Химические свойства металлов

По своим химическим свойствам все металлы являются восстановителями, все они сравнительно легко отдают валентные электроны, переходят в положительно заряженные ионы, то есть окисляются. Восстановительную активность металла в химических реакциях, протекающих в водных растворах, отражает его положение в электрохимическом ряду напряжений металлов, или ряду стандартных электродных потенциалов металлов.

Чем левее стоит металл в ряду стандартных электродных потенциалов, тем более сильным восстановителем он является, самый сильный восстановитель – металлический литий, золото – самый слабый, и, наоборот, ион золото (III) – самый сильный окислитель, литий (I) – самый слабый.

Каждый металл способен восстанавливать из солей в растворе те металлы, которые стоят в ряду напряжений после него, например, железо может вытеснять медь из растворов ее солей. Однако следует помнить, что металлы щелочных и щелочно-земельных металлов будут взаимодействовать непосредственно с водой.

Металлы, стоящее в ряду напряжений левее водорода, способны вытеснять его из растворов разбавленных кислот, при этом растворяться в них.

Восстановительная активность металла не всегда соответствует его положению в периодической системе, потому что при определении места металла в ряду учитывается не только его способность отдавать электроны, но и энергия, которая затрачивается на разрушение кристаллической решетки металла, а также энергия, затрачиваемая на гидратацию ионов.

Взаимодействие с простыми веществами

1. С кислородом большинство металлов образует оксиды – амфотерные и основные:

   4Li + O₂ = 2Li₂O,

   4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃.

   Щелочные металлы, за исключением лития, образуют пероксиды:

   2Na + O₂ = Na₂O₂.

   
   
2. С галогенами металлы образуют соли галогеноводородных кислот, например,

   Cu + Cl₂ = CuCl₂.

   
   
3. С водородом самые активные металлы образуют ионные гидриды – солеподобные вещества, в которых водород имеет степень окисления -1.

   2Na + H₂ = 2NaH.

   
   
4. С серой металлы образуют сульфиды – соли сероводородной кислоты:

   Zn + S = ZnS.

   
5. С азотом некоторые металлы образуют нитриды, реакция практически всегда протекает при нагревании:

   3Mg + N₂ = Mg₃N₂.

   
   
6. С углеродом образуются карбиды:

   4Al + 3C = Al₃C₄.

   
   
7. С фосфором – фосфиды:

   3Ca + 2P = Ca₃P₂.

   
   
8. Металлы могут взаимодействовать между собой, образуя интерметаллические соединения:

   2Na + Sb = Na₂Sb,

   3Cu + Au = Cu₃Au.

   
   
9. Металлы могут растворяться друг в друге при высокой температуре без взаимодействия, образуя сплавы.