Химические свойства металлов

Валентные электроны металлов слабо связаны с ядром, поэтому металлы являются типичными восстановителями (легко отдают электроны, превращаясь в положительно заряженные ионы). По активности металлы располагаются в ряд, называемый электрохимическимрядом напряжений или рядом активностей металлов. Металлы, стоящие в ряду активностей до водорода, имеют отрицательные значения стандартных электродных потенциалов (j⁰), а металлы, стоящие после водорода - положительные значения j⁰. Чем левее стоит металл, тем больше его активность.

Металлы реагируют с кислородом воздуха с образованием оксидов, а щелочные и щелочноземельные металлы - пероксидов и супероксидов: 4Li + O₂ 2Li₂O (оксид лития)

2Na + O₂ Na₂O₂ (пероксид натрия)

К + О₂ КО₂ (супероксид калия)

Металлы реагируют с неметаллами: 2Al +3S Al₂S₃ .

Активные металлы способны вытеснять водород из воды:

2Na + 2H₂O 2NaOH + H₂

Более активные металлы вытесняют менее активные из оксидов и солей: Cr₂O₃ + 2Al Al₂O₃ + 2Cr

CuSO₄ + Fe FeSO₄ + Cu

Реакции металлов с кислотами:

1. Кислоты-неокислители (все кислоты, кроме H₂SO₄ конц. и HNO₃ любой концентрации) реагируют только с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода. В результате реакции образуется соль и выделяется водород: 2Al+6HCl 2AlCl₃+3H₂

2. Кислоты-окислители (H₂SO₄ конц., HNO₃ конц., HNO₃ разб.) реагируют со всеми металлами, кроме Au и Pt. В результате образуются соль, вода и продукт восстановления кислоты, который зависит от концентрации кислоты и активности металла:

Например, Cu + 2H₂SO₄ конц. CuSO₄ + 2H₂O + SO₂

Cu + 4HNO₃ конц. Cu(NO₃)₂ + 2H₂O + 2NO₂

3Cu + 8HNO₃ разб. 3Cu(NO₃)₂ + 4H₂O + 2NO

Металлы, стоящие в ряду напряжений до алюминия, восстанавливают очень разбавленную азотную кислоту до NH₄NO₃: Сa+10HNO₃оч.разб. 4Ca(NO₃)₂ +3H₂O+NH₄NO₃

Коэффициенты в вышеуказанных реакциях расставляются по правилам окислительно-восстановительных реакций.

Концентрированные серная и азотная кислоты пассивируют такие металлы, как железо, алюминий, хром и некоторые другие, покрывая их прочной оксидной пленкой, которая препятствует дальнейшему окислению.