1. धातुएँ अधातुओं से अभिक्रिया करती हैं।

2मी + एनहाल 2 → 2 मेहाल न

4Li + O2 = 2Li2O

क्षार धातुएं, लिथियम के अपवाद के साथ, पेरोक्साइड बनाती हैं:

2ना + ओ 2 \u003d ना 2 ओ 2

2. हाइड्रोजन के लिए खड़ी धातुएं हाइड्रोजन के निकलने के साथ अम्ल (नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक सांद्रण को छोड़कर) के साथ प्रतिक्रिया करती हैं

मी + एचसीएल → नमक + एच2

2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2

पीबी + 2 एचसीएल → पीबीसीएल2↓ + एच2

3. सक्रिय धातुएं जल के साथ अभिक्रिया करके क्षार बनाती हैं और हाइड्रोजन छोड़ती हैं।

2मी+ 2एनएच 2 ओ → 2 मी (ओएच) एन + एनएच 2

धातु ऑक्सीकरण का उत्पाद इसका हाइड्रॉक्साइड है - Me (OH) n (जहाँ n धातु की ऑक्सीकरण अवस्था है)।

उदाहरण के लिए:

सीए + 2 एच 2 ओ → सीए (ओएच) 2 + एच 2

4. मध्यवर्ती क्रियाकलाप धातुओं को गर्म करने पर जल के साथ अभिक्रिया करके धातु ऑक्साइड और हाइड्रोजन बनाते हैं।

2Me + nH 2 O → Me 2 O n + nH 2

ऐसी प्रतिक्रियाओं में ऑक्सीकरण उत्पाद धातु ऑक्साइड Me 2 O n (जहाँ n धातु की ऑक्सीकरण अवस्था है) है।

3Fe + 4H 2 O → Fe 2 O 3 FeO + 4H 2

5. हाइड्रोजन के बाद खड़ी धातुएं पानी और एसिड के घोल (नाइट्रिक और सल्फ्यूरिक सांद्र को छोड़कर) के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती हैं।

6. अधिक सक्रिय धातुएं कम सक्रिय धातुओं को उनके लवणों के विलयन से विस्थापित करती हैं।

CuSO 4 + Zn \u003d ZnSO 4 + Cu

CuSO 4 + Fe \u003d FeSO 4 + Cu

सक्रिय धातुएँ - जिंक और आयरन ने कॉपर को सल्फेट में बदल दिया और लवण का निर्माण किया। जस्ता और लोहे का ऑक्सीकरण होता है, और तांबे को बहाल किया जाता है।

7. हैलोजन जल और क्षार विलयन के साथ अभिक्रिया करते हैं।

फ्लोरीन, अन्य हैलोजन के विपरीत, पानी का ऑक्सीकरण करता है:

2 एच 2 ओ+2एफ 2 = 4एचएफ + ओ 2 .

ठंड में: Cl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2OCl2 + 2KOH = KClO + KCl + H2O क्लोराइड और हाइपोक्लोराइट बनते हैं

हीटिंग: 3Cl2+6KOH−→KClO3+5KCl+3H2O3Cl2+6KOH→t,∘CKClO3+5KCl+3H2O लोराइड और क्लोरेट बनाता है

8 सक्रिय हैलोजन (फ्लोरीन को छोड़कर) कम सक्रिय हैलोजन को उनके लवणों के विलयन से विस्थापित करते हैं।

9. हैलोजन ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करते हैं।

10. उभयधर्मी धातुएँ (Al, Be, Zn) क्षार और अम्ल के विलयन से अभिक्रिया करती हैं।

3Zn+4H2SO4= 3 ZnSO4+S+4H2O

11. मैग्नीशियम कार्बन डाइऑक्साइड और सिलिकॉन ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करता है।

2एमजी + सीओ2 = सी + 2एमजीओ

SiO2+2Mg=Si+2MgO

12. क्षार धातुएं (लिथियम को छोड़कर) ऑक्सीजन के साथ परॉक्साइड बनाती हैं।

2ना + ओ 2 \u003d ना 2 ओ 2

3. अकार्बनिक यौगिकों का वर्गीकरण

सरल पदार्थ - पदार्थ जिनके अणुओं में एक ही प्रकार के परमाणु (एक ही तत्व के परमाणु) होते हैं। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, वे अन्य पदार्थ बनाने के लिए विघटित नहीं हो सकते हैं।

जटिल पदार्थ (या रासायनिक यौगिक) - ऐसे पदार्थ जिनके अणुओं में विभिन्न प्रकार के परमाणु (विभिन्न रासायनिक तत्वों के परमाणु) होते हैं। रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, वे कई अन्य पदार्थ बनाने के लिए विघटित होते हैं।

साधारण पदार्थ दो बड़े समूहों में विभाजित होते हैं: धातु और अधातु।

धातुओं - विशिष्ट धातु गुणों वाले तत्वों का एक समूह: ठोस (पारा के अपवाद के साथ) में धातु की चमक होती है, गर्मी और बिजली के अच्छे संवाहक होते हैं, निंदनीय (लौह (Fe), तांबा (Cu), एल्यूमीनियम (Al), पारा ( एचजी), सोना (एयू), चांदी (एजी), आदि)।

गैर धातु - तत्वों का एक समूह: ठोस, तरल (ब्रोमीन) और गैसीय पदार्थ जिनमें धात्विक चमक नहीं होती है, वे इन्सुलेटर, भंगुर होते हैं।

और जटिल पदार्थ, बदले में, चार समूहों या वर्गों में विभाजित होते हैं: ऑक्साइड, क्षार, अम्ल और लवण।

आक्साइड - ये जटिल पदार्थ हैं, जिनके अणुओं की संरचना में ऑक्सीजन के परमाणु और कुछ अन्य पदार्थ शामिल हैं।

नींव - ये जटिल पदार्थ होते हैं जिनमें धातु के परमाणु एक या अधिक हाइड्रॉक्सिल समूहों से जुड़े होते हैं।

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण के सिद्धांत के दृष्टिकोण से, आधार जटिल पदार्थ होते हैं, जिनके पृथक्करण से जलीय घोल में धातु के उद्धरण (या NH4 +) और हाइड्रॉक्साइड - आयन OH- बनते हैं।

अम्ल - ये जटिल पदार्थ हैं जिनके अणुओं में हाइड्रोजन परमाणु शामिल होते हैं जिन्हें धातु परमाणुओं के लिए बदला या बदला जा सकता है।

नमक - ये जटिल पदार्थ हैं, जिनके अणुओं में धातु के परमाणु और अम्ल अवशेष होते हैं। नमक एक धातु द्वारा अम्ल के हाइड्रोजन परमाणुओं के आंशिक या पूर्ण प्रतिस्थापन का उत्पाद है।

लोगों ने अपनी आवश्यकताओं के लिए उपयोग की जाने वाली पहली सामग्री पत्थर है। हालांकि, बाद में जब किसी व्यक्ति को धातुओं के गुणों की जानकारी हुई, तो पत्थर बहुत पीछे हट गया। यह ये पदार्थ और उनके मिश्र हैं जो लोगों के हाथों में सबसे महत्वपूर्ण और मुख्य सामग्री बन गए हैं। उनसे घरेलू सामान, श्रम के उपकरण बनाए गए, परिसर बनाए गए। इसलिए, इस लेख में हम विचार करेंगे कि धातु क्या हैं, सामान्य विशेषताएं, गुण और उपयोग जो आज तक प्रासंगिक हैं। दरअसल, पाषाण युग के तुरंत बाद, धातु की एक पूरी आकाशगंगा का अनुसरण किया गया: तांबा, कांस्य और लोहा।

धातु: सामान्य विशेषताएं

इन सरल पदार्थों के सभी प्रतिनिधियों को क्या एकजुट करता है? बेशक, यह उनके क्रिस्टल जाली की संरचना, रासायनिक बंधों के प्रकार और परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना की विशेषताएं हैं। आखिरकार, इसलिए विशिष्ट भौतिक गुण जो मनुष्यों द्वारा इन सामग्रियों के उपयोग को रेखांकित करते हैं।

सबसे पहले धातुओं को आवर्त प्रणाली का रासायनिक तत्व मानें। इसमें, वे काफी स्वतंत्र रूप से स्थित हैं, जो आज तक ज्ञात 115 में से 95 कोशिकाओं पर कब्जा कर रहे हैं। सामान्य प्रणाली में उनके स्थान की कई विशेषताएं हैं:

• वे समूह I और II के साथ-साथ III के मुख्य उपसमूह बनाते हैं, जो एल्यूमीनियम से शुरू होते हैं।
• सभी पार्श्व उपसमूहों में केवल धातुएँ होती हैं।
• वे बोरॉन से एस्टैटिन तक सशर्त विकर्ण के नीचे स्थित हैं।

इस तरह के आंकड़ों के आधार पर, यह देखना आसान है कि सिस्टम के ऊपरी दाहिने हिस्से में गैर-धातुओं को एकत्र किया जाता है, और शेष स्थान उन तत्वों से संबंधित होता है जिन पर हम विचार कर रहे हैं।

उन सभी में परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना की कई विशेषताएं हैं:

धातुओं और अधातुओं की सामान्य विशेषताएं उनकी संरचना में पैटर्न की पहचान करना संभव बनाती हैं। तो, पहले का क्रिस्टल जाली धात्विक है, विशेष है। इसके नोड्स में एक साथ कई प्रकार के कण होते हैं:

• आयन;
• परमाणु;
• इलेक्ट्रॉन।

अंदर एक सामान्य बादल जमा होता है, जिसे इलेक्ट्रॉन गैस कहा जाता है, जो इन पदार्थों के सभी भौतिक गुणों की व्याख्या करता है। धातुओं में जिस प्रकार का रासायनिक बंध होता है, उसी नाम का उनके साथ होता है।

भौतिक गुण

ऐसे कई पैरामीटर हैं जो सभी धातुओं को एकजुट करते हैं। भौतिक गुणों के संदर्भ में उनकी सामान्य विशेषताएं इस प्रकार हैं।

सूचीबद्ध पैरामीटर धातुओं की सामान्य विशेषताएं हैं, अर्थात्, वह सब कुछ जो उन्हें एक बड़े परिवार में जोड़ता है। हालांकि, यह समझा जाना चाहिए कि हर नियम के अपवाद हैं। इसके अलावा, इस तरह के बहुत सारे तत्व हैं। इसलिए, परिवार के भीतर ही विभिन्न समूहों में भी विभाजन होते हैं, जिन पर हम नीचे विचार करेंगे और जिनके लिए हम विशिष्ट विशेषताओं का संकेत देंगे।

रासायनिक गुण

रसायन विज्ञान के दृष्टिकोण से, सभी धातुएं कम करने वाले एजेंट हैं। और, बहुत मजबूत। बाहरी स्तर पर जितने कम इलेक्ट्रॉन होंगे और परमाणु त्रिज्या जितनी बड़ी होगी, निर्दिष्ट पैरामीटर के अनुसार धातु उतनी ही मजबूत होगी।

नतीजतन, धातु के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम हैं:

यह रासायनिक गुणों का एक सामान्य अवलोकन मात्र है। आखिरकार, तत्वों के प्रत्येक समूह के लिए वे विशुद्ध रूप से व्यक्तिगत हैं।

क्षारीय पृथ्वी धातु

क्षारीय पृथ्वी धातुओं की सामान्य विशेषताएं इस प्रकार हैं:

इस प्रकार, क्षारीय पृथ्वी धातु एस-परिवार के सामान्य तत्व हैं, उच्च रासायनिक गतिविधि का प्रदर्शन करते हैं और शरीर में जैविक प्रक्रियाओं में मजबूत कम करने वाले एजेंट और महत्वपूर्ण भागीदार हैं।

क्षारीय धातु

सामान्य विशेषता उनके नाम से शुरू होती है। उन्होंने इसे पानी में घुलने की क्षमता के लिए प्राप्त किया, जिससे क्षार - कास्टिक हाइड्रॉक्साइड बनते हैं। पानी के साथ प्रतिक्रियाएं बहुत हिंसक होती हैं, कभी-कभी ज्वलनशील होती हैं। ये पदार्थ प्रकृति में मुक्त रूप में नहीं पाए जाते, क्योंकि इनकी रासायनिक क्रिया बहुत अधिक होती है। वे वायु, जलवाष्प, अधातु, अम्ल, ऑक्साइड और लवण, अर्थात् लगभग हर चीज के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

यह उनकी इलेक्ट्रॉनिक संरचना के कारण है। बाहरी स्तर पर केवल एक ही इलेक्ट्रॉन होता है, जिसे वे आसानी से दे देते हैं। ये सबसे मजबूत कम करने वाले एजेंट हैं, यही वजह है कि इन्हें अपने शुद्ध रूप में प्राप्त करने में काफी लंबा समय लगा। यह पहली बार हम्फ्री डेवी द्वारा 18 वीं शताब्दी में सोडियम हाइड्रॉक्साइड के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा किया गया था। अब इस पद्धति का उपयोग करके इस समूह के सभी प्रतिनिधियों का खनन किया जाता है।

क्षार धातुओं की सामान्य विशेषता यह भी है कि वे आवर्त प्रणाली के मुख्य उपसमूह के पहले समूह का गठन करते हैं। ये सभी महत्वपूर्ण तत्व हैं जो मनुष्य द्वारा उपयोग किए जाने वाले कई मूल्यवान प्राकृतिक यौगिकों का निर्माण करते हैं।

डी- और एफ-परिवारों की धातुओं की सामान्य विशेषताएं

तत्वों के इस समूह में वे सभी शामिल हैं जिनकी ऑक्सीकरण अवस्था भिन्न हो सकती है। इसका मतलब यह है कि, शर्तों के आधार पर, धातु ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट दोनों के रूप में कार्य कर सकती है। ऐसे तत्वों में प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने की एक बड़ी क्षमता होती है। उनमें से बड़ी संख्या में उभयचर पदार्थ हैं।

इन सभी परमाणुओं का सामान्य नाम संक्रमण तत्व है। उन्होंने इसे इस तथ्य के लिए प्राप्त किया कि, उनके गुणों के संदर्भ में, वे वास्तव में खड़े हैं, जैसा कि बीच में, एस-परिवार की विशिष्ट धातुओं और पी-परिवार की गैर-धातुओं के बीच था।

संक्रमण धातुओं की सामान्य विशेषता उनके समान गुणों के पदनाम को दर्शाती है। वे निम्नलिखित हैं:

• बाहरी स्तर पर बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन;
• बड़े परमाणु त्रिज्या;
• ऑक्सीकरण की कई डिग्री (+3 से +7 तक);
• d- या f-sublevel पर हैं;
• प्रणाली के 4-6 बड़े आवर्त बनाते हैं।

सरल पदार्थों के रूप में, इस समूह की धातुएँ बहुत मजबूत, नमनीय और निंदनीय हैं, इसलिए इनका बहुत बड़ा औद्योगिक महत्व है।

आवधिक प्रणाली के पार्श्व उपसमूह

द्वितीयक उपसमूहों की धातुओं की सामान्य विशेषताएं पूरी तरह से संक्रमणकालीन धातुओं के साथ मेल खाती हैं। और यह आश्चर्य की बात नहीं है, क्योंकि, वास्तव में, यह बिल्कुल वैसा ही है। यह सिर्फ इतना है कि सिस्टम के साइड उपसमूह d- और f-परिवारों के प्रतिनिधियों द्वारा सटीक रूप से बनते हैं, अर्थात संक्रमण धातु। इसलिए, हम कह सकते हैं कि ये अवधारणाएं समानार्थी हैं।

उनमें से सबसे सक्रिय और महत्वपूर्ण स्कैंडियम से जस्ता तक 10 प्रतिनिधियों की पहली पंक्ति है। ये सभी बड़े औद्योगिक महत्व के हैं और अक्सर मनुष्य द्वारा विशेष रूप से गलाने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

मिश्र

धातुओं और मिश्र धातुओं की सामान्य विशेषताओं से यह समझना संभव हो जाता है कि इन पदार्थों का उपयोग कहाँ और कैसे किया जा सकता है। पिछले दशकों में इस तरह के यौगिकों में महान परिवर्तन हुए हैं, क्योंकि उनकी गुणवत्ता में सुधार के लिए अधिक से अधिक नए योजक खोजे जा रहे हैं और संश्लेषित किए जा रहे हैं।

आज सबसे प्रसिद्ध मिश्र हैं:

• पीतल;
• ड्यूरालुमिन;
• कच्चा लोहा;
• इस्पात;
• कांस्य;
• जीतेंगे;
• निक्रोम और अन्य।

मिश्र धातु क्या है? यह विशेष भट्टी उपकरणों में बाद वाले को गलाने से प्राप्त धातुओं का मिश्रण है। यह एक ऐसा उत्पाद प्राप्त करने के लिए किया जाता है जो इसे बनाने वाले शुद्ध पदार्थों के गुणों में श्रेष्ठ होता है।

धातुओं और अधातुओं के गुणों की तुलना

यदि हम सामान्य गुणों के बारे में बात करते हैं, तो धातुओं और गैर-धातुओं की विशेषताएं एक बहुत ही महत्वपूर्ण बिंदु में भिन्न होंगी: बाद के लिए, समान विशेषताओं को प्रतिष्ठित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि वे भौतिक और रासायनिक दोनों में उनके प्रकट गुणों में बहुत भिन्न होते हैं।

इसलिए, अधातुओं के लिए ऐसी विशेषता बनाना असंभव है। केवल प्रत्येक समूह के प्रतिनिधियों पर अलग से विचार करना और उनके गुणों का वर्णन करना संभव है।

धातुओं के रासायनिक गुण

धातुओं को उनके रासायनिक गुणों के अनुसार विभाजित किया जाता है:

1 ) सक्रिय (क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातु, Mg, Al, Zn, आदि)

2) धातुऔसत गतिविधि (Fe, Cr, Mn, आदि);

3 ) निष्क्रिय (घन, एजी)

4) महान धातु - एयू, पीटी, पीडी, आदि।

प्रतिक्रियाओं में - केवल एजेंटों को कम करने। धातु परमाणु आसानी से बाहरी (और उनमें से कुछ पूर्व-बाहरी) इलेक्ट्रॉन परत से इलेक्ट्रॉनों को दान करते हैं, सकारात्मक आयनों में बदल जाते हैं। संभावित ऑक्सीकरण बताता है कि मुझे कम 0,+1,+2,+3 उच्चतर +4,+5,+6,+7,+8

1. गैर-धातुओं के साथ बातचीत

1. हाइड्रोजन के साथ

बेरिलियम को छोड़कर, समूह IA और IIA की धातुएँ गर्म होने पर प्रतिक्रिया करती हैं। ठोस अस्थिर पदार्थ हाइड्राइड बनते हैं, अन्य धातुएँ प्रतिक्रिया नहीं करती हैं।

2K + H₂ = 2KH (पोटेशियम हाइड्राइड)

सीए + एच₂ = सीएएच₂

2. ऑक्सीजन के साथ

सोना और प्लेटिनम को छोड़कर सभी धातुएँ अभिक्रिया करती हैं। चांदी के साथ प्रतिक्रिया उच्च तापमान पर होती है, लेकिन चांदी (II) ऑक्साइड व्यावहारिक रूप से नहीं बनता है, क्योंकि यह थर्मल रूप से अस्थिर है। सामान्य परिस्थितियों में क्षार धातुएँ ऑक्साइड, पेरोक्साइड, सुपरऑक्साइड (लिथियम - ऑक्साइड, सोडियम - पेरोक्साइड, पोटेशियम, सीज़ियम, रूबिडियम - सुपरऑक्साइड) बनाती हैं।

4Li + O2 = 2Li2O (ऑक्साइड)

2Na + O2 = Na2O2 (पेरोक्साइड)

K+O2=KO2 (सुपरऑक्साइड)

सामान्य परिस्थितियों में मुख्य उपसमूहों की शेष धातुएं समूह संख्या 2Сa + O2 = 2СaO के बराबर ऑक्सीकरण अवस्था वाले ऑक्साइड बनाती हैं।

2Сa+O2=2СaO

द्वितीयक उपसमूहों की धातुएं सामान्य परिस्थितियों में ऑक्साइड बनाती हैं और गर्म होने पर, ऑक्सीकरण के विभिन्न डिग्री के ऑक्साइड, और लौह लौह पैमाने Fe3O4 (Fe⁺²O∙Fe2⁺³O3)

3Fe + 2O2 = Fe3O4

4Cu + O₂ = 2Cu₂⁺¹O (लाल) 2Cu + O₂ = 2Cu⁺²O (काला);

2Zn + O₂ = ZnO 4Cr + 3O2 = 2Cr2O3

3. हलोजन के साथ

हैलाइड (फ्लोराइड, क्लोराइड, ब्रोमाइड, आयोडाइड)। सामान्य परिस्थितियों में F, Cl, Br के साथ क्षारीय प्रज्वलित होता है:

2Na + Cl2 = 2NaCl (क्लोराइड)

क्षारीय पृथ्वी और एल्युमिनियम सामान्य परिस्थितियों में प्रतिक्रिया करते हैं:

साथ मेंa+Cl2=साथ मेंaCl2

2Al+3Cl2 = 2AlCl3

ऊंचे तापमान पर द्वितीयक उपसमूहों की धातुएं

Cu + Cl₂ = Cu⁺²Cl₂ Zn + Cl₂ = ZnCl₂

2Fe + ЗС12 = 2Fe⁺³Cl3 आयरन क्लोराइड (+3) 2Cr + 3Br2 = 2Cr⁺³Br3

2Cu + I₂ = 2Cu⁺¹I(कोई कॉपर आयोडाइड (+2) नहीं है!)

4. सल्फर के साथ अंतःक्रिया

जब सामान्य परिस्थितियों में पारा के साथ क्षार धातुओं के साथ गर्म किया जाता है। सोना और प्लेटिनम को छोड़कर सभी धातुएं अभिक्रिया करती हैं

साथस्लेटी – सल्फाइड: 2K + S = K2S 2Li+S = Li2S (सल्फाइड)

साथ मेंए+एस=साथ मेंजैसा(सल्फाइड) 2Al+3S = Al2S3 Cu + S = Cu⁺²S (काला)

Zn + S = ZnS 2Cr + 3S = Cr2⁺³S3 Fe + S = Fe⁺²S

5. फास्फोरस और नाइट्रोजन के साथ बातचीत

गर्म होने पर रिसाव (अपवाद: सामान्य परिस्थितियों में नाइट्रोजन के साथ लिथियम):

फास्फोरस के साथ - फॉस्फाइड्स: 3सीए + 2 पी=सीए3पी2,

नाइट्रोजन के साथ - नाइट्राइड 6Li + N2 = 3Li2N (लिथियम नाइट्राइड) (n.o.) 3Mg + N2 = Mg3N2 (मैग्नीशियम नाइट्राइड) 2Al + N2 = 2A1N 2Cr + N2 = 2CrN 3Fe + N2 = Fe₃⁺²N₂¯³

6. कार्बन और सिलिकॉन के साथ बातचीत

गर्म होने पर बहता है:

कार्बन के साथ कार्बाइड बनते हैं। केवल सबसे सक्रिय धातुएं कार्बन के साथ प्रतिक्रिया करती हैं। क्षार धातुओं से, कार्बाइड लिथियम और सोडियम बनाते हैं, पोटेशियम, रूबिडियम, सीज़ियम कार्बन के साथ परस्पर क्रिया नहीं करते हैं:

2Li + 2C = Li2C2, Ca + 2C = CaC2

धातु - डी-तत्व गैर-स्टोइकोमेट्रिक संरचना के यौगिक बनाते हैं जैसे कार्बन के साथ ठोस समाधान: WC, ZnC, TiC - का उपयोग सुपरहार्ड स्टील्स प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

सिलिकॉन के साथ - सिलिसाइड्स: 4Cs + Si = Cs4Si,

7. धातुओं की जल के साथ परस्पर क्रिया:

वोल्टेज की विद्युत रासायनिक श्रृंखला में हाइड्रोजन तक पहुंचने वाली धातुएं पानी के साथ प्रतिक्रिया करती हैं। क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुएं बिना गर्म किए पानी के साथ प्रतिक्रिया करती हैं, जिससे घुलनशील हाइड्रॉक्साइड (क्षार) और हाइड्रोजन, एल्यूमीनियम (ऑक्साइड फिल्म के विनाश के बाद - समामेलन), मैग्नीशियम गर्म होने पर बनता है। अघुलनशील क्षार और हाइड्रोजन बनाते हैं।

2Na + 2HOH = 2NaOH + H2
साथ मेंa + 2HOH = Ca(OH)2 + H2

2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + ZH2

शेष धातुएँ केवल गर्म अवस्था में जल के साथ अभिक्रिया करके ऑक्साइड (लौह-लौह स्केल) बनाती हैं।

Zn + H2O = ZnO + H2 3Fe + 4HOH = Fe3O4 + 4H2 2Cr + 3H₂O = Cr₂O₃ + 3H₂

8 ऑक्सीजन और पानी के साथ

हवा में, लोहा और क्रोमियम नमी (जंग लगने) की उपस्थिति में आसानी से ऑक्सीकृत हो जाते हैं।

4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3

4Cr + 3O2 + 6H2O = 4Cr(OH)3

9. धातुओं की ऑक्साइडों के साथ परस्पर क्रिया

धातु (Al, Mg, Ca), उच्च तापमान पर अधातु या कम सक्रिय धातुओं को उनके ऑक्साइड से कम करते हैं → गैर-धातु या कम सक्रिय धातु और ऑक्साइड (कैल्शियमथर्मी, मैग्नीशियमथर्मी, एल्युमिनोथर्मी)

2Al + Cr2O3 = 2Cr + Al2O3 3Са + Cr₂O₃ = 3СаО + 2Cr (800 °C) 8Al + 3Fe3O4 = 4Al2O3 + 9Fe (थर्माइट) 2Mg + CO2 = 2MgO + С Mg + N2O = MgO + N2 Zn + CO2 = ZnO + CO 2Cu + 2NO = 2CuO + N2 3Zn + SO2 = ZnS + 2ZnO

10. ऑक्साइड के साथ

धातु लोहा और क्रोमियम ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, ऑक्सीकरण की डिग्री को कम करते हैं

Cr + Cr2⁺³O3 = 3Cr⁺²O Fe+ Fe2⁺³O3 = 3Fe⁺²O

11. धातुओं की क्षार के साथ परस्पर क्रिया

केवल वे धातुएँ क्षार के साथ परस्पर क्रिया करती हैं, जिनके ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड में एम्फ़ोटेरिक गुण होते हैं ((Zn, Al, Cr (III), Fe (III), आदि)। MELT → धातु नमक + हाइड्रोजन।

2NaOH + Zn → Na2ZnO2 + H2 (सोडियम जिंकेट)

2Al + 2(NaOH H2O) = 2NaAlO2 + 3H2
समाधान → जटिल धातु नमक + हाइड्रोजन।

2NaOH + Zn0 + 2H2O = Na2 + H2 (सोडियम टेट्राहाइड्रॉक्सोजिनकेट) 2Al + 2NaOH + 6H2O = 2Na + 3H2

12. एसिड के साथ बातचीत (HNO3 और H2SO4 को छोड़कर (संक्षिप्त))

हाइड्रोजन के बाईं ओर धातुओं के वोल्टेज की विद्युत रासायनिक श्रृंखला में खड़ी धातु इसे तनु अम्लों से विस्थापित करती है → नमक और हाइड्रोजन

याद है! धातुओं के साथ क्रिया करने पर नाइट्रिक अम्ल कभी भी हाइड्रोजन नहीं छोड़ता।

Mg + 2HC1 = MgCl2 + H2
अल + 2HC1 = Al⁺³Cl₃ + H2

13. लवण के साथ अभिक्रिया

सक्रिय धातुएं कम सक्रिय धातुओं को लवणों से विस्थापित करती हैं। समाधान से वसूली:

CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu

FeSO4 + Cu =प्रतिक्रियानहीं

Mg + CuCl2(pp) = MgCl2 +साथ मेंतुम

धातुओं को उनके लवणों के गलन से प्राप्त करना

3Na+ AlCl₃ = 3NaCl + Al

TiCl2 + 2Mg = MgCl2 + Ti

समूह बी धातुएं लवण के साथ प्रतिक्रिया करती हैं, जिससे उनकी ऑक्सीकरण अवस्था कम हो जाती है।

2Fe⁺³Cl3 + Fe = 3Fe⁺²Cl2

धातुओं के गुण।

1. धातुओं के मूल गुण।

धातुओं के गुणों को भौतिक, रासायनिक, यांत्रिक और तकनीकी में विभाजित किया गया है।

भौतिक गुणों में शामिल हैं: रंग, विशिष्ट गुरुत्व, संभाव्यता, विद्युत चालकता, चुंबकीय गुण, तापीय चालकता, गर्म होने पर विस्तार।

रासायनिक के लिए - ऑक्सीकरण, घुलनशीलता और संक्षारण प्रतिरोध।

यांत्रिक के लिए - शक्ति, कठोरता, लोच, चिपचिपाहट, प्लास्टिसिटी।

तकनीकी के लिए - कठोरता, तरलता, लचीलापन, वेल्डेबिलिटी, मशीनेबिलिटी।

1. भौतिक और रासायनिक गुण।

रंग. धातुएँ अपारदर्शी होती हैं, अर्थात्। प्रकाश को अंदर न जाने दें, और इस परावर्तित प्रकाश में, प्रत्येक धातु की अपनी विशेष छाया - रंग होती है।

तकनीकी धातुओं में से केवल तांबा (लाल) और उसके मिश्र धातु रंगीन होते हैं। अन्य धातुओं का रंग स्टील ग्रे से लेकर सिल्वर व्हाइट तक होता है। धातु उत्पादों की सतह पर ऑक्साइड की सबसे पतली फिल्में उन्हें अतिरिक्त रंग देती हैं।

विशिष्ट गुरुत्व।किसी पदार्थ के एक घन सेंटीमीटर के भार को ग्राम में व्यक्त किया जाता है, विशिष्ट गुरुत्व कहलाता है।

विशिष्ट गुरुत्व के अनुसार, हल्की धातुओं और भारी धातुओं को प्रतिष्ठित किया जाता है। तकनीकी धातुओं में, मैग्नीशियम सबसे हल्का (विशिष्ट गुरुत्व 1.74) है, सबसे भारी टंगस्टन (विशिष्ट गुरुत्व 19.3) है। धातुओं का विशिष्ट गुरुत्व कुछ हद तक उनके उत्पादन और संसाधित होने के तरीके पर निर्भर करता है।

व्यवहार्यता।गर्म करने पर ठोस से तरल अवस्था में बदलने की क्षमता धातुओं का सबसे महत्वपूर्ण गुण है। गर्म होने पर, सभी धातुएँ ठोस अवस्था से तरल अवस्था में जाती हैं, और जब पिघली हुई धातु को ठंडा किया जाता है, तो तरल अवस्था से ठोस अवस्था में। तकनीकी मिश्र धातुओं के गलनांक में एक विशिष्ट गलनांक नहीं होता है, बल्कि तापमान की एक सीमा होती है, जो कभी-कभी काफी महत्वपूर्ण होती है।

इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी।चालकता मुक्त इलेक्ट्रॉनों द्वारा बिजली का हस्तांतरण है। धातुओं की विद्युत चालकता अधातु पिंडों की विद्युत चालकता से हजारों गुना अधिक होती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, धातुओं की विद्युत चालकता कम होती जाती है, और जैसे-जैसे तापमान घटता है, यह बढ़ता जाता है। निरपेक्ष शून्य (-273 0 ) के निकट आने पर, धातुओं की विद्युत चालकता +232 0 (टिन) से 3370 0 (टंगस्टन) तक अनिश्चित काल तक रहती है। अधिकांश बढ़ जाती है (प्रतिरोध शून्य के करीब गिर जाता है)।

मिश्र धातुओं की विद्युत चालकता हमेशा मिश्र धातु बनाने वाले घटकों में से एक की विद्युत चालकता से कम होती है।

चुंबकीय गुण।केवल तीन धातुएँ स्पष्ट रूप से चुंबकीय (फेरोमैग्नेटिक) हैं: लोहा, निकल और कोबाल्ट, साथ ही साथ उनके कुछ मिश्र। जब कुछ तापमानों पर गर्म किया जाता है, तो ये धातुएं अपने चुंबकीय गुण भी खो देती हैं। कुछ लौह मिश्र धातुएं कमरे के तापमान पर भी लौहचुम्बकीय नहीं होती हैं। अन्य सभी धातुओं को पैरामैग्नेटिक (चुंबक द्वारा आकर्षित) और प्रतिचुंबकीय (चुंबक द्वारा प्रतिकर्षित) में विभाजित किया गया है।

ऊष्मीय चालकता।ऊष्मीय चालकता इस पिंड के कणों की दृश्यमान गति के बिना किसी गर्म स्थान से कम गर्म स्थान पर किसी पिंड में ऊष्मा का स्थानांतरण है। धातुओं की उच्च तापीय चालकता उन्हें जल्दी और समान रूप से गर्म और ठंडा करने की अनुमति देती है।

तकनीकी धातुओं में से, तांबे में सबसे अधिक तापीय चालकता होती है। लोहे की तापीय चालकता बहुत कम है, और स्टील की तापीय चालकता इसमें घटकों की सामग्री के आधार पर भिन्न होती है। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, तापीय चालकता कम होती जाती है, और जैसे-जैसे तापमान घटता है, यह बढ़ता जाता है।

ताप क्षमता।ऊष्मा क्षमता किसी पिंड के तापमान को 10 तक बढ़ाने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है।

किसी पदार्थ की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता किलोग्राम - कैलोरी में ऊष्मा की मात्रा होती है, जिसे किसी पदार्थ का तापमान 1 0 तक बढ़ाने के लिए 1 किलोग्राम तक सूचित किया जाना चाहिए।

अन्य पदार्थों की तुलना में धातुओं की विशिष्ट ऊष्मा क्षमता छोटी होती है, जिससे उन्हें उच्च तापमान पर गर्म करना अपेक्षाकृत आसान हो जाता है।

गर्म होने पर विस्तार।पिंड की लंबाई में वृद्धि के अनुपात को जब इसकी मूल लंबाई से 1 0 तक गर्म किया जाता है, तो इसे रैखिक विस्तार का गुणांक कहा जाता है। विभिन्न धातुओं के लिए, रैखिक विस्तार का गुणांक व्यापक रूप से भिन्न होता है। उदाहरण के लिए, टंगस्टन का रैखिक विस्तार गुणांक 4.0·10 -6 है, और लेड 29.5 ·10 -6 है।

जंग प्रतिरोध।बाहरी वातावरण के साथ रासायनिक या विद्युत रासायनिक संपर्क के कारण धातु का विनाश होता है। जंग का एक उदाहरण लोहे में जंग लगना है।

उच्च संक्षारण प्रतिरोध (संक्षारण प्रतिरोध) कुछ धातुओं का एक महत्वपूर्ण प्राकृतिक गुण है: प्लैटिनम, सोना और चांदी, यही कारण है कि उन्हें महान कहा जाता है। निकल और अन्य अलौह धातुएं भी जंग का अच्छी तरह से विरोध करती हैं। लौह धातुएं अलौह धातुओं की तुलना में अधिक मजबूती से और तेजी से संक्षारित होती हैं।

2. यांत्रिक गुण।

ताकत।धातु की ताकत बाहरी ताकतों की कार्रवाई को बिना ढहने का विरोध करने की क्षमता है।

कठोरता।कठोरता एक शरीर की क्षमता है जो दूसरे, अधिक ठोस शरीर में प्रवेश का विरोध करती है।

लोच।एक धातु की लोच बाहरी ताकतों की कार्रवाई की समाप्ति के बाद अपने आकार को बहाल करने के लिए इसकी संपत्ति है जो आकार (विरूपण) में परिवर्तन का कारण बनती है।

श्यानता।कठोरता एक धातु की तेजी से बढ़ती (सदमे) बाहरी ताकतों का विरोध करने की क्षमता है। चिपचिपाहट भंगुरता की विपरीत संपत्ति है।

प्लास्टिक।प्लास्टिसिटी बाहरी ताकतों की कार्रवाई के तहत विनाश के बिना विकृत होने और बलों की समाप्ति के बाद एक नया आकार बनाए रखने के लिए धातु की संपत्ति है। प्लास्टिसिटी एक ऐसा गुण है जो लोच के विपरीत है।

तालिका में। 1 तकनीकी धातुओं के गुणों को दर्शाता है।

तालिका नंबर एक।

तकनीकी धातुओं के गुण।

धातु का नाम	विशिष्ट गुरुत्व (घनत्व) जी \ सेमी 3	गलनांक 0	ब्रिनेल कठोरता	तन्य शक्ति (तन्य शक्ति) किग्रा \ मिमी 2	सापेक्ष विस्तार%	क्रॉस सेक्शन% का सापेक्षिक संकुचन
अल्युमीनियम टंगस्टन लोहा कोबाल्ट मैगनीशियम मैंगनीज ताँबा निकल टिन नेतृत्व करना क्रोमियम जस्ता	2,7 19,3 7,87 8,9 1,74 7,44 8,84 8,9 7,3 11,34 7,14 7,14	658 3370 1530 1490 651 1242 1083 1452 232 327 1550 419	20-37 160 50 125 25 20 35 60 5-10 4-6 108 30-42	8-11 110 25-33 70 17-20 कमज़ोर 22 40-50 2-4 1,8 कमज़ोर 11,3-15	40 - 21-55 3 15 कमज़ोर 60 40 40 50 कमज़ोर 5-20	85 - 68-55 - 20 कमज़ोर 75 70 74 100 कमज़ोर -

3. धातुओं के गुणों का महत्व।

यांत्रिक विशेषताएं।किसी भी उत्पाद के लिए पहली आवश्यकता पर्याप्त शक्ति है।

अन्य सामग्रियों की तुलना में धातुओं में अधिक ताकत होती है, इसलिए मशीनों, तंत्रों और संरचनाओं के भारित हिस्से आमतौर पर धातुओं से बने होते हैं।

कई उत्पादों, सामान्य ताकत के अलावा, इस उत्पाद के संचालन की विशेषता वाले विशेष गुण भी होने चाहिए। उदाहरण के लिए, काटने के उपकरण में उच्च कठोरता होनी चाहिए। अन्य काटने के उपकरण के निर्माण के लिए उपकरण स्टील्स और मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है।

स्प्रिंग्स और स्प्रिंग्स के निर्माण के लिए, उच्च लोच वाले विशेष स्टील्स और मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है।

तन्य धातुओं का उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां ऑपरेशन के दौरान भागों को शॉक लोडिंग के अधीन किया जाता है।

धातुओं की प्लास्टिसिटी उन्हें दबाव (फोर्जिंग, रोलिंग) द्वारा संसाधित करना संभव बनाती है।

भौतिक गुण।विमान, ऑटो और कैरिज बिल्डिंग में, भागों का वजन अक्सर सबसे महत्वपूर्ण विशेषता होती है, इसलिए एल्यूमीनियम और विशेष रूप से मैग्नीशियम मिश्र धातु यहां अपरिहार्य हैं। एल्युमीनियम जैसे कुछ मिश्र धातुओं के लिए विशिष्ट शक्ति (विशिष्ट गुरुत्व के लिए तन्य शक्ति का अनुपात), हल्के स्टील की तुलना में अधिक है।

व्यवहार्यतापिघली हुई धातु को सांचों में डालकर कास्टिंग प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। कम पिघलने वाली धातुओं (जैसे सीसा) का उपयोग स्टील के शमन माध्यम के रूप में किया जाता है। कुछ जटिल मिश्र धातुओं का गलनांक इतना कम होता है कि वे गर्म पानी में पिघल जाते हैं। इस तरह के मिश्र धातुओं का उपयोग प्रिंटिंग मैट्रिस की ढलाई के लिए किया जाता है, उन उपकरणों में जो आग से बचाने के लिए काम करते हैं।

उच्च के साथ धातु इलेक्ट्रिकल कंडक्टीविटी(तांबा, एल्यूमीनियम) का उपयोग विद्युत इंजीनियरिंग में, बिजली लाइनों के निर्माण के लिए, और उच्च विद्युत प्रतिरोध वाले मिश्र धातुओं के लिए - गरमागरम लैंप, इलेक्ट्रिक हीटर के लिए किया जाता है।

चुंबकीय गुणसंचार उपकरणों (टेलीफोन और टेलीग्राफ सेट) के लिए धातुएं इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग (डायनेमो, मोटर्स, ट्रांसफार्मर) में प्राथमिक भूमिका निभाती हैं और कई अन्य प्रकार की मशीनों और उपकरणों में उपयोग की जाती हैं।

ऊष्मीय चालकताधातुएं अपने भौतिक गुणों का उत्पादन करना संभव बनाती हैं। तापीय चालकता का उपयोग धातुओं के सोल्डरिंग और वेल्डिंग के उत्पादन में भी किया जाता है।

कुछ धातु मिश्र धातुओं में है रैखिक विस्तार गुणांक, शून्य के करीब; ऐसे मिश्र धातुओं का उपयोग सटीक उपकरणों, रेडियो ट्यूबों के निर्माण के लिए किया जाता है। पुलों जैसी लंबी संरचनाओं का निर्माण करते समय धातुओं के विस्तार को ध्यान में रखा जाना चाहिए। यह भी ध्यान में रखा जाना चाहिए कि विस्तार के विभिन्न गुणांक वाले धातुओं से बने दो भाग और एक साथ बन्धन गर्म होने पर झुक सकते हैं और टूट भी सकते हैं।

रासायनिक गुण।अत्यधिक ऑक्सीकरण वाले वातावरण (ग्रेट ग्रेट्स, रासायनिक मशीनों और उपकरणों के कुछ हिस्सों) में काम करने वाले उत्पादों के लिए संक्षारण प्रतिरोध विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। उच्च संक्षारण प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए, विशेष स्टेनलेस, एसिड प्रतिरोधी और गर्मी प्रतिरोधी स्टील्स का उत्पादन किया जाता है, और सुरक्षात्मक कोटिंग्स का भी उपयोग किया जाता है।

धातुएं अपनी रासायनिक गतिविधि में बहुत भिन्न होती हैं। किसी धातु की रासायनिक गतिविधि को मोटे तौर पर उसकी स्थिति से आंका जा सकता है।

सबसे सक्रिय धातुएं इस पंक्ति की शुरुआत में (बाईं ओर) स्थित हैं, सबसे निष्क्रिय - अंत में (दाईं ओर)।
सरल पदार्थों के साथ प्रतिक्रियाएँ। धातुएँ अधातुओं के साथ अभिक्रिया करके बाइनरी यौगिक बनाती हैं। प्रतिक्रिया की स्थिति, और कभी-कभी उनके उत्पाद, विभिन्न धातुओं के लिए बहुत भिन्न होते हैं।
उदाहरण के लिए, क्षार धातुएं आक्साइड और पेरोक्साइड बनाने के लिए कमरे के तापमान पर ऑक्सीजन (हवा सहित) के साथ सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करती हैं।

4Li + O 2 = 2Li 2 O;
2ना + ओ 2 \u003d ना 2 ओ 2

इंटरमीडिएट गतिविधि धातु गर्म होने पर ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करती है। इस मामले में, ऑक्साइड बनते हैं:

2एमजी + ओ 2 \u003d टी 2एमजीओ।

निष्क्रिय धातुएं (उदाहरण के लिए, सोना, प्लेटिनम) ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती हैं और इसलिए, व्यावहारिक रूप से हवा में अपनी चमक नहीं बदलती हैं।
अधिकांश धातुएँ, जब सल्फर पाउडर के साथ गर्म की जाती हैं, तो संगत सल्फाइड बनती हैं:

जटिल पदार्थों के साथ प्रतिक्रियाएं। सभी वर्गों के यौगिक धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं - ऑक्साइड (पानी सहित), अम्ल, क्षार और लवण।
सक्रिय धातुएं कमरे के तापमान पर पानी के साथ हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करती हैं:

2Li + 2H 2 O \u003d 2LiOH + H 2;
बा + 2 एच 2 ओ \u003d बा (ओएच) 2 + एच 2।

उदाहरण के लिए, मैग्नीशियम और एल्युमिनियम जैसी धातुओं की सतह संबंधित ऑक्साइड की एक सघन फिल्म द्वारा संरक्षित होती है। यह पानी के साथ प्रतिक्रिया को रोकता है। हालांकि, अगर इस फिल्म को हटा दिया जाता है या इसकी अखंडता का उल्लंघन होता है, तो ये धातुएं भी सक्रिय रूप से प्रतिक्रिया करती हैं। उदाहरण के लिए, पाउडर मैग्नीशियम गर्म पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है:

एमजी + 2एच 2 ओ \u003d 100 डिग्री सेल्सियस एमजी (ओएच) 2 + एच 2।

ऊंचे तापमान पर, कम सक्रिय धातुएं भी पानी के साथ प्रतिक्रिया करती हैं: Zn, Fe, Mil, आदि। इस मामले में, संबंधित ऑक्साइड बनते हैं। उदाहरण के लिए, जब जल वाष्प को गर्म लोहे की छीलन के ऊपर से गुजारा जाता है, तो निम्नलिखित प्रतिक्रिया होती है:

3Fe + 4H 2 O \u003d t Fe 3 O 4 + 4H 2।

हाइड्रोजन तक सक्रियता श्रेणी की धातुएँ अम्ल (HNO3 को छोड़कर) के साथ क्रिया करके लवण और हाइड्रोजन बनाती हैं। सक्रिय धातुएँ (K, Na, Ca, Mg) अम्ल विलयनों के साथ बहुत तीव्र गति से (उच्च गति पर) प्रतिक्रिया करती हैं:

सीए + 2 एचसीएल \u003d सीएसीएल 2 + एच 2;
2Al + 3H 2 SO 4 \u003d अल 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

निष्क्रिय धातुएं अक्सर एसिड में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील होती हैं। यह उनकी सतह पर एक अघुलनशील नमक फिल्म के निर्माण के कारण है। उदाहरण के लिए, सीसा, जो हाइड्रोजन तक गतिविधि श्रृंखला में है, इसकी सतह पर अघुलनशील लवण (PbSO 4 और PbCl 2) की एक फिल्म के गठन के कारण तनु सल्फ्यूरिक और हाइड्रोक्लोरिक एसिड में व्यावहारिक रूप से भंग नहीं होता है।

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