

2Mg + O2 = 2MgO

Vetëm ari, argjendi, platini dhe disa metale të tjera nuk oksidohen në këto kushte.

Shumë metale reagojnë me halogjenet pa u ngrohur. Për shembull, pluhuri i aluminit, kur përzihet me bromin, ndizet:

2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3

Kur metalet ndërveprojnë me ujin, në disa raste formohen hidrokside. Në kushte normale, metalet alkaline, si dhe kalciumi, stronciumi dhe bariumi, ndërveprojnë në mënyrë shumë aktive me ujin. Skema e përgjithshme e këtij reagimi duket si kjo:

Me + HOH → Me(OH) n + H 2

Metalet e tjera reagojnë me ujin kur nxehen: magnezi kur vlon, hekuri në avujt e ujit kur zien me ngjyrë të kuqe. Në këto raste fitohen oksidet e metaleve.

Nëse një metal reagon me një acid, ai është pjesë e kripës që rezulton. Kur një metal ndërvepron me tretësirat e acidit, ai mund të oksidohet nga jonet e hidrogjenit të pranishëm në tretësirë. Ekuacioni i shkurtuar jonik mund të shkruhet në formë të përgjithshme si më poshtë:

Me + nH + → Me n + + H 2

Anionet e acideve që përmbajnë oksigjen, të tilla si sulfurik dhe nitrik i koncentruar, kanë veti oksiduese më të forta se jonet e hidrogjenit. Prandaj, ato metale që nuk janë në gjendje të oksidohen nga jonet e hidrogjenit, për shembull, bakri dhe argjendi, reagojnë me këto acide.

Kur metalet ndërveprojnë me kripërat, ndodh një reaksion zëvendësimi: elektronet nga atomet e metalit zëvendësues - më aktiv - kalojnë në jonet e metalit të zëvendësuar - më pak aktiv. Pastaj rrjeti zëvendëson metalin me metal në kripëra. Këto reaksione nuk janë të kthyeshme: nëse metali A e zhvendos metalin B nga tretësira e kripës, atëherë metali B nuk do të zhvendosë metalin A nga tretësira e kripës.

Në rend zbritës të aktivitetit kimik të manifestuar në reaksionet e zhvendosjes së metaleve nga njëri-tjetri nga tretësirat ujore të kripërave të tyre, metalet janë të vendosura në serinë elektrokimike të tensioneve (aktiviteteve) të metaleve:

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

Metalet e vendosura në të majtë në këtë rresht janë më aktivë dhe janë në gjendje të zhvendosin metalet e mëposhtme nga tretësirat e kripës.

Hidrogjeni përfshihet në serinë elektrokimike të tensioneve të metaleve, si i vetmi jometal që ndan një veti të përbashkët me metalet - të formojë jone të ngarkuar pozitivisht. Prandaj, hidrogjeni zëvendëson disa metale në kripërat e tyre dhe vetë mund të zëvendësohet nga shumë metale në acide, për shembull:

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

Metalet që vijnë para hidrogjenit në serinë e tensionit elektrokimik e zhvendosin atë nga tretësirat e shumë acideve (klorhidrik, sulfurik, etj.), por të gjithë ata që e ndjekin, për shembull bakri, nuk e zhvendosin atë.

blog.site, kur kopjoni materialin plotësisht ose pjesërisht, kërkohet një lidhje me burimin origjinal.