Атоми металічних елементів порівняно легко віддають валентні електрони і перетворюються на позитивно заряджені йони. Метали як відновники вступають в реакцію з різними окисниками, серед яких можуть бути прості речовини (H2, S, N2, Cl2, O2), складні речовини: кислоти, солі, вода. Найенергійніше метали реагують з галогенами, киснем, сіркою. Хімічні властивості металів можна зобразити за допомогою такої схеми:
Схема 16.
● Активні метали взаємодіють з воднем з утворенням гідридів, які є твердими сполуками. Наприклад:
2K + H2 → 2KH (калій гідрид)
Fe + H2 ≠
● Метали взаємодіють з неметалами з утворенням солей. Азот взаємодіє лише з лужними і лужноземельними металами і магнієм. Сірка – з усіма, крім золота і платини. З галогенами багато металів взаємодіють без нагрівання. Наприклад:
6K + N2 → 2K3N (калій нітрид);
2Na + S = Na2S (натрій сульфід)
● При високій температурі більшість металів згорає в кисні, малоактивні метали окиснюються. Продуктами реакцій горіння активних металів можуть бути оксиди або пероксиди. Так, під час горіння натрію і калію в кисні утворюються пероксиди і як домішки – оксиди:
2Na + O2 = Na2O2;
4Na + O2 = 2Na2O;
2Mg + O2 2MgO (магній оксид).
Продуктами реакцій окиснення є оксиди: 2Cu + O2 2CuO.
● Дуже активні метали взаємодіють з водою за звичайних умов з утворенням гідроксиду і виділенням водню: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2.
Інші метали взаємодіють з водою при нагріванні: магній під час кипіння води, залізо в парі води при червоному розжарюванні. У цих випадках утворюються оксиди металів і водень: Zn + H2O = ZnO + H2.
● Метали, які стоять в ряду активності до водню взаємодіють з кислотами (за винятком нітратної і концентрованої сульфатної кислот) з утворенням солі і водню:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Cu + HCl ≠
При взаємодії з нітратною і концентрованою сульфатною кислотами водень ніколи не виділяється, а виділяється вода, сіль та оксиди Нітрогену чи Сульфуру відповідно:
8HNO3 + 3Zn = 3Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O.
Ряд активності металів
Li, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Be, Al, Mn, Cr, Zn, Fe, Cd, Ni, Sn, Pb, (H), Bi, Cu, Ag, Hg, Pt, Au
Ряд активності металів встановив М. М. Бекетов. На основі ряду активності металів можна зробити такі висновки про хімічну поведінку металів:
кожен метал розташований в ряду лівіше витісняє з солей інші метали, розташовані в цьому ряду правіше від нього, і може сам бути витіснений із солей металами, розташованими лівіше від нього;
всі метали, розташовані лівіше Гідрогену, витісняють його з кислот (можуть розчинятися в кислотах, виділяючи водень), а розташовані правіше – не витісняють (у кислотах-неокиснювачах не розчиняються).
чим лівіше розташований метал, тим він активніший, тим сильнішим відновником він виступає і тим трудніше відновлюються його йони.
на початку ряду містяться найбільш активні метали, в кінці ряду – найменш активні.
● Більш активні метали, які стоять в ряду напруг лівіше, можуть витісняти менш активні метали, які в ряду напруг стоять правіше з розчинів їх солей:
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
FeSO4 + Cu ≠
● Золото і платина розчиняються в царській горілці (суміш концентрованих нітратної і хлоридної кислот у відношенні 1:3 відповідно):
Au + HNO3 + 3HCl = AuCl3 + NO + 2H2O;
3Pt + 4HNO3 + 12HCl = 3 PtCl4 + 4NO + 8H2O.
Дія царської горілки полягає в тому, що нітратна кислота окиснює хлоридну кислоту. Вільний Хлор що виділяється при цьому, сполучається з металами з утворенням хлоридів.
2MgO (магній оксид).
2CuO.
