З чим реагують метали?

Під металами мають на увазі групу елементів, яка представлена у вигляді найбільш простих речовин. Вони мають характерні властивості, а саме високою електро- і теплопровідністю, позитивним температурним коефіцієнтом опору, високою пластичністю і металевим блиском.

Зауважимо, що з 118 хімічних елементів, які були відкриті на даний момент, до металів слід відносити:

• серед групи лужноземельних металів 6 елементів;
• серед лужних металів 6 елементів;
• серед перехідних металів 38;
• в групі легких металів 11;
• серед полуметаллов 7 елементів,
• 14 серед лантаноїдів і лантан,
• 14 в групі актиноидов і актиній,
• Поза визначення знаходяться берилій і магній.

Виходячи з цього, до металів відносяться 96 елементів. Розглянемо детальніше, з чим реагують метали. Оскільки на зовнішньому електронному рівні у більшості металів знаходиться невелика кількість електронів від 1 до 3-х, то вони в більшості своїх реакцій можуть виступати в якості відновників (тобто вони віддають свої електрони іншим елементам).

Реакції з найбільш простими елементами

• Крім золота і платини, абсолютно все метали реагують з киснем. Зауважимо також, що реакція при високих температурах відбувається з сріблом, проте оксид срібла (II) при нормальних температурах не утворюється. Залежно від властивостей металу, в результаті реакції з киснем утворюються оксиди, надпероксида і пероксиди.

Наведемо приклади кожного з хімічної освіти:

1. оксид літію - 4Li + O₂= 2Li₂O;
2. надпероксід калію - K + O₂= KO₂;
3. пероксид натрію - 2Na + O₂= Na₂O₂.

Для того, щоб отримати оксид з пероксиду, його потрібно відновити тим же металом. Наприклад, Na₂O₂+2Na = 2Na₂O. З малоактивними і з середніми металами подібна реакція буде відбуватися тільки при нагріванні, наприклад: 3Fe + 2O₂= Fe₃O₄.

• З азотом метали можуть реагувати тільки з активними металами, проте при кімнатній температурі може взаємодіяти тільки літій, утворюючи при цьому нітрид - 6Li + N₂= 2Li₃N, однак при нагріванні відбувається така хімічна реакція 2Al + N₂= 2AlN, 3Ca + N₂= Ca₃N₂.
• З сірої, як і з киснем, реагують абсолютно все метали, при цьому винятком є золото і платина. Зауважимо, що залізо може взаємодіяти тільки при нагріванні з сіркою, утворюючи при цьому сульфід: Fe + S = FeS
• Тільки активні метали можуть реагувати з воднем. До них відносяться метали групи IA і IIA, крім Беріл. Такі реакції можуть здійснюватися тільки при нагріванні, утворюючи гідриди.

  Так як ступінь окислення водню вважається? 1, то метали в даному випадку виступають як відновники: 2Na + H₂= 2NaH.

• Реагують з вуглецем також найактивніші метали. В результаті цієї реакції утворюються ацетиленід або метаніди.

Розглянемо, які метали реагують з водою і що вони дають в результаті цієї реакції? Ацетилен при взаємодії з водою будуть давати ацетилен, а метан вийде в результаті реакції води з метанідамі. Наведемо приклади даних реакцій:

1. Ацетилен - 2Na + 2C = Na₂C₂;
2. Метан - Na₂C₂+2H₂O = 2NaOH + C₂H₂.

Реакція кислот з металами

Метали з кислотами можуть також реагувати по-різному. З усіма кислотами реагують тільки ті метали, які в ряді стоять електрохімічної активності металів до водню.

Наведемо приклад реакції заміщення, яка показує, з чим реагують метали. По-іншому така реакція називається окислювально-відновної: Mg + 2HCl = MgCl₂+H₂^.

Деякі кислоти можуть також взаємодіяти з металами, які стоять після водню: Cu + 2H₂SO₄= CuSO₄+SO₂^ + 2H₂O.

Зауважимо, що розбавлена така кислота може реагувати з металом за наведеною класичною схемою: Mg + H₂SO₄= MgSO₄+H₂^.