Kun ihmiset kuulevat sanan "metalli", se liittyy yleensä kylmään ja kiinteään aineeseen, joka johtaa sähköä. Metallit ja niiden seokset voivat kuitenkin olla hyvin erilaisia. On niitä, jotka kuuluvat raskaaseen ryhmään, näillä aineilla on suurin tiheys. Ja jotkut, kuten litium, ovat niin kevyitä, että ne voisivat kellua vedessä, jos ne eivät reagoisi aktiivisesti sen kanssa.

Mitkä metallit ovat aktiivisimpia?

Mutta millä metallilla on voimakkaimmat ominaisuudet? Aktiivisin metalli on cesium. Aktiivisuudessa se on kaikkien metallien joukossa ensimmäinen. Myös hänen "veljiään" pidetään franciumina, joka on toisella sijalla, ja unenniy. Mutta viimeksi mainitun ominaisuuksista tiedetään vähän.

Cesiumin ominaisuudet

Cesium on alkuaine, joka on yhtä helposti sulava käsissä. Totta, tämä voidaan tehdä vain yhdellä ehdolla: jos cesium on lasiampullissa. Muuten metalli voi nopeasti reagoida ympäröivän ilman kanssa - syttyä. Ja cesiumin vuorovaikutukseen veden kanssa liittyy räjähdys - sellainen on aktiivisin metalli ilmenemismuodossaan. Tämä on vastaus kysymykseen, miksi cesiumin laittaminen astioihin on niin vaikeaa.

Jotta se asetetaan koeputken sisään, sen on oltava valmistettu erikoislasista ja täytetty argonilla tai vedyllä. Cesiumin sulamispiste on 28,7 o C. Huoneenlämmössä metalli on puolinestemäisessä tilassa. Cesium on kullanvalkoinen aine. Nestemäisessä tilassa metalli heijastaa valoa hyvin. Cesiumhöyryllä on vihertävänsininen sävy.

Miten cesium löydettiin?

Aktiivisin metalli oli ensimmäinen kemiallinen alkuaine, jonka esiintyminen maankuoren pinnassa havaittiin spektrianalyysimenetelmällä. Kun tiedemiehet saivat metallin spektrin, he näkivät siinä kaksi taivaansinistä viivaa. Tästä syystä tämä elementti sai nimensä. Sana caesius tarkoittaa latinaksi "taivaansinistä".

Löytöhistoria

Sen löytö kuuluu saksalaisille tutkijoille R. Bunsenille ja G. Kirchhoffille. Jo silloin tiedemiehet olivat kiinnostuneita siitä, mitkä metallit ovat aktiivisia ja mitkä eivät. Vuonna 1860 tutkijat tutkivat Durkheimin tekojärven veden koostumusta. He tekivät tämän spektrianalyysin avulla. Vesinäytteestä tutkijat löysivät elementtejä, kuten strontiumia, magnesiumia, litiumia ja kalsiumia.

Sitten he päättivät analysoida vesipisaran spektroskoopilla. Sitten he näkivät kaksi kirkkaan sinistä viivaa, jotka sijaitsevat lähellä toisiaan. Yksi niistä osui käytännössä samaan paikkaan olevan strontiummetalliviivan kanssa. Tutkijat päättivät, että heidän tunnistamansa aine oli tuntematon, ja katsoivat sen kuuluvan alkalimetallien ryhmään.

Samana vuonna Bunsen kirjoitti kirjeen kollegalleen, fotokemisti G. Roscoelle, jossa hän puhui tästä löydöstä. Ja virallisesti cesium julkistettiin 10. toukokuuta 1860 tutkijoiden kokouksessa Berliinin akatemiassa. Kuuden kuukauden kuluttua Bunsen pystyi eristämään noin 50 grammaa cesiumklooriplatiniittia. Tutkijat käsittelivät 300 tonnia kivennäisvettä ja eristivät sivutuotteena noin 1 kg litiumkloridia saadakseen lopulta aktiivisimman metallin. Tämä viittaa siihen, että kivennäisvesissä on hyvin vähän cesiumia.

Cesiumin saannin vaikeus pakottaa tutkijat jatkuvasti etsimään sitä sisältäviä mineraaleja, joista yksi on pollusiitti. Mutta cesiumin uuttaminen malmeista on aina epätäydellinen; käytön aikana cesium hajoaa hyvin nopeasti. Tämä tekee siitä yhden metallurgian vaikeasti saavutettavissa olevista aineista. Esimerkiksi maankuoressa on 3,7 grammaa cesiumia tonnia kohden. Ja yhdessä litrassa merivettä vain 0,5 mikrogrammaa ainetta on aktiivisin metalli. Tämä johtaa siihen, että cesiumin uuttaminen on yksi työvoimavaltaisimmista prosesseista.

Kuitti Venäjällä

Kuten mainittiin, päämineraali, josta cesiumia saadaan, on pollusiitti. Ja myös tämä aktiivisin metalli voidaan saada harvinaisesta avogadriitista. Teollisuudessa käytetään saastetta. Sitä ei louhittu Venäjällä Neuvostoliiton romahtamisen jälkeen, vaikka tuolloinkin Voronjan tundralta Murmanskin läheltä löydettiin jättimäisiä cesiumvarantoja.

Siihen mennessä, kun kotimaisella teollisuudella oli varaa louhia cesiumia, kanadalainen yritys hankki luvan tämän esiintymän kehittämiseen. Nyt cesiumin uuttamisesta vastaa Novosibirskin yritys CJSC Rare Metals Plant.

Cesiumin käyttö

Tätä metallia käytetään erilaisten aurinkokennojen valmistukseen. Ja myös cesiumyhdisteitä käytetään erityisillä optiikan aloilla - infrapunalaitteiden valmistuksessa cesiumia käytetään nähtävyyksien valmistuksessa, joiden avulla voit havaita vihollisen varusteet ja työvoimat. Sitä käytetään myös erikoisen tekemiseen metallihalogenidi lamput.

Mutta tämä ei tyhjennä sen soveltamisalaa. Cesiumin pohjalta on myös luotu useita lääkkeitä. Nämä ovat kurkkumätäen, peptisten haavaumien, sokin ja skitsofrenian hoitoon tarkoitettuja lääkkeitä. Litiumsuolojen tavoin cesiumsuoloilla on normotymiset ominaisuudet - tai yksinkertaisesti, ne pystyvät vakauttamaan tunnetaustaa.

francium metallia

Toinen metalleista, jolla on voimakkaimmat ominaisuudet, on francium. Se sai nimensä metallin löytäjän isänmaan kunniaksi. Ranskassa syntynyt M. Pere löysi uuden kemiallisen alkuaineen vuonna 1939. Se on yksi niistä elementeistä, joista jopa kemistien itse on vaikea tehdä johtopäätöksiä.

Francium on raskain metalli. Samaan aikaan aktiivisin metalli on francium cesiumin ohella. Franciumilla on tämä harvinainen yhdistelmä - korkea kemiallinen aktiivisuus ja alhainen ydinstabiilisuus. Sen pisimpään elävän isotoopin puoliintumisaika on vain 22 minuuttia. Franciumia käytetään havaitsemaan toinen alkuaine - aktinium. Franciumsuolojen lisäksi ehdotettiin aiemmin käytettäväksi syöpäkasvainten havaitsemiseen. Tämän suolan tuotanto on kuitenkin kannattamatonta korkeiden kustannusten vuoksi.

Aktiivisimpien metallien vertailu

Ununennium ei ole vielä löydetty metalli. Se sijoittuu ensimmäiseksi jaksollisen taulukon kahdeksannella rivillä. Tämän elementin kehitystä ja tutkimusta tehdään Venäjällä Ydintutkimuslaitoksessa. Tällä metallilla tulee myös olla erittäin korkea aktiivisuus. Jos vertaamme jo tunnettua franciumia ja cesiumia, niin franciumilla on suurin ionisaatiopotentiaali - 380 kJ / mol.

Cesiumin osalta tämä luku on 375 kJ/mol. Mutta francium ei silti reagoi yhtä nopeasti kuin cesium. Siten cesium on aktiivisin metalli. Tämä on vastaus (kemia on useimmiten se aine, jonka opetussuunnitelmasta löydät samanlaisen kysymyksen), josta voi olla hyötyä sekä koulun luokassa että ammattikoulussa.

Mitä nämä metallit ovat osiossa kysymyksen Aktiiviset metallit? kirjoittajan antama Olesya Oleskina paras vastaus on Ne, jotka luovuttavat elektroneja helpoimmin.
Mendeleev-järjestelmän metallien aktiivisuus lisääntyy ylhäältä alas ja oikealta vasemmalle, joten aktiivisin on francium, jonka viimeisessä kerroksessa on 1 elektroni, joka sijaitsee riittävän kaukana ytimestä.
Aktiiviset - alkalimetallit (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)
Ne ovat huonompia kuin maa-alkali (Ca, Sr, BA, Ra)
Stirlitz
Tekoäly
(116389)
Niitä ei luokitella maa-alkalimetalliksi

Vastaus osoitteesta Natalia Kosenko[guru]
Sellaisia, jotka reagoivat helposti

Vastaus osoitteesta Lukija.[guru]
Hapettuu nopeasti ilmassa, natriumissa, kaliumissa, litiumissa.

Vastaus osoitteesta 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

Vastaus osoitteesta Durchlaucht Furst[guru]
Alkalimetallit ovat D. I. Mendeleevin kemiallisten alkuaineiden jaksollisen järjestelmän ryhmän I pääalaryhmän alkuaineita: litium Li, natrium Na, kalium K, rubidium Rb, cesium Cs ja francium Fr. Näitä metalleja kutsutaan emäksisiksi, koska suurin osa niiden yhdisteistä on vesiliukoisia. Slaaviksi "liuotus" tarkoittaa "liuottaa", ja tämä määritti tämän metalliryhmän nimen. Kun alkalimetalleja liuotetaan veteen, muodostuu liukoisia hydroksideja, joita kutsutaan alkaleiksi.
Alkalimetallien korkean kemiallisen aktiivisuuden vuoksi veteen, happeen ja typpeen nähden ne varastoidaan kerosiinikerroksen alle. Reaktion suorittamiseksi alkalimetallin kanssa leikataan varovasti leikataan tarvittavan kokoinen pala skalpellilla kerosiinikerroksen alla, metallipinta puhdistetaan perusteellisesti sen vuorovaikutuksesta ilman kanssa argonilmakehässä ja vain sitten näyte laitetaan reaktioastiaan.

Persoonaton metallitili Wikipediassa
Persoonaton metallitili

Tavallinen orava Wikipediassa
Katso wikipedian artikkeli aiheesta tavallinen orava

Alkalimetallit Wikipediassa
Katso wikipedian artikkeli aiheesta alkalimetallit

Kaikki metallit, riippuen niiden redox-aktiivisuudesta, yhdistetään sarjaksi, jota kutsutaan metallien sähkökemialliseksi jännitesarjaksi (koska siinä olevat metallit on järjestetty kasvavaan standardisähkökemialliseen potentiaaliin) tai sarjaksi metalliaktiivisuutta:

Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Hg, Ag, Рt, Au

Reaktiivisimmat metallit ovat aktiivisuusjärjestyksessä vetyyn asti, ja mitä enemmän vasemmalla metalli sijaitsee, sitä aktiivisempi se on. Aktiviteettisarjassa vedyn vieressä olevia metalleja pidetään inaktiivisina.

Alumiini

Alumiini on hopeanvalkoinen väri. Alumiinin tärkeimmät fysikaaliset ominaisuudet ovat keveys, korkea lämmön- ja sähkönjohtavuus. Vapaana ilmalle altistuessaan alumiini peitetään vahvalla oksidikalvolla Al 2 O 3, mikä tekee siitä kestävän väkeviä happoja.

Alumiini kuuluu p-perheen metalleihin. Ulkoisen energiatason elektroninen konfiguraatio on 3s 2 3p 1 . Alumiinilla on yhdisteissään hapetusaste, joka on yhtä suuri kuin "+3".

Alumiinia saadaan tämän alkuaineen sulan oksidin elektrolyysillä:

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

Tuotteen alhaisen saannon vuoksi käytetään kuitenkin useammin menetelmää alumiinin saamiseksi elektrolyysillä Na3:n ja Al203:n seoksesta. Reaktio etenee kuumennettaessa 960 °C:seen ja katalyyttien - fluoridien (AlF 3, CaF 2 jne.) läsnä ollessa, kun taas alumiinia vapautuu katodilla ja happea vapautuu anodilla.

Alumiini pystyy olemaan vuorovaikutuksessa veden kanssa sen jälkeen, kun oksidikalvo on poistettu pinnaltaan (1), vuorovaikutuksessa yksinkertaisten aineiden (happi, halogeenit, typpi, rikki, hiili) (2-6), happojen (7) ja emästen (8) kanssa:

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

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

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

2Al + N 2 = 2AlN (4)

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

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

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

2Al + 2NaOH + 3H 2O \u003d 2Na + 3H2 (8)

Kalsium

Vapaassa muodossaan Ca on hopeanvalkoinen metalli. Kun se altistuu ilmalle, se peittyy välittömästi kellertävällä kalvolla, joka on seurausta sen vuorovaikutuksesta ilman aineosien kanssa. Kalsium on melko kova metalli, sillä on kuutiopintainen kidehila.

Ulkoisen energiatason elektroninen konfiguraatio on 4s 2 . Kalsiumilla on yhdisteissään hapetustila, joka on yhtä suuri kuin "+2".

Kalsiumia saadaan elektrolyysillä sulaista suoloista, useimmiten klorideista:

CaCl 2 \u003d Ca + Cl 2

Kalsium pystyy liukenemaan veteen muodostaen hydroksideja, joilla on vahvat emäksiset ominaisuudet (1), reagoida hapen kanssa (2), muodostaa oksideja, olla vuorovaikutuksessa ei-metallien kanssa (3-8), liueta happoihin (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)

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

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

2Ca + 2P = Ca 3P 2 (7)

Ca + H 2 \u003d CaH 2 (8)

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

Rauta ja sen yhdisteet

Rauta on harmaa metalli. Puhtaassa muodossaan se on melko pehmeää, muokattavaa ja taipuisaa. Ulkoisen energiatason elektroninen konfiguraatio on 3d 6 4s 2 . Yhdisteissään raudalla on hapetusasteet "+2" ja "+3".

Metallirauta reagoi vesihöyryn kanssa muodostaen sekaoksidin (II, III) Fe 3 O 4:

3Fe + 4H 2O (v) ↔ Fe 3O 4 + 4H 2

Ilmassa rauta hapettuu helposti, erityisesti kosteuden läsnä ollessa (se ruostuu):

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

Kuten muutkin metallit, rauta reagoi yksinkertaisten aineiden, esimerkiksi halogeenien (1) kanssa, liukenee happoihin (2):

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

Rauta muodostaa koko joukon yhdisteitä, koska sillä on useita hapetusasteita: rauta(II)hydroksidi, rauta(III)hydroksidi, suolat, oksidit jne. Joten rauta(II)hydroksidia voidaan saada vaikuttamalla alkaliliuoksilla rauta(II)suoloihin ilman pääsyä ilmaan:

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

Rauta(II)hydroksidi liukenee happoihin ja hapettuu rauta(III)hydroksidiksi hapen läsnä ollessa.

Raudan (II) suoloilla on pelkistysaineiden ominaisuuksia ja ne muuttuvat rauta(III)-yhdisteiksi.

Rautaoksidia (III) ei voida saada raudan polttoreaktiolla hapessa, sen saamiseksi on tarpeen polttaa rautasulfideja tai kalsinoida muita rautasuoloja:

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

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

Rauta(III)-yhdisteillä on heikkoja hapettavia ominaisuuksia ja ne voivat päästä OVR:ään vahvojen pelkistysaineiden kanssa:

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

Raudan ja teräksen tuotanto

Teräkset ja valuraudat ovat raudan ja hiilen seoksia, ja teräksen hiilipitoisuus on jopa 2 % ja valuraudassa 2-4 %. Teräkset ja valuraudat sisältävät seosaineita: teräkset - Cr, V, Ni ja valurauta - Si.

Teräksiä on erilaisia, joten käyttötarkoituksensa mukaan erotetaan rakenneteräkset, ruostumattomat teräkset, työkaluteräkset, lämmönkestävät ja kryogeeniset teräkset. Kemiallisen koostumuksen mukaan erotetaan hiili (vähä-, keski- ja korkeahiilinen) ja seostettu (vähä-, keski- ja runsasseostettu). Rakenteesta riippuen erotetaan austeniittiset, ferriittiset, martensiittiset, perliittiset ja bainiittiset teräkset.

Teräkset ovat löytäneet käyttöä monilla kansantalouden sektoreilla, kuten rakentamisessa, kemianteollisuudessa, petrokemianteollisuudessa, ympäristönsuojelussa, liikenneenergiassa ja muilla aloilla.

Valuraudan - sementiitin tai grafiitin hiilipitoisuuden muodosta sekä niiden määrästä riippuen erotetaan useita valurautatyyppejä: valkoinen (murtuman vaalea väri sementiitin muodossa olevan hiilen vuoksi), harmaa (murtuman harmaa väri grafiitin muodossa olevan hiilen vuoksi), muokattava ja lämmönkestävä. Valuraudat ovat erittäin hauraita metalliseoksia.

Valuraudan käyttöalueet ovat laajat - valuraudasta valmistetaan taiteellisia koristeita (aidat, portit), korin osia, LVI-laitteita, taloustavaroita (pannuja), sitä käytetään autoteollisuudessa.

Esimerkkejä ongelmanratkaisusta

ESIMERKKI 1

Harjoittele	Magnesiumin ja alumiinin seos, joka painoi 26,31 g, liuotettiin kloorivetyhappoon. Tässä tapauksessa vapautui 31 024 litraa väritöntä kaasua. Määritä metallien massaosuudet seoksessa.
Päätös	Molemmat metallit pystyvät reagoimaan kloorivetyhapon kanssa, minkä seurauksena vetyä vapautuu: Mg + 2HCl \u003d MgCl 2 + H2 2Al + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2 Selvitä vapautuneiden vedyn kokonaismäärä: v (H 2) \u003d V (H 2) / V m v (H 2) \u003d 31,024 / 22,4 \u003d 1,385 mol Olkoon aineen määrä Mg x mol ja Al y mol. Sitten reaktioyhtälöiden perusteella voimme kirjoittaa lausekkeen vedyn kokonaismäärälle: x + 1,5y = 1,385 Ilmoitamme metallien massan seoksessa: Sitten seoksen massa ilmaistaan ​​yhtälöllä: 24x + 27v = 26,31 Saimme yhtälöjärjestelmän: x + 1,5y = 1,385 24x + 27v = 26,31 Ratkaistaan ​​se: 33,24 -36 v + 27 v \u003d 26,31 v(AI) = 0,77 mol v(Mg) = 0,23 mol Sitten seoksen metallien massa: m (Mg) \u003d 24 × 0,23 \u003d 5,52 g m(Al) \u003d 27 × 0,77 \u003d 20,79 g Etsi metallien massaosuudet seoksesta: ώ =m(Me)/m summa × 100 % ώ(Mg) = 5,52 / 26,31 × 100 % = 20,98 % ώ(Al) = 100 - 20,98 = 79,02 %
Vastaus	Metallien massaosuudet seoksessa: 20,98 %, 79,02 %

Helposti reagoivia metalleja kutsutaan aktiivisilla metalleiksi. Näitä ovat alkalit, maa-alkalimetallit ja alumiini.

Sijainti jaksollisessa taulukossa

Alkuaineiden metalliset ominaisuudet heikkenevät Mendelejevin jaksollisessa taulukossa vasemmalta oikealle. Siksi ryhmien I ja II elementtejä pidetään aktiivisimpina.

Riisi. 1. Aktiiviset metallit jaksollisessa taulukossa.

Kaikki metallit ovat pelkistäviä aineita ja erottuvat helposti elektronien kanssa ulkoisella energiatasolla. Aktiivisissa metalleissa on vain yksi tai kaksi valenssielektronia. Tässä tapauksessa metalliset ominaisuudet paranevat ylhäältä alas energiatasojen lukumäärän kasvaessa, koska. mitä kauempana elektroni on atomin ytimestä, sitä helpompi se on erottua.

Alkalimetalleja pidetään aktiivisimpina:

• litium;
• natrium;
• kalium;
• rubidium;
• cesium;
• francium.

Maa-alkalimetalleja ovat:

• beryllium;
• magnesium;
• kalsium;
• strontium;
• barium;
• radium.

Voit selvittää metallin aktiivisuusasteen metallin jännitteiden sähkökemiallisen sarjan avulla. Mitä enemmän vedystä vasemmalla elementti sijaitsee, sitä aktiivisempi se on. Vedyn oikealla puolella olevat metallit ovat inaktiivisia ja voivat olla vuorovaikutuksessa vain väkevien happojen kanssa.

Riisi. 2. Metallien sähkökemialliset jännitteiden sarjat.

Kemiassa aktiivisten metallien luettelo sisältää myös alumiinin, joka sijaitsee ryhmässä III ja vedyn vasemmalla puolella. Alumiini sijaitsee kuitenkin aktiivisten ja keskiaktiivisten metallien rajalla eikä reagoi tiettyjen aineiden kanssa normaaleissa olosuhteissa.

Ominaisuudet

Aktiiviset metallit ovat pehmeitä (voidaan leikata veitsellä), kevyitä ja niillä on alhainen sulamispiste.

Taulukossa on esitetty metallien tärkeimmät kemialliset ominaisuudet.

Reaktio	Yhtälö	Poikkeus
Alkalimetallit syttyvät itsestään ilmassa ja ovat vuorovaikutuksessa hapen kanssa	K + O 2 → KO 2	Litium reagoi hapen kanssa vain korkeissa lämpötiloissa.
Maa-alkalimetallit ja alumiini muodostavat oksidikalvoja ilmassa ja syttyvät itsestään kuumennettaessa.	2Ca + O2 → 2CaO
Reagoi yksinkertaisten aineiden kanssa muodostaen suoloja	Ca + Br2 → CaBr2; - 2Al + 3S → Al 2S 3	Alumiini ei reagoi vedyn kanssa
Reagoi kiivaasti veden kanssa muodostaen alkaleja ja vetyä	- Ca + 2H 2O → Ca (OH) 2 + H2	Reaktio litiumin kanssa etenee hitaasti. Alumiini reagoi veden kanssa vasta oksidikalvon poistamisen jälkeen.
Reagoi happojen kanssa muodostaen suoloja	Ca + 2HCl -> CaCl2 + H2; 2K + 2HMnO4 → 2KMnO4 + H2
Reagoi suolaliuosten kanssa ensin veden ja sitten suolan kanssa	2Na + CuCl2 + 2H2O: 2Na + 2H20 → 2NaOH + H2; - 2NaOH + CuCl 2 → Cu(OH) 2 ↓ + 2NaCl

Aktiiviset metallit reagoivat helposti, joten luonnossa niitä esiintyy vain seoksissa - mineraaleissa, kivissä.

Riisi. 3. Mineraalit ja puhtaat metallit.

Mitä olemme oppineet?

Aktiiviset metallit sisältävät ryhmien I ja II alkuaineita - alkali- ja maa-alkalimetallit sekä alumiinin. Niiden aktiivisuus johtuu atomin rakenteesta - muutama elektroni erottuu helposti ulkoisesta energiatasosta. Nämä ovat pehmeitä kevytmetalleja, jotka reagoivat nopeasti yksinkertaisten ja monimutkaisten aineiden kanssa muodostaen oksideja, hydroksideja, suoloja. Alumiini on lähempänä vetyä ja sen reaktio aineiden kanssa vaatii lisäolosuhteita - korkeita lämpötiloja, oksidikalvon tuhoutumista.

Huoneenlämmössä (20 °C) kaikki metallit, paitsi elohopea, ovat kiinteässä tilassa ja johtavat lämpöä ja hyvin. Leikattuna metallit kiiltävät ja jotkut, kuten rauta ja nikkeli, ovat magneettisia. Monet metallit ovat sitkeitä - niistä voidaan tehdä lankaa - ja takoa - niille on helppo antaa erilainen muoto.

jalometallit

Maankuoren jalometallit löytyvät puhtaassa muodossa, eivät yhdisteiden koostumuksesta. Näitä ovat kupari, hopea, kulta ja platina. Ne ovat kemiallisesti passiivisia ja tuskin menevät muiden kanssa. Kupari on jalometalli. Kulta on yksi inerteimmistä alkuaineista. Inertiteettinsä vuoksi jalometallit eivät ole alttiita korroosiolle, joten niistä valmistetaan koruja ja kolikoita. Kulta on niin inerttiä, että muinaiset kultakappaleet loistavat edelleen kirkkaasti.

alkalimetallit

Jaksollisen taulukon ryhmä 1 koostuu 6 erittäin aktiivisesta metallista, mm. natriumia ja kaliumia. Ne sulavat suhteellisen alhaisessa lämpötilassa (kaliumin sulamispiste on 64 °C) ja ovat niin pehmeitä, että ne voidaan leikata veitsellä. Reagoiessaan veden kanssa nämä metallit muodostavat alkalisen liuoksen, ja siksi niitä kutsutaan emäksisiksi. Kalium reagoi kiivaasti veden kanssa. Samalla se vapautuu, joka palaa lila liekillä.

maa-alkalimetallit

Kuusi metallia, jotka muodostavat toisen ryhmän (mukaan lukien magnesium ja kalsium), kutsutaan maa-alkalimetalliksi. Nämä metallit ovat osa monia mineraaleja. Kalsiitissa on siis kalsiumia, jonka suonet löytyvät kalkkikivestä ja liidusta. Maa-alkalimetallit ovat vähemmän reaktiivisia kuin alkalimetallit, ne ovat kovempia ja sulavat korkeammassa lämpötilassa. Kalsiumia löytyy kuorista, luista ja sienistä. Magnesium on osa klorofylliä, vihreää pigmenttiä, jota tarvitaan fotosynteesiin.

3. ja 4. ryhmän metallit

Näiden ryhmien seitsemän metallia sijaitsevat jaksollisessa taulukossa siirtymämetallien oikealla puolella. Alumiini on yksi vähiten tiheistä metalleista, joten se on kevyt. Mutta lyijy on erittäin tiheää; sitä käytetään röntgensäteiltä suojaavien näyttöjen valmistukseen. Kaikki nämä metallit ovat melko pehmeitä ja sulavat suhteellisen alhaisessa lämpötilassa. Monia niistä käytetään seoksissa - metalliseoksissa, jotka on luotu tiettyihin tarkoituksiin. Polkupyörät ja lentokoneet on valmistettu alumiiniseoksesta.

siirtymämetallit

Siirtymämetalleilla on tyypillisesti metallisia ominaisuuksia. Ne ovat vahvoja, kovia, kiiltäviä ja sulavat korkeissa lämpötiloissa. Ne ovat vähemmän reaktiivisia kuin alkali- ja maa-alkalimetallit. Näitä ovat rauta, kulta, hopea, kromi, nikkeli, kupari. Ne ovat kaikki muovattavia ja niitä käytetään laajalti teollisuudessa - sekä puhtaassa muodossa että metalliseosten muodossa. Noin 77 % auton massasta koostuu metalleista, pääasiassa teräksestä, ts. raudan ja hiilen seos (katso artikkeli ""). Pyörien navat on valmistettu kromatusta teräksestä - kiiltoa ja korroosiosuojaa varten. Koneen runko on valmistettu teräslevystä. Teräspuskurit suojaavat autoa törmäystilanteessa.

Aktiviteettirivi

Metallin sijainti aktiivisuussarjassa osoittaa, kuinka helposti metalli reagoi. Mitä aktiivisempi metalli, sitä helpommin se ottaa happea pois vähemmän aktiivisista metalleista. Aktiivisia metalleja on vaikea eristää yhdisteistä, kun taas inaktiivisia metalleja löytyy puhtaassa muodossa. Kalium ja natrium varastoidaan kerosiiniin, koska ne reagoivat välittömästi veden ja ilman kanssa. Kupari on halvoista metalleista vähiten aktiivinen. Sitä käytetään putkien, kuumavesisäiliöiden ja sähköjohtojen valmistuksessa.

Metalleja ja liekkejä

Jotkut metallit antavat liekille tietyn sävyn, kun ne tuodaan tulen lähelle. Tietyn metallin läsnäolo yhdisteessä voidaan määrittää liekin värin perusteella. Tätä varten aineen rake asetetaan liekkiin inertistä platinasta tehdyn langan päähän. Natriumyhdisteet värittävät liekin keltaiseksi, kupariyhdisteet sinivihreäksi, kalsiumyhdisteet punaiseksi ja kaliumyhdisteet lilaksi. Ilotulitteiden koostumus sisältää erilaisia ​​metalleja, jotka antavat liekille erilaisia ​​sävyjä. Barium on vihreää, strontium on punainen, natrium on keltainen ja kupari on sinivihreä.

Korroosio

Korroosio on kemiallinen reaktio, joka tapahtuu, kun metalli joutuu kosketuksiin ilman tai veden kanssa. Metalli on vuorovaikutuksessa ilmakehän hapen kanssa, ja sen pinnalle muodostuu oksidia. Metalli menettää kiiltonsa ja pinnoittuu. Erittäin aktiiviset metallit syöpyvät nopeammin kuin vähemmän aktiiviset metallit. Ritarit voitelivat teräspanssarin öljyllä tai vahalla, jotta se ei ruostuisi (teräs sisältää paljon rautaa). Ruosteelta suojaamiseksi auton teräsrunko on peitetty useilla maalikerroksilla. Jotkut metallit (esimerkiksi alumiini) on peitetty tiheällä oksidikalvolla, joka suojaa niitä. Rauta muodostaa syöpyessään irtonaisen oksidikalvon, joka veden kanssa reagoidessaan ruostuu. Ruostekerros murenee helposti ja korroosioprosessi leviää syvälle. Korroosiolta suojaamiseksi teräspurkit on päällystetty tinakerroksella, joka on vähemmän aktiivinen metalli. Suuret rakenteet, kuten sillat, suojataan korroosiolta maalilla. Koneiden liikkuvat osat, kuten polkupyörän ketjut, voidellaan öljyllä korroosion estämiseksi.

Menetelmää teräksen suojaamiseksi korroosiolta pinnoittamalla sinkkikerroksella kutsutaan galvanisoinniksi. Sinkki on aktiivisempaa kuin teräs, joten se "vetää" siitä happea. Vaikka sinkkikerros naarmuuntuu, ilmassa oleva happi reagoi nopeammin sinkin kuin raudan kanssa. Alusten suojaamiseksi korroosiolta niiden runkoon on kiinnitetty sinkki- tai magnesiumlohkoja, jotka syövyttävät itse, mutta suojaavat alusta. Lisäkorroosiosuojaa varten autojen teräskorilevyt galvanoidaan puhtaasti ennen maalausta. Sisäpuolelta ne on joskus peitetty muovilla.

Kuinka metallit löydettiin

Ihmiset luultavasti oppivat saamaan metalleja sattumalta, kun metallit vapautuivat mineraaleista, kun niitä kuumennettiin hiiliuuneissa. Pelkistysreaktion aikana yhdisteestä vapautuu puhdasta metallia. Masuunien toiminta perustuu tällaisiin reaktioihin. Noin 4000 eaa Sumerit (lisätietoja artikkelista "") valmistivat kulta-, hopea- ja kuparikypäriä ja tikareita. Ensinnäkin ihmiset oppivat käsittelemään kuparia, kultaa ja hopeaa, ts. jalometallit, koska niitä esiintyy puhtaassa muodossaan. Noin 3500 eaa Sumerit oppivat valmistamaan pronssia - kuparin ja tinan seosta. Pronssi on vahvempaa kuin jalometallit. Rauta löydettiin myöhemmin, koska sen erottamiseen yhdisteistä tarvitaan erittäin korkeita lämpötiloja. Oikealla olevassa piirroksessa on pronssinen kirves (500 eKr.) ja sumerilainen pronssinen kulho.

Ennen vuotta 1735 ihmiset tunsivat vain muutamia metalleja: kuparia, hopeaa, kultaa, rautaa, elohopeaa, tinaa, sinkkiä, vismuttia, antimonia ja lyijyä. Alumiini löydettiin vuonna 1825. Nykyään tiedemiehet ovat syntetisoineet useita uusia metalleja säteilyttämällä uraania neutroneilla ja muilla alkuainehiukkasilla ydinreaktorissa. Nämä elementit ovat epävakaita ja hajoavat erittäin nopeasti.