PROPRIETATI+CHIMICE+ALE+METALELOR

PROPRIETATI CHIMICE ALE METALELOR

Elementele grupelor 1…10 ale sistemului periodic, elementele din perioadele mari, grupele 13,14,15, lantanoidele şi actinoidele sunt metale. Metalele sunt alcătuite din atomi care conţin un număr mic de electroni pe ultimul strat electronic. Datorită acestei structuri atomii metalelor au energie de ionizare mică şi afinitate pentru electroni mică, adică atomii metalelor se caracterizează prin valori mici ale electronegativităţii relative. Comportarea chimică a atomilor de metal se caracterizează prin tendinţa de a ceda electroni (de //a se oxida//) şi de a se transforma în cationi metalici, manifestând //caracter reducător//: Mo – ze-               Mz+ Capacitatea atomilor metalici de a se transforma în ioni este diferită şi se exprimă prin valoarea potenţialului standard de oxidare, Eox0. În tabele este de obicei prezentat potenţialul standard de reducere a metalelor care este egal şi de semn contrar cu potenţialul standard de oxidare. După valoarea potenţialului standard metalele se pot clasifica în //metale comune// şi în //metale nobile//: || ...,Fe, Ni, Sn, Pb... ||  H   ||   Cu, Ag, Sb, Hg, ||  …..Pt, Au || ||  ||||  metale nobile (pasive) || ||  < 0 ||  0 ||||  > 0 ||  În Tabelul 2.3 sunt prezentate valorile potenţialului standard corespunzător reducerii ionilor cu formarea de metale. Aceste valori sunt corelate cu principalele caracteristici chimice ale metalelor. Metalele reacţionează cu substanţe elementare: //a) Hidrogenul// în reacţia cu metale formează hidruri. Hidrurile metalelor alcaline şi alcalino-pământoase sunt compuşi ionici care conţin ionul negativ de hidrogen, hidrură, H-: Na + H2 = 2NaH Ca + H2 = CaH2  Hidrurile metalelor pământoase, hidrura de staniu, hidrura de plumb şi hidrura de bismut sunt compuşi covalenţi şi se obţin de obicei prin metode indirecte.  Hidrurile metalelor tranziţionale sunt hidruri interstiţiale.  //b) Oxigenul// formează în reacţia cu metalele oxizii corespunzători: 2Zn + O2 = ZnO 2Hg + O2 = 2HgO 2Al + 3O2 = 2Al2O3 2Pb + O2 = 2PbO Dacă reacţionează metalele alcaline se obţin superoxizi sau peroxizi: 2K + 2O2 = K2O4 K –O-O-O-O-K, superoxid de potasiu 2Na + O2 = Na2O2 Na-O-O-Na, peroxid de sodiu //c) Halogenii// reacţionează cu metalele formând halogenuri metalice: Zn + Cl2 = ZnCl2 Pt + 2Cl2 = PtCl4 Au + 3Cl = AuCl3  2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 2Al + 3Cl2 = 2AlCl3  Aurul reacţionează numai cu halogenii în stare atomică:  Halogenurile metalice sunt halogenuri ionice sau parţial covalente, în funcţie de natura metalului.  //d) Sulful// formează sulfuri metalice: Fe + S = FeS Hg + S = HgS 2Na + S = Na2S 2Al + 3S = Al2S3 Reacţia mercurului cu sulful, cu formarea sulfurii mercurice, se desfăşoară cu viteză convenabilă şi la temperatura camerei şi se utilizează la îndepărtarea mercurului accidental împrăştiat. //e) Azotul// reacţionează cu unele metale şi formează azoturi (nitruri) stoechiometrice iar cu altele formează azoturi interstiţiale: 3Ca + N2 = Ca3N2 6Li + N2 = 2Li3N  ﻿    //f)// Multe metale reacţionează cu //fosforul, carbonul, siliciul şi cu borul//, formând compuşii corespunzători, de obicei interstiţiali. Asemenea reacţii se întâlnesc în tratamentele termochimice ale metalelor. //g)// Metalele pot reacţiona cu alte //metale// formând combinaţii intermetalice care se pot întâlni în unele tipuri de aliaje. Metalele reacţionează şi cu substanţe compuse anorganice: apa, acizi, hidroxizi alcalini şi săruri.  //Un metal (caracterizat de un potenţial standard de reducere E0M) poate reacţiona cu specii mai puţina active (cu potenţial standard de reducere mai mare), înlocuindu-le din compuşi//.  a) În reacţia cu //apa//, cu degajare de hidrogen, vor reacţiona numai metalele active (E0M < 0) iar viteza de reacţie depinde de temperatură. Nu reacţionează cu apa metalele care au potenţialul standard de reducere pozitiv. Metalele alcaline şi unele metale alcalino-pământoase reacţionează violent cu apa la temperatura camerei cu formare de hidroxizi şi hidrogen. Aceste metale se păstrează sub petrol. 2Na + 2HOH = 2 NaOH + H2 Ca + 2HOH = Ca(OH)2 + H2 Alte metale reacţionează cu apa numai la temperaturi ridicate formând hidroxizii corespunzători, greu solubili în apă, din acest motiv reacţia este limitată: Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2 Fierul înroşit reacţionează cu vaporii de apă, rezultând oxid feroferic: 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 b) Metalele active înlocuiesc protonii şi din //acizi//, formând săruri şi hidrogen: Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2  Metalele puţin active (nobile) reacţionează numai cu acizi oxidanţi (HNO3, H2SO4, HClO4) sau cu amestecuri de acizi, formând săruri, produsul de reducere al acidului şi apă:  Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O  Au + 3HCl + HNO3 = AuCl3 + NO + H2O  apă regală  //c)// O serie de metale ca Zn, Al, Sn, Pb, Al, Cr reacţionează, în topitură sau în soluţie, cu //hidroxizi alcalini//, cu formare de săruri şi hidrogen. Metalele care pot reacţiona şi cu acizi şi cu baze prezintă //caracter amfoter.// Zn + 2NaOH  Na2ZnO2 + H2 Zn + 2NaOH + 2H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2  zincat de sodiu tetrahidroxozincat de sodiu e) Metalele mai active pot deplasa din //sărurile// lor metalele mai puţin active: 3CuCl2 + 2Al = 3Cu + 2AlCl3 Hg(NO3)2 + Cu = Hg + Cu(NO3)2  f) Metalele alcaline şi alcalino-pământoase pot reacţiona cu //amoniacul lichid//: 2Na + 2NH3 = 2NaNH2 + H2; 2Na + 2NaNH2 = 2Na2NH + H2; amidură de sodiu imidură de sodiu 2Na + 2 Na2NH = 2Na3N + H2 azotură de sodiu g) Metalele pot reacţiona şi cu //compuşi organici//: alcooli, acizi carboxilici, derivaţi halogenaţi
 *  Li, K, Ba,
 *  metale comune (active)
 * E0, redM