Wenn Menschen das Wort "Metall" hören, wird es normalerweise mit einer kalten und festen Substanz in Verbindung gebracht, die Elektrizität leitet. Metalle und ihre Legierungen können jedoch sehr unterschiedlich sein. Es gibt solche, die zur schweren Gruppe gehören, diese Stoffe haben die höchste Dichte. Und einige, wie Lithium, sind so leicht, dass sie im Wasser schwimmen könnten, wenn sie nur nicht aktiv damit reagieren würden.

Welche Metalle sind am aktivsten?

Doch welches Metall weist die intensivsten Eigenschaften auf? Das aktivste Metall ist Cäsium. In Bezug auf die Aktivität steht es unter allen Metallen an erster Stelle. Auch seine "Brüder" gelten als Francium, das an zweiter Stelle steht, und ununenniy. Über die Eigenschaften der letzteren ist jedoch wenig bekannt.

Cäsium Eigenschaften

Cäsium ist ein Element, das ähnlich leicht in den Händen schmilzt. Dies ist zwar nur unter einer Bedingung möglich: Wenn sich das Cäsium in einer Glasampulle befindet. Andernfalls kann das Metall schnell mit der Umgebungsluft reagieren – sich entzünden. Und die Wechselwirkung von Cäsium mit Wasser wird von einer Explosion begleitet - dies ist das aktivste Metall in seiner Manifestation. Das ist die Antwort auf die Frage, warum es so schwierig ist, Cäsium in Behälter zu füllen.

Um es in ein Reagenzglas zu stellen, muss es aus Spezialglas bestehen und mit Argon oder Wasserstoff gefüllt sein. Der Schmelzpunkt von Cäsium liegt bei 28,7 o C. Bei Raumtemperatur befindet sich das Metall in einem halbflüssigen Zustand. Cäsium ist eine goldweiße Substanz. Im flüssigen Zustand reflektiert das Metall Licht gut. Cäsiumdampf hat einen grünlich-blauen Farbton.

Wie wurde Cäsium entdeckt?

Das aktivste Metall war das erste chemische Element, dessen Vorhandensein an der Oberfläche der Erdkruste mit der Methode der Spektralanalyse nachgewiesen wurde. Als die Wissenschaftler das Spektrum des Metalls erhielten, sahen sie darin zwei himmelblaue Linien. So erhielt dieses Element seinen Namen. Das lateinische Wort caesius bedeutet „himmelblau“.

Entdeckungsgeschichte

Seine Entdeckung gehört den deutschen Forschern R. Bunsen und G. Kirchhoff. Wissenschaftler interessierten sich schon damals dafür, welche Metalle aktiv sind und welche nicht. 1860 untersuchten Forscher die Zusammensetzung des Wassers aus der Durkheimer Talsperre. Sie taten dies mit Hilfe der Spektralanalyse. In einer Wasserprobe fanden Wissenschaftler Elemente wie Strontium, Magnesium, Lithium und Kalzium.

Dann beschlossen sie, einen Wassertropfen mit einem Spektroskop zu analysieren. Dann sahen sie zwei hellblaue Linien, die nicht weit voneinander entfernt waren. Einer von ihnen fiel praktisch mit der Linie aus Strontiummetall an seiner Position zusammen. Die Wissenschaftler entschieden, dass die von ihnen identifizierte Substanz unbekannt war, und ordneten sie der Gruppe der Alkalimetalle zu.

Im selben Jahr schrieb Bunsen einen Brief an seinen Kollegen, den Photochemiker G. Roscoe, in dem er über diese Entdeckung sprach. Und offiziell wurde Cäsium am 10. Mai 1860 auf einer Tagung von Wissenschaftlern an der Berliner Akademie bekannt gegeben. Nach sechs Monaten konnte Bunsen etwa 50 Gramm Cäsiumchlorplatinit isolieren. Wissenschaftler verarbeiteten 300 Tonnen Mineralwasser und isolierten etwa 1 kg Lithiumchlorid als Nebenprodukt, um schließlich das aktivste Metall zu gewinnen. Dies deutet darauf hin, dass in Mineralwässern sehr wenig Cäsium enthalten ist.

Die Schwierigkeit, Cäsium zu erhalten, treibt Wissenschaftler ständig dazu, nach Mineralien zu suchen, die es enthalten, von denen eines Pollucit ist. Aber die Gewinnung von Cäsium aus Erzen ist immer unvollständig, Cäsium verflüchtigt sich im Betrieb sehr schnell. Damit ist es einer der unzugänglichsten Stoffe in der Metallurgie. Die Erdkruste beispielsweise enthält 3,7 Gramm Cäsium pro Tonne. Und in einem Liter Meerwasser sind nur 0,5 Mikrogramm einer Substanz das aktivste Metall. Dies führt dazu, dass die Gewinnung von Cäsium einer der arbeitsintensivsten Prozesse ist.

Erhalt in Russland

Wie bereits erwähnt, ist Pollucit das Hauptmineral, aus dem Cäsium gewonnen wird. Und auch dieses höchst aktive Metall kann aus einem seltenen Avogadrit gewonnen werden. In der Industrie wird Pollucit verwendet. In Russland wurde es nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion nicht abgebaut, obwohl schon damals in der Woronja-Tundra bei Murmansk riesige Cäsiumvorkommen entdeckt wurden.

Als sich die heimische Industrie den Abbau von Cäsium leisten konnte, erwarb ein Unternehmen aus Kanada die Lizenz zur Erschließung dieser Lagerstätte. Jetzt wird die Gewinnung von Cäsium von der Nowosibirsker Firma CJSC Rare Metals Plant durchgeführt.

Verwendung von Cäsium

Dieses Metall wird zur Herstellung verschiedener Solarzellen verwendet. Und auch Cäsiumverbindungen werden in speziellen Zweigen der Optik verwendet - bei der Herstellung von Infrarotgeräten wird Cäsium bei der Herstellung von Visieren verwendet, mit denen Sie die Ausrüstung und die Arbeitskräfte des Feindes erkennen können. Es wird auch verwendet, um etwas Besonderes zu machen Metallhalogenid Lampen.

Damit ist aber der Anwendungsbereich nicht erschöpft. Auf der Basis von Cäsium wurden auch eine Reihe von Arzneimitteln hergestellt. Dies sind Arzneimittel zur Behandlung von Diphtherie, Magengeschwüren, Schock und Schizophrenie. Wie Lithiumsalze haben Cäsiumsalze normothymische Eigenschaften – oder einfach, sie sind in der Lage, den emotionalen Hintergrund zu stabilisieren.

Francium-Metall

Ein weiteres Metall mit den intensivsten Eigenschaften ist Francium. Es erhielt seinen Namen zu Ehren der Heimat des Entdeckers des Metalls. Der in Frankreich geborene M. Pere entdeckte 1939 ein neues chemisches Element. Es ist eines jener Elemente, über die selbst Chemiker nur schwer Rückschlüsse ziehen können.

Francium ist das schwerste Metall. Gleichzeitig ist Francium neben Cäsium das aktivste Metall. Francium besitzt diese seltene Kombination - hohe chemische Aktivität und geringe Kernstabilität. Sein langlebigstes Isotop hat eine Halbwertszeit von nur 22 Minuten. Francium wird verwendet, um ein anderes Element nachzuweisen - Actinium. Neben Franciumsalzen wurde früher vorgeschlagen, sie zum Nachweis von Krebstumoren zu verwenden. Aufgrund der hohen Kosten ist die Herstellung dieses Salzes jedoch unrentabel.

Vergleich der aktivsten Metalle

Ununennium ist noch kein entdecktes Metall. Es steht an erster Stelle in der achten Reihe des Periodensystems. Die Entwicklung und Erforschung dieses Elements erfolgt in Russland am Joint Institute for Nuclear Research. Dieses Metall muss auch eine sehr hohe Aktivität aufweisen. Wenn wir das bereits bekannte Francium und Cäsium vergleichen, hat Francium das höchste Ionisationspotential - 380 kJ / mol.

Für Cäsium sind es 375 kJ/mol. Aber Francium reagiert immer noch nicht so schnell wie Cäsium. Somit ist Cäsium das aktivste Metall. Das ist die Antwort (Chemie ist am häufigsten das Fach im Lehrplan, in dem man eine ähnliche Frage findet), die sowohl im Unterricht in der Schule als auch in der Berufsschule nützlich sein kann.

Was sind diese Metalle im Abschnitt zur Frage Aktive Metalle? vom Autor gegeben Olesja Oleskina Die beste Antwort ist Diejenigen, die am leichtesten Elektronen abgeben.
Die Aktivität von Metallen im Mendeleev-System nimmt von oben nach unten und von rechts nach links zu, daher ist Francium am aktivsten, auf dessen letzter Schicht sich 1 Elektron befindet, das weit genug vom Kern entfernt ist.
Aktiv - Alkalimetalle (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)
Sie sind den Erdalkalien (Ca, Sr, BA, Ra) unterlegen
Stirlitz
Künstliche Intelligenz
(116389)
Sie sind nicht als Erdalkalien klassifiziert

Antwort von Natalia Kosenko[Guru]
Diejenigen, die leicht reagieren

Antwort von Leser.[Guru]
An der Luft schnell oxidiert, Natrium, Kalium, Lithium.

Antwort von KSY[Guru]
Eu, Sm, Li, Cs, Rb, K, Ra, Ba, Sr, Ca, Na, Ac, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Mg, Y, Dy, Am, Ho, Er, Tm, Lu, Sc, Pu, Th, Np, U, Hf, Be, Al, Ti, Zr, Yb, Mn, V, Nb, Pa, Cr, Zn, Ga, Fe, Cd, In, Tl, Co, Ni, Te, Mo, Sn, Pb, H2, W, Sb, Bi, Ge, Re, Cu, Tc, Te, Rh, Po, Hg, Ag, Pd, Os, Ir, Pt, Au

Antwort von Durchlaucht Fürst[Guru]
Alkalimetalle sind Elemente der Hauptuntergruppe der Gruppe I des Periodensystems der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev: Lithium Li, Natrium Na, Kalium K, Rubidium Rb, Cäsium Cs und Francium Fr. Diese Metalle werden alkalisch genannt, weil die meisten ihrer Verbindungen in Wasser löslich sind. „Leach“ bedeutet im Slawischen „auflösen“, was den Namen dieser Metallgruppe bestimmte. Wenn Alkalimetalle in Wasser gelöst werden, entstehen lösliche Hydroxide, sogenannte Alkalien.
Aufgrund der hohen chemischen Aktivität von Alkalimetallen gegenüber Wasser, Sauerstoff, Stickstoff werden sie unter einer Kerosinschicht gelagert. Um die Reaktion mit einem Alkalimetall durchzuführen, wird ein Stück der erforderlichen Größe vorsichtig mit einem Skalpell unter einer Kerosinschicht abgeschnitten, die Metalloberfläche wird gründlich von den Produkten ihrer Wechselwirkung mit Luft in einer Argonatmosphäre gereinigt, und zwar nur dann wird die Probe in das Reaktionsgefäß gegeben.

Unpersönlicher Metal-Account auf Wikipedia
Unpersönliches Metallkonto

Gewöhnliches Eichhörnchen auf Wikipedia
Schauen Sie sich den Wikipedia-Artikel an gewöhnliches Eichhörnchen

Alkalimetalle auf Wikipedia
Schauen Sie sich den Wikipedia-Artikel an Alkali Metalle

Alle Metalle werden in Abhängigkeit von ihrer Redoxaktivität zu einer Reihe zusammengefasst, die als elektrochemische Spannungsreihe von Metallen bezeichnet wird (da die Metalle darin in der Reihenfolge zunehmender elektrochemischer Standardpotentiale angeordnet sind) oder einer Reihe von Metallaktivitäten:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H 2 , Cu, Hg, Ag, Рt, Au

Die reaktivsten Metalle befinden sich in der Reihenfolge der Aktivität bis hin zu Wasserstoff, und je weiter links das Metall angeordnet ist, desto aktiver ist es. Metalle, die in der Aktivitätsreihe neben Wasserstoff stehen, gelten als inaktiv.

Aluminium

Aluminium hat eine silbrig weiße Farbe. Die wichtigsten physikalischen Eigenschaften von Aluminium sind Leichtigkeit, hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit. Aluminium ist im freien Zustand an der Luft mit einem starken Oxidfilm Al 2 O 3 überzogen, der es beständig gegen konzentrierte Säuren macht.

Aluminium gehört zu den Metallen der p-Familie. Die elektronische Konfiguration des externen Energieniveaus ist 3s 2 3p 1 . Aluminium weist in seinen Verbindungen eine Oxidationsstufe von "+3" auf.

Aluminium wird durch Elektrolyse des geschmolzenen Oxids dieses Elements gewonnen:

2Al 2 O 3 \u003d 4Al + 3O 2

Aufgrund der geringen Produktausbeute wird jedoch häufiger das Verfahren zur Gewinnung von Aluminium durch Elektrolyse einer Mischung aus Na 3 und Al 2 O 3 verwendet. Die Reaktion läuft beim Erhitzen auf 960 ° C und in Gegenwart von Katalysatoren ab - Fluoride (AlF 3 , CaF 2 usw.), während an der Kathode Aluminium und an der Anode Sauerstoff freigesetzt wird.

Aluminium ist in der Lage, nach dem Entfernen des Oxidfilms von seiner Oberfläche mit Wasser zu interagieren (1), mit einfachen Substanzen (Sauerstoff, Halogene, Stickstoff, Schwefel, Kohlenstoff) (2-6), Säuren (7) und Basen (8) zu interagieren:

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 (1)

2Al + 3 / 2O 2 \u003d Al 2 O 3 (2)

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3 (3)

2Al + N2 = 2AlN (4)

2 Al + 3 S \u003d Al 2 S 3 (5)

4 Al + 3 C \u003d Al 4 C 3 (6)

2Al + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 (7)

2Al + 2NaOH + 3H 2 O \u003d 2Na + 3H 2 (8)

Kalzium

In seiner freien Form ist Ca ein silbrig-weißes Metall. Wenn es der Luft ausgesetzt wird, bedeckt es sich sofort mit einem gelblichen Film, der das Produkt seiner Wechselwirkung mit den Bestandteilen der Luft ist. Calcium ist ein ziemlich hartes Metall, hat ein kubisch flächenzentriertes Kristallgitter.

Die elektronische Konfiguration des externen Energieniveaus ist 4s 2 . Calcium weist in seinen Verbindungen eine Oxidationsstufe von „+2“ auf.

Calcium wird durch Elektrolyse geschmolzener Salze, meist Chloride, gewonnen:

CaCl 2 \u003d Ca + Cl 2

Calcium kann sich in Wasser unter Bildung von Hydroxiden lösen, die stark basische Eigenschaften aufweisen (1), mit Sauerstoff reagieren (2), Oxide bilden, mit Nichtmetallen interagieren (3-8), sich in Säuren auflösen (9):

Ca + H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2 (1)

2Ca + O 2 \u003d 2CaO (2)

Ca + Br 2 \u003d CaBr 2 (3)

3 Ca + N 2 \u003d Ca 3 N 2 (4)

2Ca + 2C = Ca 2 C 2 (5)

2Ca + 2P = Ca3P2 (7)

Ca + H 2 \u003d CaH 2 (8)

Ca + 2 HCl \u003d CaCl 2 + H 2 (9)

Eisen und seine Verbindungen

Eisen ist ein graues Metall. In seiner reinen Form ist es ziemlich weich, formbar und dehnbar. Die elektronische Konfiguration des externen Energieniveaus ist 3d 6 4s 2 . Eisen weist in seinen Verbindungen die Oxidationsstufen „+2“ und „+3“ auf.

Metallisches Eisen reagiert mit Wasserdampf und bildet ein Mischoxid (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2 O (v) ↔ Fe 3 O 4 + 4H 2

An der Luft oxidiert Eisen leicht, besonders in Gegenwart von Feuchtigkeit (es rostet):

3Fe + 3O 2 + 6H 2 O \u003d 4Fe (OH) 3

Wie andere Metalle reagiert Eisen mit einfachen Substanzen, z. B. Halogenen (1), löst sich in Säuren (2):

Fe + 2 HCl \u003d FeCl 2 + H 2 (2)

Eisen bildet eine ganze Reihe von Verbindungen, da es mehrere Oxidationsstufen aufweist: Eisen(II)-hydroxid, Eisen(III)-hydroxid, Salze, Oxide usw. So kann Eisen (II) -hydroxid durch Einwirkung von Alkalilösungen auf Eisen (II) -Salze ohne Luftzutritt erhalten werden:

FeSO 4 + 2NaOH \u003d Fe (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

Eisen(II)hydroxid ist in Säuren löslich und wird in Gegenwart von Sauerstoff zu Eisen(III)hydroxid oxidiert.

Eisen(II)-Salze weisen die Eigenschaften von Reduktionsmitteln auf und werden in Eisen(III)-Verbindungen umgewandelt.

Eisenoxid (III) kann nicht durch die Verbrennungsreaktion von Eisen in Sauerstoff gewonnen werden; um es zu erhalten, müssen Eisensulfide verbrannt oder andere Eisensalze kalziniert werden:

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2FeSO 4 \u003d Fe 2 O 3 + SO 2 + 3H 2 O

Eisen(III)-Verbindungen weisen schwach oxidierende Eigenschaften auf und können mit starken Reduktionsmitteln OVR eingehen:

2FeCl 3 + H 2 S \u003d Fe (OH) 3 ↓ + 3NaCl

Eisen- und Stahlproduktion

Stähle und Gusseisen sind Legierungen von Eisen mit Kohlenstoff, und der Kohlenstoffgehalt in Stahl beträgt bis zu 2% und in Gusseisen 2-4%. Stähle und Gusseisen enthalten Legierungszusätze: Stähle - Cr, V, Ni und Gusseisen - Si.

Es gibt verschiedene Arten von Stählen, daher werden je nach Verwendungszweck Bau-, rostfreie, Werkzeug-, hitzebeständige und kryogene Stähle unterschieden. Nach der chemischen Zusammensetzung wird zwischen Kohlenstoff (niedrig-, mittel- und hochkohlenstoffhaltig) und legiert (niedrig-, mittel- und hochlegiert) unterschieden. Je nach Gefüge unterscheidet man austenitische, ferritische, martensitische, perlitische und bainitische Stähle.

Stähle finden Anwendung in vielen Sektoren der Volkswirtschaft, wie Bauwesen, Chemie, Petrochemie, Umweltschutz, Transport, Energie und anderen Industrien.

Abhängig von der Form des Kohlenstoffgehalts in Gusseisen - Zementit oder Graphit - sowie ihrer Menge werden verschiedene Arten von Gusseisen unterschieden: weiß (helle Farbe des Bruchs aufgrund des Vorhandenseins von Kohlenstoff in Form von Zementit), grau (graue Farbe des Bruchs aufgrund des Vorhandenseins von Kohlenstoff in Form von Graphit), formbar und hitzebeständig. Gusseisen sind sehr spröde Legierungen.

Die Anwendungsgebiete von Gusseisen sind umfangreich – künstlerische Dekorationen (Zäune, Tore), Karosserieteile, Sanitäranlagen, Haushaltsgegenstände (Pfannen) werden aus Gusseisen hergestellt, es wird in der Automobilindustrie verwendet.

Beispiele für Problemlösungen

BEISPIEL 1

Die Übung	Eine Legierung aus Magnesium und Aluminium mit einem Gewicht von 26,31 g wurde in Salzsäure gelöst. Dabei wurden 31,024 Liter farbloses Gas freigesetzt. Bestimmen Sie die Massenanteile von Metallen in der Legierung.
Entscheidung	Beide Metalle können mit Salzsäure reagieren, wodurch Wasserstoff freigesetzt wird: Mg + 2 HCl \u003d MgCl 2 + H 2 2Al + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2 Ermitteln Sie die Gesamtzahl der freigesetzten Wasserstoffmole: v(H 2) \u003d V (H 2) / V m v (H 2) \u003d 31,024 / 22,4 \u003d 1,385 mol Die Stoffmenge Mg sei x mol und Al sei y mol. Dann können wir basierend auf den Reaktionsgleichungen einen Ausdruck für die Gesamtzahl der Wasserstoffmole schreiben: x + 1,5y = 1,385 Wir drücken die Masse der Metalle in der Mischung aus: Dann wird die Masse der Mischung durch die Gleichung ausgedrückt: 24x + 27y = 26,31 Wir haben ein Gleichungssystem: x + 1,5y = 1,385 24x + 27y = 26,31 Lösen wir es: 33,24 -36 Jahre + 27 Jahre \u003d 26,31 v(Al) = 0,77 mol v(Mg) = 0,23 mol Dann die Masse der Metalle in der Mischung: m (Mg) \u003d 24 × 0,23 \u003d 5,52 g m (Al) \u003d 27 × 0,77 \u003d 20,79 g Finden Sie die Massenanteile von Metallen in der Mischung: ώ =m(Me)/m Summe ×100% ώ(Mg) = 5,52 / 26,31 × 100 % = 20,98 % ώ(Al) = 100 - 20,98 = 79,02 %
Antworten	Massenanteile von Metallen in der Legierung: 20,98 %, 79,02 %

Metalle, die leicht reagieren, werden als aktive Metalle bezeichnet. Dazu gehören Alkali-, Erdalkalimetalle und Aluminium.

Stellung im Periodensystem

Die metallischen Eigenschaften der Elemente werden im Periodensystem von Mendelejew von links nach rechts schwächer. Daher gelten Elemente der Gruppen I und II als die aktivsten.

Reis. 1. Aktive Metalle im Periodensystem.

Alle Metalle sind Reduktionsmittel und geben auf der äußeren Energieebene leicht Elektronen ab. Aktive Metalle haben nur ein oder zwei Valenzelektronen. In diesem Fall werden die metallischen Eigenschaften von oben nach unten mit einer Erhöhung der Anzahl von Energieniveaus verstärkt, weil. Je weiter ein Elektron vom Kern eines Atoms entfernt ist, desto leichter kann es sich lösen.

Alkalimetalle gelten als die aktivsten:

• Lithium;
• Natrium;
• Kalium;
• Rubidium;
• Cäsium;
• Franken.

Die Erdalkalimetalle sind:

• Beryllium;
• Magnesium;
• Kalzium;
• Strontium;
• Barium;
• Radium.

Den Aktivitätsgrad eines Metalls können Sie anhand der elektrochemischen Spannungsreihe von Metallen ermitteln. Je weiter links vom Wasserstoff sich ein Element befindet, desto aktiver ist es. Die Metalle rechts von Wasserstoff sind inaktiv und können nur mit konzentrierten Säuren interagieren.

Reis. 2. Elektrochemische Spannungsreihe von Metallen.

Die Liste der aktiven Metalle in der Chemie umfasst auch Aluminium, das sich in Gruppe III und links von Wasserstoff befindet. Aluminium liegt jedoch an der Grenze zwischen aktiven und mittelaktiven Metallen und reagiert unter normalen Bedingungen nicht mit bestimmten Stoffen.

Eigenschaften

Aktive Metalle sind weich (können mit einem Messer geschnitten werden), leicht und haben einen niedrigen Schmelzpunkt.

Die wichtigsten chemischen Eigenschaften von Metallen sind in der Tabelle aufgeführt.

Reaktion	Die gleichung	Ausnahme
Alkalimetalle entzünden sich spontan an der Luft und reagieren mit Sauerstoff	K + O 2 → KO 2	Lithium reagiert mit Sauerstoff nur bei hohen Temperaturen.
Erdalkalimetalle und Aluminium bilden an der Luft Oxidfilme und entzünden sich spontan, wenn sie erhitzt werden.	2Ca + O 2 → 2CaO
Reagieren mit einfachen Stoffen zu Salzen	Ca + Br 2 → CaBr 2; - 2Al + 3S → Al 2 S 3	Aluminium reagiert nicht mit Wasserstoff
Reagieren heftig mit Wasser unter Bildung von Laugen und Wasserstoff	- Ca + 2 H 2 O → Ca (OH) 2 + H 2	Die Reaktion mit Lithium verläuft langsam. Aluminium reagiert mit Wasser erst nach Entfernung des Oxidfilms.
Reagieren mit Säuren unter Bildung von Salzen	Ca + 2HCl → CaCl 2 + H 2; 2K + 2HMnO 4 → 2KMnO 4 + H 2
Mit Salzlösungen reagieren, zuerst mit Wasser und dann mit Salz reagieren	2Na + CuCl 2 + 2H 2 O: 2Na + 2H 2 O → 2NaOH + H 2; – 2 NaOH + CuCl 2 → Cu(OH) 2 ↓ + 2 NaCl

Aktive Metalle reagieren leicht, daher kommen sie in der Natur nur in Mischungen vor - Mineralien, Gesteinen.

Reis. 3. Mineralien und reine Metalle.

Was haben wir gelernt?

Aktive Metalle umfassen Elemente der Gruppen I und II - Alkali- und Erdalkalimetalle sowie Aluminium. Ihre Aktivität ist auf die Struktur des Atoms zurückzuführen - einige wenige Elektronen lassen sich leicht von der äußeren Energieebene trennen. Dies sind weiche Leichtmetalle, die schnell mit einfachen und komplexen Substanzen reagieren und Oxide, Hydroxide und Salze bilden. Aluminium ist Wasserstoff näher und seine Reaktion mit Substanzen erfordert zusätzliche Bedingungen - hohe Temperaturen, Zerstörung des Oxidfilms.

Bei Raumtemperatur (20 °C) befinden sich alle Metalle außer Quecksilber in einem festen Zustand und leiten Wärme gut und gut. Wenn sie geschnitten werden, glänzen Metalle und einige, wie Eisen und Nickel, sind magnetisch. Viele Metalle sind duktil – sie können zur Herstellung von Drähten verwendet werden – und zum Schmieden – es ist einfach, ihnen eine andere Form zu geben.

Edelmetalle

Edelmetalle in der Erdkruste kommen in reiner Form vor und nicht in der Zusammensetzung von Verbindungen. Dazu gehören Kupfer, Silber, Gold und Platin. Sie sind chemisch passiv und gehen kaum mit anderen ein. Kupfer ist ein Edelmetall. Gold ist eines der trägesten Elemente. Edelmetalle sind aufgrund ihrer Trägheit nicht korrosionsanfällig, daher werden Schmuck und Münzen daraus hergestellt. Gold ist so träge, dass alte Goldstücke immer noch hell leuchten.

Alkali Metalle

Gruppe 1 im Periodensystem besteht aus 6 sehr aktiven Metallen, inkl. Natrium und Kalium. Sie schmelzen bei relativ niedriger Temperatur (der Schmelzpunkt von Kalium liegt bei 64°C) und sind so weich, dass sie mit einem Messer geschnitten werden können. Diese Metalle bilden mit Wasser eine alkalische Lösung und werden daher als alkalisch bezeichnet. Kalium reagiert heftig mit Wasser. Gleichzeitig wird es freigesetzt, das mit einer lila Flamme brennt.

Erdalkalimetalle

Die sechs Metalle der 2. Gruppe (einschließlich Magnesium und Calcium) werden als Erdalkalimetalle bezeichnet. Diese Metalle sind Bestandteil vieler Mineralien. Kalzium ist also in Calcit enthalten, dessen Äderchen in Kalkstein und Kreide zu finden sind. Erdalkalimetalle sind weniger reaktiv als Alkalimetalle, sie sind härter und schmelzen bei einer höheren Temperatur. Kalzium kommt in Muscheln, Knochen und Schwämmen vor. Magnesium ist Teil von Chlorophyll, dem grünen Farbstoff, der für die Photosynthese benötigt wird.

Metalle der 3. und 4. Gruppe

Die sieben Metalle dieser Gruppen stehen im Periodensystem rechts neben den Übergangsmetallen. Aluminium ist eines der am wenigsten dichten Metalle und daher leicht. Aber Blei ist sehr dicht; Es wird zur Herstellung von Bildschirmen verwendet, die vor Röntgenstrahlen schützen. Alle diese Metalle sind ziemlich weich und schmelzen bei einer relativ niedrigen Temperatur. Viele von ihnen werden in Legierungen verwendet - Mischungen von Metallen, die für bestimmte Zwecke hergestellt werden. Fahrräder und Flugzeuge werden aus Aluminiumlegierungen hergestellt.

Übergangsmetalle

Übergangsmetalle haben typischerweise metallische Eigenschaften. Sie sind stark, hart, glänzend und schmelzen bei hohen Temperaturen. Sie sind weniger reaktiv als die Alkali- und Erdalkalimetalle. Dazu gehören Eisen, Gold, Silber, Chrom, Nickel, Kupfer. Sie sind alle formbar und finden in der Industrie breite Anwendung – sowohl in reiner Form als auch in Form von Legierungen. Etwa 77 % der Masse des Autos besteht aus Metallen, hauptsächlich Stahl, d.h. eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff (siehe Artikel ""). Radnaben sind aus verchromtem Stahl - für Glanz und Korrosionsschutz. Der Körper der Maschine besteht aus Stahlblech. Stoßfänger aus Stahl schützen das Auto im Falle einer Kollision.

Aktivitätszeile

Die Position des Metalls in der Aktivitätsreihe gibt an, wie leicht das Metall reagiert. Je aktiver das Metall, desto leichter entzieht es weniger aktiven Metallen Sauerstoff. Aktive Metalle lassen sich nur schwer aus Verbindungen isolieren, während inaktive Metalle in reiner Form vorkommen. Kalium und Natrium werden in Kerosin gespeichert, da sie sofort mit Wasser und Luft reagieren. Kupfer ist das am wenigsten aktive der preiswerten Metalle. Es wird bei der Herstellung von Rohren, Warmwasserspeichern und Elektrokabeln verwendet.

Metalle und Flammen

Einige Metalle verleihen der Flamme einen bestimmten Farbton, wenn sie in die Nähe eines Feuers gebracht werden. Das Vorhandensein eines bestimmten Metalls in der Verbindung kann durch die Farbe der Flamme bestimmt werden. Dazu wird ein Substanzkorn am Ende eines Drahtes aus inertem Platin in eine Flamme gebracht. Natriumverbindungen färben die Flamme gelb, Kupferverbindungen blaugrün, Calciumverbindungen rot und Kaliumverbindungen lila. Die Zusammensetzung von Feuerwerkskörpern umfasst verschiedene Metalle, die der Flamme unterschiedliche Schattierungen verleihen. Barium ist grün, Strontium ist rot, Natrium ist gelb und Kupfer ist blaugrün.

Korrosion

Korrosion ist eine chemische Reaktion, die auftritt, wenn ein Metall mit Luft oder Wasser in Kontakt kommt. Das Metall tritt mit Luftsauerstoff in Wechselwirkung und an seiner Oberfläche bildet sich ein Oxid. Das Metall verliert seinen Glanz und wird beschichtet. Hochaktive Metalle korrodieren schneller als weniger aktive. Ritter schmierten Stahlrüstungen mit Öl oder Wachs, damit sie nicht rosten (Stahl enthält viel Eisen). Zum Schutz vor Rost wird die Stahlkarosserie mit mehreren Lackschichten überzogen. Einige Metalle (z. B. Aluminium) sind mit einem dichten Oxidfilm überzogen, der sie schützt. Wenn Eisen korrodiert, bildet es einen losen Oxidfilm, der bei Reaktion mit Wasser Rost ergibt. Die Rostschicht bröckelt leicht und der Korrosionsprozess breitet sich in der Tiefe aus. Zum Schutz vor Korrosion werden Stahldosen mit einer Schicht aus Zinn, einem weniger aktiven Metall, überzogen. Große Bauwerke wie Brücken werden durch Anstriche vor Korrosion geschützt. Bewegliche Teile von Maschinen, wie Fahrradketten, werden mit Öl geschmiert, um Korrosion zu verhindern.

Die Methode, Stahl durch Beschichten mit einer Zinkschicht vor Korrosion zu schützen, wird Galvanisierung genannt. Zink ist aktiver als Stahl, also „entzieht“ es ihm Sauerstoff. Selbst wenn die Zinkschicht zerkratzt wird, reagiert der Luftsauerstoff schneller mit dem Zink als mit dem Eisen. Um Schiffe vor Korrosion zu schützen, werden an ihren Rümpfen Blöcke aus Zink oder Magnesium befestigt, die selbst korrodieren, aber das Schiff schützen. Für zusätzlichen Korrosionsschutz werden die Stahlkarosseriebleche von Automobilen vor dem Lackieren sauber verzinkt. Von innen sind sie teilweise mit Plastik verkleidet.

Wie Metalle entdeckt wurden

Die Menschen haben wahrscheinlich durch Zufall gelernt, wie man Metalle gewinnt, als Metalle aus Mineralien freigesetzt wurden, als sie in Holzkohleöfen erhitzt wurden. Reines Metall wird während der Reduktionsreaktion aus der Verbindung freigesetzt. Auf solchen Reaktionen beruht die Wirkung von Hochöfen. Um 4000 v. Chr Die Sumerer (mehr dazu im Artikel „“) stellten Helme und Dolche aus Gold, Silber und Kupfer her. Zunächst lernten die Menschen, Kupfer, Gold und Silber zu verarbeiten, d.h. Edelmetalle, weil sie in reiner Form vorkommen. Um 3500 v. Chr Die Sumerer lernten, wie man Bronze herstellt - eine Legierung aus Kupfer und Zinn. Bronze ist stärker als Edelmetalle. Eisen wurde später entdeckt, da sehr hohe Temperaturen benötigt werden, um es aus Verbindungen zu extrahieren. Die Zeichnung rechts zeigt eine Bronzeaxt (500 v. Chr.) und eine sumerische Bronzeschale.

Vor 1735 kannten die Menschen nur wenige Metalle: Kupfer, Silber, Gold, Eisen, Quecksilber, Zinn, Zink, Wismut, Antimon und Blei. Aluminium wurde 1825 entdeckt. Heutzutage haben Wissenschaftler eine Reihe neuer Metalle synthetisiert, indem sie Uran mit Neutronen und anderen Elementarteilchen in einem Kernreaktor bestrahlt haben. Diese Elemente sind instabil und zerfallen sehr schnell.