มีคุณสมบัติทางเทคโนโลยี กายภาพ เครื่องกล และเคมี คุณสมบัติทางกายภาพ ได้แก่ สีและการนำไฟฟ้า คุณลักษณะของกลุ่มนี้ยังรวมถึงการนำความร้อน ความสามารถในการหลอมละลาย และความหนาแน่นของโลหะ
ลักษณะทางกล ได้แก่ ความเป็นพลาสติก ความยืดหยุ่น ความแข็ง ความแข็งแรง และความเหนียว
คุณสมบัติทางเคมีโลหะได้แก่ ความต้านทานการกัดกร่อน ความสามารถในการละลาย และการออกซิเดชัน
ลักษณะต่างๆ เช่น ความลื่นไหล ความสามารถในการชุบแข็ง ความสามารถในการเชื่อม และความอ่อนตัวถือเป็นเทคโนโลยี
คุณสมบัติทางกายภาพ
โลหะครอบครองสถานที่พิเศษในวิชาเคมี การมีลักษณะที่เหมาะสมทำให้สามารถใช้สารเฉพาะในบางพื้นที่ได้
คุณสมบัติทางเคมีของโลหะ
ควรสังเกตว่าคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของโลหะเป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักขององค์ประกอบเหล่านี้
คุณสมบัติทางเคมีของโลหะ
ตามคุณสมบัติทางเคมี โลหะแบ่งออกเป็น:1 )คล่องแคล่ว (โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ Mg อัล สังกะสี ฯลฯ)
2) โลหะกิจกรรมเฉลี่ย (Fe, Cr, Mn ฯลฯ) ;
3 ) ใช้งานน้อย (ลูกบาศ์ก, เอจี)
4) โลหะมีตระกูล – Au, Pt, Pd ฯลฯ
ในปฏิกิริยาจะมีเพียงสารรีดิวซ์เท่านั้น อะตอมของโลหะสามารถปล่อยอิเล็กตรอนจากชั้นอิเล็กตรอนด้านนอก (และบางส่วนจากด้านนอก) ได้อย่างง่ายดาย และกลายเป็นไอออนบวก สถานะออกซิเดชันที่เป็นไปได้ของฉัน ต่ำสุด 0,+1,+2,+3 สูงสุด +4,+5,+6,+7,+8
1. ปฏิกิริยากับอโลหะ
1. ด้วยไฮโดรเจน
โลหะของกลุ่ม IA และ IIA จะทำปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อน ยกเว้นเบริลเลียม สารไฮไดรด์ที่ไม่เสถียรที่เป็นของแข็งเกิดขึ้น โลหะอื่น ๆ จะไม่ทำปฏิกิริยา
2K + H₂ = 2KH (โพแทสเซียมไฮไดรด์)
Ca + H₂ = CaH₂
2. ด้วยออกซิเจน
โลหะทุกชนิดทำปฏิกิริยา ยกเว้นทองคำและแพลทินัม ปฏิกิริยากับเงินเกิดขึ้นเมื่อ อุณหภูมิสูงแต่ในทางปฏิบัติแล้วซิลเวอร์(II) ออกไซด์ไม่ได้เกิดขึ้น เนื่องจากมันไม่เสถียรทางความร้อน โลหะอัลคาไลที่ สภาวะปกติก่อให้เกิดออกไซด์, เปอร์ออกไซด์, ซูเปอร์ออกไซด์ (ลิเธียม - ออกไซด์, โซเดียม - เปอร์ออกไซด์, โพแทสเซียม, ซีเซียม, รูบิเดียม - ซูเปอร์ออกไซด์
4Li + O2 = 2Li2O (ออกไซด์)
2Na + O2 = Na2O2 (เปอร์ออกไซด์)
K+O2=KO2 (ซูเปอร์ออกไซด์)
โลหะที่เหลือของกลุ่มย่อยหลักภายใต้สภาวะปกติจะเกิดออกไซด์โดยมีสถานะออกซิเดชันเท่ากับหมายเลขกลุ่ม 2Ca+O2=2CaO
2Ca+O2=2CaO
โลหะของกลุ่มย่อยทุติยภูมิจะเกิดออกไซด์ภายใต้สภาวะปกติและเมื่อถูกความร้อนจะเกิดออกไซด์ องศาที่แตกต่างกันออกซิเดชัน และเหล็ก ระดับเหล็ก Fe3O4 (Fe⁺²O∙Fe2⁺³O3)
3เฟ + 2O2 = เฟ3O4
4Cu + O₂ = 2Cu₂⁺¹O (สีแดง) 2Cu + O₂ = 2Cu⁺²O (สีดำ);
2Zn + O₂ = ZnO 4Cr + 3O2 = 2Cr2O3
3. ด้วยฮาโลเจน
เฮไลด์ (ฟลูออไรด์, คลอไรด์, โบรไมด์, ไอโอไดด์) สารอัลคาไลน์ติดไฟภายใต้สภาวะปกติด้วย F, Cl, Br:
2Na + Cl2 = 2NaCl (คลอไรด์)
อัลคาไลน์เอิร์ธและอะลูมิเนียมทำปฏิกิริยาภายใต้สภาวะปกติ:
กับเอ+Cl2=กับเอซีแอล2
2Al+3Cl2 = 2AlCl3
โลหะของกลุ่มย่อยด้านข้างด้วย อุณหภูมิสูงขึ้น
Cu + Cl₂ = Cu⁺²Cl₂ Zn + Cl₂ = ZnCl₂
2Fe + 3С12 = 2Fe⁺³Cl3 เฟอร์ริกคลอไรด์ (+3) 2Cr + 3Br2 = 2Cr⁺³Br3
2Cu + I₂ = 2Cu⁺¹I(ไม่มีคอปเปอร์ไอโอไดด์ (+2)!)
4. ปฏิกิริยากับซัลเฟอร์
เมื่อถูกความร้อนแม้กับโลหะอัลคาไลและมีปรอทภายใต้สภาวะปกติ โลหะทุกชนิดทำปฏิกิริยา ยกเว้นทองคำและแพลทินัม
กับสีเทา – ซัลไฟด์: 2K + S = K2S 2Li+S = Li2S (ซัลไฟด์)
กับก+ส=กับเช่น(ซัลไฟด์) 2Al+3S = Al2S3 Cu + S = Cu⁺²S (สีดำ)
สังกะสี + S = ZnS 2Cr + 3S = Cr2⁺³S3 Fe + S = Fe⁺²S
5. ปฏิกิริยาระหว่างฟอสฟอรัสและไนโตรเจน
เกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อน (ยกเว้น: ลิเธียมที่มีไนโตรเจนภายใต้สภาวะปกติ):
มีฟอสฟอรัส – ฟอสไฟด์: 3แคลิฟอร์เนีย + 2 ป=Ca3ป2,
ด้วยไนโตรเจน - ไนไตรด์ 6Li + N2 = 3Li2N (ลิเธียมไนไตรด์) (ns) 3Mg + N2 = Mg3N2 (แมกนีเซียมไนไตรด์) 2Al + N2 = 2A1N 2Cr + N2 = 2CrN 3Fe + N2 = Fe₃⁺²N₂ラ³
6. ปฏิกิริยาระหว่างคาร์บอนและซิลิคอน
เกิดขึ้นเมื่อถูกความร้อน:
คาร์ไบด์ประกอบด้วยคาร์บอนเฉพาะโลหะที่มีฤทธิ์มากที่สุดเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับคาร์บอน จากโลหะอัลคาไลคาร์ไบด์จะเกิดเป็นลิเธียมและโซเดียม โพแทสเซียม, รูบิเดียม, ซีเซียมไม่ทำปฏิกิริยากับคาร์บอน:
2Li + 2C = Li2C2, Ca + 2C = CaC2
โลหะ - องค์ประกอบ d ก่อตัวเป็นสารประกอบขององค์ประกอบที่ไม่ใช่ปริมาณสัมพันธ์กับคาร์บอน เช่น สารละลายของแข็ง: WC, ZnC, TiC - ถูกนำมาใช้ในการผลิตเหล็กกล้าที่มีความแข็งยิ่งยวด
ด้วยซิลิคอน - ซิลิไซด์: 4Cs + Si = Cs4Si,
7. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับน้ำ:
โลหะที่อยู่ก่อนไฮโดรเจนในซีรีย์แรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้าทำปฏิกิริยากับน้ำ โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ททำปฏิกิริยากับน้ำโดยไม่ให้ความร้อนทำให้เกิดไฮดรอกไซด์ที่ละลายน้ำได้ (อัลคาไล) และไฮโดรเจน อลูมิเนียม (หลังจากการทำลายฟิล์มออกไซด์ - การผสมกัน) แมกนีเซียมเมื่อถูกความร้อน เกิดเป็นเบสที่ไม่ละลายน้ำและไฮโดรเจน
2Na + 2HOH = 2NaOH + H2
กับa + 2HOH = Ca(OH)2 + H2
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
โลหะอื่น ๆ ทำปฏิกิริยากับน้ำเฉพาะในสถานะร้อนทำให้เกิดออกไซด์ (เหล็ก - เกล็ดเหล็ก)
สังกะสี + H2O = ZnO + H2 3Fe + 4HOH = Fe3O4 + 4H2 2Cr + 3H₂O = Cr₂O₃ + 3H₂
8 พร้อมออกซิเจนและน้ำ
ในอากาศ เหล็กและโครเมียมจะถูกออกซิไดซ์ได้ง่ายเมื่อมีความชื้น (สนิม)
4เฟ + 3O2 + 6H2O = 4เฟ(OH)3
4Cr + 3O2 + 6H2O = 4Cr(OH)3
9. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับออกไซด์
โลหะ (Al, Mg, Ca) ลดโลหะที่ไม่ใช่โลหะหรือโลหะที่ออกฤทธิ์น้อยลงจากออกไซด์ของพวกมันที่อุณหภูมิสูง → โลหะและออกไซด์ที่ไม่ใช่โลหะหรือออกฤทธิ์ต่ำ (แคลเซียมเทอร์โมเมีย แมกนีเซียมเทอร์โมเมีย อะลูมิเนียมอุณหภูมิ)
2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3 ZCa + Cr₂O₃ = ZCaO + 2Cr (800 °C) 8Al+3Fe3O4 = 4Al2O3+9Fe (เทอร์ไมต์) 2Mg + CO2 = 2MgO + C Mg + N2O = MgO + N2 Zn + CO2 = ZnO+ CO 2Cu + 2NO = 2CuO + N2 3Zn + SO2 = สังกะสี + 2ZnO
10. ด้วยออกไซด์
โลหะเหล็กและโครเมียมทำปฏิกิริยากับออกไซด์ ส่งผลให้สถานะออกซิเดชันลดลง
Cr + Cr2⁺³O3 = 3Cr⁺²O เฟ+ เฟ2⁺³O3 = 3เฟ⁺²O
11. ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับอัลคาไล
เฉพาะโลหะที่ออกไซด์และไฮดรอกไซด์มีคุณสมบัติเป็นแอมโฟเทอริกจะทำปฏิกิริยากับด่าง (Zn, Al, Cr(III), Fe(III) เป็นต้น MOLTEN → เกลือของโลหะ + ไฮโดรเจน
2NaOH + Zn → Na2ZnO2 + H2 (โซเดียมซิเตต)
2Al + 2(NaOH H2O) = 2NaAlO2 + 3H2
สารละลาย → เกลือของโลหะเชิงซ้อน + ไฮโดรเจน
2NaOH + Zn0 + 2H2O = Na2 + H2 (โซเดียมเตตระไฮดรอกซีซินเคต) 2Al+2NaOH + 6H2O = 2Na+3H2
12. ปฏิกิริยาระหว่างกรด (ยกเว้น HNO3 และ H2SO4 (ย่อ)
โลหะที่อยู่ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนในชุดโลหะแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้าจะแทนที่มันจากกรดเจือจาง → เกลือและไฮโดรเจน
จดจำ! กรดไนตริกจะไม่ปล่อยไฮโดรเจนออกมาเมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะ
Mg + 2HC1 = MgCl2 + H2
อัล + 2HC1 = อัล⁺³Сl₃ + H2
13. ปฏิกิริยากับเกลือ
โลหะที่มีฤทธิ์จะแทนที่โลหะที่มีฤทธิ์น้อยกว่าจากเกลือ การกู้คืนจากโซลูชัน:
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu
FeSO4 + Cu =ปฏิกิริยาเลขที่
Mg + CuCl2(pp) = MgCl2 +กับคุณ
การนำโลหะกลับมาใช้ใหม่จากเกลือหลอมเหลว
3Na+ AlCl₃ = 3NaCl + Al
TiCl2 + 2Mg = MgCl2 +Ti
โลหะกลุ่ม B ทำปฏิกิริยากับเกลือ ส่งผลให้สถานะออกซิเดชันลดลง
2Fe⁺³Cl3 + Fe = 3Fe⁺²Cl2
โลหะครอบครองมุมซ้ายล่างของตารางธาตุ โลหะอยู่ในตระกูลขององค์ประกอบ s, องค์ประกอบ d, องค์ประกอบ f และองค์ประกอบ p บางส่วน
คุณสมบัติทั่วไปที่สุดของโลหะคือความสามารถในการปล่อยอิเล็กตรอนและกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก นอกจากนี้ โลหะสามารถแสดงสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกเท่านั้น
ฉัน - เน่ = ฉัน n +
ก ) ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับไฮโดรเจน
โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ททำปฏิกิริยาโดยตรงกับไฮโดรเจนทำให้เกิดไฮไดรด์
ตัวอย่างเช่น:
Ca + H 2 = CaH 2
สารประกอบที่ไม่ใช่ปริมาณสัมพันธ์กับโครงสร้างผลึกไอออนิกจะเกิดขึ้น
b) ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับออกซิเจน
โลหะทั้งหมดยกเว้น Au, Ag, Pt ถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในบรรยากาศ
ตัวอย่าง:
2Na + O 2 = นา 2 O 2 (เปอร์ออกไซด์)
4K + O 2 = 2K 2 O
2มก. + O2 = 2MgO
2Cu + O 2 = 2CuO
c) ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับฮาโลเจน
โลหะทุกชนิดทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนจนเกิดเป็นเฮไลด์
ตัวอย่าง:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
ส่วนใหญ่เป็นสารประกอบไอออนิก: MeHal n
d) ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับไนโตรเจน
โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ททำปฏิกิริยากับไนโตรเจน
ตัวอย่าง:
3Ca + N2 = Ca3N2
Mg + N 2 = Mg 3 N 2 - ไนไตรด์
จ) ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับคาร์บอน
สารประกอบของโลหะและคาร์บอน-คาร์ไบด์ เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาระหว่างการหลอมกับคาร์บอน โลหะที่ใช้งานอยู่จะเกิดสารประกอบปริมาณสัมพันธ์กับคาร์บอน:
4Al + 3C = อัล 4 C 3
โลหะ - องค์ประกอบ d ก่อตัวเป็นสารประกอบที่ไม่ใช่ปริมาณสัมพันธ์ เช่น สารละลายของแข็ง: WC, ZnC, TiC - ใช้ในการผลิตเหล็กกล้าที่มีความแข็งยิ่งยวด
โลหะที่มีศักยภาพเป็นลบมากกว่าศักยภาพรีดอกซ์ของน้ำจะทำปฏิกิริยากับน้ำ
โลหะที่มีฤทธิ์ทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างแข็งขันมากขึ้น โดยสลายน้ำและปล่อยไฮโดรเจนออกมา
นา + 2H2O = H2 + 2NaOH
โลหะที่มีฤทธิ์น้อยจะค่อยๆ สลายน้ำและกระบวนการจะช้าลงเนื่องจากการก่อตัวของสารที่ไม่ละลายน้ำ
ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นได้หากโลหะที่ทำปฏิกิริยามีฤทธิ์มากกว่าในเกลือ:
สังกะสี + CuSO 4 = Cu 0 ↓ + ZnSO 4
0.76 โวลต์ = + 0.34 โวลต์
โลหะที่มีศักยภาพของอิเล็กโทรดมาตรฐานที่เป็นลบหรือบวกน้อยกว่าจะเข้ามาแทนที่โลหะอื่นจากสารละลายเกลือของมัน
โลหะที่ผลิตแอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์หรือมี ระดับสูงออกซิเดชันเมื่อมีสารออกซิไดซ์ที่แรง เมื่อโลหะทำปฏิกิริยากับสารละลายอัลคาไล สารออกซิไดซ์ก็คือน้ำ
ตัวอย่าง:
สังกะสี + 2NaOH + 2H 2 O = นา 2 + H 2
1 Zn 0 + 4OH - - 2e = 2- ออกซิเดชัน
Zn 0 - ตัวรีดิวซ์
1 2H 2 O + 2e = H 2 + 2OH - การลดลง
H 2 O - ตัวออกซิไดซ์
สังกะสี + 4OH - + 2H 2 O = 2- + 2OH - + H 2
โลหะที่มีสถานะออกซิเดชันสูงสามารถมีปฏิกิริยากับด่างระหว่างการหลอมรวม:
4Nb +5O 2 +12KOH = 4K 3 NbO 4 + 6H 2 O
เหล่านี้เป็นปฏิกิริยาที่ซับซ้อน ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับกิจกรรมของโลหะ ชนิดและความเข้มข้นของกรด และอุณหภูมิ
ตามกิจกรรม โลหะจะถูกแบ่งตามอัตภาพออกเป็นกิจกรรมที่ใช้งานอยู่ กิจกรรมปานกลาง และกิจกรรมต่ำ
กรดแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มตามอัตภาพ:
กลุ่ม I - กรดที่มีความสามารถในการออกซิไดซ์ต่ำ: HCl, HI, HBr, H 2 SO 4 (เจือจาง), H 3 PO 4, H 2 S, ตัวออกซิไดซ์ที่นี่คือ H + เมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะ ออกซิเจน (H 2 ) จะถูกปล่อยออกมา โลหะที่มีค่าศักย์ไฟฟ้าเป็นลบจะทำปฏิกิริยากับกรดของกลุ่มแรก
กลุ่ม II - กรดที่มีความสามารถในการออกซิไดซ์สูง: H 2 SO 4 (เข้มข้น), HNO 3 (เจือจาง), HNO 3 (เข้มข้น) ในกรดเหล่านี้ ตัวออกซิไดซ์คือแอนไอออนของกรด: ผลิตภัณฑ์ลดประจุลบสามารถมีความหลากหลายมากและขึ้นอยู่กับกิจกรรมของโลหะ
H 2 S - ด้วยโลหะที่ใช้งานอยู่
H 2 SO 4 +6е S 0 ↓ - ด้วยโลหะที่มีฤทธิ์ปานกลาง
SO 2 - ด้วยโลหะที่มีฤทธิ์ต่ำ
NH 3 (NH 4 NO 3) - พร้อมโลหะแอคทีฟ
HNO 3 +4.5e N 2 O, N 2 - พร้อมโลหะที่มีฤทธิ์ปานกลาง
ไม่ - ด้วยโลหะที่มีฤทธิ์ต่ำ
HNO 3 (เข้มข้น) - NO 2 - พร้อมโลหะในทุกกิจกรรม
หากโลหะมีเวเลนซ์แปรผัน ดังนั้นเมื่อใช้กรดกลุ่ม I โลหะจะมีสถานะออกซิเดชันเชิงบวกที่ต่ำกว่า: Fe → Fe 2+, Cr → Cr 2+ เมื่อทำปฏิกิริยากับกรดของกลุ่ม II สถานะออกซิเดชันคือ +3: Fe → Fe 3+, Cr → Cr 3+ และไฮโดรเจนจะไม่ถูกปล่อยออกมา
โลหะบางชนิด (Fe, Cr, Al, Ti, Ni ฯลฯ) ในสารละลายของกรดแก่เมื่อถูกออกซิไดซ์จะถูกปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่น ซึ่งช่วยปกป้องโลหะจากการละลายเพิ่มเติม (ทู่) แต่เมื่อถูกความร้อน ออกไซด์ ฟิล์มละลายและปฏิกิริยาดำเนินไป
โลหะที่ละลายได้เล็กน้อยซึ่งมีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวกสามารถละลายได้ในกรดกลุ่ม I เมื่อมีตัวออกซิไดซ์อย่างแรง
กลุ่ม IIA ประกอบด้วยโลหะเท่านั้น ได้แก่ Be (เบริลเลียม), Mg (แมกนีเซียม), Ca (แคลเซียม), Sr (สตรอนเซียม), Ba (แบเรียม) และ Ra (เรเดียม) คุณสมบัติทางเคมีของเบริลเลียมตัวแทนคนแรกของกลุ่มนี้แตกต่างอย่างมากจากคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบอื่น ๆ ของกลุ่มนี้ คุณสมบัติทางเคมีของมันมีความคล้ายคลึงกับอะลูมิเนียมมากกว่าโลหะกลุ่ม IIA อื่นๆ ในหลาย ๆ ด้าน (เรียกว่า "ความคล้ายคลึงกันในแนวทแยง") แมกนีเซียมมีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดจาก Ca, Sr, Ba และ Ra แต่ก็ยังมีคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายกันมากกว่าเบริลเลียม เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของแคลเซียม สตรอนเซียม แบเรียม และเรเดียม มีความคล้ายคลึงกันอย่างมีนัยสำคัญ จึงถูกรวมเข้าเป็นตระกูลเดียวกันที่เรียกว่า ดินอัลคาไลน์ โลหะ.
องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่ม IIA เป็นของ ส- องค์ประกอบเช่น มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่ครบ ส-ระดับย่อย ดังนั้นการกำหนดค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ของชั้นอิเล็กทรอนิกส์ด้านนอกขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดของกลุ่มนี้มีรูปแบบ ns 2 , ที่ไหน n– จำนวนช่วงเวลาที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่
เนื่องจากลักษณะเฉพาะของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโลหะกลุ่ม IIA องค์ประกอบเหล่านี้นอกเหนือจากศูนย์แล้ว สามารถมีสถานะออกซิเดชันเดียวเท่านั้นเท่ากับ +2 สารเชิงเดี่ยวที่เกิดจากองค์ประกอบของกลุ่ม IIA โดยมีส่วนร่วมในข้อใดข้อหนึ่ง ปฏิกิริยาเคมีสามารถออกซิไดซ์ได้เท่านั้นนั่นคือ บริจาคอิเล็กตรอน:
ฉัน 0 – 2e — → ฉัน +2
แคลเซียม สตรอนเซียม แบเรียม และเรเดียม มีปฏิกิริยาทางเคมีที่สูงมาก สารธรรมดาที่เกิดขึ้นจากพวกมันนั้นมีสารรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งมาก แมกนีเซียมยังเป็นตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งอีกด้วย กิจกรรมการลดของโลหะเป็นไปตามกฎหมายทั่วไปของกฎหมายเป็นระยะของ D.I. Mendeleev และเพิ่มขึ้นตามกลุ่มย่อย
หากปราศจากความร้อน เบริลเลียมและแมกนีเซียมจะไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศหรือ ออกซิเจนบริสุทธิ์เนื่องจากถูกเคลือบด้วยฟิล์มป้องกันบาง ๆ ซึ่งประกอบด้วย BeO และ MgO ออกไซด์ ตามลำดับ การจัดเก็บไม่จำเป็นต้องมีวิธีการพิเศษในการป้องกันอากาศและความชื้นซึ่งแตกต่างจากโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธซึ่งถูกเก็บไว้ภายใต้ชั้นของของเหลวเฉื่อยกับพวกมันซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นน้ำมันก๊าด
Be, Mg, Ca, Sr เมื่อเผาในออกซิเจนจะเกิดออกไซด์ขององค์ประกอบ MeO และ Ba - ส่วนผสมของแบเรียมออกไซด์ (BaO) และแบเรียมเปอร์ออกไซด์ (BaO 2):
2มก. + O2 = 2MgO
2Ca + O2 = 2CaO
2บา + โอ 2 = 2บาโอ
บา + โอ 2 = เบ้า2
ควรสังเกตว่าเมื่อโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทและแมกนีเซียมเผาไหม้ในอากาศปฏิกิริยาข้างเคียงของโลหะเหล่านี้กับไนโตรเจนในอากาศก็เกิดขึ้นเช่นกันซึ่งเป็นผลมาจากการที่นอกเหนือไปจากสารประกอบของโลหะกับออกซิเจนแล้วไนไตรด์ที่มีสูตรทั่วไป Me 3 N 2 ก็ก่อตัวเช่นกัน
เบริลเลียมทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น และโลหะกลุ่ม IIA ที่เหลือ - อยู่ที่อุณหภูมิห้องแล้ว:
มก. + ฉัน 2 = มก.ไอ 2 – แมกนีเซียมไอโอไดด์
Ca + Br 2 = CaBr 2 – แคลเซียมโบรไมด์
บา + Cl 2 = BaCl 2 – แบเรียมคลอไรด์
โลหะทั้งหมดของกลุ่ม IIA จะทำปฏิกิริยาเมื่อถูกความร้อนกับอโลหะทั้งหมดของกลุ่ม IV-VI แต่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโลหะในกลุ่มตลอดจนกิจกรรมของอโลหะ จำเป็นต้องมี องศาที่แตกต่างกันเครื่องทำความร้อน เนื่องจากเบริลเลียมเป็นโลหะเฉื่อยทางเคมีมากที่สุดในบรรดาโลหะกลุ่ม IIA ทั้งหมด เมื่อทำปฏิกิริยากับอโลหะ จึงจำเป็นต้องมีการใช้งานที่สำคัญ โออุณหภูมิที่สูงขึ้น
ควรสังเกตว่าปฏิกิริยาของโลหะกับคาร์บอนสามารถเกิดคาร์ไบด์ได้ จากธรรมชาติที่แตกต่างกัน- มีคาร์ไบด์ที่เป็นของเมทาไนด์และถือเป็นอนุพันธ์ของมีเทนตามอัตภาพ ซึ่งอะตอมของไฮโดรเจนทั้งหมดจะถูกแทนที่ด้วยโลหะ พวกมันมีคาร์บอนอยู่ในสถานะออกซิเดชัน -4 เช่นเดียวกับมีเทน และเมื่อพวกมันถูกไฮโดรไลซ์หรือทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ หนึ่งในผลิตภัณฑ์ก็คือมีเทน นอกจากนี้ยังมีคาร์ไบด์อีกประเภทหนึ่ง - อะเซทิลีนไนด์ซึ่งมี C 2 2- ไอออนซึ่งแท้จริงแล้วเป็นเพียงชิ้นส่วนของโมเลกุลอะเซทิลีน คาร์ไบด์ เช่น อะเซทิลีน เมื่อไฮโดรไลซิสหรือทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ จะเกิดอะเซทิลีนเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา ประเภทของคาร์ไบด์ - มีทาไนด์หรืออะเซทิเลไนด์ - ที่ได้รับเมื่อโลหะชนิดใดชนิดหนึ่งทำปฏิกิริยากับคาร์บอนจะขึ้นอยู่กับขนาดของไอออนบวกของโลหะ ด้วยไอออนของโลหะที่มีรัศมีเล็ก ๆ จะเกิดเมตาไนด์ขึ้นตามกฎโดยมีไอออนที่มีขนาดใหญ่กว่า ขนาดใหญ่– อะเซทิลีน ในกรณีของโลหะกลุ่มที่สองจะได้เมทาไนด์จากปฏิกิริยาของเบริลเลียมกับคาร์บอน:
โลหะที่เหลือของกลุ่ม II A ก่อตัวเป็นอะเซทิลีนไนด์กับคาร์บอน:
ด้วยซิลิคอนโลหะกลุ่ม IIA จะก่อตัวเป็นซิลิไซด์ - สารประกอบประเภท Me 2 Si โดยมีไนโตรเจน - ไนไตรด์ (Me 3 N 2) โดยมีฟอสฟอรัส - ฟอสไฟด์ (Me 3 P 2):
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ททั้งหมดทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเมื่อถูกความร้อน เพื่อให้แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน การให้ความร้อนเพียงอย่างเดียว เช่น ในกรณีของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธยังไม่เพียงพออีกด้วย ความดันโลหิตสูงไฮโดรเจน เบริลเลียมไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนในทุกสภาวะ
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ททั้งหมดทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างแข็งขันจนเกิดเป็นด่าง (ไฮดรอกไซด์ของโลหะที่ละลายน้ำได้) และไฮโดรเจน แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำเฉพาะเมื่อต้มเนื่องจากเมื่อถูกความร้อน ฟิล์มป้องกันออกไซด์ MgO จะละลายในน้ำ ในกรณีของเบริลเลียม ฟิล์มป้องกันออกไซด์มีความทนทานสูง: น้ำจะไม่ทำปฏิกิริยากับเบริลเลียมทั้งเมื่อเดือดหรือที่อุณหภูมิร้อนจัด:
โลหะทั้งหมดของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II ทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ เนื่องจากพวกมันอยู่ในลำดับกิจกรรมทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน ในกรณีนี้จะเกิดเกลือของกรดและไฮโดรเจนที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างของปฏิกิริยา:
Be + H 2 SO 4 (เจือจาง) = BeSO 4 + H 2
Mg + 2HBr = MgBr 2 + H 2
Ca + 2CH 3 COOH = (CH 3 COO) 2 Ca + H 2
โลหะทั้งหมดของกลุ่ม IIA ทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกเจือจาง ในกรณีนี้ ผลิตภัณฑ์รีดิวซ์แทนที่จะเป็นไฮโดรเจน (เช่นในกรณีของกรดที่ไม่ออกซิไดซ์) คือไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจนออกไซด์ (I) (N 2 O) และในกรณีของกรดไนตริกเจือจางสูง แอมโมเนียม ไนเตรต (NH 4 NO 3):
4Ca + 10HNO3 ( ราซบ .) = 4Ca(หมายเลข 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
4มก. + 10HNO3 (เบลอมาก)= 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O
กรดไนตริกเข้มข้นที่อุณหภูมิปกติ (หรือต่ำ) จะทำให้เบริลเลียมผ่านไปได้ เช่น ไม่ทำปฏิกิริยากับมัน เมื่อเดือดจะเกิดปฏิกิริยาได้และดำเนินไปตามสมการเป็นหลัก:
โลหะแมกนีเซียมและอัลคาไลน์เอิร์ธทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกเข้มข้นเพื่อสร้างสเปกตรัมกว้าง ผลิตภัณฑ์ต่างๆการกู้คืนไนโตรเจน
เบริลเลียมถูกทำให้ขุ่นด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเช่น ไม่มีปฏิกิริยากับเธอ สภาวะปกติอย่างไรก็ตามปฏิกิริยาเกิดขึ้นเมื่อเดือดและนำไปสู่การก่อตัวของเบริลเลียมซัลเฟต, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และน้ำ:
เป็น + 2H 2 SO 4 → BeSO 4 + SO 2 + 2H 2 O
แบเรียมยังถูกทำให้ขุ่นด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเนื่องจากการก่อตัวของแบเรียมซัลเฟตที่ไม่ละลายน้ำ แต่จะทำปฏิกิริยากับมันเมื่อถูกความร้อน แบเรียมซัลเฟตจะละลายเมื่อถูกความร้อนในกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเนื่องจากการเปลี่ยนเป็นแบเรียมไฮโดรเจนซัลเฟต
โลหะที่เหลือของกลุ่ม IIA หลักทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นภายใต้สภาวะใด ๆ รวมถึงในความเย็นด้วย การลดลงของซัลเฟอร์สามารถเกิดขึ้นได้ถึง SO 2, H 2 S และ S ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของโลหะ อุณหภูมิของปฏิกิริยา และความเข้มข้นของกรด:
มก. + H2SO4 ( คอนติเนนตัล .) = MgSO 4 + SO 2 + H 2 O
3มก. + 4H 2 SO 4 ( คอนติเนนตัล .) = 3MgSO 4 + S↓ + 4H 2 O
4Ca + 5H 2 SO 4 ( คอนติเนนตัล .) = 4CaSO 4 +H 2 S + 4H 2 O
โลหะแมกนีเซียมและอัลคาไลน์เอิร์ธไม่มีปฏิกิริยากับอัลคาไล และเบริลเลียมทำปฏิกิริยาได้ง่ายทั้งกับสารละลายอัลคาไลและอัลคาไลปราศจากน้ำในระหว่างการหลอม ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อทำปฏิกิริยาในสารละลายในน้ำ น้ำก็มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเช่นกัน และผลิตภัณฑ์ดังกล่าวได้แก่ เตตระไฮดรอกซีโซเบริเลตของโลหะอัลคาไลหรืออัลคาไลน์เอิร์ทและก๊าซไฮโดรเจน:
เป็น + 2KOH + 2H 2 O = H 2 + K 2 - โพแทสเซียม tetrahydroxobyllate
เมื่อทำปฏิกิริยากับอัลคาไลที่เป็นของแข็งในระหว่างการฟิวชั่นจะเกิดเบริลเลตของโลหะอัลคาไลหรืออัลคาไลน์เอิร์ทและไฮโดรเจน
เป็น + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - โพแทสเซียมเบริลเลท
โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เช่นเดียวกับแมกนีเซียม สามารถลดโลหะที่มีฤทธิ์น้อยและอโลหะบางชนิดจากออกไซด์ของพวกมันเมื่อถูกความร้อน ตัวอย่างเช่น:
วิธีการลดโลหะจากออกไซด์ด้วยแมกนีเซียมเรียกว่าแมกนีเซียม
โครงสร้างของอะตอมของโลหะไม่เพียงแต่กำหนดคุณลักษณะเท่านั้น คุณสมบัติทางกายภาพสารอย่างง่าย - โลหะ แต่ยังมีคุณสมบัติทางเคมีทั่วไปด้วย
ด้วยความหลากหลายอย่างมาก ปฏิกิริยาเคมีทั้งหมดของโลหะจึงเป็นรีดอกซ์และสามารถมีได้เพียงสองประเภทเท่านั้น: การผสมและการแทนที่ โลหะมีความสามารถในการบริจาคอิเล็กตรอนในระหว่างปฏิกิริยาเคมี กล่าวคือ เป็นตัวรีดิวซ์และแสดงเฉพาะสถานะออกซิเดชันที่เป็นบวกในสารประกอบที่เกิดขึ้น
ใน มุมมองทั่วไปสิ่งนี้สามารถแสดงได้ด้วยแผนภาพ:
ฉัน 0 – ne → ฉัน +n,
โดยที่ Me คือโลหะ - เป็นสสารธรรมดา และ Me 0+n คือโลหะ องค์ประกอบทางเคมีในการเชื่อมต่อ
โลหะมีความสามารถในการบริจาคความจุอิเล็กตรอนให้กับอะตอมที่ไม่ใช่โลหะ ไฮโดรเจนไอออน และไอออนของโลหะอื่นๆ ดังนั้นจะทำปฏิกิริยากับอโลหะ เช่น สารเชิงเดี่ยว น้ำ กรด เกลือ อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการรีดิวซ์ของโลหะจะแตกต่างกันไป องค์ประกอบของผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยาของโลหะกับสารต่างๆ ขึ้นอยู่กับความสามารถในการออกซิไดซ์ของสารและสภาวะที่เกิดปฏิกิริยา
ที่อุณหภูมิสูง โลหะส่วนใหญ่จะเผาไหม้ในออกซิเจน:
2มก. + O2 = 2MgO
เฉพาะทองคำ เงิน แพลทินัม และโลหะอื่นๆ บางชนิดเท่านั้นที่ไม่เกิดออกซิไดซ์ภายใต้สภาวะเหล่านี้
โลหะหลายชนิดทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนโดยไม่ให้ความร้อน ตัวอย่างเช่น ผงอะลูมิเนียมเมื่อผสมกับโบรมีนจะจุดไฟ:
2Al + 3Br 2 = 2AlBr 3
เมื่อโลหะทำปฏิกิริยากับน้ำ ในบางกรณีจะเกิดไฮดรอกไซด์ ภายใต้สภาวะปกติ โลหะอัลคาไล เช่นเดียวกับแคลเซียม สตรอนเซียม และแบเรียม จะมีปฏิกิริยากับน้ำอย่างมาก รูปแบบทั่วไปของปฏิกิริยานี้มีลักษณะดังนี้:
ฉัน + HOH → ฉัน(OH) n + H 2
โลหะอื่นๆ ทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อถูกความร้อน: แมกนีเซียม เมื่อเดือด เหล็กในไอน้ำ เมื่อเดือดเป็นสีแดง ในกรณีเหล่านี้จะได้โลหะออกไซด์
ถ้าโลหะทำปฏิกิริยากับกรด ก็จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของเกลือที่เกิดขึ้น เมื่อโลหะทำปฏิกิริยากับสารละลายกรด ไฮโดรเจนไอออนที่อยู่ในสารละลายก็สามารถออกซิไดซ์ได้ สมการไอออนิกแบบย่อสามารถเขียนได้ในรูปแบบทั่วไปดังนี้
ฉัน + nH + → ฉัน n + + H 2
แอนไอออนของกรดที่มีออกซิเจน เช่น ซัลฟิวริกเข้มข้นและไนตริก มีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์ที่แรงกว่าไอออนไฮโดรเจน ดังนั้นโลหะที่ไม่สามารถออกซิไดซ์ด้วยไอออนไฮโดรเจน เช่น ทองแดงและเงิน จะทำปฏิกิริยากับกรดเหล่านี้
เมื่อโลหะทำปฏิกิริยากับเกลือ จะเกิดปฏิกิริยาการทดแทน: อิเล็กตรอนจากอะตอมที่ทดแทน - มากกว่า โลหะที่ใช้งานอยู่ส่งผ่านไปยังไอออนของโลหะที่ถูกแทนที่ - โลหะที่มีฤทธิ์น้อยกว่า จากนั้นเครือข่ายจะแทนที่โลหะด้วยโลหะในเกลือ ปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่สามารถย้อนกลับได้: ถ้าโลหะ A แทนที่โลหะ B จากสารละลายเกลือ โลหะ B ก็จะไม่แทนที่โลหะ A ออกจากสารละลายเกลือ
กิจกรรมทางเคมีตามลำดับจากมากไปน้อยปรากฏในปฏิกิริยาของโลหะที่แทนที่กัน สารละลายที่เป็นน้ำเกลือโลหะของพวกเขาอยู่ในชุดแรงดันไฟฟ้า (กิจกรรม) เคมีไฟฟ้าของโลหะ:
Li → Rb → K → Ba → Sr → Ca → Na→ Mg → Al → Mn → Zn → Cr → → Fe → Cd→ Co → Ni → Sn → Pb → H → Sb → Bi → Cu → → Ag → Pd → พอยต์ → ออสเตรเลีย
โลหะที่อยู่ด้านซ้ายในแถวนี้จะมีความกระตือรือร้นมากกว่าและสามารถแทนที่โลหะต่อไปนี้จากสารละลายเกลือได้
ไฮโดรเจนรวมอยู่ในซีรีย์แรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้าของโลหะ โดยเป็นอโลหะเพียงชนิดเดียวที่ใช้ร่วมกับโลหะได้ ทรัพย์สินทั่วไป- สร้างไอออนที่มีประจุบวก ดังนั้นไฮโดรเจนจึงแทนที่โลหะบางชนิดในเกลือและสามารถถูกแทนที่ด้วยโลหะหลายชนิดในกรดได้ ตัวอย่างเช่น
สังกะสี + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 + Q
โลหะที่อยู่ก่อนไฮโดรเจนในซีรีย์แรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้าจะแทนที่มันจากสารละลายของกรดหลายชนิด (ไฮโดรคลอริก ซัลฟิวริก ฯลฯ) แต่โลหะทั้งหมดที่ตามมา เช่น ทองแดง จะไม่แทนที่มัน
blog.site เมื่อคัดลอกเนื้อหาทั้งหมดหรือบางส่วน จำเป็นต้องมีลิงก์ไปยังแหล่งที่มาดั้งเดิม