Általános tulajdonságai fémek
Elemek fémes tulajdonságokkal található VIA - VIA a periódusos táblázat (7. táblázat).
Fémek is minden elem vIB - VIIIB # 8209; csoportok (átmenetifémek).
Jelenleg periódusos rendszer 92. fém.
Tipikus fémek s # 8209; elemek (elemek IA # 8209; a csoport a Li, hogy Fr, elemek IIA # 8209; a csoport a Mg Ra). Általános e képlet az NS 1-2 atomot. Jellemzőjük a oxidációs foka + I és + II rendre.
Egy kis elektronok száma (1-2) a külső energia szintjét jellemző fématomok magában enyhe veszteséget az elektronok és a megnyilvánulása erősen redukáló tulajdonságokkal, amelyek tükrözik az alacsony elektronegativitási értéke. Ezért a korlátozása a kémiai tulajdonságok és módszerek előállítására tipikus fémek.
A jellemző a tipikus fématomok az ő hajlamos kationok és ionos kémiai kötéseket az atomok a nem-fémek. Vegyületek tipikus fémek a nemfémes elemek - ionos kristályok „metallaanion nemfém kation”, például a K + Br # 8209;. Ca 2+ O 2 # 8209;. Tipikus fém kationok is szerepelnek a vegyületek komplex anionok - hidroxidok és sók, mint például Mg 2 + (OH # 8209; ) 2. (Li +) 2 CO3 2 # 8209; .
Fémek És # 8209; csoportok alkotó átlós amfoter a periódusos Be # 8209; Al # 8209; Ge # 8209; Sb # 8209; Po, valamint a fém a vele szomszédos (Ga, In, TI, Sn, Pb, Bi) nem mutatnak tipikus fémes tulajdonságokat. Általános képletű elektronikus atomjaik 2 ns NP 0-4 feltételezi nagyobb különböző oxidációs állapotban, nagyobb képes megtartani saját elektronok fokozatos csökkenése ellenálló képességük és megjelenése oxidáló képessége, különösen magas oxidációs fokú (tipikus példák - vegyületet Tl III Pb IV Bi .. v). Ez a kémiai viselkedés jellemző a legtöbb d # 8209; elemek, azaz az elemek B # 8209; időszakos csoportok (tipikus példái - amfoter elemek Cr és Zn) ...
Ez egy megnyilvánulása kettősség (amfoter) tulajdonságait, míg a fém (mag) és a nem-fémes, természete miatt a kémiai kötés. A szilárd fázisú vegyületeken atipikus fém nemfémek előnyösen kovalens (de kevésbé robusztus, mint a kapcsolat a nemfémek). Ebben a tekintetben, az oldatot könnyen törik, és a vegyületeket disszociált (teljesen vagy részben). Például, a fém tartalmaz gallium GA2 molekulák. szilárd állapotban alumínium és higany-klorid (II) AICI3 és HgCl2-tartalmaznak erősen kovalens kötések, de AICI3 oldatot disszociál szinte teljesen, egy HgCl2 - nagyon kis mértékben (majd a HgCl + ionok és Cl # 8209; ).
A szabad forma az összes fém - szilárd anyagok, kivéve egy - a higany Hg, amely környezeti körülmények között folyékonyak. A fém kristályok dominál speciális típusú kötés (fém kötés); vegyérték elektronok gyengén kötődik a különleges atomok a rács, és azon belül a fém van egy úgynevezett elektron gáz. Minden fémek nagy vezetőképességű (maximális Y Ag, Cu, Au, Al, Mg), és a hővezető képessége. Ott, alacsony olvadáspontú fém (cézium-Cs olvadó 28,7 ° C-on megolvasztjuk hővel kézzel hőmérséklet) és fordítva, nagyon tűzálló (Tungsten W csak olvad 3387 ° C-on). Megkülönböztető tulajdonsága fémek plasztikus (képlékenység), amelyek révén lehet hengerelt vékony lemezek - a fóliát (Sn, Al, Au), vagy hosszúkás huzal (Cu, Al, Fe), de ott is nagyon törékeny fém (Zn, Sb , Bi).
Az iparban, használata gyakran nem tiszta fémek, valamint ezek keverékei - ötvözetek, amelyben a kedvező tulajdonságait a fém vannak kiegészítve más hasznos tulajdonságokkal. Például, a réz alacsony keménység és kevéssé hasznos gyártásához gépalkatrészek, az ötvözetek réz cink (sárgaréz) már elegendően kemény és széles körben használják a gépgyártásban. Alumínium magas plaszticitás és elégséges a könnyű (kis sűrűségű), de túl puha. Ennek alapján készít ötvözet magnézium, réz és mangán - duralumínium (duralumínium), azaz anélkül, hogy elveszítené a jótékony tulajdonságait timföld, a keménység magas lesz, és lesz hasznos a repülőgép iparban. ötvözetek vas szén (és egyéb fém adalékanyagok) - széles körben ismert a vas és acél.
Fémek szabad formában vannak redukálószerek. Azonban, a reaktivitás bizonyos fémek miatt alacsony # 8209; az a tény, hogy vannak bevonva a felületet oxidfilm, hogy különböző mértékben rezisztensek az a kémiai szerek, például a víz, savas és lúgos oldatok.
Például, ólom mindig borított oxidfilm, való áttérés a megoldáshoz szükség van nem csak a hatását a reagens (például híg salétromsav), hanem a fűtés. A oxidfilm alumínium megakadályozza annak reakcióelegyet vízzel, hanem megsemmisül hatására savak és lúgok. Morzsalékos oxidfilm) felületén kialakított vas nedves levegő nem akadályozza a további oxidációs a vas.
Az intézkedés alapján erős savak képeznek stabil oxidréteg fémek. Ezt a jelenséget nevezzük passziválás. Így, tömény kénsavban passzivált (majd nem reagál a savval), fémek, mint például Be, Bi, Co, Fe, Mg és Nb, és tömény salétromsav - fémek Al, Be, Bi, Co, Cr, Fe , Nb, Ni, Pb, Th és U.
Reagáltatva oxidálószerek savas oldatok a legtöbb fém bevételt a kationok, a töltés határozza meg a stabil oxidációs állapotban az elem a vegyületek (Na +. Ca 2+. Al 3+. Fe 2+ és Fe 3+).
Reduktív aktivitása fémek a savas oldatot átvisszük közelében feszültségek. A legtöbb fém fordítja egy sósav-oldattal és híg kénsav, de Cu, Ag és Hg - csak kénsavat (tömény) és salétromsav, Pt és Au - „aqua regia”.
Nemkívánatos kémiai tulajdonság a korrodált fémek, t. E. Aktív minőségromlását (oxidációját) vízzel érintkezve, és hatása alatt az oldott oxigént (oxigén korrózió). Például a széles körben ismert a vas korróziós termékek a vízben, ami a rozsda és morzsolódik por alakú termék.
A fémek korróziója a vízben is áramlik # 8209; jelenlétében oldott gázok a CO2 és SO2; Ez létrehoz egy savas környezetben, és a H + kationok vannak tolva aktív fémekkel, és hidrogéngáz H2 (hidrogén- korrózió).
Ez azért van, mert a # 8209; ennek a felületi rozsda ónozott dobozok (vas borított ón) tárolva nedves atmoszférában és a gondatlan kezelése (vas gyorsan lebomlik kikelését követően még egy kis karcolás, amely lehetővé teszi a vas nedvességgel érintkezve). Ezzel szemben, a felülete galvanizált vasból üszöggombákkal kanalak hosszú, mert akkor is, ha vannak karcolások nem korrodálódik a vas és a cink (több aktív fém, mint a vas).
Korrózióállóság egy adott fém növekszik aktívabb fémbevonat vagy ezeket fuzionálva; így, a bevonat vas-króm ötvözet vagy vas-gyártási króm eltávolítja a vasat a korrózió. Króm vas és acél tartalmazó króm (rozsdamentes acél) magas korrózióállóság.
Közös előállítási módszereinek fémipar:
• Elektrometallurgie, azaz a fémek előállítása elektrolízissel olvadékok (a legaktívabb fémek) vagy sóoldatokkal ..;
• pyrometallurgy, azaz a helyreállítási fémek ércekből magas hőmérsékleten (például, amelyek vasat kapnak a nagyolvasztó folyamat) ..;
• hidrometallurgiai, t. E. kiválasztása fémek oldatokból aktívabb fémsók (például, átvételét réz oldatból CuSO4 fellépés cink, vas vagy alumínium).
A természetben néha előforduló natív fémek (specifikus példák - Ag, Au, Pt, Hg), de általában a fémek formájában vegyületek (fém érc). Amint az előfordulási gyakoriság a kéreg fémek eltérő közös - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti, hogy a legritkább - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.