พจนานุกรม. สารานุกรม. เรื่องราว. วรรณกรรม. ภาษารัสเซีย » ชีววิทยา » คุณสมบัติทางเคมีในวิชาเคมี ลักษณะทั่วไปของโลหะ ก) เกลือทั้งสองละลายได้ในน้ำและอยู่ในรูปของสารละลาย

คุณสมบัติทางเคมีในวิชาเคมี ลักษณะทั่วไปของโลหะ ก) เกลือทั้งสองละลายได้ในน้ำและอยู่ในรูปของสารละลาย

    บทความนี้ไม่มีลิงก์ไปยังแหล่งข้อมูล ข้อมูลจะต้องสามารถตรวจสอบได้ มิฉะนั้นอาจถูกซักถามและลบทิ้ง คุณสามารถ... วิกิพีเดีย

    สตริงระยะเวลา ตารางธาตุ องค์ประกอบทางเคมีลำดับของอะตอมตามลำดับการเพิ่มประจุนิวเคลียร์และเติมอิเล็กตรอนลงในเปลือกนอก เปลือกอิเล็กตรอน- ตารางธาตุมีเจ็ดช่วง ช่วงแรกมี 2 องค์ประกอบ ... Wikipedia

    104 ลอเรนเซียม ← รัทเทอร์ฟอร์ดเดียม → ดับเนียม ... Wikipedia

    D. I. Mendeleev การจำแนกองค์ประกอบทางเคมีตามธรรมชาติซึ่งเป็นการแสดงออกแบบตาราง (หรือกราฟิกอื่น ๆ ) กฎหมายเป็นระยะเมนเดเลเยฟ (ดู กฎธาตุของเมนเดเลเยฟ) ป.ล. จ. พัฒนาโดย D.I. Mendeleev ในปี 1869... ... สารานุกรมผู้ยิ่งใหญ่แห่งสหภาพโซเวียต

    เมนเดเลเยฟ มิทรี อิวาโนวิช- (Dmitry Ivanovich Mendeleev) ชีวประวัติของ Mendeleev กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ของ Mendeleev ข้อมูลเกี่ยวกับชีวประวัติของ Mendeleev กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์ของ Mendeleev สารบัญ 1. ชีวประวัติ 2. สมาชิกของชาวรัสเซีย 3. กิจกรรมทางวิทยาศาสตร์เป็นระยะ... สารานุกรมนักลงทุน

    ระบบธาตุเคมีเป็นคาบ (ตารางของเมนเดเลเยฟ) เป็นการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดการพึ่งพาคุณสมบัติต่างๆ ของธาตุกับประจุของนิวเคลียสของอะตอม ระบบเป็นการแสดงออกทางกราฟิกของกฎเป็นระยะ ... ... Wikipedia

    ระบบธาตุเคมีเป็นคาบ (ตารางของเมนเดเลเยฟ) เป็นการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดการพึ่งพาคุณสมบัติต่างๆ ของธาตุกับประจุของนิวเคลียสของอะตอม ระบบเป็นการแสดงออกทางกราฟิกของกฎเป็นระยะ ... ... Wikipedia

    ระบบธาตุเคมีเป็นคาบ (ตารางของเมนเดเลเยฟ) เป็นการจำแนกองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดการพึ่งพาคุณสมบัติต่างๆ ของธาตุกับประจุของนิวเคลียสของอะตอม ระบบเป็นการแสดงออกทางกราฟิกของกฎเป็นระยะ ... ... Wikipedia

    การจำแนกองค์ประกอบทางเคมี (ตารางธาตุ) ขององค์ประกอบทางเคมี สร้างการพึ่งพาคุณสมบัติต่าง ๆ ขององค์ประกอบในประจุของนิวเคลียสของอะตอม ระบบนี้เป็นการแสดงออกถึงกฎหมายเป็นระยะซึ่งกำหนดโดยรัสเซีย... ... Wikipedia

ที่ผ่านมา 200 ปีแห่งมนุษยชาติศึกษาคุณสมบัติของสารได้ดีกว่าในประวัติศาสตร์การพัฒนาเคมีทั้งหมด โดยธรรมชาติแล้วจำนวนสารก็เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเช่นกัน ประการแรกคือการพัฒนาวิธีการต่างๆในการรับสาร

ใน ชีวิตประจำวันเราเจอสารหลายอย่าง หนึ่งในนั้นได้แก่ น้ำ เหล็ก อลูมิเนียม พลาสติก โซดา เกลือ และอื่นๆ อีกมากมาย

ได้มาในห้องปฏิบัติการและผลิตโดยอุตสาหกรรม สารประดิษฐ์ไม่พบในธรรมชาติ แต่ถูกสร้างขึ้นจากสารธรรมชาติ สารบางชนิดที่มีอยู่ในธรรมชาติสามารถหาได้จากห้องปฏิบัติการเคมีด้วย

ดังนั้นเมื่อโพแทสเซียมเปอร์แมงกาเนตถูกให้ความร้อน ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมา และเมื่อชอล์กถูกให้ความร้อน ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมา คาร์บอนไดออกไซด์.นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ที่จะเปลี่ยนกราไฟท์ให้เป็นเพชร โดยพวกมันกำลังปลูกผลึกทับทิม แซฟไฟร์ และมาลาไคต์ ดังนั้น นอกจากสารที่มีต้นกำเนิดจากธรรมชาติแล้ว ยังมีสารที่สร้างขึ้นเทียมอีกหลากหลายชนิดที่ไม่พบในธรรมชาติ

สารที่ไม่พบในธรรมชาตินั้นผลิตขึ้นในสถานประกอบการต่างๆ: โรงงาน, โรงงาน, โรงผสม ฯลฯ

ในสภาวะที่เหนื่อยล้า ทรัพยากรธรรมชาติของโลกของเรา นักเคมีกำลังเผชิญอยู่ในขณะนี้ งานสำคัญ: พัฒนาและใช้วิธีการที่เป็นไปได้เทียมในห้องปฏิบัติการหรือ การผลิตภาคอุตสาหกรรมได้สารที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับสารธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น ปริมาณสำรองเชื้อเพลิงฟอสซิลในธรรมชาติกำลังหมดลง

อาจมีเวลาที่น้ำมันและก๊าซธรรมชาติหมด เชื้อเพลิงชนิดใหม่กำลังได้รับการพัฒนาซึ่งมีประสิทธิภาพพอๆ กัน แต่จะไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม ทุกวันนี้มนุษยชาติได้เรียนรู้ที่จะได้มาซึ่งสิ่งต่าง ๆ อย่างเทียม อัญมณีเช่น เพชร มรกต เบริล

สถานะของสสาร

สารสามารถมีอยู่ได้ในหลายสถานะการรวมกลุ่ม โดยคุณทราบสามสถานะ ได้แก่ ของแข็ง ของเหลว และก๊าซ ตัวอย่างเช่น น้ำในธรรมชาติมีอยู่ในสถานะการรวมตัวทั้งสามสถานะ: ของแข็ง (ในรูปของน้ำแข็งและหิมะ) ของเหลว (น้ำของเหลว) และก๊าซ (ไอน้ำ)มีสารที่ทราบกันว่าไม่สามารถดำรงอยู่ได้ภายใต้สภาวะปกติในสถานะการรวมตัวทั้งสามสถานะ ตัวอย่างเช่นสารดังกล่าวคือคาร์บอนไดออกไซด์ ที่อุณหภูมิห้องจะเป็นก๊าซที่ไม่มีกลิ่นและไม่มีสี ที่อุณหภูมิ –79°Cสารนี้จะ "แข็งตัว" และกลายเป็นของแข็ง สภาพร่างกาย- ชื่อประจำวัน (เล็กน้อย) ของสารดังกล่าวคือ "น้ำแข็งแห้ง" ชื่อนี้ตั้งให้กับสารนี้เนื่องจาก "น้ำแข็งแห้ง" กลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์โดยไม่ละลายนั่นคือโดยไม่เปลี่ยนไปสู่สถานะการรวมตัวของของเหลวซึ่งมีอยู่เช่นในน้ำ

ดังนั้นจึงสามารถสรุปข้อสรุปที่สำคัญได้เมื่อสารเปลี่ยนจากสถานะการรวมกลุ่มหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง จะไม่เปลี่ยนเป็นสารอื่น กระบวนการของการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง การเปลี่ยนแปลง เรียกว่าปรากฏการณ์

ปรากฏการณ์ทางกายภาพ คุณสมบัติทางกายภาพของสาร

ปรากฏการณ์ที่สารเปลี่ยนสถานะการรวมกลุ่มแต่ไม่เปลี่ยนเป็นสารอื่น เรียกว่า ทางกายภาพ สารแต่ละชนิดมี คุณสมบัติบางอย่าง- คุณสมบัติของสารอาจแตกต่างกันหรือคล้ายคลึงกัน สารแต่ละชนิดมีการอธิบายโดยใช้ชุดคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี ลองเอาน้ำเป็นตัวอย่าง น้ำกลายเป็นน้ำแข็งและกลายเป็นน้ำแข็งที่อุณหภูมิ 0°C และเดือดและกลายเป็นไอน้ำที่อุณหภูมิ +100°C ปรากฏการณ์เหล่านี้ถือเป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพ เนื่องจากน้ำไม่ได้เปลี่ยนเป็นสารอื่น มีเพียงการเปลี่ยนแปลงสถานะการรวมตัวเท่านั้นที่เกิดขึ้น ข้อมูลอุณหภูมิเยือกแข็งและจุดเดือดได้แก่คุณสมบัติทางกายภาพ

มีลักษณะเฉพาะสำหรับน้ำ

คุณสมบัติของสารที่กำหนดโดยการวัดหรือด้วยสายตาหากไม่มีการเปลี่ยนแปลงของสารบางชนิดไปเป็นสารอื่นเรียกว่าทางกายภาพการระเหยของแอลกอฮอล์เช่นการระเหยของน้ำ

– ปรากฏการณ์ทางกายภาพ สารในกรณีนี้จะเปลี่ยนสถานะการรวมตัว หลังการทดลอง คุณสามารถมั่นใจได้ว่าแอลกอฮอล์ระเหยได้เร็วกว่าน้ำ ซึ่งเป็นคุณสมบัติทางกายภาพของสารเหล่านี้

คุณสมบัติทางกายภาพหลักของสารมีดังต่อไปนี้: สถานะของการรวมตัว, สี, กลิ่น, ความสามารถในการละลายในน้ำ, ความหนาแน่น, จุดเดือด, จุดหลอมเหลว, การนำความร้อน, การนำไฟฟ้าคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น สี กลิ่น รสชาติ รูปร่างผลึกสามารถกำหนดได้ด้วยการมองเห็นโดยใช้ประสาทสัมผัส ส่วนความหนาแน่น การนำไฟฟ้า จุดหลอมเหลวและจุดเดือดจะถูกกำหนดโดยการวัด ข้อมูลเกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพของสารหลายชนิดถูกรวบรวมไว้ในเอกสารเฉพาะทาง เช่น ในหนังสืออ้างอิง คุณสมบัติทางกายภาพของสารขึ้นอยู่กับสถานะการรวมตัวของสาร ตัวอย่างเช่น ความหนาแน่นของน้ำแข็ง น้ำ และไอน้ำจะแตกต่างกัน ออกซิเจนที่เป็นก๊าซไม่มีสี แต่ออกซิเจนเหลวเป็นสีน้ำเงินความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติทางกายภาพช่วยให้ “รู้จัก” สารต่างๆ มากมาย ตัวอย่างเช่น, ทองแดง- โลหะชนิดเดียวที่มีสีแดง เกลือแกงเท่านั้นที่มีรสเค็ม ไอโอดีน - ของแข็งเกือบดำที่กลายเป็นไอสีม่วงเมื่อถูกความร้อน.

  • ในกรณีส่วนใหญ่ เพื่อระบุสาร คุณต้องพิจารณาคุณสมบัติของสารหลายประการ
  • ตัวอย่างเช่น ให้เราอธิบายคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำ:
  • สี – ไม่มีสี (ในปริมาณน้อย)
  • กลิ่น - ไม่มีกลิ่น
  • สถานะของการรวมตัว - ของเหลวภายใต้สภาวะปกติ
  • ความหนาแน่น – 1 กรัม/มิลลิลิตร
  • จุดเดือด – +100°С
  • จุดหลอมเหลว – 0°C

สารที่เป็นผลึกและอสัณฐาน

เมื่ออธิบายคุณสมบัติทางกายภาพของของแข็ง เป็นเรื่องปกติที่จะอธิบายโครงสร้างของสาร หากคุณตรวจดูตัวอย่างเกลือแกงโดยใช้แว่นขยาย คุณจะสังเกตเห็นว่าเกลือนั้นประกอบด้วยผลึกเล็กๆ จำนวนมาก ในแหล่งสะสมเกลือคุณยังสามารถพบผลึกขนาดใหญ่มากได้ คริสตัล – ของแข็งมีรูปร่าง รูปทรงหลายเหลี่ยมปกติ คริสตัลก็อาจจะมี รูปร่างที่แตกต่างกันและขนาด ผลึกของสารบางชนิด เช่น เกลือแกง เกลือ – เปราะบางและแตกหักง่าย- มีคริสตัลที่ค่อนข้างแข็ง ตัวอย่างเช่น เพชรถือเป็นแร่ธาตุที่แข็งที่สุดชนิดหนึ่ง หากคุณตรวจดูผลึกเกลือแกงด้วยกล้องจุลทรรศน์ คุณจะสังเกตเห็นว่าผลึกเกลือทั้งหมดมีโครงสร้างคล้ายกัน ตัวอย่างเช่น หากเราพิจารณาอนุภาคแก้ว พวกมันทั้งหมดจะมีโครงสร้างที่แตกต่างกัน - สารดังกล่าวเรียกว่าอสัณฐาน สารอสัณฐาน ได้แก่ แก้ว แป้ง อำพัน และขี้ผึ้งสารอสัณฐาน

– สารที่ไม่มีโครงสร้างเป็นผลึก

ปรากฏการณ์ทางเคมี ปฏิกิริยาเคมี หากตามกฎแล้วในระหว่างปรากฏการณ์ทางกายภาพของสารเพียงเปลี่ยนสถานะการรวมตัวเท่านั้นในระหว่างปรากฏการณ์ทางเคมีการเปลี่ยนแปลงของสารบางชนิดไปเป็นสารอื่นจะเกิดขึ้น นี่คือบางส่วน: ตัวอย่างง่ายๆ การเผาไม้ขีดพร้อมกับการเผาไม้และการปล่อยสารที่เป็นก๊าซ นั่นคือการเปลี่ยนแปลงของไม้ไปเป็นสารอื่นอย่างถาวรเกิดขึ้นอีกตัวอย่างหนึ่ง: เมื่อเวลาผ่านไป ประติมากรรมสำริดจะถูกเคลือบด้วยสีเขียว ความจริงก็คือทองแดงนั้นมีทองแดงอยู่ โลหะนี้ทำปฏิกิริยาช้าๆ กับออกซิเจนคาร์บอนไดออกไซด์ และความชื้นในอากาศ ส่งผลให้เกิดสารสีเขียวใหม่เกิดขึ้นบนพื้นผิวของประติมากรรมปรากฏการณ์ทางเคมี - ปรากฏการณ์การเปลี่ยนแปลงของสารหนึ่งไปเป็นสารอื่น

  • กระบวนการอันตรกิริยาของสารกับการก่อตัวของสารใหม่เรียกว่าปฏิกิริยาเคมี ปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นรอบตัวเรา ปฏิกิริยาเคมีก็เกิดขึ้นภายในตัวเราเช่นกัน ในร่างกายของเรา การเปลี่ยนแปลงของสารต่างๆ เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นในปฏิกิริยาเคมีจึงมักจะมีสารที่ทำปฏิกิริยาและสารที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเสมอปฏิกิริยาเคมี
  • – กระบวนการอันตรกิริยาของสารซึ่งเป็นผลมาจากการเกิดสารใหม่ที่มีคุณสมบัติใหม่รีเอเจนต์
  • - สารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีสินค้า

– สารที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมี มีการแสดงปฏิกิริยาเคมีในแผนปฏิกิริยา รีเอเจนต์ -> ผลิตภัณฑ์

  • รีเอเจนต์– วัสดุตั้งต้นที่นำมาทำปฏิกิริยา
  • สินค้า– สารใหม่ที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยา

ปรากฏการณ์ทางเคมี (ปฏิกิริยา) ใด ๆ จะมาพร้อมกับสัญญาณบางอย่างซึ่งสามารถแยกแยะปรากฏการณ์ทางเคมีจากปรากฏการณ์ทางกายภาพได้ สัญญาณดังกล่าวรวมถึงการเปลี่ยนแปลงสีของสสาร การปล่อยก๊าซ การก่อตัวของตะกอน การปล่อยความร้อน และการปล่อยแสง

ปฏิกิริยาเคมีหลายอย่างเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยพลังงานในรูปของความร้อนและแสง ตามกฎแล้วปรากฏการณ์ดังกล่าวจะมาพร้อมกับปฏิกิริยาการเผาไหม้ ในปฏิกิริยาการเผาไหม้ในอากาศ สารจะทำปฏิกิริยากับออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศ ตัวอย่างเช่น โลหะแมกนีเซียมจะลุกเป็นไฟและเผาไหม้ในอากาศพร้อมกับเปลวไฟที่สว่างจ้าจนมองไม่เห็น นี่คือเหตุผลว่าทำไมแฟลชแมกนีเซียมจึงถูกนำมาใช้ในการสร้างสรรค์ภาพถ่ายในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20 ในบางกรณีสามารถปล่อยพลังงานออกมาในรูปของแสงได้แต่โดยไม่ปล่อยความร้อนออกมาแพลงก์ตอนแปซิฟิกชนิดหนึ่งสามารถเปล่งแสงสีฟ้าสดใสซึ่งมองเห็นได้ชัดเจนในความมืด การปล่อยพลังงานในรูปของแสงเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตของแพลงก์ตอนประเภทนี้

บทสรุปของบทความ:

  • มีสารอยู่สองกลุ่มใหญ่: สารที่มาจากธรรมชาติและสารประดิษฐ์
  • ภายใต้สภาวะปกติ สารสามารถอยู่ในสถานะการรวมตัวได้สามสถานะ
  • คุณสมบัติของสารที่กำหนดโดยการวัดหรือด้วยสายตาหากไม่มีการเปลี่ยนแปลงของสารบางชนิดไปเป็นสารอื่นเรียกว่าทางกายภาพ
  • คริสตัลเป็นของแข็งที่มีรูปร่างเป็นรูปทรงหลายเหลี่ยมปกติ
  • สารอสัณฐานคือสารที่ไม่มีโครงสร้างเป็นผลึก
  • ปรากฏการณ์ทางเคมี - ปรากฏการณ์การเปลี่ยนแปลงของสารหนึ่งไปเป็นสารอื่น
  • รีเอเจนต์คือสารที่เข้าสู่ปฏิกิริยาเคมี
  • ผลิตภัณฑ์คือสารที่เกิดขึ้นจากปฏิกิริยาเคมี
  • ปฏิกิริยาเคมีสามารถเกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยก๊าซ ตะกอน ความร้อน แสง; การเปลี่ยนแปลงสีของสาร
  • การเผาไหม้เป็นกระบวนการทางกายภาพและเคมีที่ซับซ้อนในการเปลี่ยนสารตั้งต้นให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ในระหว่างปฏิกิริยาเคมี พร้อมด้วยการปล่อยความร้อนและแสง (เปลวไฟ) อย่างเข้มข้น

คุณสมบัติทางเคมีสารไม่เพียงขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีที่ประกอบด้วยองค์ประกอบเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโมเลกุลของสารด้วย (ไอโซเมอร์เชิงโครงสร้าง) และการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ของโมเลกุล (โครงสร้าง สเตอริโอไอโซเมอริซึม) ตามกฎแล้วสารที่มีองค์ประกอบและโครงสร้างเหมือนกันจะมีคุณสมบัติทางเคมีเหมือนกัน ยกเว้นปฏิกิริยากับสารที่มีโครงสร้างเชิงพื้นที่ต่างกัน ความแตกต่างนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในชีวเคมี ตัวอย่างเช่น ความสามารถของโปรตีนในการทำปฏิกิริยากับสารชีวภาพอื่นๆ สารออกฤทธิ์อาจขึ้นอยู่กับวิธีการพับ

ตัวอย่างคุณสมบัติทางเคมี

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ


มูลนิธิวิกิมีเดีย

2010.

หนังสือ

  • คุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของสารเซมิคอนดักเตอร์ ไดเรกทอรี, . หนังสืออ้างอิงจัดระบบคุณสมบัติพื้นฐานของผลึกอนินทรีย์บริสุทธิ์ รวมถึงสารที่เป็นแก้ว สารพื้นฐาน สอง สารสาม และสารที่ซับซ้อนมากขึ้น...

คุณสมบัติทางเคมีเฉพาะของสารเชิงเดี่ยว - โลหะ

องค์ประกอบทางเคมีส่วนใหญ่จัดอยู่ในประเภทโลหะ - 92 จาก 114 องค์ประกอบที่รู้จัก โลหะ- สิ่งเหล่านี้คือองค์ประกอบทางเคมีที่อะตอมให้อิเล็กตรอนจากชั้นอิเล็กตรอนด้านนอก (และบางส่วนจากด้านนอก) กลายเป็นไอออนบวก คุณสมบัติของอะตอมโลหะนี้ถูกกำหนดโดย ว่ามีรัศมีค่อนข้างใหญ่และมีอิเล็กตรอนจำนวนน้อย(ส่วนใหญ่ 1 ถึง 3 บนชั้นนอก) ข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือโลหะ 6 ชนิด ได้แก่ อะตอมเจอร์เมเนียม ดีบุก และตะกั่วที่ชั้นนอกมีอะตอม 4 อะตอม พลวงและบิสมัท - 5 อะตอมพอโลเนียม - 6 สำหรับอะตอมของโลหะ โดดเด่นด้วยค่าอิเลคโตรเนกาติวีตี้เล็กน้อย(จาก 0.7 ถึง 1.9) และโดยเฉพาะ คุณสมบัติการบูรณะ คือความสามารถในการบริจาคอิเล็กตรอน ในตารางธาตุเคมีของ D.I. Mendeleev โลหะจะอยู่ต่ำกว่าเส้นทแยงมุมโบรอน-แอสทาทีนและด้านบน ในกลุ่มย่อยรอง ในช่วงเวลาและกลุ่มย่อยหลัก มีกฎที่คุณทราบเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของโลหะ และคุณสมบัติการลดของอะตอมของธาตุต่างๆ

องค์ประกอบทางเคมีที่อยู่ใกล้กับเส้นทแยงมุมโบรอน-แอสทาทีน (Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb ฯลฯ ) มีคุณสมบัติสองประการ: ในสารประกอบบางชนิดพวกมันมีพฤติกรรมเหมือนโลหะ ส่วนบางชนิดก็แสดงคุณสมบัติของอโลหะ. ในกลุ่มย่อยทุติยภูมิ คุณสมบัติรีดิวซ์ของโลหะมักลดลงตามเลขอะตอมที่เพิ่มขึ้น

เปรียบเทียบกิจกรรมของโลหะกลุ่ม I ที่คุณรู้จัก กลุ่มย่อยด้านข้าง: Cu, Ag, Au; กลุ่ม II ของกลุ่มย่อยรอง: Zn, Cd, Hg - และคุณจะเห็นสิ่งนี้ด้วยตัวคุณเอง สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าความแข็งแรงของพันธะระหว่างวาเลนซ์อิเล็กตรอนและนิวเคลียสในอะตอมของโลหะเหล่านี้ได้รับอิทธิพลส่วนใหญ่จากขนาดของประจุนิวเคลียร์ ไม่ใช่จากรัศมีของอะตอม ประจุนิวเคลียร์เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ และแรงดึงดูดของอิเล็กตรอนต่อนิวเคลียสก็เพิ่มขึ้น ในกรณีนี้แม้ว่ารัศมีอะตอมจะเพิ่มขึ้น แต่ก็ไม่สำคัญเท่ากับโลหะของกลุ่มย่อยหลัก

สารเชิงเดี่ยวที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมี ได้แก่ โลหะ และสารที่มีโลหะเชิงซ้อนมีบทบาทสำคัญในแร่ธาตุและ "ชีวิต" อินทรีย์ของโลก เพียงพอที่จะจำไว้ว่าอะตอม (ไอออน) ของธาตุโลหะนั้น ส่วนสำคัญสารประกอบที่กำหนดการเผาผลาญในร่างกายของมนุษย์และสัตว์ ตัวอย่างเช่น พบธาตุ 76 ธาตุในเลือดมนุษย์ และมีเพียง 14 ธาตุเท่านั้นที่ไม่ใช่โลหะ

ในร่างกายมนุษย์ องค์ประกอบโลหะบางชนิด (แคลเซียม โพแทสเซียม โซเดียม แมกนีเซียม) มีอยู่ในปริมาณมาก กล่าวคือ เป็นองค์ประกอบขนาดใหญ่ และโลหะ เช่น โครเมียม แมงกานีส เหล็ก โคบอลต์ ทองแดง สังกะสี โมลิบดีนัม มีอยู่ในปริมาณเล็กน้อย กล่าวคือ สิ่งเหล่านี้เป็นธาตุ หากบุคคลมีน้ำหนัก 70 กก. ร่างกายของเขาจะมี (เป็นกรัม): แคลเซียม - 1,700, โพแทสเซียม - 250, โซเดียม - 70, แมกนีเซียม - 42, เหล็ก - 5, สังกะสี - 3 โลหะทั้งหมดมีความสำคัญอย่างยิ่งปัญหาสุขภาพเกิดขึ้นและ ด้วยความขาดแคลนและส่วนเกินของพวกเขา

ตัวอย่างเช่น โซเดียมไอออนควบคุมปริมาณน้ำในร่างกายและการส่งผ่าน แรงกระตุ้นของเส้นประสาท- การขาดสารอาหารทำให้เกิดอาการปวดศีรษะ อ่อนเพลีย ความจำไม่ดี เบื่ออาหาร และส่วนเกินนำไปสู่ความดันโลหิตเพิ่มขึ้น ความดันโลหิตสูง และโรคหัวใจ

สารเชิงเดี่ยว - โลหะ

ด้วยการพัฒนาการผลิตโลหะ ( สารง่ายๆ) และโลหะผสมมีความเกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นของอารยธรรม (ยุคสำริด ยุคเหล็ก- การปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีที่เริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 100 ปีที่แล้วส่งผลกระทบต่อทั้งอุตสาหกรรมและ ทรงกลมทางสังคมยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการผลิตโลหะ จากทังสเตน โมลิบดีนัม ไทเทเนียม และโลหะอื่น ๆ พวกเขาเริ่มสร้างโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน แข็งเป็นพิเศษ และทนไฟ ซึ่งการใช้ดังกล่าวได้ขยายขีดความสามารถของวิศวกรรมเครื่องกลอย่างมาก ในเทคโนโลยีนิวเคลียร์และอวกาศ โลหะผสมทังสเตนและรีเนียมถูกนำมาใช้เพื่อสร้างชิ้นส่วนที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงถึง 3000 °C; ในทางการแพทย์ใช้เครื่องมือผ่าตัดที่ทำจากโลหะผสมแทนทาลัมและแพลตตินัมและเซรามิกที่มีเอกลักษณ์เฉพาะซึ่งมีไทเทเนียมและเซอร์โคเนียมออกไซด์

และแน่นอนว่า เราต้องไม่ลืมว่าโลหะผสมส่วนใหญ่ใช้เหล็กโลหะที่รู้จักกันดี และพื้นฐานของโลหะผสมเบาหลายชนิดนั้นประกอบด้วยโลหะที่ค่อนข้าง "อายุน้อย" - อลูมิเนียมและแมกนีเซียม วัสดุคอมโพสิตได้กลายเป็นซุปเปอร์โนวา เช่น โพลีเมอร์หรือเซรามิก ซึ่งภายใน (เช่นคอนกรีตที่มีแท่งเหล็ก) ได้รับการเสริมความแข็งแกร่งด้วยเส้นใยโลหะจากทังสเตน โมลิบดีนัม เหล็ก และโลหะและโลหะผสมอื่นๆ ทั้งหมดขึ้นอยู่กับเป้าหมายที่ตั้งไว้และ คุณสมบัติของวัสดุที่จำเป็นเพื่อให้บรรลุผล รูปนี้แสดงแผนผังของโครงตาข่ายคริสตัล โลหะโซเดียม- ในนั้นอะตอมโซเดียมแต่ละอะตอมล้อมรอบด้วยเพื่อนบ้านแปดตัว อะตอมโซเดียมก็เหมือนกับโลหะอื่นๆ ที่มีเวเลนซ์ออร์บิทัลว่างจำนวนมากและมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเพียงไม่กี่ตัว สูตรอิเล็กทรอนิกส์ของอะตอมโซเดียม: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 0 3d 0 โดยที่ 3s, 3p, 3d - วงโคจรวาเลนซ์.

อิเล็กตรอนวาเลนซ์เดี่ยวของโซเดียมอะตอม 3s 1 สามารถครอบครองวงโคจรอิสระทั้งเก้าวง - 3s (หนึ่ง), 3p (สาม) และ 3d (ห้า) เนื่องจากระดับพลังงานไม่แตกต่างกันมากนัก เมื่ออะตอมเข้าใกล้กัน เมื่อเกิดโครงตาข่ายคริสตัลขึ้น วงโคจรวาเลนซ์ของอะตอมข้างเคียงจะทับซ้อนกัน เนื่องจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่อย่างอิสระจากวงโคจรหนึ่งไปยังอีกวงหนึ่ง ทำให้เกิดพันธะระหว่างอะตอมทั้งหมดของผลึกโลหะ พันธะเคมีดังกล่าวเรียกว่าโลหะ

พันธะโลหะเกิดขึ้นจากองค์ประกอบที่อะตอมบนชั้นนอกมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนน้อยเมื่อเทียบกับ จำนวนมากวงโคจรด้านนอกที่อยู่ใกล้กันอย่างขะมักเขม้น เวเลนซ์อิเล็กตรอนของพวกมันถูกกักอยู่ในอะตอมอย่างอ่อน อิเล็กตรอนที่ทำหน้าที่สื่อสารจะถูกรวมเข้าสังคมและเคลื่อนที่ไปทั่วโครงตาข่ายคริสตัลของโลหะที่เป็นกลางโดยทั่วไป สารด้วย พันธะโลหะโลหะโดยธรรมชาติ โปรยคริสตัลซึ่งโดยปกติจะแสดงเป็นแผนผังดังแสดงในรูป แคตไอออนและอะตอมของโลหะที่อยู่ในตำแหน่งของโครงผลึกทำให้มีความเสถียรและความแข็งแกร่ง (อิเล็กตรอนที่ถูกสังคมจะมีลักษณะเป็นลูกบอลสีดำขนาดเล็ก)

การเชื่อมต่อโลหะ- นี่คือพันธะในโลหะและโลหะผสมระหว่างอะตอมของโลหะซึ่งอยู่ที่โหนดของโครงตาข่ายคริสตัลซึ่งดำเนินการโดยเวเลนซ์อิเล็กตรอนที่ใช้ร่วมกัน โลหะบางชนิดตกผลึกในรูปแบบผลึกตั้งแต่สองรูปแบบขึ้นไป คุณสมบัติของสารซึ่งมีอยู่ในการดัดแปลงผลึกหลายอย่างนี้เรียกว่าความหลากหลาย ความหลากหลายของสารอย่างง่ายเรียกว่า allotropy ตัวอย่างเช่น เหล็กมีการดัดแปลงผลึกสี่แบบ ซึ่งแต่ละแบบจะเสถียรในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด:

α - เสถียรสูงถึง 768 °C, แม่เหล็กไฟฟ้า;

β - เสถียรตั้งแต่ 768 ถึง 910 °C ที่ไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติก เช่น พาราแมกเนติก

γ - เสถียรตั้งแต่ 910 ถึง 1390 °C ที่ไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติก เช่น พาราแมกเนติก

δ - เสถียรตั้งแต่ 1390 ถึง 1539 °C (เหล็ก £° pl) ไม่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้า

ดีบุกมีการดัดแปลงผลึกสองแบบ:

α - เสถียรต่ำกว่า 13.2 °C (p = 5.75 g/cm3) นี่คือดีบุกสีเทา มีโครงตาข่ายคริสตัลชนิดเพชร (อะตอม)

β - เสถียรเหนือ 13.2 °C (p = 6.55 g/cm3) นี่คือกระป๋องสีขาว

ดีบุกสีขาวเป็นโลหะสีขาวเงินและอ่อนนุ่มมาก เมื่อเย็นลงต่ำกว่า 13.2 °C มันจะสลายตัวเป็นผงสีเทา เนื่องจากในระหว่างการเปลี่ยนแปลง ปริมาตรจำเพาะจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “โรคระบาดดีบุก”

แน่นอนว่าพันธะเคมีชนิดพิเศษและประเภทของโครงตาข่ายคริสตัลของโลหะจะต้องกำหนดและอธิบายคุณสมบัติทางกายภาพของพวกมัน พวกเขาคืออะไร? สิ่งเหล่านี้คือความแวววาวของโลหะ ความเหนียว การนำไฟฟ้าและความร้อนสูง การเจริญเติบโต ความต้านทานไฟฟ้าด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นตลอดจนคุณสมบัติที่สำคัญเช่นความหนาแน่นจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงความแข็ง คุณสมบัติทางแม่เหล็ก- ผลกระทบทางกลต่อคริสตัลที่มีโครงตาข่ายคริสตัลโลหะทำให้เกิดการกระจัดของชั้นของอะตอมไอออนที่สัมพันธ์กัน (รูปที่ 17) และเนื่องจากอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปทั่วคริสตัล จึงไม่เกิดการแตกหักของพันธะ ดังนั้นโลหะจึงมีคุณลักษณะที่มากกว่า ความเป็นพลาสติก ผลที่คล้ายกันต่อของแข็งที่มีพันธะโควาเลนต์ (โครงผลึกอะตอมมิก) นำไปสู่การแตกหักของพันธะโควาเลนต์ การทำลายพันธะในโครงตาข่ายไอออนิกทำให้เกิดการผลักกันของไอออนที่มีประจุเหมือนกัน ดังนั้นสารที่มีโครงผลึกอะตอมและไอออนิกจึงเปราะบาง โลหะที่มีความเหนียวมากที่สุด ได้แก่ Au, Ag, Sn, Pb, Zn พวกมันถูกดึงเข้าไปในลวดได้ง่าย สามารถปลอมแปลง กดหรือรีดเป็นแผ่นได้ ตัวอย่างเช่น ฟอยล์สีทองที่มีความหนา 0.003 มม. สามารถทำจากทองคำได้ และโลหะนี้หนัก 0.5 กรัมสามารถดึงด้ายยาว 1 กม. แม้แต่ปรอทซึ่งเป็นของเหลวที่อุณหภูมิห้อง อุณหภูมิต่ำเมื่อแข็งตัวจะอ่อนตัวได้เหมือนตะกั่ว มีเพียง Bi และ Mn เท่านั้นที่ไม่มีความเป็นพลาสติก

เหตุใดโลหะจึงมีความแวววาวและทึบแสงด้วย

อิเล็กตรอนที่เติมเต็มช่องว่างระหว่างอะตอมจะสะท้อนแสงรังสี (แทนที่จะส่งผ่านเหมือนแก้ว) และโลหะส่วนใหญ่ก็กระจายรังสีทั้งหมดของส่วนที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมเท่าๆ กัน ดังนั้นจึงมีสีเงินสีขาวหรือสีเทา ธาตุโลหะชนิดหนึ่ง ทองคำ และทองแดง ดูดซับความยาวคลื่นสั้น (ใกล้กับ สีม่วง) และสะท้อนคลื่นคลื่นยาวของสเปกตรัมแสง จึงมีสีเหลืองอ่อน เหลือง และสี “ทองแดง” แม้ว่าในทางปฏิบัติ โลหะไม่ได้ดูเหมือน "ตัวเครื่องที่เบา" สำหรับเราเสมอไป ประการแรก พื้นผิวของมันสามารถออกซิไดซ์และสูญเสียความมันเงาได้ ดังนั้นทองแดงพื้นเมืองจึงปรากฏเป็นหินสีเขียว ก ประการที่สองและโลหะบริสุทธิ์อาจไม่ส่องแสง แผ่นเงินและแผ่นทองบางมากมีครบถ้วน การปรากฏตัวที่ไม่คาดคิด- มีสีเขียวอมฟ้า และผงโลหะเนื้อละเอียดจะปรากฏเป็นสีเทาเข้มหรือสีดำด้วยซ้ำ เงิน อะลูมิเนียม และแพลเลเดียมมีการสะท้อนแสงมากที่สุด ใช้ในการผลิตกระจกรวมถึงไฟสปอร์ตไลท์

เหตุใดโลหะจึงมีการนำไฟฟ้าและความร้อนสูง

อิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่อย่างโกลาหลในโลหะภายใต้อิทธิพลของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้จะได้รับการเคลื่อนที่ตามทิศทางเช่นพวกมันนำกระแสไฟฟ้า เมื่ออุณหภูมิของโลหะเพิ่มขึ้น แอมพลิจูดของการสั่นของอะตอมและไอออนซึ่งอยู่ที่โหนดของโครงตาข่ายคริสตัลจะเพิ่มขึ้น ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ได้ยาก และทำให้ค่าการนำไฟฟ้าของโลหะลดลง ที่อุณหภูมิต่ำ การเคลื่อนที่แบบสั่นจะลดลงอย่างมาก และค่าการนำไฟฟ้าของโลหะจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว เมื่อใกล้ศูนย์สัมบูรณ์ โลหะแทบไม่มีความต้านทานเลย โลหะส่วนใหญ่มีสภาพเป็นตัวนำยิ่งยวด

ควรสังเกตว่าอโลหะที่มีค่าการนำไฟฟ้า (เช่นกราไฟท์) ที่อุณหภูมิต่ำตรงกันข้ามจะไม่นำกระแสไฟฟ้าเนื่องจากขาดอิเล็กตรอนอิสระ และมีเพียงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและการทำลายล้างบางส่วนเท่านั้น พันธะโควาเลนต์ค่าการนำไฟฟ้าเริ่มเพิ่มขึ้น เงิน ทองแดง ทอง และอลูมิเนียมมีค่าการนำไฟฟ้าสูงสุด แมงกานีส ตะกั่ว และปรอทมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำที่สุด

ส่วนใหญ่แล้วค่าการนำความร้อนของโลหะจะเปลี่ยนไปตามรูปแบบเดียวกับค่าการนำไฟฟ้า เป็นเพราะความคล่องตัวสูงของอิเล็กตรอนอิสระซึ่งเมื่อชนกับไอออนและอะตอมที่สั่นสะเทือนจะแลกเปลี่ยนพลังงานกับพวกมัน อุณหภูมิจะเท่ากันทั่วทั้งชิ้นโลหะ

ความแข็งแรงทางกล ความหนาแน่น จุดหลอมเหลวของโลหะแตกต่างกันมาก- ยิ่งไปกว่านั้น เมื่อจำนวนอิเล็กตรอนที่เชื่อมต่ออะตอมไอออนเพิ่มขึ้นและระยะห่างระหว่างอะตอมในคริสตัลลดลง ตัวบ่งชี้คุณสมบัติเหล่านี้ก็เพิ่มขึ้น

ดังนั้น, โลหะอัลคาไล(Li, K, Na, Rb, Cs) ซึ่งมีอะตอมอยู่ เวเลนซ์อิเล็กตรอนหนึ่งตัว, อ่อนนุ่ม (ตัดด้วยมีด) มีความหนาแน่นต่ำ (ลิเธียมเป็นโลหะที่เบาที่สุดโดยมีค่า p = 0.53 g/cm3) และละลายที่อุณหภูมิต่ำ (เช่น จุดหลอมเหลวของซีเซียมคือ 29 ° C) โลหะชนิดเดียวที่เป็นของเหลวภายใต้สภาวะปกติคือปรอท ซึ่งมีจุดหลอมเหลว -38.9 °C แคลเซียมซึ่งมีอิเล็กตรอนสองตัวอยู่ในระดับพลังงานภายนอกของอะตอม จะมีความแข็งกว่ามากและละลายที่อุณหภูมิสูงกว่า (842 °C) ทนทานยิ่งกว่านั้นคือโครงตาข่ายคริสตัลที่เกิดจากสแกนเดียมไอออน ซึ่งมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนสามตัว แต่โครงผลึกที่แข็งแกร่งที่สุด ความหนาแน่นสูงและอุณหภูมิหลอมเหลวนั้นพบได้ในโลหะของกลุ่มย่อยทุติยภูมิ V, VI, VII, VIII สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าโลหะของกลุ่มย่อยด้านข้างซึ่งมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ที่ระดับย่อย d นั้นมีลักษณะเฉพาะคือการก่อตัวของพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งมากระหว่างอะตอม นอกเหนือจากโลหะที่ทำโดยอิเล็กตรอนด้านนอก ชั้นจาก s-orbitals

ที่สุด โลหะหนัก - นี่คือออสเมียม (Os) โดยมี p = 22.5 g/cm 3 (ส่วนประกอบของโลหะผสมที่มีความแข็งเป็นพิเศษและทนทานต่อการสึกหรอ) โลหะที่ทนไฟมากที่สุดคือ ทังสเตน W โดยมี t = 3420 ° C (ใช้สำหรับการผลิตหลอดไส้ เส้นใย) โลหะที่แข็งที่สุดคือ - นี่คือโครเมียม Cr (กระจกกันรอย) เป็นส่วนหนึ่งของวัสดุที่ใช้ในการผลิตเครื่องมือตัดโลหะ ผ้าเบรกของเครื่องจักรกลหนัก ฯลฯ โลหะมีปฏิกิริยากับสนามแม่เหล็กในรูปแบบต่างๆ โลหะ เช่น เหล็ก โคบอลต์ นิกเกิล และแกโดลิเนียม มีความโดดเด่นในด้านความสามารถในการดึงดูดแม่เหล็กสูง พวกมันถูกเรียกว่าเฟอร์ริกแม่เหล็ก โลหะส่วนใหญ่ (โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ทและส่วนสำคัญของโลหะทรานซิชัน) จะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กอย่างอ่อนและไม่คงสถานะนี้ไว้นอกสนามแม่เหล็ก - พวกมันเป็นแบบพาราแมกเนติก โลหะถูกผลักออกมา สนามแม่เหล็ก, - วัสดุแม่เหล็ก (ทองแดง, เงิน, ทอง, บิสมัท)

เมื่อพิจารณาโครงสร้างทางอิเล็กทรอนิกส์ของโลหะ เราได้แบ่งโลหะออกเป็นโลหะของกลุ่มย่อยหลัก (องค์ประกอบ s และ p) และโลหะของกลุ่มย่อยรอง (องค์ประกอบทรานสิชัน d- และ f)

ในเทคโนโลยี เป็นเรื่องปกติที่จะจำแนกโลหะตามคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆ:

1. ความหนาแน่น - แสง (น< 5 г/см 3) и тяжелые (все остальные).

2. จุดหลอมเหลว - ละลายต่ำและทนไฟ

มีการจำแนกประเภทของโลหะตามคุณสมบัติทางเคมี โลหะที่มีค่าต่ำ กิจกรรมทางเคมีเรียกว่า มีเกียรติ(เงิน, ทอง, แพลตตินัมและอะนาล็อก - ออสเมียม, อิริเดียม, รูทีเนียม, แพลเลเดียม, โรเดียม) ขึ้นอยู่กับความคล้ายคลึงกันของคุณสมบัติทางเคมี อัลคาไลน์(โลหะ กลุ่มย่อยหลักกลุ่มที่ 1) ดินอัลคาไลน์(แคลเซียม สตรอนเซียม แบเรียม เรเดียม) ตลอดจน โลหะธาตุหายาก(สแกนเดียม อิตเทรียม แลนทานัมและแลนทาไนด์ แอกทิเนียม และแอกทิไนด์)




คุณสมบัติทางเคมีทั่วไปของโลหะ

อะตอมของโลหะค่อนข้างง่าย บริจาคเวเลนซ์อิเล็กตรอนและกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวก กล่าวคือ พวกมันจะถูกออกซิไดซ์ นี่คือสิ่งสำคัญ ทรัพย์สินทั่วไปทั้งอะตอมและสารเชิงเดี่ยว - โลหะ โลหะเข้า ปฏิกิริยาเคมีผู้คืนค่าเสมอ ความสามารถในการลดอะตอมของสารอย่างง่าย - โลหะที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีในช่วงเวลาหนึ่งหรือกลุ่มย่อยหลักหนึ่งกลุ่มของตารางธาตุของ D. I. Mendeleev เปลี่ยนแปลงไปตามธรรมชาติ

กิจกรรมการลดลงของโลหะในปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในสารละลายที่เป็นน้ำจะสะท้อนให้เห็นโดยตำแหน่งของโลหะในชุดแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้าของโลหะ

จากแรงดันไฟฟ้าชุดนี้ สามารถสรุปข้อสรุปที่สำคัญต่อไปนี้เกี่ยวกับกิจกรรมทางเคมีของโลหะในปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในสารละลายที่เป็นน้ำภายใต้สภาวะมาตรฐาน (t = 25 °C, p = 1 atm)

· ยิ่งโลหะอยู่ทางด้านซ้ายยิ่งอยู่ในแถวนี้ สารรีดิวซ์ก็จะยิ่งมีพลังมากขึ้นเท่านั้น

· โลหะแต่ละชนิดสามารถแทนที่ (ลด) จากเกลือในสารละลายโลหะเหล่านั้นที่อยู่หลังจากนั้น (ทางด้านขวา) ในชุดของความเค้น

· โลหะที่อยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนสามารถแทนที่มันจากกรดในสารละลายได้

· โลหะที่เป็นสารรีดิวซ์ที่แรงที่สุด (อัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธ) ทำปฏิกิริยากับน้ำเป็นหลักในสารละลายที่เป็นน้ำ

กิจกรรมการรีดักชันของโลหะซึ่งพิจารณาจากอนุกรมเคมีไฟฟ้านั้นไม่สอดคล้องกับตำแหน่งในตารางธาตุเสมอไป สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อพิจารณาตำแหน่งของโลหะในชุดของความเค้นไม่เพียงคำนึงถึงพลังงานของการดึงอิเล็กตรอนจากอะตอมแต่ละอะตอมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพลังงานที่ใช้ไปกับการทำลายโครงตาข่ายคริสตัลด้วย เป็นพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการให้ความชุ่มชื้นของไอออน ตัวอย่างเช่น ลิเธียมจะออกฤทธิ์ในสารละลายที่เป็นน้ำมากกว่าโซเดียม (แม้ว่า Na จะเป็นโลหะที่มีฤทธิ์มากกว่าตามตำแหน่งในตารางธาตุก็ตาม) ความจริงก็คือพลังงานความชุ่มชื้นของ Li + ไอออนนั้นมากกว่าพลังงานความชุ่มชื้นของ Na + มากดังนั้นกระบวนการแรกจึงมีความกระตือรือร้นมากกว่า พิจารณาแล้วบทบัญญัติทั่วไป

มาดูคุณสมบัติรีดิวซ์ของโลหะกันดีกว่า มาดูปฏิกิริยาเคมีเฉพาะกันกันดีกว่า

· ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับอโลหะ- พื้นฐานและแอมโฟเทอริก ออกไซด์ของโลหะทรานซิชันที่เป็นกรด เช่น โครเมียม (VI) ออกไซด์ CrOg หรือแมงกานีส (VII) ออกไซด์ Mn 2 O 7 ไม่ได้เกิดจากการออกซิเดชันโดยตรงของโลหะกับออกซิเจน พวกเขาได้รับทางอ้อม

โลหะอัลคาไล Na, K ทำปฏิกิริยาอย่างแข็งขันกับออกซิเจนในอากาศทำให้เกิดเปอร์ออกไซด์:

โซเดียมออกไซด์ได้ทางอ้อมโดยการเผาเปอร์ออกไซด์ด้วยโลหะที่เกี่ยวข้อง:

โลหะลิเธียมและอัลคาไลน์เอิร์ธทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ ทำให้เกิดออกไซด์พื้นฐาน:

โลหะอื่นๆ ยกเว้นโลหะทองและแพลตตินัม ซึ่งไม่ถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในบรรยากาศเลย จะมีปฏิกิริยากับมันน้อยลงหรือเมื่อถูกความร้อน:

· โลหะจะเกิดเกลือของกรดไฮโดรฮาลิกเมื่อใช้ฮาโลเจน, ตัวอย่างเช่น:

· ที่มีไฮโดรเจนมากที่สุด โลหะที่ใช้งานอยู่ก่อตัวเป็นไฮไดรด์- สารคล้ายเกลือไอออนิกซึ่งไฮโดรเจนมีสถานะออกซิเดชันที่ -1 เช่น

โลหะทรานซิชันหลายชนิดก่อตัวเป็นไฮไดรด์ชนิดพิเศษด้วยไฮโดรเจน - ราวกับว่าไฮโดรเจนถูกละลายหรือนำเข้าไปในตาข่ายผลึกของโลหะระหว่างอะตอมและไอออนในขณะที่โลหะยังคงรูปลักษณ์ไว้ แต่มีปริมาตรเพิ่มขึ้น ไฮโดรเจนที่ถูกดูดซับนั้นอยู่ในโลหะซึ่งดูเหมือนอยู่ในรูปอะตอม

นอกจากนี้ยังมีโลหะไฮไดรด์ระดับกลางด้วย

· โลหะสีเทาเกิดเป็นเกลือ - ซัลไฟด์, ตัวอย่างเช่น:

· โลหะทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนได้ยากกว่าเนื่องจากพันธะเคมีในโมเลกุลไนโตรเจน N2 มีความแข็งแรงมาก ในกรณีนี้จะเกิดไนไตรด์ขึ้น ที่อุณหภูมิปกติ มีเพียงลิเธียมเท่านั้นที่ทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน:

ปฏิกิริยาระหว่างโลหะกับสารเชิงซ้อน

·ด้วยน้ำ ภายใต้สภาวะปกติ โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธจะแทนที่ไฮโดรเจนจากน้ำและเกิดเป็นเบสที่ละลายน้ำได้ - อัลคาไล เช่น:

โลหะอื่นๆ ที่อยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าก่อนที่ไฮโดรเจนจะสามารถแทนที่ไฮโดรเจนจากน้ำได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ แต่อลูมิเนียมจะทำปฏิกิริยารุนแรงกับน้ำก็ต่อเมื่อฟิล์มออกไซด์ถูกดึงออกจากพื้นผิวเท่านั้น:

แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อต้มเท่านั้นและไฮโดรเจนก็ถูกปล่อยออกมาเช่นกัน:

หากเติมแมกนีเซียมที่เผาไหม้ลงในน้ำ การเผาไหม้จะดำเนินต่อไปเนื่องจากปฏิกิริยาเกิดขึ้น:

เหล็กจะทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อร้อนเท่านั้น:

· ด้วยกรดในสารละลาย (HCl, H 2 ดังนั้น 4 ), ช 3 COOH และอื่นๆ ยกเว้น HNO 3 ) โลหะที่อยู่ในอนุกรมแรงดันไฟฟ้าจนถึงไฮโดรเจนมีปฏิกิริยาโต้ตอบสิ่งนี้จะผลิตเกลือและไฮโดรเจน

แต่ตะกั่ว (และโลหะอื่นๆ บางชนิด) แม้จะอยู่ในตำแหน่งอนุกรมแรงดันไฟฟ้า (ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน) ก็แทบจะไม่ละลายในกรดซัลฟิวริกเจือจาง เนื่องจากตะกั่วซัลเฟต PbSO 4 ที่เกิดขึ้นจะไม่ละลายน้ำและสร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวของ โลหะ

· ด้วยเกลือของโลหะที่ออกฤทธิ์น้อยในสารละลาย จากปฏิกิริยานี้ จะเกิดเกลือของโลหะที่มีความว่องไวมากขึ้น และโลหะที่มีปฏิกิริยาน้อยกว่าจะถูกปล่อยออกมาในรูปแบบอิสระ

ต้องจำไว้ว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นในกรณีที่เกลือที่เกิดขึ้นสามารถละลายได้ การแทนที่โลหะจากสารประกอบด้วยโลหะอื่นได้รับการศึกษาอย่างละเอียดเป็นครั้งแรกโดย N. N. Beketov นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ในสาขานี้ เคมีกายภาพ- เขาจัดเรียงโลหะตามกิจกรรมทางเคมีเป็น "อนุกรมการแทนที่" ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นต้นแบบของชุดความเค้นของโลหะ

· กับ สารอินทรีย์- ปฏิกิริยากับกรดอินทรีย์นั้นคล้ายคลึงกับปฏิกิริยากับกรดแร่ แอลกอฮอล์สามารถแสดงอาการอ่อนแอได้ คุณสมบัติของกรดเมื่อทำปฏิกิริยากับโลหะอัลคาไล:

ฟีนอลทำปฏิกิริยาในทำนองเดียวกัน:

โลหะมีส่วนร่วมในการทำปฏิกิริยากับฮาโลอัลเคนซึ่งใช้เพื่อให้ได้ไซโคลอัลเคนที่ต่ำกว่าและสำหรับการสังเคราะห์ในระหว่างที่โครงกระดูกคาร์บอนของโมเลกุลมีความซับซ้อนมากขึ้น (ปฏิกิริยา A. Wurtz):

· โลหะที่มีไฮดรอกไซด์เป็นแอมโฟเทอริกจะทำปฏิกิริยากับด่างในสารละลายตัวอย่างเช่น:

โลหะสามารถก่อตัวซึ่งกันและกันได้ สารประกอบเคมีซึ่งเรียกรวมกันว่าสารประกอบระหว่างโลหะ ส่วนใหญ่มักไม่แสดงสถานะออกซิเดชันของอะตอม ซึ่งเป็นลักษณะของสารประกอบของโลหะกับอโลหะ ตัวอย่างเช่น:

Cu 3 Au, LaNi 5, Na 2 Sb, Ca 3 Sb 2 ฯลฯ

สารประกอบระหว่างโลหะมักไม่มีองค์ประกอบคงที่ พันธะเคมีส่วนใหญ่เป็นโลหะ การก่อตัวของสารประกอบเหล่านี้เป็นเรื่องปกติสำหรับโลหะของกลุ่มย่อยทุติยภูมิ

โลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I-III ของตารางธาตุองค์ประกอบทางเคมีโดย D. I. Mendeleev

ลักษณะทั่วไป

เหล่านี้เป็นโลหะของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม I อะตอมของพวกมันในระดับพลังงานภายนอกจะมีอิเล็กตรอนตัวละหนึ่งตัว โลหะอัลคาไล - สารรีดิวซ์ที่แข็งแกร่ง- กำลังรีดิวซ์และกิจกรรมทางเคมีจะเพิ่มขึ้นตามเลขอะตอมของธาตุที่เพิ่มขึ้น (เช่น จากบนลงล่างในตารางธาตุ) ทั้งหมดมีค่าการนำไฟฟ้า ความแข็งแรงของพันธะระหว่างอะตอม โลหะอัลคาไลลดลงตามจำนวนองค์ประกอบที่เพิ่มขึ้น จุดหลอมเหลวและจุดเดือดก็ลดลงเช่นกัน โลหะอัลคาไลทำปฏิกิริยากับสารธรรมดาหลายชนิด - สารออกซิไดซ์- เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจะเกิดเป็นเบสที่ละลายน้ำได้ (ด่าง) ธาตุอัลคาไลน์เอิร์ธเรียกว่าองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II อะตอมขององค์ประกอบเหล่านี้มีอยู่ที่ระดับพลังงานภายนอก อิเล็กตรอนสองตัวอย่างละตัว- พวกเขาเป็น สารรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งที่สุดมีสถานะออกซิเดชันเป็น +2 ในกลุ่มย่อยหลักนี้สังเกตรูปแบบทั่วไปของการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีซึ่งสัมพันธ์กับการเพิ่มขนาดของอะตอมในกลุ่มจากบนลงล่างและพันธะเคมีระหว่างอะตอมก็อ่อนลงเช่นกัน เมื่อขนาดของไอออนเพิ่มขึ้น คุณสมบัติที่เป็นกรดของออกไซด์และไฮดรอกไซด์จะอ่อนลงและคุณสมบัติพื้นฐานจะเพิ่มขึ้น

กลุ่มย่อยหลักของกลุ่มที่ 3 ประกอบด้วยธาตุโบรอน อลูมิเนียม แกลเลียม อินเดียม และแทลเลียม องค์ประกอบทั้งหมดเป็นองค์ประกอบ p ในระดับพลังงานภายนอกที่พวกเขามี สาม (s) 2 พี 1 ) อิเล็กตรอนซึ่งอธิบายความคล้ายคลึงกันของคุณสมบัติ สถานะออกซิเดชัน +3 ภายในกลุ่ม เมื่อประจุนิวเคลียร์เพิ่มขึ้น คุณสมบัติของโลหะก็จะเพิ่มขึ้น โบรอนเป็นองค์ประกอบที่ไม่ใช่โลหะ ในขณะที่อลูมิเนียมมีคุณสมบัติเป็นโลหะอยู่แล้ว องค์ประกอบทั้งหมดก่อตัวเป็นออกไซด์และไฮดรอกไซด์

โลหะส่วนใหญ่จะพบในกลุ่มย่อยของตารางธาตุ ซึ่งแตกต่างจากองค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักที่ระดับด้านนอกของวงโคจรของอะตอมจะค่อยๆเต็มไปด้วยอิเล็กตรอน d-orbitals ของระดับพลังงานสุดท้ายและ s-orbitals ของกลุ่มสุดท้ายจะเต็มไปด้วยองค์ประกอบของกลุ่มย่อยรอง จำนวนอิเล็กตรอนสอดคล้องกับหมายเลขกลุ่ม องค์ประกอบด้วย จำนวนเท่ากันเวเลนซ์อิเล็กตรอนจะรวมอยู่ในหมู่ที่มีเลขเดียวกัน องค์ประกอบกลุ่มย่อยทั้งหมดเป็นโลหะ

สารธรรมดาที่เกิดจากโลหะกลุ่มย่อยจะมีโครงผลึกที่แข็งแกร่งซึ่งทนทานต่อความร้อน โลหะเหล่านี้เป็นโลหะที่แข็งแกร่งที่สุดและทนไฟได้มากที่สุดในบรรดาโลหะอื่นๆ ในองค์ประกอบ d การเปลี่ยนแปลงที่มีความจุเพิ่มขึ้นจากคุณสมบัติพื้นฐานผ่านแอมโฟเทอริกไปเป็นกรดจะมองเห็นได้ชัดเจน

โลหะอัลคาไล (Na, K)

ที่ระดับพลังงานภายนอกอะตอมของโลหะอัลคาไลจะประกอบด้วย อิเล็กตรอนแต่ละตัวซึ่งอยู่ห่างจากแกนกลางมาก พวกมันยอมให้อิเล็กตรอนตัวนี้ไปได้ง่าย ดังนั้นพวกมันจึงเป็นตัวรีดิวซ์ที่แรง ในสารประกอบทั้งหมด โลหะอัลคาไลมีสถานะออกซิเดชันที่ +1 คุณสมบัติรีดิวซ์เพิ่มขึ้นเมื่อรัศมีอะตอมเพิ่มขึ้นจาก Li เป็น Cs- ทั้งหมดเป็นโลหะทั่วไป มีสีขาวเงิน อ่อนนุ่ม (ใช้มีดตัดได้) น้ำหนักเบาและหลอมละลายได้ โต้ตอบกับทุกคนอย่างแข็งขัน อโลหะ:

โลหะอัลคาไลทั้งหมดเมื่อทำปฏิกิริยากับออกซิเจน (ยกเว้น Li) จะเกิดเป็นเปอร์ออกไซด์ ไม่พบโลหะอัลคาไลในรูปแบบอิสระเนื่องจากมีปฏิกิริยาเคมีสูง

ออกไซด์- ของแข็งที่มีคุณสมบัติพื้นฐาน ได้มาจากการเผาเปอร์ออกไซด์ด้วยโลหะที่เกี่ยวข้อง:

ไฮดรอกไซด์ NaOH, KOH- สารที่เป็นของแข็งสีขาว ดูดความชื้น ละลายได้ในน้ำโดยปล่อยความร้อน จัดเป็นด่าง:

เกลือของโลหะอัลคาไลละลายได้เกือบทั้งหมดในน้ำ สิ่งสำคัญที่สุด: Na 2 CO 3 - โซเดียมคาร์บอเนต; Na 2 CO 3 · 10H 2 O - โซดาคริสตัล NaHCO 3 - โซเดียมไบคาร์บอเนต, เบกกิ้งโซดา; K 2 CO 3 - โพแทสเซียมคาร์บอเนต, โปแตช; นา 2 SO 4 10H 2 O - เกลือของ Glauber NaCl - โซเดียมคลอไรด์, เกลือแกง

องค์ประกอบกลุ่ม I ในตาราง

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ (Ca, Mg)

แคลเซียม (Ca) เป็นตัวแทน โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธซึ่งเป็นชื่อของธาตุในกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II แต่ไม่ใช่ทั้งหมดแต่เริ่มต้นจากแคลเซียมเท่านั้นและลงไปตามกลุ่ม เหล่านี้เป็นองค์ประกอบทางเคมีที่เมื่อทำปฏิกิริยากับน้ำจะเกิดเป็นด่าง แคลเซียมในระดับพลังงานภายนอกประกอบด้วย อิเล็กตรอนสองตัว, สถานะออกซิเดชัน +2

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของแคลเซียมและสารประกอบแสดงอยู่ในตาราง

แมกนีเซียม (มก.)มีโครงสร้างอะตอมเหมือนกับแคลเซียม สถานะออกซิเดชันของมันคือ +2 เช่นกัน มันเป็นโลหะอ่อน แต่พื้นผิวถูกปกคลุมด้วยฟิล์มป้องกันในอากาศ ซึ่งช่วยลดปฏิกิริยาเคมีเล็กน้อย การเผาไหม้ของมันมาพร้อมกับแสงวาบที่ทำให้ไม่เห็น MgO และ Mg(OH) 2 แสดงคุณสมบัติพื้นฐาน แม้ว่า Mg(OH) 2 จะละลายได้เล็กน้อย แต่ก็ทำให้สารละลายฟีนอลธาทาลีนกลายเป็นสีแดงเข้ม

มก. + โอ 2 = มก. 2

MO ออกไซด์เป็นสารแข็ง สีขาว และทนไฟ ในทางวิศวกรรม CaO เรียกว่าปูนขาว และ MgO เรียกว่าแมกนีเซียที่ถูกเผาไหม้ ออกไซด์เหล่านี้ใช้ในการผลิตวัสดุก่อสร้าง ปฏิกิริยาของแคลเซียมออกไซด์กับน้ำจะมาพร้อมกับการปล่อยความร้อน เรียกว่า การทำให้ปูนขาว และผลลัพธ์ Ca(OH) 2 เรียกว่า ปูนขาว สารละลายแคลเซียมไฮดรอกไซด์โปร่งใสเรียกว่าน้ำมะนาว และสารแขวนลอยสีขาวของ Ca(OH) 2 ในน้ำเรียกว่านมมะนาว

เกลือแมกนีเซียมและแคลเซียมได้มาจากการทำปฏิกิริยากับกรด

CaCO 3 - แคลเซียมคาร์บอเนต, ชอล์ก, หินอ่อน, หินปูน ใช้ในการก่อสร้าง MgCO 3 - แมกนีเซียมคาร์บอเนต - ใช้ในโลหะวิทยาเพื่อกำจัดตะกรัน

CaSO 4 · 2H 2 O - ยิปซั่ม MgSO 4 - แมกนีเซียมซัลเฟต - เรียกว่าเกลือขมหรือภาษาอังกฤษพบใน น้ำทะเล- BaSO 4 - แบเรียมซัลเฟต - เนื่องจากไม่ละลายและความสามารถในการป้องกันรังสีเอกซ์จึงใช้ในการวินิจฉัย (“ โจ๊กแบไรท์”) ของระบบทางเดินอาหาร

แคลเซียมคิดเป็น 1.5% ของน้ำหนักร่างกายมนุษย์ 98% ของแคลเซียมพบในกระดูก แมกนีเซียมเป็นองค์ประกอบทางชีวภาพ มีประมาณ 40 กรัมในร่างกายมนุษย์ เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของโมเลกุลโปรตีน

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธในตาราง


อลูมิเนียม

อะลูมิเนียม (อัล)- องค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม III ของระบบธาตุของ D.I. อะตอมอะลูมิเนียมประกอบด้วยระดับพลังงานภายนอก อิเล็กตรอนสามตัวซึ่งเขาแจกง่ายๆเมื่อไร ปฏิกิริยาทางเคมี- บรรพบุรุษของกลุ่มย่อยและเพื่อนบ้านด้านบนของอลูมิเนียม - โบรอน - มีรัศมีอะตอมน้อยกว่า (สำหรับโบรอนคือ 0.080 นาโนเมตรสำหรับอลูมิเนียม - 0.143 นาโนเมตร) นอกจากนี้อะตอมอะลูมิเนียมยังมีชั้นอิเล็กตรอนแปดอิเล็กตรอนระดับกลางหนึ่งชั้น (2e; 8e; 3e) ซึ่งป้องกันการยืดตัว อิเล็กตรอนชั้นนอกไปที่แกนกลาง ดังนั้นคุณสมบัติรีดิวซ์ของอะตอมอะลูมิเนียมจึงค่อนข้างเด่นชัด

อะลูมิเนียมมีสารประกอบเกือบทั้งหมด สถานะออกซิเดชัน +3.

อลูมิเนียมเป็นสารธรรมดา

โลหะแสงสีขาวเงิน ละลายที่อุณหภูมิ 660 °C เป็นพลาสติกอย่างดี ดึงเป็นลวดได้ง่ายแล้วรีดเป็นฟอยล์หนาถึง 0.01 มม. มีค่าการนำไฟฟ้าและความร้อนสูงมาก พวกมันก่อตัวเป็นโลหะผสมที่เบาและแข็งแรงกับโลหะอื่น ๆ อลูมิเนียมเป็นโลหะที่มีความว่องไวมาก หากผงอลูมิเนียมหรือฟอยล์อลูมิเนียมบางได้รับความร้อนแรง ลุกไหม้และลุกไหม้ด้วยเปลวไฟอันน่าสยดสยอง:

ปฏิกิริยานี้สามารถสังเกตได้เมื่อประกายไฟและดอกไม้ไฟลุกไหม้ อลูมิเนียมก็เหมือนกับโลหะทุกชนิด ทำปฏิกิริยากับอโลหะได้ง่ายโดยเฉพาะในรูปแบบผง เพื่อให้ปฏิกิริยาเริ่มต้นได้ จำเป็นต้องมีการให้ความร้อนเบื้องต้น ยกเว้นปฏิกิริยากับฮาโลเจน - คลอรีนและโบรมีน แต่จากนั้นปฏิกิริยาทั้งหมดของอลูมิเนียมกับอโลหะจะเกิดขึ้นอย่างรุนแรงและมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนมาก : :

อลูมิเนียม ละลายได้ดีในกรดซัลฟิวริกและกรดไฮโดรคลอริกเจือจาง:

แต่ กรดซัลฟิวริกและกรดไนตริกเข้มข้นทำให้อลูมิเนียมผ่านขึ้นรูปบนพื้นผิวโลหะ ฟิล์มออกไซด์ที่ทนทานหนาแน่นซึ่งป้องกันไม่ให้เกิดปฏิกิริยาต่อไป ดังนั้นกรดเหล่านี้จึงถูกขนส่งในถังอะลูมิเนียม

อลูมิเนียมออกไซด์และไฮดรอกไซด์มีคุณสมบัติแอมโฟเทอริกดังนั้น อลูมิเนียมจึงละลายในสารละลายอัลคาลิสที่เป็นน้ำทำให้เกิดเกลือ - อะลูมิเนต:

อลูมิเนียมถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโลหะวิทยาเพื่อผลิตโลหะ - โครเมียม, แมงกานีส, วาเนเดียม, ไทเทเนียม, เซอร์โคเนียมจากออกไซด์ วิธีนี้เรียกว่าอลูมิโนเทอร์มี ในทางปฏิบัติมักใช้เทอร์ไมต์ซึ่งเป็นส่วนผสมของ Fe 3 O 4 กับผงอลูมิเนียม หากส่วนผสมนี้ติดไฟ เช่น ใช้เทปแมกนีเซียม จะเกิดปฏิกิริยารุนแรงและปล่อยออกมา ปริมาณมากความร้อน:

ความร้อนที่ปล่อยออกมานั้นเพียงพอที่จะละลายเหล็กที่เกิดขึ้นได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นกระบวนการนี้จึงใช้สำหรับการเชื่อมผลิตภัณฑ์เหล็ก

สามารถรับอลูมิเนียมได้จากอิเล็กโทรไลซิส - การสลายตัวของการหลอมของออกไซด์ Al 2 O 3 ลงในชิ้นส่วนโดยใช้ กระแสไฟฟ้า- แต่จุดหลอมเหลวของอลูมิเนียมออกไซด์อยู่ที่ประมาณ 2050 °C ดังนั้นอิเล็กโทรลิซิสจึงต้องใช้พลังงานจำนวนมาก

การเชื่อมต่ออลูมิเนียม

อลูมิโนซิลิเกต- สารประกอบเหล่านี้ถือได้ว่าเป็นเกลือที่เกิดจากออกไซด์ของโลหะอลูมิเนียม ซิลิคอน อัลคาไล และอัลคาไลน์เอิร์ธ พวกเขาประกอบขึ้นเป็นกลุ่ม เปลือกโลก- โดยเฉพาะอย่างยิ่งอลูมิโนซิลิเกตเป็นส่วนหนึ่งของเฟลด์สปาร์ซึ่งเป็นแร่ธาตุและดินเหนียวที่พบมากที่สุด

อะลูมิเนียม- หินที่ได้อะลูมิเนียมมา ประกอบด้วยอลูมิเนียมออกไซด์ Al 2 O 3

คอรันดัม- แร่ที่มีองค์ประกอบ Al 2 O 3 มีความแข็งสูงมาก มีเนื้อละเอียดที่มีสิ่งเจือปน - กากกะรุนใช้เป็นวัสดุขัด (บด) สารประกอบธรรมชาติอีกชนิดหนึ่งคืออลูมินามีสูตรเดียวกัน

คริสตัลคอรันดัมโปร่งใสมีสีเจือปนเป็นที่รู้จักกันดี: สีแดง - ทับทิมและสีน้ำเงิน - แซฟไฟร์ซึ่งใช้เป็นอัญมณี ปัจจุบันได้มาจากการประดิษฐ์และไม่เพียงแต่ใช้สำหรับเครื่องประดับเท่านั้น แต่ยังเพื่อวัตถุประสงค์ทางเทคนิคด้วย เช่น สำหรับการผลิตชิ้นส่วนสำหรับนาฬิกาและเครื่องมือที่มีความแม่นยำอื่น ๆ คริสตัลทับทิมถูกนำมาใช้ในเลเซอร์

อลูมิเนียมออกไซด์อัล 2 โอ 3 - เป็นสารสีขาวที่มีจุดหลอมเหลวสูงมาก สามารถรับได้โดยการสลายอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์โดยการให้ความร้อน:

อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์อัล(OH) 3 ตกตะกอนในรูปของตะกอนเจลาตินัสภายใต้การกระทำของอัลคาลิสต่อสารละลายเกลืออลูมิเนียม:

ยังไง แอมโฟเทอริกไฮดรอกไซด์ ละลายได้ง่ายในสารละลายกรดและด่าง:

อลูมิเนตเรียกว่าเกลือของกรดอลูมิเนียมที่ไม่เสถียร - ออร์โธอลูมิเนียม H 2 AlO 3, เมตาอลูมิเนียม HAAlO 2 (ถือได้ว่าเป็นกรดออร์โธอลูมิเนียมจากโมเลกุลที่โมเลกุลของน้ำถูกกำจัดออกไป) อะลูมิเนทจากธรรมชาติ ได้แก่ นิลนิลชั้นสูงและไครโซเบริลอันล้ำค่า เกลืออลูมิเนียม ยกเว้นฟอสเฟต สามารถละลายน้ำได้สูง เกลือบางชนิด (ซัลไฟด์, ซัลไฟต์) จะถูกย่อยสลายด้วยน้ำ อลูมิเนียมคลอไรด์ AlCl 3 ใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการผลิตสารอินทรีย์หลายชนิด

องค์ประกอบกลุ่มที่ 3 ในตาราง

ลักษณะขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลง - ทองแดง, สังกะสี, โครเมียม, เหล็ก

ทองแดง (ลูกบาศ์ก)- องค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองของกลุ่มแรก สูตรอิเล็กทรอนิกส์: (…3d 10 4s 1) ดีอิเล็กตรอนตัวที่ 10 เคลื่อนที่ได้ เนื่องจากได้ย้ายจากระดับย่อย 4S ทองแดงในสารประกอบมีสถานะออกซิเดชัน +1 (Cu 2 O) และ +2 (CuO) ทองแดงเป็นโลหะสีชมพูอ่อน อ่อนได้ มีความหนืด และเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้ดีเยี่ยม จุดหลอมเหลว 1083 °C.

เช่นเดียวกับโลหะอื่นๆ ของกลุ่มย่อย I ของกลุ่ม I ของระบบธาตุ ทองแดง ยืนอยู่ทางด้านขวาของไฮโดรเจนในชุดกิจกรรมและไม่แทนที่กรด แต่ทำปฏิกิริยากับกรดออกซิไดซ์:

ภายใต้อิทธิพลของอัลคาไลต่อสารละลายเกลือทองแดง การตกตะกอนของฐานสีน้ำเงินที่อ่อนแอจะตกตะกอน- คอปเปอร์ (II) ไฮดรอกไซด์ ซึ่งเมื่อถูกความร้อนจะสลายตัวเป็นแบล็คออกไซด์พื้นฐาน CuO และน้ำ:

คุณสมบัติทางเคมีของทองแดงในตาราง

สังกะสี (Zn)- องค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองของกลุ่ม II สูตรอิเล็กทรอนิกส์มีดังนี้: (…3d 10 4s 2) เนื่องจากระดับย่อย d สุดท้ายในอะตอมของสังกะสีเสร็จสมบูรณ์แล้ว สังกะสีในสารประกอบจึงมีสถานะออกซิเดชันที่ +2

สังกะสีเป็นโลหะสีเงินสีขาวซึ่งแทบไม่เปลี่ยนแปลงในอากาศ ทนทานต่อการกัดกร่อนเนื่องจากมีฟิล์มออกไซด์อยู่บนพื้นผิว สังกะสีเป็นโลหะชนิดหนึ่งที่มีการเคลื่อนไหวมากที่สุดที่อุณหภูมิสูงขึ้น ทำปฏิกิริยากับสารธรรมดา:

แทนที่ไฮโดรเจนจากกรด:

สังกะสีก็เหมือนกับโลหะอื่นๆ ที่เข้ามาแทนที่ โลหะที่มีฤทธิ์น้อยกว่าจากเกลือ:

สังกะสี + 2AgNO 3 = 2Ag + สังกะสี(NO 3) 2

ซิงค์ไฮดรอกไซด์เป็นแอมโฟเทอริกกล่าวคือแสดงคุณสมบัติของทั้งกรดและเบส เมื่อค่อยๆ เติมสารละลายอัลคาไลลงในสารละลายเกลือสังกะสี ตะกอนที่เกิดขึ้นในตอนแรกจะละลาย (สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับอะลูมิเนียม):

คุณสมบัติทางเคมีของสังกะสีในตาราง

โดยใช้ตัวอย่าง โครเมียม (Cr)มันสามารถแสดงได้ว่า คุณสมบัติขององค์ประกอบการเปลี่ยนแปลงไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในช่วงเวลา: การเปลี่ยนแปลงเชิงปริมาณเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงจำนวนอิเล็กตรอนในวงโคจรของเวเลนซ์ สถานะออกซิเดชันสูงสุดของโครเมียมคือ +6 โลหะในชุดกิจกรรมจะอยู่ทางด้านซ้ายของไฮโดรเจนและแทนที่ด้วยกรด:

เมื่อเติมสารละลายอัลคาไลลงในสารละลาย จะเกิดการตกตะกอนของ Me(OH) 2 ซึ่งถูกออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วโดยออกซิเจนในบรรยากาศ:

มันสอดคล้องกับแอมโฟเทอริกออกไซด์ Cr 2 O 3 โครเมียมออกไซด์และไฮดรอกไซด์ (นิ้ว ระดับสูงสุดออกซิเดชัน) แสดงคุณสมบัติ กรดออกไซด์และกรดตามลำดับ เกลือของกรดโครมิก (H 2 CrO 4 ) วี สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดกลายเป็นไดโครเมต- เกลือของกรดไดโครมิก (H 2 Cr 2 O 7) สารประกอบโครเมียมมีความสามารถในการออกซิไดซ์สูง

คุณสมบัติทางเคมีของโครเมียมในตาราง

เหล็กเฟ- องค์ประกอบของกลุ่มย่อยรองของกลุ่ม VIII และช่วงที่ 4 ของตารางธาตุของ D. I. Mendeleev อะตอมของเหล็กมีโครงสร้างค่อนข้างแตกต่างจากอะตอมขององค์ประกอบของกลุ่มย่อยหลัก ในฐานะที่เป็นองค์ประกอบของคาบที่ 4 อะตอมเหล็กจึงมีระดับพลังงานสี่ระดับ แต่ไม่ใช่ระดับสุดท้ายที่ถูกเติมเต็ม แต่เป็นระดับสุดท้ายคือระดับที่สามจากนิวเคลียส ในระดับสุดท้าย อะตอมของเหล็กประกอบด้วยอิเล็กตรอนสองตัว ในระดับสุดท้ายซึ่งสามารถรองรับอิเล็กตรอนได้ 18 ตัว อะตอมเหล็กจะมีอิเล็กตรอน 14 ตัว ดังนั้นการกระจายตัวของอิเล็กตรอนข้ามระดับในอะตอมเหล็กจึงเป็นดังนี้: 2e; 8e ; 14e; 2e. เช่นเดียวกับโลหะทั้งหมด อะตอมของเหล็กมีคุณสมบัติลดลงโดยให้ออกไปในระหว่างปฏิกิริยาเคมี ไม่เพียงแต่มีอิเล็กตรอน 2 ตัวจากระดับสุดท้ายเท่านั้น แต่ยังได้รับสถานะออกซิเดชันที่ +2 แต่ยังได้รับอิเล็กตรอนจากระดับสุดท้ายด้วย ในขณะที่สถานะออกซิเดชันของอะตอมเพิ่มขึ้นเป็น +3

เหล็กเป็นสารธรรมดา

เป็นโลหะมันเงาสีขาวเงิน มีจุดหลอมเหลว 1,539 °C มันเป็นพลาสติกมาก ดังนั้นจึงง่ายต่อการแปรรูป ปลอม ม้วน และประทับตรา เหล็กมีความสามารถในการทำให้เป็นแม่เหล็กและล้างอำนาจแม่เหล็ก สามารถรับความแข็งแรงและความแข็งได้มากขึ้นโดยใช้วิธีทางความร้อนและทางกล มีธาตุเหล็กบริสุทธิ์ทางเทคนิคและบริสุทธิ์ทางเคมี เหล็กบริสุทธิ์ทางเทคนิคคือเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ โดยพื้นฐานแล้วประกอบด้วยคาร์บอน 0.02-0.04% และมีออกซิเจน ซัลเฟอร์ ไนโตรเจน และฟอสฟอรัสน้อยกว่าด้วยซ้ำ เหล็กบริสุทธิ์ทางเคมีมีสิ่งเจือปนน้อยกว่า 0.01% ตัวอย่างเช่น คลิปหนีบกระดาษและกระดุมทำจากเหล็กบริสุทธิ์ทางเทคนิค เหล็กดังกล่าวกัดกร่อนได้ง่ายในขณะที่เหล็กบริสุทธิ์ทางเคมีแทบจะไม่ถูกกัดกร่อน ปัจจุบันเหล็กเป็นพื้นฐานของเทคโนโลยีสมัยใหม่และวิศวกรรมเกษตร การขนส่งและการสื่อสาร ยานอวกาศและโดยทั่วไปแล้วอารยธรรมสมัยใหม่ทั้งหมด สินค้าส่วนใหญ่ตั้งแต่เข็มเย็บผ้าไปจนถึง ยานอวกาศ,ไม่สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้เหล็ก

คุณสมบัติทางเคมีของเหล็ก

เหล็กสามารถแสดงสถานะออกซิเดชัน +2 และ +3ดังนั้นเหล็กจึงให้สารประกอบสองชุด จำนวนอิเล็กตรอนที่อะตอมเหล็กให้ในระหว่างปฏิกิริยาเคมีขึ้นอยู่กับความสามารถในการออกซิไดซ์ของสารที่ทำปฏิกิริยากับมัน

ตัวอย่างเช่น สำหรับฮาโลเจน เหล็กจะเกิดเฮไลด์ซึ่งมีสถานะออกซิเดชันที่ +3:

และด้วยซัลเฟอร์ - เหล็ก (II) ซัลไฟด์:

เหล็กร้อนเผาไหม้ในออกซิเจนด้วยการก่อตัวของเกล็ดเหล็ก:

ที่อุณหภูมิสูง (700-900 °C) เหล็ก ทำปฏิกิริยากับไอน้ำ:

ตามตำแหน่งของเหล็กในชุดแรงดันไฟฟ้าเคมีไฟฟ้า มันสามารถแทนที่โลหะทางด้านขวาของสารละลายเกลือของมันได้ ตัวอย่างเช่น:

เหล็กละลายในกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกเจือจางกล่าวคือ มันถูกออกซิไดซ์โดยไฮโดรเจนไอออน:

เหล็กยังละลายในกรดไนตริกเจือจางด้วยสิ่งนี้ผลิตธาตุเหล็ก (III) ไนเตรตน้ำและผลิตภัณฑ์จากการลดกรดไนตริก - N 2, NO หรือ NH 3 (NH 4 NO 3) ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของกรด

สารประกอบเหล็ก

โดยธรรมชาติแล้ว เหล็กจะก่อตัวเป็นแร่ธาตุจำนวนหนึ่ง นี่คือแร่เหล็กแม่เหล็ก (แม่เหล็ก) Fe 3 O 4, แร่เหล็กสีแดง (ออกไซด์) Fe 2 O 3, แร่เหล็กสีน้ำตาล (ลิโมไนต์) 2Fe 2 O 3 3H 2 O สารประกอบเหล็กธรรมชาติอีกชนิดหนึ่งคือเหล็กหรือกำมะถันไพไรต์ ( pyrite) FeS 2 ไม่ทำหน้าที่เป็นแร่เหล็กสำหรับการผลิตโลหะ แต่ใช้สำหรับการผลิตกรดซัลฟิวริก

เหล็กมีลักษณะเฉพาะด้วยสารประกอบ 2 ชุด: สารประกอบเหล็ก (II) และเหล็ก (III)เหล็ก (II) ออกไซด์ FeO และเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์ Fe(OH) 2 ที่สอดคล้องกันนั้นได้มาทางอ้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผ่านห่วงโซ่การเปลี่ยนแปลงต่อไปนี้:

สารประกอบทั้งสองมีคุณสมบัติพื้นฐานที่แตกต่างกัน

เหล็ก (II) ไอออนบวก Fe 2 + ออกซิไดซ์ได้ง่ายโดยออกซิเจนในบรรยากาศสู่เหล็ก (III) แคตไอออน Fe 3 + - ดังนั้นการตกตะกอนสีขาวของเหล็ก (II) ไฮดรอกไซด์จะเปลี่ยนเป็นสีเขียวแล้วเปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลและกลายเป็นเหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์:

เหล็ก (III) ออกไซด์ Fe 2 โอ 3 และธาตุเหล็ก (III) ไฮดรอกไซด์ Fe(OH) 3 ที่สอดคล้องกันก็ได้รับทางอ้อมเช่นกัน เช่น ตามแนวสายโซ่:

ในบรรดาเกลือของเหล็ก ซัลเฟตและคลอไรด์มีความสำคัญทางเทคนิคมากที่สุด

คริสตัลไฮเดรตของเหล็ก (II) ซัลเฟต FeSO 4 · 7H 2 O หรือที่เรียกว่าเหล็กซัลเฟต ใช้ในการควบคุมศัตรูพืชเพื่อเตรียมสีแร่และเพื่อวัตถุประสงค์อื่น เหล็ก (III) คลอไรด์ FeCl 3 ใช้เป็นสารประชดเมื่อย้อมผ้า เหล็ก (III) ซัลเฟต Fe 2 (SO 4) 3 · 9H 2 O ใช้สำหรับทำน้ำให้บริสุทธิ์และวัตถุประสงค์อื่น ๆ

คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของเหล็กและสารประกอบสรุปได้ในตาราง:

คุณสมบัติทางเคมีของเหล็กในตาราง

ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพต่อไอออน Fe 2+ และ Fe 3+

สำหรับการรับรู้สารประกอบเหล็ก (II) และ (III) ทำปฏิกิริยาเชิงคุณภาพกับไอออนของ Fe 2+ และเฟ 3+ . ปฏิกิริยาเชิงคุณภาพไอออน Fe 2+ จะทำปฏิกิริยาโดยปฏิกิริยาของเกลือของเหล็ก (II) กับสารประกอบ K 3 ที่เรียกว่าเกลือในเลือดแดง นี่คือเกลือกลุ่มพิเศษที่เรียกว่าเกลือเชิงซ้อน ซึ่งคุณจะคุ้นเคยในภายหลัง ในระหว่างนี้ คุณต้องเข้าใจว่าเกลือดังกล่าวแยกตัวออกจากกันอย่างไร:

รีเอเจนต์สำหรับไอออน Fe 3+ เป็นสารประกอบที่ซับซ้อนอีกชนิดหนึ่ง - เกลือในเลือดสีเหลือง - K 4 ซึ่งแยกตัวออกจากสารละลายในลักษณะที่คล้ายกัน:

หากเติมสารละลายที่มีไอออน Fe 2+ และ Fe 3+ ตามลำดับในสารละลายของเกลือเลือดแดง (รีเอเจนต์สำหรับ Fe 2+) และเกลือในเลือดสีเหลือง (รีเอเจนต์สำหรับ Fe 3+) จากนั้นในทั้งสองกรณี การตกตะกอนสีน้ำเงินเดียวกันจะตกตะกอน : :

ในการตรวจจับไอออน Fe 3+ จะใช้อันตรกิริยาของเกลือของเหล็ก (III) กับโพแทสเซียมไทโอไซยาเนต KNCS หรือแอมโมเนียมไทโอไซยาเนต NH 4 NCS ด้วยเช่นกัน ในกรณีนี้จะเกิดไอออน FeNCNS 2+ ที่มีสีสดใสขึ้น ส่งผลให้สารละลายทั้งหมดได้รับสีแดงเข้ม:

ตารางการละลาย

กลุ่ม IIA ประกอบด้วยโลหะเท่านั้น ได้แก่ Be (เบริลเลียม), Mg (แมกนีเซียม), Ca (แคลเซียม), Sr (สตรอนเซียม), Ba (แบเรียม) และ Ra (เรเดียม) คุณสมบัติทางเคมีของตัวแทนคนแรกของกลุ่มนี้ - เบริลเลียม - แตกต่างอย่างมากจากคุณสมบัติทางเคมีขององค์ประกอบอื่น ๆ ของกลุ่มนี้ คุณสมบัติทางเคมีของมันมีความคล้ายคลึงกับอะลูมิเนียมมากกว่าโลหะกลุ่ม IIA อื่นๆ ในหลาย ๆ ด้าน (เรียกว่า "ความคล้ายคลึงกันในแนวทแยง") แมกนีเซียมมีคุณสมบัติทางเคมีแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดจาก Ca, Sr, Ba และ Ra แต่ก็ยังมีคุณสมบัติทางเคมีที่คล้ายกันมากกว่าเบริลเลียม เนื่องจากคุณสมบัติทางเคมีของแคลเซียม สตรอนเซียม แบเรียม และเรเดียม มีความคล้ายคลึงกันอย่างมีนัยสำคัญ จึงถูกรวมเข้าเป็นตระกูลเดียวกันที่เรียกว่า ดินอัลคาไลน์ โลหะ.

องค์ประกอบทั้งหมดของกลุ่ม IIA เป็นของ ส- องค์ประกอบเช่น มีเวเลนซ์อิเล็กตรอนอยู่ครบ ส-ระดับย่อย ดังนั้น, การกำหนดค่าอิเล็กทรอนิกส์ชั้นอิเล็กตรอนชั้นนอกขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดของกลุ่มที่กำหนดจะมีรูปแบบ ns 2 , ที่ไหน n– จำนวนช่วงเวลาที่องค์ประกอบนั้นตั้งอยู่

เนื่องจากลักษณะเฉพาะของโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของโลหะกลุ่ม IIA องค์ประกอบเหล่านี้นอกเหนือจากศูนย์แล้ว สามารถมีสถานะออกซิเดชันเดียวเท่านั้นเท่ากับ +2 สารธรรมดา เกิดจากองค์ประกอบกลุ่ม IIA เมื่อมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเคมีใดๆ จะสามารถออกซิไดซ์ได้เท่านั้น เช่น บริจาคอิเล็กตรอน:

ฉัน 0 – 2e — → ฉัน +2

แคลเซียม สตรอนเซียม แบเรียม และเรเดียม มีปฏิกิริยาทางเคมีที่สูงมาก สารธรรมดาที่เกิดขึ้นจากพวกมันนั้นมีสารรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งมาก แมกนีเซียมยังเป็นตัวรีดิวซ์ที่แข็งแกร่งอีกด้วย กิจกรรมการลดของโลหะเป็นไปตามกฎหมายทั่วไปของกฎหมายเป็นระยะของ D.I. Mendeleev และเพิ่มขึ้นตามกลุ่มย่อย

ปฏิกิริยากับสารธรรมดา

ด้วยออกซิเจน

หากไม่มีความร้อน เบริลเลียมและแมกนีเซียมจะไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศหรือออกซิเจนบริสุทธิ์ เนื่องจากถูกปกคลุมด้วยฟิล์มป้องกันบาง ๆ ซึ่งประกอบด้วย BeO และ MgO ออกไซด์ ตามลำดับ พื้นที่เก็บข้อมูลของพวกเขาไม่ต้องการสิ่งใดเลย วิธีพิเศษการป้องกันจากอากาศและความชื้นตรงกันข้ามกับโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทซึ่งถูกเก็บไว้ใต้ชั้นของของเหลวเฉื่อยซึ่งส่วนใหญ่มักเป็นน้ำมันก๊าด

Be, Mg, Ca, Sr เมื่อเผาในออกซิเจนจะเกิดออกไซด์ขององค์ประกอบ MeO และ Ba - ส่วนผสมของแบเรียมออกไซด์ (BaO) และแบเรียมเปอร์ออกไซด์ (BaO 2):

2มก. + O2 = 2MgO

2Ca + O2 = 2CaO

2บา + โอ 2 = 2บาโอ

บา + โอ 2 = เบ้า2

ควรสังเกตว่าเมื่อโลหะอัลคาไลน์เอิร์ทและแมกนีเซียมเผาไหม้ในอากาศปฏิกิริยาข้างเคียงของโลหะเหล่านี้กับไนโตรเจนในอากาศก็เกิดขึ้นเช่นกันซึ่งเป็นผลมาจากการที่นอกเหนือไปจากสารประกอบของโลหะกับออกซิเจนแล้วไนไตรด์ที่มีสูตรทั่วไป Me 3 N 2 ก็ก่อตัวเช่นกัน

ด้วยฮาโลเจน

เบริลเลียมทำปฏิกิริยากับฮาโลเจนที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น และโลหะกลุ่ม IIA ที่เหลือ - อยู่ที่อุณหภูมิห้องแล้ว:

มก. + ฉัน 2 = มก.ไอ 2 – แมกนีเซียมไอโอไดด์

Ca + Br 2 = CaBr 2 – แคลเซียมโบรไมด์

บา + Cl 2 = BaCl 2 – แบเรียมคลอไรด์

กับอโลหะของกลุ่ม IV-VI

โลหะทั้งหมดของกลุ่ม IIA จะทำปฏิกิริยาเมื่อถูกให้ความร้อนกับอโลหะทั้งหมดของกลุ่ม IV-VI แต่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของโลหะในกลุ่มตลอดจนกิจกรรมของอโลหะนั้น จำเป็นต้องมีระดับการให้ความร้อนที่แตกต่างกัน เนื่องจากเบริลเลียมเป็นโลหะเฉื่อยทางเคมีมากที่สุดในบรรดาโลหะกลุ่ม IIA ทั้งหมด เมื่อทำปฏิกิริยากับอโลหะ จึงจำเป็นต้องมีการใช้งานที่สำคัญ โออุณหภูมิที่สูงขึ้น

ควรสังเกตว่าปฏิกิริยาของโลหะกับคาร์บอนสามารถก่อให้เกิดคาร์ไบด์ที่มีลักษณะต่างกันได้ มีคาร์ไบด์ที่เป็นของเมทาไนด์และถือเป็นอนุพันธ์ของมีเทนตามอัตภาพ ซึ่งอะตอมของไฮโดรเจนทั้งหมดจะถูกแทนที่ด้วยโลหะ พวกมันมีคาร์บอนอยู่ในสถานะออกซิเดชัน -4 เช่นเดียวกับมีเทน และเมื่อพวกมันถูกไฮโดรไลซ์หรือทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ หนึ่งในผลิตภัณฑ์ก็คือมีเทน นอกจากนี้ยังมีคาร์ไบด์อีกประเภทหนึ่ง - อะเซทิลีนไนด์ซึ่งมี C 2 2- ไอออนซึ่งแท้จริงแล้วเป็นเพียงชิ้นส่วนของโมเลกุลอะเซทิลีน คาร์ไบด์ เช่น อะเซทิลีน เมื่อไฮโดรไลซิสหรือทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ จะเกิดอะเซทิลีนเป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา ประเภทของคาร์ไบด์ - มีทาไนด์หรืออะเซทิเลไนด์ - ที่ได้รับเมื่อโลหะชนิดใดชนิดหนึ่งทำปฏิกิริยากับคาร์บอนขึ้นอยู่กับขนาดของไอออนบวกของโลหะ ด้วยไอออนของโลหะที่มีรัศมีเล็ก ๆ จะเกิดเมตาไนด์ขึ้นตามกฎโดยมีไอออนที่มีขนาดใหญ่กว่า ขนาดใหญ่– อะเซทิลีน ในกรณีของโลหะกลุ่มที่สองจะได้เมทาไนด์จากปฏิกิริยาของเบริลเลียมกับคาร์บอน:

โลหะที่เหลือของกลุ่ม II A ก่อตัวเป็นอะเซทิลีนไนด์กับคาร์บอน:

ด้วยซิลิคอนโลหะกลุ่ม IIA จะก่อตัวเป็นซิลิไซด์ - สารประกอบประเภท Me 2 Si โดยมีไนโตรเจน - ไนไตรด์ (Me 3 N 2) โดยมีฟอสฟอรัส - ฟอสไฟด์ (Me 3 P 2):

ด้วยไฮโดรเจน

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ททั้งหมดทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนเมื่อถูกความร้อน เพื่อให้แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจน การให้ความร้อนเพียงอย่างเดียว เช่น ในกรณีของโลหะอัลคาไลน์เอิร์ธยังไม่เพียงพอ อุณหภูมิสูงรวมถึงแรงดันไฮโดรเจนที่เพิ่มขึ้น เบริลเลียมไม่ทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนในทุกสภาวะ

ปฏิกิริยากับสารที่ซับซ้อน

ด้วยน้ำ

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ททั้งหมดทำปฏิกิริยากับน้ำอย่างแข็งขันจนเกิดเป็นด่าง (ไฮดรอกไซด์ของโลหะที่ละลายน้ำได้) และไฮโดรเจน แมกนีเซียมทำปฏิกิริยากับน้ำเมื่อต้มเท่านั้น เนื่องจากเมื่อถูกความร้อน ฟิล์มป้องกันออกไซด์ MgO จะละลายในน้ำ ในกรณีของเบริลเลียม ฟิล์มป้องกันออกไซด์มีความทนทานสูง: น้ำจะไม่ทำปฏิกิริยากับเบริลเลียมทั้งเมื่อเดือดหรือที่อุณหภูมิร้อนจัด:

ด้วยกรดที่ไม่ออกซิไดซ์

โลหะทั้งหมดของกลุ่มย่อยหลักของกลุ่ม II ทำปฏิกิริยากับกรดที่ไม่ออกซิไดซ์ เนื่องจากพวกมันอยู่ในลำดับกิจกรรมทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน ในกรณีนี้จะเกิดเกลือของกรดและไฮโดรเจนที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างของปฏิกิริยา:

Be + H 2 SO 4 (เจือจาง) = BeSO 4 + H 2

Mg + 2HBr = MgBr 2 + H 2

Ca + 2CH 3 COOH = (CH 3 COO) 2 Ca + H 2

ด้วยกรดออกซิไดซ์

− กรดไนตริกเจือจาง

ด้วยการเจือจาง กรดไนตริกโลหะหมู่ IIA ทั้งหมดทำปฏิกิริยา ในกรณีนี้ ผลิตภัณฑ์รีดิวซ์แทนที่จะเป็นไฮโดรเจน (เช่นในกรณีของกรดที่ไม่ออกซิไดซ์) คือไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจนออกไซด์ (I) (N 2 O) และในกรณีของกรดไนตริกเจือจางสูง แอมโมเนียม ไนเตรต (NH 4 NO 3):

4Ca + 10HNO3 ( ราซบ .) = 4Ca(หมายเลข 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

4มก. + 10HNO3 (เบลอมาก)= 4Mg(NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3H 2 O

- กรดไนตริกเข้มข้น

กรดไนตริกเข้มข้นที่อุณหภูมิปกติ (หรือต่ำ) จะทำให้เบริลเลียมผ่านไปได้ เช่น ไม่ทำปฏิกิริยากับมัน เมื่อเดือดจะเกิดปฏิกิริยาได้และดำเนินไปตามสมการเป็นหลัก:

โลหะแมกนีเซียมและอัลคาไลน์เอิร์ธทำปฏิกิริยากับกรดไนตริกเข้มข้นเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ลดไนโตรเจนหลายประเภท

− กรดซัลฟิวริกเข้มข้น

เบริลเลียมถูกทำให้ขุ่นด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเช่น ไม่ทำปฏิกิริยากับมันภายใต้สภาวะปกติ แต่ปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่จุดเดือดและนำไปสู่การก่อตัวของเบริลเลียมซัลเฟต, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และน้ำ:

เป็น + 2H 2 SO 4 → BeSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

แบเรียมยังถูกทำให้ขุ่นด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเนื่องจากการก่อตัวของแบเรียมซัลเฟตที่ไม่ละลายน้ำ แต่จะทำปฏิกิริยากับมันเมื่อถูกความร้อน แบเรียมซัลเฟตจะละลายเมื่อถูกความร้อนในกรดซัลฟิวริกเข้มข้นเนื่องจากการเปลี่ยนเป็นแบเรียมไฮโดรเจนซัลเฟต

โลหะที่เหลือของกลุ่ม IIA หลักทำปฏิกิริยากับกรดซัลฟิวริกเข้มข้นภายใต้สภาวะใด ๆ รวมถึงในความเย็นด้วย การลดลงของซัลเฟอร์สามารถเกิดขึ้นได้ถึง SO 2, H 2 S และ S ขึ้นอยู่กับกิจกรรมของโลหะ อุณหภูมิของปฏิกิริยา และความเข้มข้นของกรด:

มก. + H2SO4 ( คอนติเนนตัล .) = MgSO 4 + SO 2 + H 2 O

3มก. + 4H 2 เอสโอ 4 ( คอนติเนนตัล .) = 3MgSO 4 + S↓ + 4H 2 O

4Ca + 5H 2 SO 4 ( คอนติเนนตัล .) = 4CaSO 4 +H 2 S + 4H 2 O

ด้วยด่าง

โลหะแมกนีเซียมและอัลคาไลน์เอิร์ธไม่มีปฏิกิริยากับอัลคาไล และเบริลเลียมทำปฏิกิริยาได้ง่ายทั้งกับสารละลายอัลคาไลและอัลคาไลปราศจากน้ำในระหว่างการหลอม นอกจากนี้เมื่อทำปฏิกิริยาเข้าไปแล้ว สารละลายที่เป็นน้ำน้ำยังมีส่วนร่วมในปฏิกิริยานี้ด้วย และผลิตภัณฑ์คือเตตระไฮดรอกซีเบอริลเลตของโลหะอัลคาไลหรืออัลคาไลน์เอิร์ธและก๊าซไฮโดรเจน:

เป็น + 2KOH + 2H 2 O = H 2 + K 2 - โพแทสเซียม tetrahydroxobyllate

เมื่อทำปฏิกิริยากับอัลคาไลที่เป็นของแข็งในระหว่างการฟิวชั่นจะเกิดเบริลเลตของโลหะอัลคาไลหรืออัลคาไลน์เอิร์ทและไฮโดรเจน

เป็น + 2KOH = H 2 + K 2 BeO 2 - โพแทสเซียมเบริลเลท

ด้วยออกไซด์

โลหะอัลคาไลน์เอิร์ธ เช่นเดียวกับแมกนีเซียม สามารถลดโลหะที่มีฤทธิ์น้อยและอโลหะบางชนิดจากออกไซด์ของพวกมันเมื่อถูกความร้อน ตัวอย่างเช่น:

วิธีการลดโลหะจากออกไซด์ด้วยแมกนีเซียมเรียกว่าแมกนีเซียม

บทความที่เกี่ยวข้อง