Металлы
🧪 Химия · 9 класс
Металлы: общая характеристика
Металлы — это элементы, атомы которых легко отдают валентные электроны, проявляя восстановительные свойства. В таблице Менделеева металлы расположены слева и снизу от условной диагонали бор — астат. Из-за металлической связи и «электронного газа» металлы имеют характерные физические свойства.
Физические свойства
Большинство металлов — твёрдые (кроме ртути), имеют металлический блеск, хорошо проводят тепло и электрический ток, пластичны (куются и тянутся в проволоку). Самый электропроводный — серебро, самый лёгкий из распространённых — алюминий, самый тугоплавкий — вольфрам.
Химические свойства и ряд активности
В реакциях металлы отдают электроны — они восстановители. Активность металлов сравнивают по ряду активности (ряду напряжений). Чем левее металл в ряду, тем он активнее.
Ряд активности (фрагмент):
K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, (H), Cu, Ag, Au
| Реагент | Какие металлы реагируют | Пример |
|---|---|---|
| Вода (комн. t) | самые активные (K, Na, Ca) | 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑ |
| Кислоты (HCl, разб. H2SO4) | стоящие левее водорода | Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑ |
| Растворы солей | более активный вытесняет менее активный | Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu |
| Кислород | почти все (кроме Au, Ag) | 2Mg + O2 → 2MgO |
Разбор: вытеснение металла
Можно ли железом вытеснить медь из CuSO4?
В ряду активности железо левее меди → железо активнее.
Значит реакция идёт:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
А вот медь не вытеснит железо из FeSO4 (Cu правее).
Способы получения металлов
В природе активные металлы встречаются только в виде соединений (руд), поэтому их нужно восстанавливать. Основной промышленный приём — металлургия: восстановление металла из оксида углём, угарным газом или водородом, а самые активные металлы получают электролизом расплавов.
Восстановление железа из руды:
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Сплавы
Сплавы — материалы из двух и более металлов (или металла с неметаллом). Они часто прочнее и полезнее чистых металлов. Примеры: сталь и чугун (железо + углерод), бронза (медь + олово), латунь (медь + цинк), дюралюминий (алюминий с добавками). Именно сплавы, а не чистые металлы, чаще всего применяют в технике и строительстве.
Частые ошибки: металлы левее водорода вытесняют его из кислот, правее — нет (медь с соляной кислотой не реагирует). С концентрированными серной и азотной кислотами реакции идут иначе и водород не выделяется. Активные металлы (K, Na) реагируют не с солью напрямую, а сначала с водой.
Кратко о главном
- Металлы — восстановители, легко отдают электроны.
- Имеют блеск, проводят ток и тепло, пластичны.
- Активность металлов сравнивают по ряду напряжений.
- Металл левее водорода вытесняет его из кислот.
- Более активный металл вытесняет менее активный из раствора соли.