ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

Розділ 12. ЗАГАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ

§ 12.3. Хімічні властивості металів

Атоми металів порівняно легко віддають валентні електрони і перетворюються на позитивно заряджені іони. Тому метали є відновниками. В цьому, власне, і полягає їх головна і найзагальніша хімічна властивість.

Рис. 12.2. Криві температур плавлення і кипіння металів Vl періоду

Очевидно, метали як відновники вступатимуть в реакції з різними окисниками, серед яких можуть бути прості речовини, кислоти, солі менш активних металів та деякі інші сполуки. Сполуки металів з галогенами називаються галогенідами, із сульфуром — сульфідами, з нітрогеном — нітридами, з фосфором — фосфідами, з карбоном — карбідами, з силіцієм — силіцидами, з бором — боридами, з гідрогеном — гідридами і т. д. Багато з цих сполук знайшли важливе застосування в новій техніці. Наприклад, бориди металів використовуються в радіоелектроніці, а також у ядерній техніці як матеріали для регулювання нейтронного випромінювання та захисту від нього.

Взаємодія металів з кислотами —окисно-відновний процес. Окисником є іон гідрогену, який приймає електрон від атома металу:

Са + 2Н⁺ = Са²⁺ + Н₂.

Взаємодію металів з водними розчинами солей менш активних металів можна показати на прикладі:

Ni + CuSO₄ = NiSO₄ + Cu;

У цьому випадку відбувається відщеплення електронів від атомів більш активного металу (Ni) і приєднання їх іонами менш активного (Cu²⁺).

Активні метали взаємодіють з водою, яка виступає в ролі окисника. Наприклад:

2Na + 2H₂O = 2Na⁺ + 2OH + Н₂ ↑.

Метали, гідроксиди яких амфотерні, як правило, взаємодіють з розчинами і кислот, і лугів. Наприклад:

Be + 2НСl = ВеСl₂ + Н₂;

Be + 2NaOH + 2Н₂О = Na₂ [Be(OH)₄] + H₂↑.

Отже, характер взаємодії металів з неметалами, кислотами, розчинами солей менш активних металів, водою і лугами підтверджує їх головну хімічну властивість — відновну здатність.

Метали можуть утворювати хімічні сполуки між собою. Вони мають загальну назву — інтерметалічні сполуки, або інтерметаліди. Прикладом можуть бути сполуки деяких металів із стибієм: Na₂Sb, Ca₃Sb₂, NiSb, Ni₄Sb, FeSbx (x = 0,72 — 0,92). У них найчастіше не витримуються ступені окиснення, характерні в сполуках з неметалами. Звичайно це бертоліди.

Хімічний зв’язок в інтерметалідах переважно металічний. За зовнішнім виглядом вони схожі на метали. Твердість інтерметалідів, як правило, вища, а пластичність набагато нижча, ніж у металів, що їх утворюють. Багато інтерметалідів знайшли практичне застосування. Наприклад, стибій—алюміній AlSb, стибій-індій InSb та інші широко використовуються як напівпровідники.