Металлы
2. Взаимодействуют с водой. Бериллий с водой не взаимодействует, т.к. реакции препятствует защитная пленка оксида на поверхности металла. Магний реагирует с водой при нагревании:
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2
Остальные металлы активно взаимодействуют с водой при обычных условиях:
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2
3. Взаимодействие с кислотами. Все взаимодействуют с
хлороводородной и разбавленной серной кислотами с выделением водорода:
Be + 2HCl = BeCl2 + H2
Разбавленную азотную кислоту металлы восстанавливают главным образом до аммиака или нитрата аммония:
2Ca + 10HNO3(разб.) = 4Ca(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
В концентрированных азотной и серной кислотах (без нагревания) бериллий пассивирует, остальные металлы реагируют с этими кислотами.
4. Взаимодействие с щелочами. Бериллий взаимодействует с водными растворами щелочей с образованием комплексной соли и выделением водорода:
Be + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2
Магний и щелочноземельные металлы с щелочами не реагируют.
5. Взаимодействие с оксидами и солями металлов. Магний и щелочноземельные металлы могут восстанавливать многие металлы из их оксидов и солей:
TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2
V2O5 + 5Ca = 2V + 5CaO
Бериллий, магний и щелочноземельные металлы получают электролизом расплавов их хлоридов или термическим восстановлением их соединений:
BeF2 + Mg = Be + MgF2
MgO + C = Mg + CO
3CaO + 2Al = 2Ca + Al2O3
3BaO + 2Al = 3Ba + Al2O3
Радий получают в виде сплава с ртутью электролизом водного раствора RaCl2 с ртутным катодом.
Получение:
1) Окисление металлов (кроме Ba, который образует пероксид)
2) Термическое разложение нитратов или карбонатов
CaCO3 –t°→ CaO + CO2
2Mg(NO3)2 –t°→ 2MgO + 4NO2 + O2
Характеристика элементов главной подгруппы III группы. Алюминий.
Алюминий находится в главной подгруппе III группы периодической системы. На внешнем энергетическом уровне атома алюминия имеются свободные р-орбитали, что позволяет ему переходить в возбужденное состояние. В возбужденном состоянии атом алюминия образует три ковалентные связи или полностью отдает три валентных электрона, проявляя степень окисления +3.
Алюминий является самым распространенным металлом на Земле: его массовая доля в земной коре составляет 8,8%. Основная масса природного алюминия входит в состав алюмосиликатов – веществ, главными компонентами которых являются оксиды кремния и алюминия.
Алюминий – легкий металл серебристо-белого цвета, плавится при 600°C, очень пластичен, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в листы и фольгу. По электропроводности алюминий устпает лишь серебру и меди.
Взаимодействие с простыми веществами:
1. с галогенами:
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
2. с кислородом:
4Al + 3O2 → 2Al2O3
3. с серой:
2Al + 3S → Al2S3
4. с азотом:
2Al + N2 → AlN
С водородом алюминий непосредственно не реагирует, но его гидрид AlH3 получен косвенным путем.
Взаимодействие со сложными веществами:
1. с кислотами:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
2. со щелочами:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Если NaOH в твердом состоянии:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2NaAlO2 + 3H2
3. с водой:
2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
Свойства оксида и гидроксида алюминия:
Оксид алюминия, или глинозем, Al2O3 представляет собой белый порошок. Оксид алюминия можно получить, сжигая металл или прокаливая гидроксид алюминия:
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O
Оксид алюминия практически не растворяется в воде. Соответствующий этому оксиду гидроксид Al(OH)3 получают действием гидроксида аммония или растворов щелочей, взятых в недостатке, на растворы солей алюминия:
AlCl3 + 3NH3 ∙ H2O → Al(OH)3 ↓ + 3NH4Cl
Оксид и гидроксид этого металла являются амфотерными, т.е. проявляют как основные, так и кислотные свойства.
Основные свойства:
Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O
2Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O
Кислотные свойства:
Al2O3 + 6KOH +3H2O → 2K3[Al(OH)6]
2Al(OH)3 + 6KOH → K3[Al(OH)6]
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
Алюминий получают электролитическим методом. Он не может быть выделен из водных растворов солей, т.к. является очень активным металлом. Поэтому основным промышленным методом получения металлического алюминия является электролиз расплава, содержащего оксид алюминия и криолит.
Металлический алюминий широко используется в промышленности, по объему производства занимает второе место после железа. Основная масса алюминия идет на изготовление сплавов:
Дуралюмин – сплав алюминия, содержащий медь и небольшое количество магния, марганца и других компонентов. Дуралюмины – легкие прочные и коррозионностойкие сплавы. Используют в авиа- и машиностроении.
Магналин – сплав алюминия с магнием. Используют в авиа- и машиностроении, в строительстве. Стоек к коррозии в морской воде, поэтому его применяют в судостроении. Силумин – сплав алюминия, содержащий кремний. Хорошо подвергается литью. Этот сплав используют в автомобиле-, авиа- и машиностроении, производстве точных приборов. Алюминий – пластичный металл, поэтому из него изготавливают тонкую фольгу, используемую в производстве радиотехнических изделий и для упаковки товаров. Из алюминия делают провода, краски «под серебро».
Переходные металлы.
Железо.
В периодической системе железо находится в четвертом периоде, в побочной подгруппе VIII группы.
Порядковый номер – 26, электронная формула 1s2 2s2 2p6 3d6 4s2.
Валентные электроны у атома железа находятся на последнем электронном слое (4s2) и предпоследнем (3d6). В химических реакциях железо может отдавать эти электроны и проявлять степени окисления +2, +3 и, иногда, +6.
Железо является вторым по распространенности металлом в природе (после алюминия).Наиболее важные природные соединения: Fe2O3 · 3H2O – бурый железняк;Fe2O3 – красный железняк;Fe3O4(FeO · Fe2O3) – магнитный железняк;FeS2 - железный колчедан (пирит).Соединения железа входят в состав живых организмов.
Железо – серебристо серый металл, обладает большой ковкостью, пластичностью и сильными магнитными свойствами. Плотность железа – 7,87 г/см3, температура плавления 1539°С.
В промышленности железо получают восстановлением его из железных руд углеродом (коксом) и оксидом углерода (II) в доменных печах. Химизм доменного процесса следующий:
C + O2 = CO2,
CO2 + C = 2CO.
3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2,
Скачать реферат