비디오 튜토리얼 1: 무기화학. 금속: 알칼리, 알칼리 토류, 알루미늄
비디오 튜토리얼 2: 전이금속
강의: 특징적인 화학적 성질 및 단순 물질의 생산 - 금속: 알칼리, 알칼리 토류, 알루미늄; 전이 원소(구리, 아연, 크롬, 철)
화학적 특성궤조
모든 금속 화학 반응복원자로 나타납니다. 그들은 원자가 전자와 쉽게 분리되어 산화됩니다. 금속이 전기화학적 전압 계열에서 왼쪽에 위치할수록 환원제가 더 강력하다는 것을 기억하세요. 따라서 가장 강한 것은 리튬, 가장 약한 것은 금, 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 금은 가장 강한 산화제, 리튬은 가장 약합니다.
Li→Rb→K→Ba→Sr→Ca→Na→Mg→Al→Mn→Cr→Zn→Fe→Cd→Co→Ni→Sn→Pb→H→Sb→Bi→Cu→Hg→Ag→Pd→ 백금→금
모든 금속은 염용액에서 다른 금속을 대체합니다. 복원하십시오. 알칼리성 및 알칼리토류를 제외한 모든 물질은 물과 상호작용합니다. H까지 위치한 금속은 묽은 산 용액에서 금속을 대체하고 그 자체로 용해됩니다.
금속의 일반적인 화학적 특성을 살펴보겠습니다.
- 금속과 산소의 상호 작용은 염기성(CaO, Na 2 O, 2Li 2 O 등) 또는 양쪽성(ZnO, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3 등) 산화물을 형성합니다.
- 금속과 할로겐(VII 그룹의 주요 하위 그룹)의 상호 작용은 할로겐화수소산(HF - 불화수소, HCl - 염화수소 등)을 형성합니다.
- 금속과 비금속의 상호작용은 염(염화물, 황화물, 질화물 등)을 형성합니다.
- 금속과 금속의 상호작용은 금속간 화합물(MgB 2, NaSn, Fe 3 Ni 등)을 형성합니다.
- 활성 금속과 수소의 상호 작용은 수소화물(NaH, CaH 2, KH 등)을 형성합니다.
- 알칼리 및 알칼리 토금속과 물의 상호작용은 알칼리(NaOH, Ca(OH) 2, Cu(OH) 2 등)를 형성합니다.
- 금속(전기화학 계열에서 H까지만)과 산의 상호작용은 염(황산염, 아질산염, 인산염 등)을 형성합니다. 금속은 마지 못해 산과 반응하는 반면 거의 항상 염기 및 염과 반응한다는 점을 명심해야합니다. 금속과 산이 반응하려면 금속이 활성을 갖고 산이 강해야 합니다.
화학적 특성 알칼리 금속
알칼리 금속 그룹에는 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 프란슘(Fr)과 같은 화학 원소가 포함됩니다. 주기율표의 I족을 위에서 아래로 이동하면 원자 반경이 증가하며 이는 금속 및 환원 특성이 증가함을 의미합니다.
알칼리 금속의 화학적 성질을 고려해 봅시다:
- 그들은 양쪽성의 징후가 없습니다. 음수 값전극 전위.
- 모든 금속 중 가장 강력한 환원제.
- 화합물은 +1 산화 상태만을 나타냅니다.
- 단일 원자가 전자를 기증함으로써 이러한 화학 원소의 원자는 양이온으로 변환됩니다.
- 그들은 수많은 이온 화합물을 형성합니다.
- 거의 모두 물에 용해됩니다.
알칼리 금속과 다른 원소의 상호 작용:
1. 산소와 함께 개별 화합물을 형성하므로 산화물은 리튬(Li 2 O)만 형성하고 나트륨은 과산화물(Na 2 O 2)을 형성하며 칼륨, 루비듐 및 세슘은 과산화물(KO 2, RbO 2, CsO 2)을 형성합니다.
2. 물과 함께 알칼리와 수소를 형성합니다. 이러한 반응은 폭발적이라는 점을 기억하십시오. 리튬만이 폭발하지 않고 물과 반응합니다.
2Li + 2H 2 O → 2LiO H + H 2.
3. 할로겐으로 할로겐화물을 형성합니다 (NaCl - 염화나트륨, NaBr - 브롬화 나트륨, NaI - 요오드화 나트륨 등).
4. 가열하면 수소와 함께 수소화물(LiH, NaH 등)을 형성
5. 가열하면 황과 함께 황화물(Na 2 S, K 2 S 등)을 형성합니다. 그들은 무색이며 물에 잘 녹습니다.
6. 인과 함께 가열하면 인화물(Na3P, Li3P 등)을 형성하고 습기와 공기에 매우 민감합니다.
7. 탄소의 경우 가열되면 탄화물은 리튬과 나트륨(Li 2 CO 3, Na 2 CO 3)만 형성하는 반면 칼륨, 루비듐 및 세슘은 탄화물을 형성하지 않고 흑연(C 8 Rb, C 8 Cs, 등.) .
8. 질소로 정상적인 조건리튬만 반응하여 Li 3 N 질화물을 형성하며, 다른 알칼리 금속과는 가열해야만 반응이 가능합니다.
9. 그들은 산과 폭발적으로 반응하므로 그러한 반응을 수행하는 것은 매우 위험합니다. 알칼리 금속이 물과 적극적으로 반응하여 알칼리를 형성하고 산에 의해 중화되기 때문에 이러한 반응은 모호합니다. 이로 인해 알칼리와 산이 경쟁하게 됩니다.
10. 암모니아를 사용하여 아미드를 형성합니다 - 수산화물과 유사하지만 더 강한 염기(NaNH 2 - 나트륨 아미드, KNH 2 - 칼륨 아미드 등).
11. 알코올과 함께 알코올산염을 형성합니다.
프란슘은 방사성 알칼리 금속으로, 모든 방사성 원소 중에서 가장 희귀하고 안정성이 가장 떨어지는 금속 중 하나입니다. 화학적 성질은 충분히 연구되지 않았습니다.
알칼리 금속 얻기:
알칼리 금속을 얻기 위해 그들은 주로 할로겐화물 용융물의 전기 분해를 사용하며, 가장 흔히 천연 미네랄을 형성하는 염화물입니다.
- NaCl → 2Na + Cl 2 .
나트륨은 닫힌 도가니에서 석탄과 함께 소다를 소성하여 얻을 수도 있습니다.
- Na 2 CO 3 + 2C → 2Na + 3CO.
- 2Li 2 O + Si + 2CaO → 4Li + Ca 2 SiO 4.
- KCl + Na → K + NaCl.
알칼리 토금속의 화학적 성질
알칼리 토금속에는 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 라듐(Ra) 등 II족의 주요 하위 그룹 원소가 포함됩니다. 이들 원소의 화학적 활성은 알칼리 금속의 화학적 활성과 동일한 방식으로 증가합니다. 하위 그룹을 아래로 증가시킵니다.
알칼리 토금속의 화학적 성질:
- 두 개의 원자가 전자를 기증함으로써 이러한 화학 원소의 원자는 양이온으로 변환됩니다.
- 화합물은 +2의 산화 상태를 나타냅니다.
- 원자핵의 전하는 같은 주기의 알칼리 원소의 전하보다 1단위 더 크며, 이로 인해 원자 반경이 감소하고 이온화 전위가 증가합니다.
이 요소 ns 2의 원자의 원자가 껍질의 구조.
알칼리 토금속과 다른 원소의 상호 작용:
1. 산소와 함께 바륨을 제외한 모든 알칼리 토금속은 산화물을 형성하고 바륨은 과산화물 BaO 2를 형성합니다. 이러한 금속 중에서 얇은 보호 산화막으로 코팅된 베릴륨과 마그네슘은 매우 높은 온도에서만 산소와 상호 작용합니다. 알칼리 토금속의 주요 산화물은 양쪽성 특성을 갖는 산화 베릴륨 BeO를 제외하고 물과 반응합니다. 산화칼슘과 물의 반응을 석회소화반응이라 한다. 시약이 CaO이면 생석회가 형성되고 Ca(OH) 2 이면 소석회가 형성됩니다. 또한 염기성 산화물은 산성 산화물 및 산과 반응합니다. 예:
- 3CaO + P 2 O 5 → Ca 3 (PO 4) 2 .
2. 물과 함께 알칼리 토금속 및 그 산화물은 수산화물을 형성합니다. 이는 알칼리 금속 수산화물과 비교하여 물에 덜 용해되는 백색 결정질 물질입니다. 알칼리 토금속 수산화물은 양쪽성 Be(OH)를 제외하고는 알칼리입니다. ) 2 및 약한 염기 Mg(OH)2. 베릴륨은 물과 반응하지 않기 때문에 Be (오 ) 2는 질화물의 가수분해와 같은 다른 방법으로 얻을 수 있습니다.
- 3N 2가 되자+ 6H2O → 3 BE (오)2+2N 엔 3.
3. 정상적인 조건에서는 베릴륨을 제외한 모든 할로겐과 반응합니다. 후자는 높은 t에서만 반응합니다. 할로겐화물이 형성됩니다 (MgI 2 - 요오드화 마그네슘, CaI 2 - 요오드화 칼슘, CaBr 2 - 브롬화 칼슘 등).
4. 베릴륨을 제외한 모든 알칼리 토금속은 가열되면 수소와 반응합니다. 수소화물이 형성됩니다(BaH 2, CaH 2 등). 높은 t에 더해, 마그네슘과 수소의 반응에는 증가된 수소 압력이 필요합니다.
5. 황화물은 황과 함께 형성됩니다. 예:
- Сa + S →카스.
황화물은 황산과 해당 금속을 생산하는 데 사용됩니다.
6. 질소와 함께 질화물을 형성합니다. 예:
- 3BE + 엔 2 → 3N 2가 되자.
7. 해당 산과 수소의 염을 형성하는 산. 예:
- Be + H 2 SO 4 (희석) → BeSO 4 + H 2.
이러한 반응은 알칼리 금속의 경우와 동일한 방식으로 진행됩니다.
알칼리 토금속의 제조:
베릴륨은 불소를 환원시켜 얻습니다.
- BeF 2 + Mg –t o → Be + MgF 2
- 3BaO + 2Al –t o → 3Ba + Al 2 O 3
- CaCl 2 → Ca + Cl 2
알루미늄의 화학적 성질
알루미늄은 활동성이 있고 가벼운 금속으로 표에서 13번째로 나타납니다. 자연계의 모든 금속 중에서 가장 흔합니다. 그리고 화학 원소 중에서 분포에서 세 번째 위치를 차지합니다. 높은 열 및 전기 전도체. 산화막으로 덮여 있어 부식에 강합니다. 녹는점은 660℃이다.
알루미늄과 다른 원소의 화학적 성질 및 상호 작용을 고려해 봅시다.
1. 모든 화합물에서 알루미늄은 +3 산화 상태입니다.
2. 거의 모든 반응에서 환원 특성을 나타냅니다.
3. 양쪽성 금속은 산성 및 염기성 특성을 모두 나타냅니다.
4. 산화물로부터 많은 금속을 복원합니다. 금속을 얻는 이러한 방법을 알루미늄열요법(aluminothermy)이라고 합니다. 크롬 생산의 예:
2Al + Cr2O3 → Al2O3 + 2Cr.
5. 모든 묽은 산과 반응하여 염을 형성하고 수소를 방출합니다. 예:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2;
2Al + 3H2SO4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.
농축된 HNO 3 및 H 2 SO 4에서 알루미늄은 부동태화됩니다. 덕분에 이들 산을 알루미늄 용기에 담아 보관하고 운반하는 것이 가능하다.
6. 알칼리와 상호작용하여 산화막을 용해시킵니다.
7. 수소를 제외한 모든 비금속과 상호작용합니다. 산소와 반응하려면 잘게 분쇄된 알루미늄이 필요합니다. 반응은 높은 t에서만 가능합니다.
- 4Al + 3O2 → 2Al2O 3 .
열 효과 측면에서 이 반응은 발열 반응입니다. 황과의 상호 작용은 황화 알루미늄 Al 2 S 3, 인화 인 AlP, 질화 질소 AlN, 탄화 탄소 Al 4 C 3을 형성합니다.
8. 다른 금속과 상호작용하여 알루미나이드(FeAl 3 CuAl 2, CrAl 7 등)를 형성합니다.
알루미늄 생산:금속 알루미늄은 960~970°C에서 용융된 빙정석 Na 2 AlF 6에 포함된 알루미나 Al 2 O 3 용액을 전기분해하여 생성됩니다.
- 2Al2O3 → 4Al + 3O 2 .
전이원소의 화학적 성질
전환 요소에는 주기율표의 2차 하위 그룹 요소가 포함됩니다. 구리, 아연, 크롬 및 철의 화학적 특성을 고려해 봅시다.
구리의 화학적 성질
1. 전기화학 계열에서 H는 오른쪽에 위치하므로 이 금속은 활성이 낮습니다.
2. 약한 환원제.
3. 화합물에서는 산화 상태 +1과 +2를 나타냅니다.
4. 가열되면 산소와 반응하여 다음을 형성합니다.
- 산화구리(I) 2Cu + O 2 → 2CuO(t 400 0C에서)
- 또는 구리(II) 산화물: 4구리 + O2 → 2Cu2O(t 200℃에서).
산화물은 기본적인 성질을 가지고 있습니다. 불활성 분위기에서 가열하면 Cu 2 O가 불균형해집니다. Cu2O → CuO + Cu. 산화구리(II) CuO는 알칼리와 반응하여 구리산염을 형성합니다. 예: CuO + 2NaOH → Na 2 CuO 2 + H 2 O.
5. 수산화구리 Cu(OH) 2는 양쪽성이며 기본 특성이 우세합니다. 산에 쉽게 용해됩니다.
- Сu(OH) 2 + 2HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O,
그리고 농축된 알칼리 용액에서는 어려움이 있습니다.
- Cu(OH) 2 + 2NaOH →Na2.
6. 서로 다른 온도 조건에서 구리와 황의 상호 작용도 두 가지 황화물을 형성합니다. 진공에서 300-400 ℃로 가열하면 황화 구리 (I)가 형성됩니다.
- 2Cu+S → Cu 2 S.
실온에서 황을 황화수소에 용해시키면 황화구리(II)를 얻을 수 있습니다.
- 구리+S → CuS.
7. 할로겐 중 불소, 염소 및 브롬과 상호 작용하여 할로겐화물 (CuF 2, CuCl 2, CuBr 2)을 형성하고 요오드와 함께 요오드화 구리 (I) CuI를 형성합니다. 수소, 질소, 탄소, 규소와 상호 작용하지 않습니다.
8. 비산화성 산과 반응하지 않는 이유는 전기화학적 계열에서 수소 앞에 위치한 금속만 산화시키기 때문입니다. 이 화학 원소는 산화성 산(희석 및 농축 질산 및 농축 황산)과 반응합니다.
3Cu + 8HNO 3 (dil) → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O;
Cu + 4HNO3 (농도) → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;
Cu + 2H 2 SO 4 (농도) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.
9. 염과 상호작용하면서 구리는 전기화학적 계열에서 구리의 오른쪽에 위치한 금속 구성에서 대체됩니다. 예:
2FeCl 3 + Cu → CuCl 2 + 2FeCl 2 .
여기서 우리는 구리가 용액 속으로 들어가고 철(III)이 철(II)로 환원되는 것을 볼 수 있습니다. 이 반응이 중요해요 실질적인 의미플라스틱에 침전된 구리를 제거하는 데 사용됩니다.
아연의 화학적 성질
2. 그것은 뚜렷한 회복 특성과 양성 특성을 가지고 있습니다.
3. 화합물에서는 +2의 산화 상태를 나타냅니다.
4. 공기 중에서는 ZnO 산화막으로 덮여있습니다.
5. 적열 온도에서는 물과의 상호 작용이 가능합니다. 결과적으로 산화 아연과 수소가 형성됩니다.
- Zn + H 2 O → ZnO + H 2 .
6. 할로겐과 상호 작용하여 할로겐화물을 형성합니다 (ZnF 2 - 불화 아연, ZnBr 2 - 브롬화 아연, ZnI 2 - 요오드화 아연, ZnCl 2 - 염화 아연).
7. 인과 함께 인화물 Zn 3 P 2 및 ZnP 2를 형성합니다.
8. 황 칼코게나이드 ZnS 포함.
9. 수소, 질소, 탄소, 규소 및 붕소와 직접 반응하지 않습니다.
10. 비산화성 산과 상호작용하여 염을 형성하고 수소를 대체합니다. 예:
- H2SO4 + Zn → ZnSO4 + H2
- Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2.
또한 산과 반응합니다 - 산화제: 농도. 황산은 황산아연과 이산화황을 형성합니다.
- Zn + 2H 2 SO 4 → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.
11. 아연은 양쪽성 금속이므로 알칼리와 활발하게 반응합니다. 알칼리 용액을 사용하면 테트라히드록시시네이트를 형성하고 수소를 방출합니다.
- Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 .
반응 후 아연 과립에 기포가 나타납니다. 무수 알칼리와 융합하면 아연산염을 형성하고 수소를 방출합니다.
- 아연+ 2NaOH → Na2ZnO2+H2.
크롬의 화학적 성질
1. 정상적인 조건에서는 불활성이고, 가열되면 활성화됩니다.
2.
3. 유색 화합물을 형성합니다.
4. 화합물에서는 +2(염기성 산화물 CrO 검정), +3(양성 산화물 Cr 2 O 3 및 수산화물 Cr(OH) 3 녹색) 및 +6(산성 크롬(VI) 산화물 CrO 3 및 산: 크롬의 산화 상태를 나타냅니다. H 2 CrO 4 및 2-크롬 H 2 Cr 2 O 7 등).
5. 이는 t 350-400 0 C에서 불소와 반응하여 불화 크롬(IV)을 형성합니다.
- Cr+2F 2 → CrF 4 .
6. t 600 0 C에서 산소, 질소, 붕소, 규소, 황, 인 및 할로겐 포함:
- 산소와 결합하여 크롬(VI) 산화물 CrO 3(짙은 빨간색 결정)을 형성합니다.
- 질소와의 화합물 - 질화 크롬 CrN (검은 결정),
- 붕소와 화합물 - 붕화 크롬 CrB(황색 결정),
- 실리콘과의 화합물 - 크롬 규화물 CrSi,
- 탄소와 화합물 - 크롬 탄화물 Cr 3 C 2.
7. 뜨거운 상태에서 수증기와 반응하여 산화크롬(III)과 수소를 형성합니다.
- 2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2 .
8. 알칼리 용액과 반응하지 않지만 용융물과 천천히 반응하여 크롬산염을 형성합니다.
- 2Cr + 6KOH → 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2.
9. 묽은 강산에 용해되어 염을 형성합니다. 반응이 공기 중에서 발생하면 Cr 3+ 염이 형성됩니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
- 2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2 .
- Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2.
10. 농축된 황산 및 질산과 반응할 뿐만 아니라 가열할 때만 왕수와도 반응합니다. 저온에서 이러한 산은 크롬을 부동태화합니다. 가열 시 산과의 반응은 다음과 같습니다.
2Сr + 6Н 2 SO 4 (농도) → Сr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6Н 2 О
Cr + 6HNO 3 (농도) → Cr(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
크롬(II) 산화물 CrO- 물에 녹지 않는 검정색 또는 빨간색 고체입니다.
화학적 특성:
- 기본적이고 회복적인 특성을 가지고 있습니다.
- 공기 중에서 100℃로 가열하면 Cr 2 O 3 - 산화크롬(III)으로 산화됩니다.
- 이 산화물(CrO + H 2 → Cr + H 2 O 또는 코크스)에서 수소를 사용하여 크롬을 환원할 수 있습니다. CrO + C → Cr + CO.
- 염산과 반응하여 수소를 방출합니다. 2CrO + 6HCl → 2CrCl 3 + H 2 + 2H 2 O.
- 알칼리, 희석 황산 및 질산과 반응하지 않습니다.
크롬(III) 산화물 Cr 2 O 3- 내화성 물질, 짙은 녹색, 물에 불용성.
화학적 특성:
- 그것은 양쪽 성 특성을 가지고 있습니다.
- 염기성 산화물은 산과 어떻게 상호작용합니까? Cr2O3 + 6HCl → CrCl3 + 3H2O.
- 산성 산화물이 알칼리와 상호작용하는 방식: Cr 2 O 3 + 2KOH → 2КCrО 3 + H 2 O.
- 강한 산화제는 산화된다 Cr 2 O 3에서 H 2 CrO 4를 크롬산염으로 만듭니다.
- 강력한 환원제 복원Cr: Cr2O3.
크롬(II) 수산화물 Cr(OH) 2 - 물에 잘 녹지 않는 노란색 또는 갈색 고체입니다.
화학적 특성:
- 약한 염기는 기본적인 특성을 나타냅니다.
- 공기 중에 수분이 있으면 산화되어 Cr(OH) 3 - 수산화 크롬(III)이 됩니다.
- 농축된 산과 반응하여 청색 크롬(II) 염을 형성합니다: Cr(OH) 2 + H 2 SO 4 → CrSO4+2H2O.
- 알칼리 및 묽은 산과 반응하지 않습니다.
크롬(III) 수산화물 Cr(OH) 3 - 회녹색의 물질로 물에 불용성이다.
화학적 특성:
- 그것은 양쪽 성 특성을 가지고 있습니다.
- 염기성 수산화물이 산과 반응하는 방식: Cr(OH)3 + 3HCl → CrCl3 + 3H2O.
- 산성 수산화물이 알칼리와 반응하는 방식: Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 [Cr(OH) 6 ].
철의 화학적 성질
1. 반응성이 높은 활성 금속입니다.
2. 그것은 회복 특성과 뚜렷한 자기 특성을 가지고 있습니다.
3. 화합물에서는 주요 산화 상태 +2(약한 산화제 포함: S, I, HCl, 염 용액), +3(강한 산화제 포함: Br 및 Cl) 및 덜 특징적인 +6(O 및 H 2 포함)을 나타냅니다. 영형). 약한 산화제에서 철은 +2의 산화 상태를 취하고 더 강한 산화제에서는 +3을 취합니다. 산화 상태 +2는 기본 특성을 갖는 흑색 산화물 FeO 및 녹색 수산화물 Fe(OH) 2에 해당합니다. 산화 상태 +3은 양쪽성 특성이 약하게 발현되는 적갈색 산화물 Fe 2 O 3 및 갈색 수산화물 Fe(OH) 3에 해당합니다. Fe(+2)는 약한 환원제이고, Fe(+3)는 종종 약한 산화제입니다. 산화 환원 조건이 변하면 철의 산화 상태도 서로 변할 수 있습니다.
4. t 200 0 C의 공기 중에서 산화막으로 덮여집니다. 정상적인 대기 조건에서는 쉽게 부식됩니다. 피 용선에 산소를 통과시키면 FeO 산화물이 형성됩니다.철이 공기 중에서 연소되면 산화물 Fe 2 O 3가 형성됩니다. 순수한 산소로 연소하면 산화물이 형성됩니다 - 철 스케일:- 3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4.
5. 가열되면 할로겐과 반응합니다.
- 염소와의 화합물은 염화철(III) FeCl 3을 형성하고,
- 브롬과의 화합물 - 브롬화철(III) FeBr 3,
- 요오드와 화합물 - 철(II,III) 요오드화물 Fe 3 I 8,
- 불소-불화철(II) FeF 2, 불화철(III) FeF 3과의 화합물.
- 황을 갖는 화합물은 황화철(II) FeS를 형성하고,
- 질소와의 화합물 - 질화철 Fe 3 N,
- 인과의 연결 - 인화물 FeP, Fe 2 P 및 Fe 3 P,
- 규소-철 규화물 FeSi와의 화합물,
- 탄소-탄화철 Fe 3 C와의 화합물.
9. 알칼리 용액과 반응하지 않지만 강한 산화제인 알칼리 용융물과 천천히 반응합니다.
- Fe + KClO 3 + 2KOH → K 2 FeO 4 + KCl + H 2 O.
10. 전기화학 계열에 있는 금속을 오른쪽으로 줄입니다.
- Fe + SnCl 2 → FeCl 2 + Sn.
- 3Fe2O3+CO → CO 2 + 2Fe 3 O 4,
- Fe3O4 + CO → CO 2 + 3FeO,
- FeO + CO → CO 2 + Fe.
산화철(II) FeO - 흑색 결정질 물질(우스타이트), 물에 불용성.
화학적 특성:
- 기본 속성을 가지고 있습니다.
- 묽은 염산과 반응: FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O.
- 농축된 물질과 반응함 질산: FeO + 4HNO 3 → Fe(NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O.
- 물과 염분과 반응하지 않습니다.
- t 350 0 C에서 수소를 사용하면 순수한 금속으로 환원됩니다. FeO +H 2 → Fe + H 2 O.
- 또한 코크스와 결합하면 FeO +C → Fe + CO 순금속으로 환원됩니다.
- 이 산화물은 다양한 방법으로 얻을 수 있으며, 그 중 하나는 낮은 O 압력(2Fe + O 2 → 2FeO)에서 Fe를 가열하는 것입니다.
산화철(III)Fe2O3- 갈색 분말(적철석), 물에 불용성인 물질. 다른 이름: 산화철, 적색 납, 식용 색소 E172 등
화학적 특성:
- Fe 2 O 3 + 6HCl → 2 FeCl 3 + 3H 2 O.
- 알칼리 용액과 반응하지 않고 용융물과 반응하여 페라이트를 형성합니다. Fe 2 O 3 + 2NaOH → 2NaFeO 2 + H 2 O.
- 수소와 함께 가열하면 산화 특성을 나타냅니다.Fe 2 O 3 + H 2 → 2FeO + H 2 O.
- Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH → 2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.
산화철(II, III) Fe 3 O 4 또는 FeO Fe 2 O 3 - 회흑색의 고체(자석, 자철광석)로 물에 녹지 않는 물질이다.
화학적 특성:
- 1500 0 C 이상으로 가열하면 분해됩니다. 2Fe 3 O 4 → 6FeO + O 2.
- 묽은 산과 반응: Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O.
- 알칼리 용액과 반응하지 않고 용융물과 반응합니다. Fe 3 O 4 + 14NaOH → Na 3 FeO 3 + 2Na 5 FeO 4 + 7H 2 O.
- 산소와 반응하면 산화됩니다 : 4Fe 3 O 4 + O 2 → 6Fe 2 O 3.
- 가열되면 수소가 감소합니다.Fe 3 O 4 + 4H 2 → 3Fe + 4H 2 O.
- 또한 일산화탄소(Fe 3 O 4 + 4CO → 3Fe +4CO 2)와 결합하면 감소합니다.
철(II) 수산화물 Fe(OH) 2 - 흰색, 드물게 녹색을 띠는 결정질 물질, 물에 불용성.
화학적 특성:
- 그것은 기본 특성이 우세한 양쪽 성 특성을 가지고 있습니다.
- 이는 비산화성 산의 중화 반응에 들어가며 다음과 같은 기본 특성을 나타냅니다. Fe(OH) 2 + 2HCl → FeCl 2 + 2H 2 O.
- 질산 또는 진한 황산과 상호 작용할 때 환원 특성을 나타내어 철(III) 염을 형성합니다. 2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 6H 2 O.
- 가열하면 농축된 알칼리 용액(Fe(OH) 2 + 2NaOH)과 반응합니다. →Na2.
수산화철(I 나나) Fe(OH) 3- 갈색 결정질 또는 무정형 물질, 물에 불용성.
화학적 특성:
- 이는 기본 특성이 우세한 양쪽성 특성을 약하게 표현했습니다.
- 산과 쉽게 상호작용합니다. Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O.
- 농축된 알칼리 용액으로 헥사하이드록소페레이트(III)를 형성합니다. Fe(OH) 3 + 3NaOH → Na 3.
- 알칼리 용융물로 철산염을 형성합니다.2Fe(OH) 3 + Na 2 CO 3 → 2NaFeO 2 + CO 2 + 3H 2 O.
- 강한 산화제가 있는 알칼리성 환경에서는 환원 특성을 나타냅니다. 2Fe(OH) 3 + 3Br 2 + 10KOH → 2K 2 FeO 4 + 6NaBr + 8H 2 O.
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구리의 화학적 성질
구리(Cu)는 d원소에 속하며 D.I. 멘델레예프의 주기율표 IB족에 속합니다. 전자 구성바닥 상태의 구리 원자는 예상 공식 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2 대신 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1로 표시됩니다. 즉, 구리 원자의 경우 4s 하위 준위에서 3d 하위 준위로 소위 '전자 점프'가 관찰됩니다. 구리의 경우 0 외에도 산화 상태 +1과 +2가 가능합니다. +1 산화 상태는 불균형화되기 쉽고 CuI, CuCl, Cu 2 O 등과 같은 불용성 화합물과 Cl 및 OH와 같은 복합 화합물에서만 안정적입니다. +1 산화 상태의 구리 화합물은 특정 색상을 갖지 않습니다. 따라서 산화구리(I)는 결정의 크기에 따라 진한 빨간색(큰 결정)과 노란색(작은 결정)이 될 수 있으며, CuCl과 CuI는 흰색, Cu 2 S는 검은색과 파란색을 띤다. +2에 해당하는 구리의 산화 상태는 화학적으로 더 안정적입니다. 이 산화 상태의 구리를 함유한 염은 파란색과 청록색을 띕니다.
구리는 매우 부드럽고 가단성이 있으며 연성 금속으로 전기 전도성과 열 전도성이 높습니다. 금속 구리의 색상은 빨간색-분홍색입니다. 구리는 금속의 활성 계열에서 수소 오른쪽에 위치합니다. 활성이 낮은 금속에 속합니다.
산소와 함께
정상적인 조건에서 구리는 산소와 상호 작용하지 않습니다. 이들 사이의 반응이 일어나려면 열이 필요합니다. 산소의 과잉 또는 결핍과 온도 조건에 따라 산화구리(II)와 산화구리(I)가 형성될 수 있습니다.
유황으로
조건에 따라 황과 구리의 반응은 황화구리(I)와 황화구리(II)를 모두 형성할 수 있습니다. Cu와 S 분말의 혼합물을 300~400oC의 온도로 가열하면 황화구리(I)가 생성됩니다.
황이 부족하고 400oC 이상의 온도에서 반응이 수행되면 황화구리(II)가 형성됩니다. 그러나 더 많은 간단한 방법으로단순한 물질로부터 황화구리(II)를 얻는 것은 이황화탄소에 용해된 황과 구리의 상호작용입니다.
이 반응은 실온에서 발생합니다.
할로겐 포함
구리는 불소, 염소 및 브롬과 반응하여 일반식 CuHal 2를 갖는 할로겐화물을 형성합니다. 여기서 Hal은 F, Cl 또는 Br입니다.
Cu + Br 2 = CuBr 2
할로겐 중에서 가장 약한 산화제인 요오드의 경우 요오드화 구리(I)가 형성됩니다.
구리는 수소, 질소, 탄소 및 규소와 상호 작용하지 않습니다.
비산화성 산으로
모든 농도의 진한 황산과 질산을 제외한 거의 모든 산은 비산화성 산입니다. 비산화성 산은 수소까지의 활성 계열에 있는 금속만 산화할 수 있기 때문에; 이는 구리가 그러한 산과 반응하지 않는다는 것을 의미합니다.
산화성 산으로
- 진한 황산
구리는 가열되거나 실온에서 진한 황산과 반응합니다. 가열되면 반응은 다음 방정식에 따라 진행됩니다.
구리는 강력한 환원제가 아니기 때문에 이 반응에서 황은 +4 산화 상태(SO 2에서)로만 환원됩니다.
- 묽은 질산으로
구리와 묽은 HNO 3의 반응은 질산구리(II)와 일산화질소를 형성합니다.
3Cu + 8HNO 3 (희석) = 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
- 농축 질산 함유
농축된 HNO3는 정상적인 조건에서 구리와 쉽게 반응합니다. 구리와 진한 질산의 반응과 묽은 질산과의 반응의 차이는 질소 환원 생성물에 있습니다. 농축된 HNO 3의 경우 질소는 덜 감소합니다. 산화질소(II) 대신 산화질소(IV)가 형성됩니다. 이는 환원제(Cu)에 대한 농축산에서 질산 분자 간의 경쟁이 더 크기 때문입니다. ) 전자:
Cu + 4HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
비금속 산화물로
구리는 일부 비금속 산화물과 반응합니다. 예를 들어 NO 2, NO, N 2 O와 같은 산화물의 경우 구리는 산화 구리 (II) 산화물로 산화되고 질소는 산화 상태 0, 즉 단순 물질 N 2가 형성됩니다.
이산화황의 경우 단순물질(황) 대신 황화구리(I)가 생성된다. 이는 질소와 달리 구리와 황이 반응하기 때문입니다.
금속 산화물로
금속 구리를 산화 구리(II)와 1000~2000oC의 온도에서 소결하면 산화 구리(I)를 얻을 수 있습니다.
또한, 금속 구리는 하소 시 산화철(III)을 산화철(II)로 환원할 수 있습니다.
금속염으로
구리는 염 용액에서 덜 활성인 금속(활성 계열에서 오른쪽에 있음)을 대체합니다.
Cu + 2AgNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2Ag↓
구리가 +3 산화 상태의 철인 더 활성 금속의 염에 용해되는 흥미로운 반응도 발생합니다. 그러나 모순은 없기 때문에 구리는 염에서 철을 대체하지 않고 산화 상태 +3에서 산화 상태 +2로만 감소시킵니다.
Fe 2 (SO 4) 3 + Cu = CuSO 4 + 2FeSO 4
Cu + 2FeCl 3 = CuCl 2 + 2FeCl 2
후자의 반응은 구리 회로 기판 에칭 단계에서 미세 회로 생산에 사용됩니다.
구리 부식
구리는 습기, 이산화탄소 및 대기 산소와 접촉하면 시간이 지남에 따라 부식됩니다.
2Cu + H 2 O + CO 2 + O 2 = (CuOH) 2 CO 3
이 반응의 결과로 구리 제품은 구리(II) 하이드록시카보네이트의 느슨한 청록색 코팅으로 덮여 있습니다.
아연의 화학적 성질
아연 Zn은 IV 기간의 IIB족에 속합니다. 바닥 상태의 화학 원소 원자의 원자가 궤도의 전자 구성은 3d 10 4s 2입니다. 아연의 경우 +2와 동일한 단일 산화 상태만 가능합니다. 산화아연 ZnO 및 수산화아연 Zn(OH) 2 는 뚜렷한 양쪽성 특성을 가지고 있습니다.
아연은 공기 중에 보관하면 변색되어 얇은 ZnO 산화물 층으로 덮이게 됩니다. 산화는 특히 높은 습도와 존재하는 곳에서 쉽게 발생합니다. 이산화탄소반응으로 인해:
2Zn + H 2 O + O 2 + CO 2 → Zn 2 (OH) 2 CO 3
아연 증기는 공기 중에서 연소되고 얇은 아연 조각은 버너 불꽃에서 백열된 후 녹색 불꽃으로 연소됩니다.
가열되면 금속 아연은 할로겐, 황 및 인과도 상호 작용합니다.
아연은 수소, 질소, 탄소, 규소 및 붕소와 직접 반응하지 않습니다.
아연은 비산화성 산과 반응하여 수소를 방출합니다.
Zn + H 2 SO 4 (20%) → ZnSO 4 + H 2
Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2
공업용 아연은 다른 덜 활동적인 금속, 특히 카드뮴과 구리의 불순물을 포함하고 있기 때문에 산에 특히 쉽게 용해됩니다. 고순도 아연은 특정한 이유로 산에 대한 내성을 갖고 있습니다. 반응 속도를 높이기 위해 고순도 아연 샘플을 구리와 접촉시키거나 약간의 구리염을 산성 용액에 첨가합니다.
800-900 o C (적열)의 온도에서 용융 상태의 아연 금속은 과열 수증기와 상호 작용하여 수소를 방출합니다.
Zn + H 2 O = ZnO + H 2
아연은 또한 산화성 산(농축 황산 및 질산)과 반응합니다.
활성 금속인 아연은 진한 황산과 함께 이산화황, 원소 황, 심지어 황화수소를 형성할 수 있습니다.
Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O
질산 환원 생성물의 조성은 용액의 농도에 따라 결정됩니다.
Zn + 4HNO 3 (농도) = Zn(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O
3Zn + 8HNO 3 (40%) = 3Zn(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O
4Zn +10HNO 3 (20%) = 4Zn(NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O
5Zn + 12HNO 3 (6%) = 5Zn(NO 3) 2 + N 2 + 6H 2 O
4Zn + 10HNO3 (0.5%) = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
공정의 방향은 온도, 산의 양, 금속의 순도, 반응 시간에 의해서도 영향을 받습니다.
아연은 알칼리 용액과 반응하여 테트라하이드록시시네이트그리고 수소:
Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2
Zn + Ba(OH) 2 + 2H 2 O = Ba + H 2
무수 알칼리와 융합하면 아연이 형성됩니다. 아연산염그리고 수소:
고알칼리성 환경에서 아연은 질산염과 아질산염의 질소를 암모니아로 환원시킬 수 있는 매우 강력한 환원제입니다.
4Zn + NaNO3 + 7NaOH + 6H2O → 4Na2 + NH3
복합화로 인해 아연은 암모니아 용액에 천천히 용해되어 수소를 감소시킵니다.
Zn + 4NH3H2O → (OH)2 + H2 + 2H2O
아연은 또한 염 수용액에서 덜 활성인 금속(활성 계열에서 오른쪽에 있음)을 감소시킵니다.
아연 + CuCl 2 = Cu + ZnCl 2
아연 + FeSO 4 = Fe + ZnSO 4
크롬의 화학적 성질
크롬은 주기율표 VIB족의 원소입니다. 크롬 원자의 전자 구성은 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1로 표시됩니다. 크롬의 경우와 구리 원자의 경우 소위 "전자 누출"이 관찰됩니다.
가장 일반적으로 나타나는 크롬의 산화 상태는 +2, +3 및 +6입니다. 이를 기억해야하며 화학 통합 상태 시험 프로그램의 틀 내에서 크롬에는 다른 산화 상태가 없다고 가정할 수 있습니다.
정상적인 조건에서 크롬은 공기와 물 모두에서 부식에 강합니다.
비금속과의 상호작용
산소와 함께
600oC 이상의 온도로 가열된 크롬 금속 분말은 순수한 산소 속에서 연소되어 산화 크롬(III)을 형성합니다.
4Cr + 3O2 = 영형 티=> 2Cr2O3
할로겐 포함
크롬은 염소 및 불소와 더 많이 반응합니다. 저온산소(각각 250oC 및 300oC)보다:
2Cr + 3F 2 = 영형 티=> 2CrF 3
2Cr + 3Cl2 = 영형 티=> 2CrCl3
크롬은 뜨거운 온도(850-900oC)에서 브롬과 반응합니다.
2Cr + 3Br 2 = 영형 티=> 2CrBr 3
질소와 함께
금속 크롬은 1000oC 이상의 온도에서 질소와 상호 작용합니다.
2Cr + N 2 = 영형티=> 2CrN
유황으로
황의 경우 크롬은 황화 크롬(II)과 황화 크롬(III)을 모두 형성할 수 있으며 이는 황과 크롬의 비율에 따라 달라집니다.
Cr+S= o t=>CrS
2Cr + 3S = o t=> Cr 2 S 3
크롬은 수소와 반응하지 않습니다.
복합 물질과의 상호 작용
물과의 상호 작용
크롬은 중간 활성의 금속입니다(알루미늄과 수소 사이의 활성 계열 금속에 위치). 이는 붉은 뜨거운 크롬과 과열된 수증기 사이에서 반응이 일어난다는 것을 의미합니다.
2Cr + 3H2O = o t=> Cr2O3+3H2
산과의 상호 작용
정상적인 조건에서 크롬은 진한 황산 및 질산에 의해 부동태화되지만 끓으면 용해되고 산화 상태 +3으로 산화됩니다.
Cr + 6HNO 3(농도) = 에게=> Cr(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
2Cr + 6H2SO4(농도) = 에게=> Cr 2 (SO 4 ) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
묽은 질산의 경우 질소 환원의 주요 생성물은 단순 물질 N 2입니다.
10Cr + 36HNO 3(dil) = 10Cr(NO 3) 3 + 3N 2 + 18H 2 O
크롬은 활성 계열에서 수소 왼쪽에 위치하며, 이는 비산화성 산 용액에서 H2를 방출할 수 있음을 의미합니다. 이러한 반응 중에 대기 산소가 없으면 크롬(II) 염이 형성됩니다.
Cr + 2HCl = CrCl2 + H2
Cr + H 2 SO 4 (희석) = CrSO 4 + H 2
야외에서 반응을 진행하면 2가 크롬은 공기 중에 함유된 산소에 의해 순간적으로 산화 상태 +3으로 산화됩니다. 예를 들어 이 경우 염산을 사용한 방정식은 다음과 같은 형식을 취합니다.
4Cr + 12HCl + 3O 2 = 4CrCl 3 + 6H 2 O
금속 크롬이 알칼리 존재 하에서 강한 산화제와 융합되면 크롬은 +6 산화 상태로 산화되어 다음을 형성합니다. 크로메이트:
철의 화학적 성질
철(Fe)은 VIIIB족에 속하는 화학 원소로, 주기율표에서 일련번호 26번입니다. 철 원자의 전자 분포는 다음과 같습니다. 26 Fe1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2, 즉 철은 d- 하위 레벨이 케이스에 채워져 있기 때문에 d- 요소에 속합니다. 이는 +2와 +3의 두 가지 산화 상태가 가장 특징적입니다. FeO 산화물과 Fe(OH) 2 수산화물은 우세한 기본 특성을 갖는 반면, Fe 2 O 3 산화물과 Fe(OH) 3 수산화물은 눈에 띄게 양쪽성 특성을 가지고 있습니다. 따라서 산화철과 수산화물(III)은 농축된 알칼리 용액에 끓이면 어느 정도 용해되고, 융합하는 동안 무수 알칼리와도 반응합니다. 철 +2의 산화 상태는 매우 불안정하고 산화 상태 +3으로 쉽게 전환된다는 점에 유의해야 합니다. 또한 희귀 산화 상태 +6의 철 화합물 - 존재하지 않는 "철산"H 2 FeO 4의 염인 철산염도 알려져 있습니다. 이 화합물은 고체 상태나 강알칼리성 용액에서만 상대적으로 안정적입니다. 환경의 알칼리도가 충분하지 않으면 철산염은 물까지도 빠르게 산화시켜 산소를 방출합니다.
단순 물질과의 상호 작용
산소와 함께
순수한 산소 속에서 연소되면 철은 소위 말하는 것을 형성합니다. 철 규모, 공식 Fe 3 O 4 를 갖고 실제로 혼합 산화물을 나타내며, 그 조성은 전통적으로 FeO∙Fe 2 O 3 공식으로 표시될 수 있습니다. 철의 연소 반응은 다음과 같은 형태를 갖습니다.
3Fe + 2O 2 = 에게=> Fe3O4
유황 함유
가열되면 철은 황과 반응하여 황화철을 형성합니다.
철 + 에스 = 에게=>페스
또는 과도한 유황 이황화철:
철 + 2S = 에게=>페스2
할로겐 포함
금속 철은 요오드를 제외한 모든 할로겐에 의해 +3 산화 상태로 산화되어 할로겐화철(lll)을 형성합니다.
2Fe + 3F 2 = 에게=> 2FeF 3 – 불화철(lll)
2Fe + 3Cl2 = 에게=> 2FeCl 3 – 염화제2철(lll)
할로겐 중에서 가장 약한 산화제인 요오드는 철을 산화 상태 +2로만 산화시킵니다.
Fe + I 2 = 에게=> FeI 2 – 요오드화철(ll)
수소와 함께
철은 수소와 반응하지 않습니다(알칼리 금속과 알칼리 토금속만 금속의 수소와 반응함).
복합 물질과의 상호 작용
산과의 상호 작용
비산화성 산으로
철은 활동 계열에서 수소 왼쪽에 위치하므로 이는 비산화성 산(모든 농도의 H 2 SO 4 (농도) 및 HNO 3 를 제외한 거의 모든 산)에서 수소를 대체할 수 있음을 의미합니다.
Fe + H 2 SO 4 (희석) = FeSO 4 + H 2
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2
이 트릭에주의를 기울여야합니다 통합 상태 시험 과제, 묽은 염산과 진한 염산에 노출되었을 때 산화철이 어느 정도 산화되는지에 대한 질문입니다. 두 경우 모두 정답은 최대 +2입니다.
여기서 함정은 농축된 염산과 상호작용하는 경우 철의 더 깊은 산화(d.o. +3)에 대한 직관적인 기대에 있습니다.
산화성 산과의 상호 작용
정상적인 조건에서 철은 부동태화로 인해 진한 황산 및 질산과 반응하지 않습니다. 그러나 끓이면 다음과 같이 반응합니다.
2Fe + 6H 2 SO 4 = o t=> Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O
철 + 6HNO3 = o t=> Fe(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O
희석해 드시기 바랍니다 황산철을 +2의 산화 상태로 산화시키고 +3으로 농축합니다.
철의 부식(녹슬음)
습한 공기에서 철은 매우 빨리 녹슬습니다.
4Fe + 6H 2 O + 3O 2 = 4Fe(OH) 3
철은 정상적인 조건에서나 끓일 때나 산소가 없을 때 물과 반응하지 않습니다. 물과의 반응은 적열(>800oC) 이상의 온도에서만 발생합니다. 저것들.:
단순 물질의 특징적인 화학적 성질 - 금속
대부분의 화학 원소는 금속으로 분류됩니다(알려진 원소 114개 중 92개). 궤조- 이들은 원자가 외부(및 외부) 전자층에서 전자를 포기하여 양이온으로 변하는 화학 원소입니다. 금속 원자의 이러한 특성은 다음과 같이 결정됩니다. 상대적으로 큰 반경과 적은 수의 전자를 가지고 있다는 것(대부분 외부 레이어에 1~3개). 유일한 예외는 6개의 금속입니다. 바깥층의 게르마늄, 주석 및 납 원자에는 4개의 전자가 있고, 안티몬 및 비스무트 원자는 5개, 폴로늄 원자는 6개입니다. 금속 원자의 경우 전기음성도 값이 작은 것이 특징(0.7에서 1.9까지) 그리고 독점적으로 회복 속성, 즉 전자를 기증하는 능력입니다. D.I. Mendeleev의 화학 원소 주기율표에서 금속은 2차 하위 그룹에서 붕소-아스타틴 대각선 아래 및 그 위에 위치합니다. 기간과 주요 하위 그룹에는 금속 변화에 대한 알려진 패턴이 있으며 이에 따라 원소 원자의 환원 특성이 있습니다.
붕소-아스타틴 대각선 근처에 위치한 화학 원소(Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb 등) 이중 속성을 가지고 있다: 일부 화합물에서는 금속처럼 행동하고 다른 화합물에서는 비금속 특성을 나타냅니다. 2차 하위 그룹에서 금속의 환원 특성은 원자 번호가 증가함에 따라 가장 자주 감소합니다.
당신에게 알려진 2차 하위 그룹인 Cu, Ag, Au; 2차 하위 그룹의 그룹 II: Zn, Cd, Hg - 이는 직접 확인하실 수 있습니다. 이는 원자가 전자와 이들 금속 원자의 핵 사이의 결합 강도가 원자의 반경이 아니라 핵 전하의 크기에 크게 영향을 받는다는 사실로 설명할 수 있습니다. 핵 전하가 크게 증가하고 핵에 대한 전자의 인력이 증가합니다. 이 경우 원자 반경은 증가하지만 주요 하위 그룹의 금속만큼 중요하지는 않습니다.
화학 원소로 형성된 단순 물질(금속, 복합 금속 함유 물질)은 지구의 광물 및 유기 “생명”에 중요한 역할을 합니다. 금속 원소의 원자(이온)가 중요한 부분인체와 동물의 신진 대사를 결정하는 화합물. 예를 들어, 인간의 혈액에는 76개의 원소가 발견되며 그 중 14개만이 금속이 아닙니다.
인체에는 일부 금속 원소(칼슘, 칼륨, 나트륨, 마그네슘)가 대량으로 존재합니다. 즉, 거대 원소입니다. 그리고 크롬, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 몰리브덴과 같은 금속은 소량으로 존재합니다. 즉, 이들은 미량 원소입니다. 사람의 체중이 70kg이면 신체에는 칼슘-1700, 칼륨-250, 나트륨-70, 마그네슘-42, 철-5, 아연-3이 포함됩니다 (그램 단위). 모든 금속은 매우 중요하며 건강 문제가 발생하고 부족함도 있고, 과잉함도 있습니다.
예를 들어, 나트륨 이온은 신체의 수분 함량과 신경 자극 전달을 조절합니다. 결핍되면 두통, 허약함, 기억력 저하, 식욕 부진이 발생하고 과잉으로 인해 혈압, 고혈압 및 심장병이 증가합니다.
단순 물질 - 금속
문명의 출현(청동기시대, 철기시대)은 금속(단순물질) 및 합금 생산의 발달과 연관되어 있다. 약 100년 전에 시작된 과학기술 혁명은 산업과 사회 전반에 영향을 미쳤으며, 금속 생산과도 밀접한 관련이 있습니다. 텅스텐, 몰리브덴, 티타늄 및 기타 금속을 기반으로 내식성, 초경질, 내화성 합금을 만들기 시작했으며 이를 사용하여 기계 공학의 능력이 크게 확장되었습니다. 핵 및 우주 기술에서 텅스텐과 레늄 합금은 최대 3000°C의 온도에서 작동하는 부품을 만드는 데 사용됩니다. 의학에서는 탄탈륨과 백금 합금으로 만든 수술 기구와 티타늄과 산화지르코늄을 기반으로 한 독특한 세라믹이 사용됩니다.
그리고 물론 대부분의 합금은 오랫동안 알려진 금속 철을 사용하며 많은 경합금의 기초는 비교적 "젊은" 금속인 알루미늄과 마그네슘으로 구성되어 있다는 사실을 잊어서는 안 됩니다. 복합 재료는 예를 들어 초신성이 되었습니다. 예를 들어 폴리머 또는 세라믹은 내부(철 막대가 있는 콘크리트와 같이)가 텅스텐, 몰리브덴, 강철 및 기타 금속 및 합금의 금속 섬유로 강화되어 있습니다. 이는 모두 목표 설정과 그것을 달성하는 데 필요한 재료의 특성. 그림은 나트륨 금속의 결정 격자 다이어그램을 보여줍니다. 그 안에 있는 각 나트륨 원자는 8개의 이웃 원자로 둘러싸여 있습니다. 모든 금속과 마찬가지로 나트륨 원자에는 빈 원자가 궤도가 많고 원자가 전자가 거의 없습니다. 나트륨 원자의 전자식: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 0 3d 0, 여기서 3s, 3p, 3d - 원자가 궤도.
나트륨 원자 3s의 단일 원자가 전자 1 9개의 자유 궤도(3s(1), 3p(3), 3d(5)) 중 하나를 차지할 수 있습니다. 왜냐하면 에너지 수준이 크게 다르지 않기 때문입니다. 원자가 서로 접근하면 결정 격자가 형성되고 인접한 원자의 원자가 궤도가 겹쳐서 전자가 한 궤도에서 다른 궤도로 자유롭게 이동하여 금속 결정의 모든 원자 사이에 결합이 설정됩니다. 이러한 화학적 결합을 금속성이라고 합니다.
금속 결합은 바깥층의 원자가 다른 층에 비해 원자가 전자가 적은 원소에 의해 형성됩니다. 큰 수에너지적으로 가까운 외부 궤도. 그들의 원자가 전자는 원자에 약하게 유지됩니다. 통신을 수행하는 전자는 사회화되어 일반적으로 중성인 금속의 결정 격자 전체를 통해 이동합니다. 금속 결합을 가진 물질은 금속 결정 격자를 특징으로 하며 일반적으로 그림과 같이 개략적으로 표시됩니다. 결정 격자 부위에 위치한 양이온과 금속 원자는 안정성과 강도를 제공합니다(사회화된 전자는 작은 검은색 공으로 표시됨).
금속 연결- 이것은 공유 원자가 전자에 의해 수행되는 결정 격자의 노드에 위치한 금속 원자 사이의 금속 및 합금의 결합입니다. 일부 금속은 두 가지 이상의 결정 형태로 결정화됩니다. 여러 결정 변형으로 존재하는 물질의 이러한 특성을 다형성이라고 합니다. 단순 물질의 다형성은 동소체로 알려져 있습니다. 예를 들어 철에는 네 가지 결정 변형이 있으며 각 변형은 특정 온도 범위에서 안정적입니다.
α - 최대 768°C까지 안정적이며 강자성입니다.
β - 768 ~ 910 °C에서 안정하며 비강자성, 즉 상자성입니다.
γ - 910 ~ 1390°C에서 안정하고 비강자성, 즉 상자성입니다.
δ - 1390~1539°C에서 안정하며(£° pl 철), 비강자성입니다.
주석에는 두 가지 결정 변형이 있습니다.
α - 13.2°C 이하에서 안정적입니다(p = 5.75g/cm3). 이것은 회색 주석입니다. 다이아몬드형 결정 격자(원자)를 가지고 있습니다.
β - 13.2°C 이상에서 안정적입니다(p = 6.55g/cm3). 이것은 흰색 주석입니다.
백색 주석은 은백색의 매우 부드러운 금속입니다. 13.2°C 이하로 냉각되면 회색 분말로 부서집니다. 전환하는 동안 비중이 크게 증가하기 때문입니다. 이 현상을 '주석 전염병'이라고 불렀습니다.
물론 특별한 종류의 화학 결합금속 결정 격자의 유형에 따라 금속의 물리적 특성이 결정되고 설명되어야 합니다. 그들은 무엇인가? 이는 금속 광택, 연성, 높은 전기 및 열 전도성, 온도 증가에 따른 전기 저항 증가뿐만 아니라 밀도, 높은 융해점 및 끓는점, 경도, 자기적 성질. 금속 결정 격자가 있는 결정에 대한 기계적 효과는 이온 원자 층이 서로에 대해 변위를 일으키고(그림 17), 전자가 결정 전체를 이동하기 때문에 결합 끊김이 발생하지 않으므로 금속은 더 큰 특징이 있습니다. 가소성. 공유 결합이 있는 고체(원자 결정 격자)에 유사한 효과가 발생하면 공유 결합이 끊어집니다. 이온 격자의 결합이 끊어지면 같은 전하를 띤 이온이 상호 반발하게 됩니다. 따라서 원자 및 이온 결정 격자를 가진 물질은 취약합니다. 가장 연성이 있는 금속은 Au, Ag, Sn, Pb, Zn입니다. 그들은 쉽게 철사로 그려질 수 있고, 단조하거나, 압축하거나, 시트로 굴릴 수 있습니다. 예를 들어, 금으로 두께 0.003mm의 금박을 만들 수 있고, 이 금속 0.5g으로 길이 1km의 실을 뽑을 수 있습니다. 실온에서 액체인 수은도 납처럼 저온에서는 고체 상태에서 가단성이 됩니다. Bi와 Mn만이 가소성이 없으며 부서지기 쉽습니다.
금속은 왜 특유의 광택을 갖고 불투명하기도 합니까?
원자간 공간을 채우는 전자는 광선을 반사하며(유리처럼 광선을 투과하지 않음), 대부분의 금속은 스펙트럼의 가시 부분의 모든 광선을 균등하게 산란시킵니다. 그러므로 그들은 은백색 또는 회색 색상. 스트론튬, 금, 구리는 짧은 파장(보라색에 가까운)을 더 많이 흡수하고 광 스펙트럼의 긴 파장을 반사하므로 밝은 노란색, 노란색 및 "구리" 색상을 갖습니다. 실제로는 금속이 항상 우리에게 "가벼운 몸체"처럼 보이지는 않습니다. 첫째, 표면이 산화되어 광택을 잃을 수 있습니다. 따라서 천연 구리는 녹색을 띠는 돌로 나타납니다. ㅏ 둘째, 순수한 금속은 빛나지 않을 수 있습니다. 매우 얇은 은색과 금색 시트는 완전히 예상치 못한 외관을 가지고 있습니다. 청록색을 띠고 있습니다. 그리고 미세한 금속 분말은 짙은 회색, 심지어 검은색으로 나타납니다. 은, 알루미늄, 팔라듐은 반사율이 가장 높습니다. 스포트라이트를 포함한 거울 제조에 사용됩니다.
금속은 왜 전기 전도성이 높고 열을 전도합니까?
적용된 전압의 영향으로 금속 내에서 혼란스럽게 움직이는 전자는 방향 이동을 얻습니다. 즉, 전류를 전도합니다. 금속의 온도가 증가함에 따라 결정 격자의 노드에 위치한 원자와 이온의 진동 진폭이 증가합니다. 이로 인해 전자의 이동이 어려워지고 금속의 전기 전도성이 떨어집니다. 반대로 저온에서는 진동 운동이 크게 감소하고 금속의 전기 전도도가 급격히 증가합니다. 절대 영도에 가까운 금속은 사실상 저항이 없으며 대부분의 금속은 초전도성을 나타냅니다.
비금속이 있다는 점에 유의해야합니다. 전기 전도성(예를 들어 흑연) 반대로 저온에서는 자유 전자가 부족하여 전류가 흐르지 않습니다. 그리고 온도가 상승하고 일부 공유 결합이 파괴되어야만 전기 전도도가 증가하기 시작합니다. 은, 구리, 금, 알루미늄은 전기 전도도가 가장 높고 망간, 납, 수은은 가장 낮습니다.
대부분 금속의 열전도도는 전기 전도도와 동일한 패턴으로 변경됩니다. 이는 진동하는 이온 및 원자와 충돌하여 에너지를 교환하는 자유 전자의 높은 이동성 때문입니다. 온도는 금속 전체에 걸쳐 균등화됩니다.
금속의 기계적 강도, 밀도, 융점은 매우 다릅니다.. 또한 이온 원자를 연결하는 전자 수가 증가하고 결정의 원자 간 거리가 감소함에 따라 이러한 특성의 지표가 증가합니다.
그래서, 알칼리 금속(Li, K, Na, Rb, Cs), 그 원자는 원자가 전자 1개, 부드러움(칼로 절단), 밀도가 낮고(리튬은 p = 0.53g/cm3인 가장 가벼운 금속) 저온에서 녹습니다(예: 세슘의 녹는점은 29°C). 정상적인 조건에서 액체인 유일한 금속은 수은이며, 녹는점은 -38.9°C입니다. 원자의 외부 에너지 준위에 두 개의 전자를 가지고 있는 칼슘은 훨씬 더 단단하고 더 높은 온도(842°C)에서 녹습니다. 훨씬 더 내구성이 있는 것은 3개의 원자가 전자를 갖는 스칸듐 이온으로 형성된 결정 격자입니다. 그러나 가장 강한 결정 격자, 고밀도 및 용융 온도는 2차 하위 그룹 V, VI, VII, VIII의 금속에서 관찰됩니다. 이것은 d-하위 준위에서 짝을 이루지 않은 원자가 전자를 갖는 측면 하위 그룹의 금속이 외부 전자에 의해 수행되는 금속성 결합 외에도 원자 사이에 매우 강한 공유 결합을 형성하는 것을 특징으로 한다는 사실에 의해 설명됩니다. s-궤도의 레이어.
가장 무거운 금속- 이것은 p = 22.5 g/cm 3 (초경질 및 내마모성 합금의 구성 요소)인 오스뮴(Os)이며, 가장 내화성이 높은 금속은 t = 3420 ° C인 텅스텐 W입니다(백열 램프 제조에 사용됨) 필라멘트), 가장 단단한 금속은 Cr 크롬(스크래치 유리)입니다. 금속 절삭 공구, 중장비 브레이크 패드 등을 만드는 재료의 일부이며 금속은 다양한 방식으로 자기장과 상호 작용합니다. 철, 코발트, 니켈, 가돌리늄과 같은 금속은 자화 능력이 뛰어나다는 점에서 두드러집니다. 그들은 강자성체라고 불립니다. 대부분의 금속(알칼리 및 알칼리 토금속과 상당 부분의 전이 금속)은 약하게 자화되어 자기장 외부에서 이 상태를 유지하지 않습니다. 상자성입니다. 금속이 밀려나옴 자기장, - 반자성 물질(구리, 은, 금, 비스무트).
금속의 전자 구조를 고려할 때, 우리는 금속을 주요 하위 그룹의 금속(s- 및 p-원소)과 2차 하위 그룹의 금속(전이 d- 및 f-원소)으로 나누었습니다.
기술에서는 금속을 서로 다른 것으로 분류하는 것이 일반적입니다. 물리적 특성:
1. 밀도 - 가벼움(p< 5 г/см 3) и тяжелые (все остальные).
2. 융점 - 저융점 및 내화성.
화학적 성질에 따라 금속을 분류하는 방법이 있습니다. 화학적 활성이 낮은 금속을 금속이라고 합니다. 고귀한(은, 금, 백금 및 그 유사체 - 오스뮴, 이리듐, 루테늄, 팔라듐, 로듐). 화학적 성질의 유사성에 기초하여 구별됩니다. 알칼리성(그룹 I의 주요 하위 그룹의 금속) 알칼리토류(칼슘, 스트론튬, 바륨, 라듐)뿐만 아니라 희토류 금속(스칸듐, 이트륨, 란타늄 및 란타넘족, 악티늄 및 악티늄족).
금속의 일반적인 화학적 성질
금속 원자는 상대적으로 쉽습니다. 원자가 전자를 기증하다양전하를 띤 이온으로 변합니다. 즉, 산화됩니다. 이것은 원자와 단순 물질, 즉 금속의 주요 공통 특성입니다. 금속은 항상 화학 반응에서 환원제입니다. D.I. Mendeleev 주기율표의 한 주기 또는 하나의 주요 하위 그룹의 화학 원소로 형성된 단순 물질 원자의 환원 능력은 자연스럽게 변합니다.
수용액에서 발생하는 화학 반응에서 금속의 환원 활동은 금속의 전기화학적 전압 계열에서의 위치에 의해 반영됩니다.
이러한 일련의 전압을 기반으로 표준 조건(t = 25°C, p = 1 atm) 하에서 수용액에서 발생하는 반응에서 금속의 화학적 활성에 대해 다음과 같은 중요한 결론을 도출할 수 있습니다.
· 이 줄에서 금속이 왼쪽으로 갈수록 더 강력한 환원제입니다.
· 각 금속은 일련의 응력(오른쪽)에서 그 뒤에 위치한 금속을 용액의 염으로부터 대체(환원)할 수 있습니다.
· 수소 왼쪽의 전압 계열에 위치한 금속은 용액 내 산에서 수소를 대체할 수 있습니다.
· 가장 강한 환원제인 금속(알칼리 및 알칼리토류)은 모든 수용액에서 주로 물과 반응합니다.
전기화학적 계열에서 결정되는 금속의 환원 활성은 주기율표에서의 위치와 항상 일치하는 것은 아닙니다. 이는 일련의 응력에서 금속의 위치를 결정할 때 개별 원자로부터 전자를 추출하는 에너지뿐만 아니라 결정 격자 파괴에 소비되는 에너지도 고려된다는 사실로 설명됩니다. 이온의 수화 중에 방출되는 에너지로. 예를 들어, 리튬은 나트륨보다 수용액에서 더 활성입니다(물론 주기율표에서 위치에 따라 Na가 더 활성인 금속임에도 불구하고). 사실은 Li + 이온의 수화 에너지가 Na +의 수화 에너지보다 훨씬 크기 때문에 첫 번째 과정이 에너지적으로 더 유리합니다. 금속의 환원성을 특징짓는 일반 조항을 검토한 후 특정 화학 반응으로 넘어가겠습니다.
금속과 비금속의 상호작용
· 대부분의 금속은 산소와 함께 산화물을 형성합니다.- 기본 및 양쪽 성. 크롬(VI) 산화물 CrOg 또는 망간(VII) 산화물 Mn 2 O 7과 같은 산성 전이 금속 산화물은 금속을 산소로 직접 산화시켜 형성되지 않습니다. 간접적으로 얻습니다.
알칼리 금속 Na, K는 공기 중의 산소와 활발하게 반응합니다., 과산화물 형성:
산화나트륨은 해당 금속과 함께 과산화물을 소성하여 간접적으로 얻습니다.
리튬 및 알칼리 토금속은 대기 산소와 반응하여 염기성 산화물을 형성합니다.
대기 산소에 의해 전혀 산화되지 않는 금 및 백금 금속을 제외한 다른 금속은 덜 활발하게 또는 가열될 때 상호 작용합니다.
· 할로겐과 함께 금속은 할로겐화수소산의 염을 형성합니다., 예를 들어:
· 가장 활성이 높은 금속은 수소와 수소화물을 형성합니다.- 수소의 산화 상태가 -1인 이온염 유사 물질, 예:
많은 전이 금속은 수소와 수소화물을 형성합니다. 특별한 유형- 마치 수소가 원자와 이온 사이의 금속 결정 격자에 용해되거나 도입되는 반면, 금속은 그 상태를 유지합니다. 모습, 그러나 볼륨이 증가합니다. 흡수된 수소는 원자 형태로 금속에 존재합니다.
중간 금속 수소화물도 있습니다.
· 회색 금속은 염을 형성합니다 - 황화물, 예를 들어:
· 금속은 질소와 다소 더 어렵게 반응합니다., 질소 분자 N2의 화학 결합이 매우 강하기 때문입니다. 이 경우 질화물이 형성됩니다. 상온에서는 리튬만이 질소와 반응합니다.
금속과 복합 물질의 상호 작용
· 물과 함께. 정상적인 조건에서 알칼리 및 알칼리 토금속은 물에서 수소를 대체하고 가용성 염기(알칼리)를 형성합니다. 예:
수소 이전의 전압 계열에 있는 다른 금속도 특정 조건에서 물에서 수소를 대체할 수 있습니다. 그러나 알루미늄은 표면에서 산화막이 제거된 경우에만 물과 격렬하게 반응합니다.
마그네슘은 끓일 때만 물과 반응하며 수소도 방출됩니다.
불타는 마그네슘을 물에 첨가하면 다음과 같은 반응이 일어나기 때문에 연소가 계속됩니다.
철은 뜨거울 때만 물과 반응합니다.
· 용액에 산 포함(HCl, H 2 그래서 4 ),CH 3 COOH 및 기타(HNO 제외) 3 ) 수소까지의 전압 계열에 있는 금속은 상호 작용합니다.이것은 소금과 수소를 생산합니다.
그러나 납(및 일부 다른 금속)은 전압 계열(수소 왼쪽)의 위치에도 불구하고 묽은 황산에 거의 녹지 않습니다. 그 이유는 생성된 황산납 PbSO4가 불용성이고 금속 표면에 보호막을 생성하기 때문입니다. .
· 용액에 덜 활성인 금속 염이 들어있습니다. 이 반응의 결과로 더 활성이 높은 금속의 염이 형성되고 덜 활성인 금속이 유리 형태로 방출됩니다.
생성된 염이 용해되는 경우 반응이 발생한다는 점을 기억해야 합니다. 다른 금속에 의한 화합물의 금속 치환은 해당 분야의 위대한 러시아 과학자 N. N. Beketov에 의해 처음으로 자세히 연구되었습니다. 물리 화학. 그는 화학적 활성에 따라 금속을 "변위 계열"로 배열했는데, 이는 일련의 금속 응력의 원형이 되었습니다.
· 와 함께 유기 물질. 유기산과의 상호작용은 무기산과의 반응과 유사합니다. 알코올은 알칼리 금속과 상호작용할 때 약한 산성 특성을 나타낼 수 있습니다.
페놀은 비슷하게 반응합니다:
금속은 할로알칸과의 반응에 참여하며, 이는 저급 시클로알칸을 얻고 분자의 탄소 골격이 더욱 복잡해지는 합성에 사용됩니다(A. Wurtz 반응):
· 수산화물이 양쪽성인 금속은 용액의 알칼리와 상호작용합니다.예를 들어:
· 금속은 서로 화학적 화합물을 형성할 수 있으며, 이를 총칭하여 금속간 화합물이라고 합니다. 그들은 비금속과 금속 화합물의 특징인 원자의 산화 상태를 나타내지 않는 경우가 가장 많습니다. 예를 들어:
Cu 3 Au, LaNi 5, Na 2 Sb, Ca 3 Sb 2 등
금속간 화합물은 일반적으로 일정한 조성을 가지지 않으며, 이들의 화학 결합은 주로 금속성입니다. 이러한 화합물의 형성은 2차 하위 그룹의 금속에서 더 일반적입니다.
D. I. Mendeleev의 화학 원소 주기율표 I-III족의 주요 하위 그룹의 금속
일반적 특성
이들은 그룹 I의 주요 하위 그룹에 속하는 금속입니다. 외부 에너지 준위의 원자는 각각 하나의 전자를 가지고 있습니다. 알칼리 금속 - 강력한 환원제. 원소의 원자 번호가 증가함에 따라(즉, 위에서 아래로) 환원 능력과 화학적 활성이 증가합니다. 주기율표). 그들 모두는 전자 전도성. 알칼리 금속 원자 사이의 결합 강도는 원소의 원자 번호가 증가함에 따라 감소합니다. 녹는점과 끓는점도 감소합니다. 알칼리 금속은 많은 단순 물질과 반응합니다. 산화제. 물과 반응하여 수용성 염기(알칼리)를 형성합니다. 알칼리토류 원소그룹 II의 주요 하위 그룹의 요소라고 합니다. 이 원소의 원자는 외부 에너지 준위를 포함합니다. 각각 전자 2개. 그들은 가장 강력한 환원제,+2의 산화 상태를 갖는다. 이 주요 하위 그룹에서는 일반적인 패턴그룹 내 원자의 크기가 위에서 아래로 증가함에 따라 물리적, 화학적 특성이 변화하면 원자 간의 화학적 결합도 약해집니다. 이온의 크기가 커질수록 산화물과 수산화물은 산성이 약해지고 염기성은 증가한다.
주요 하위 그룹 그룹 III원소는 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨입니다. 모든 요소는 p 요소입니다. 외부 에너지 수준에서 그들은 3개 2 피 1 ) 전자, 속성의 유사성을 설명합니다. 산화 상태 +3. 그룹 내에서 핵전하가 증가하면 금속 특성이 증가합니다. 붕소는 비금속 원소인 반면, 알루미늄은 이미 금속 특성을 갖고 있습니다. 모든 원소는 산화물과 수산화물을 형성합니다.
대부분의 금속은 주기율표의 하위 그룹에서 발견됩니다. 원자 궤도의 외부 수준이 점차 전자로 채워지는 주요 하위 그룹의 요소와 달리, 두 번째 에너지 수준의 d-오비탈과 마지막 에너지 수준의 s-오비탈은 2차 하위 그룹의 요소로 채워집니다. 전자의 수는 그룹 번호에 해당합니다. 동일한 수의 원자가 전자를 갖는 원소는 동일한 수로 그룹화됩니다. 하위 그룹의 모든 요소는 금속입니다.
아족 금속으로 형성된 단순한 물질은 열에 강한 강한 결정 격자를 가지고 있습니다. 이 금속은 다른 금속 중에서 가장 강하고 내화성이 높습니다. d-원소에서는 기본 특성에서 양성을 거쳐 산성으로 원자가가 증가하는 전이가 명확하게 보입니다.
알칼리 금속(Na, K)
외부 에너지 수준에서 원소의 알칼리 금속 원자는 다음을 포함합니다. 각각 전자 1개, 코어에서 멀리 떨어져 있습니다. 그들은 이 전자를 쉽게 포기하므로 강력한 환원제입니다. 모든 화합물에서 알칼리 금속은 +1의 산화 상태를 나타냅니다. 원자 반경이 Li에서 Cs로 증가함에 따라 환원 특성이 증가합니다.. 이들 모두는 전형적인 금속이며, 은백색을 띠고, 부드럽고(칼로 절단 가능), 가볍고 가용성입니다. 모든 사람과 적극적으로 상호작용 비금속:
모든 알칼리 금속은 산소(Li 제외)와 반응할 때 과산화물을 형성합니다. 알칼리 금속은 높은 화학 반응성으로 인해 자유 형태로 발견되지 않습니다.
산화물- 기본 특성을 지닌 고체. 이는 해당 금속으로 과산화물을 하소하여 얻습니다.
수산화물 NaOH, KOH- 흰색 고체 물질, 흡습성, 열 방출로 물에 용해되며 알칼리로 분류됩니다.
알칼리 금속염은 거의 모두 물에 용해됩니다. 그 중 가장 중요한 것은 Na 2 CO 3 - 탄산나트륨; Na 2 CO 3 10H 2 O - 결정성 소다; NaHCO 3 - 중탄산나트륨, 베이킹 소다; K 2 CO 3 - 탄산 칼륨, 칼륨; Na 2 SO 4 10H 2 O - Glauber의 소금; NaCl - 염화나트륨, 식염.
표의 그룹 I 요소
알칼리 토금속(Ca, Mg)
칼슘(Ca)이 대표적이다. 알칼리 토금속, 이는 그룹 II의 주요 하위 그룹 요소의 이름이지만 전부는 아니지만 칼슘부터 그룹 아래까지만 시작됩니다. 이들은 물과 상호작용할 때 알칼리를 형성하는 화학 원소입니다. 외부 에너지 수준의 칼슘에는 다음이 포함되어 있습니다. 두 개의 전자, 산화 상태 +2.
칼슘과 그 화합물의 물리적, 화학적 특성이 표에 나와 있습니다.
마그네슘(Mg)칼슘과 동일한 원자 구조를 가지며 산화 상태도 +2입니다. 연한 금속이지만 공기 중에서 표면이 보호막으로 덮여 있어 화학적 반응성이 약간 감소합니다. 연소에는 눈부신 섬광이 동반됩니다. MgO 및 Mg(OH) 2 는 기본 특성을 나타냅니다. Mg(OH) 2 는 약간 용해되기는 하지만 페놀프탈레인 용액을 진홍색으로 착색합니다.
Mg + O 2 = MgO 2
MO 산화물은 단단하고 백색의 내화성 물질입니다. 공학에서는 CaO를 생석회, MgO를 탄 마그네시아라고 하며 이러한 산화물은 건축 자재 생산에 사용됩니다. 산화칼슘과 물의 반응은 열의 방출을 동반하며 이를 석회의 소석회라고 하며, 그 결과로 생성된 Ca(OH)2를 소석회라고 합니다. 투명한 수산화칼슘 용액을 석회수라고 하며, Ca(OH) 2 가 물에 녹아 있는 흰색 현탁액을 석회유라고 합니다.
마그네슘염과 칼슘염은 산과 반응하여 얻습니다.
CaCO 3 - 탄산칼슘, 분필, 대리석, 석회암. 건설에 사용됩니다. MgCO 3 - 탄산마그네슘은 야금에서 슬래그를 제거하는 데 사용됩니다.
CaSO 4 2H 2 O - 석고. MgSO 4 - 황산 마그네슘 - 쓴맛 또는 영어 소금이라고 불리며 바닷물에서 발견됩니다. BaSO 4 - 황산바륨 - 불용성 및 X선 차단 능력으로 인해 위장관 진단("중정석 죽")에 사용됩니다.
칼슘은 인체 체중의 1.5%를 차지하며, 칼슘의 98%는 뼈에 존재합니다. 마그네슘은 생체 요소로 인체에 약 40g이 있으며 단백질 분자 형성에 관여합니다.
테이블의 알칼리 토금속
알류미늄
알루미늄(Al)- 그룹 III의 주요 하위 그룹 요소 주기율표 D. I. 멘델레예프. 알루미늄 원자는 외부 에너지 준위에 포함되어 있습니다. 세 개의 전자, 화학적 상호작용 중에 쉽게 방출됩니다. 하위 그룹의 조상이자 알루미늄의 상위 이웃인 붕소는 원자 반경이 더 작습니다(붕소의 경우 0.080nm, 알루미늄의 경우 0.143nm). 또한, 알루미늄 원자에는 중간에 8개의 전자층(2e; 8e; 3e)이 하나 있어 외부 전자가 핵에 도달하는 것을 방지합니다. 따라서 알루미늄 원자의 환원 특성은 매우 뚜렷합니다.
거의 모든 화합물에서 알루미늄은 산화 상태 +3.
알루미늄은 단순한 물질이다.
은백색 경금속. 660 °C에서 녹습니다. 그것은 매우 플라스틱이며 쉽게 와이어로 그려지고 최대 0.01mm 두께의 호일로 굴립니다. 전기 전도성과 열 전도성이 매우 높습니다. 그들은 다른 금속과 가볍고 강한 합금을 형성합니다. 알루미늄은 매우 활동적인 금속입니다. 알루미늄 분말이나 얇은 알루미늄 호일을 강하게 가열하면 눈부신 불꽃으로 불을 붙이고 타오르다:
이 반응은 폭죽이나 폭죽이 탈 때 관찰할 수 있습니다. 알루미늄은 모든 금속과 마찬가지로 비금속과 쉽게 반응함, 특히 분말 형태입니다. 반응이 시작되려면 할로겐(염소 및 브롬)과의 반응을 제외하고 초기 가열이 필요하지만 알루미늄과 비금속의 모든 반응은 매우 격렬하게 진행되며 많은 양의 열 방출을 동반합니다. :
알류미늄 묽은 황산과 염산에 잘 녹는다:
그리고 여기 농축 황산 및 질산 부동태화 알루미늄, 금속 표면에 형성 조밀하고 내구성이 강한 산화막, 이는 반응의 추가 진행을 방해합니다. 따라서 이러한 산은 알루미늄 탱크로 운송됩니다.
산화알루미늄과 수산화알루미늄은 양쪽성 특성을 가지고 있습니다.따라서 알루미늄은 알칼리 수용액에 용해되어 염-알루미네이트를 형성합니다.
알루미늄은 산화물로부터 크롬, 망간, 바나듐, 티타늄, 지르코늄과 같은 금속을 생산하기 위해 야금학에서 널리 사용됩니다. 이 방법을 알루미늄열요법이라고 합니다. 실제로 Fe 3 O 4와 알루미늄 분말의 혼합물 인 테르밋이 자주 사용됩니다. 예를 들어 마그네슘 테이프를 사용하여 이 혼합물에 불을 붙이면 격렬한 반응이 일어나 다량의 열이 방출됩니다.
방출되는 열은 생성된 철을 완전히 녹이기에 충분하므로 이 공정은 철강 제품 용접에 사용됩니다.
알루미늄은 전기 분해를 통해 얻을 수 있습니다. 산화물 Al 2 O 3의 용융물을 구성 부품으로 분해하는 것입니다. 전류. 그러나 산화알루미늄의 녹는점은 약 2050°C이므로 전기분해에는 많은 양의 에너지가 필요합니다.
알루미늄 연결
알루미노규산염. 이들 화합물은 알루미늄, 규소, 알칼리 및 알칼리 토금속의 산화물에 의해 형성된 염으로 간주될 수 있습니다. 그들은 대량을 구성합니다 지각. 특히, 알루미노규산염은 가장 흔한 광물과 점토인 장석의 일부입니다.
보크사이트- 알루미늄을 얻는 암석. 그것은 산화 알루미늄 Al 2 O 3을 포함합니다.
커런덤- Al 2 O 3 조성의 광물은 경도가 매우 높으며 불순물을 포함하는 세립형 품종입니다. - 에머리는 연마재(연삭) 재료로 사용됩니다. 또 다른 천연 화합물인 알루미나도 같은 화학식을 가지고 있습니다.
투명하고 불순물로 착색된 커런덤 결정은 보석으로 사용되는 빨간색-루비 및 파란색-사파이어로 잘 알려져 있습니다. 현재는 인위적으로 얻어지며 보석류뿐만 아니라 시계 및 기타 정밀 기기 부품 제조와 같은 기술적 목적으로도 사용됩니다. 루비 결정은 레이저에 사용됩니다.
산화알루미늄Al 2 영형 3 - 녹는점이 매우 높은 백색 물질. 가열하여 수산화알루미늄을 분해하여 얻을 수 있습니다.
수산화알루미늄 Al(OH) 3 알루미늄 염 용액에 대한 알칼리 작용으로 젤라틴 침전물 형태로 침전됩니다.
어떻게 양쪽성 수산화물산과 알칼리 용액에 쉽게 용해됩니다.
알루미네이트불안정한 알루미늄 산의 염이라고합니다 - 오르토 알루미늄 H 2 AlO 3, 메타 알루미늄 HAlO 2 (물 분자가 제거 된 분자에서 오르토 알루미늄 산으로 간주 될 수 있음). 천연 알루미네이트에는 고귀한 스피넬과 귀중한 크리소베릴이 포함됩니다. 인산염을 제외한 알루미늄염은 물에 잘 녹습니다. 일부 염(황화물, 아황산염)은 물에 의해 분해됩니다. 염화알루미늄 AlCl 3은 많은 유기 물질 생산에서 촉매로 사용됩니다.
표의 그룹 III 요소
전이원소의 특성 - 구리, 아연, 크롬, 철
구리(Cu)- 첫 번째 그룹의 보조 하위 그룹의 요소입니다. 전자 공식: (…3d 10 4s 1). 10번째 d 전자는 4S 하위 수준에서 이동했기 때문에 이동성이 있습니다. 화합물의 구리는 산화 상태 +1(Cu 2 O) 및 +2(CuO)를 나타냅니다. 구리는 밝은 분홍색 금속으로 가단성이 있고 점성이 있으며 우수한 전기 전도체입니다. 융점 1083 °C.
주기율표 I족의 하위군 I의 다른 금속과 마찬가지로 구리 활동 계열에서 수소 오른쪽에 위치산에서 치환되지 않지만 산화성 산과 반응합니다.
구리염 용액에 대한 알칼리의 영향으로 약한 청색 침전물이 침전됩니다.- 가열하면 염기성 흑색 산화물 CuO와 물로 분해되는 수산화 구리(II):
표에 나오는 구리의 화학적 성질
아연(Zn)- 그룹 II의 보조 하위 그룹의 요소입니다. 전자 공식은 다음과 같습니다: (…3d 10 4s 2). 아연 원자의 두 번째 d-하위 준위가 완전히 완전하기 때문에 화합물의 아연은 +2의 산화 상태를 나타냅니다.
아연은 공기 중에서 실질적으로 변하지 않는 은백색 금속입니다. 표면에 산화막이 존재하기 때문에 부식에 강합니다. 아연은 고온에서 가장 활성이 높은 금속 중 하나입니다. 단순한 물질과 반응한다:
다른 금속과 마찬가지로 아연도 변위됩니다. 염으로부터 덜 활성인 금속:
Zn + 2AgNO 3 = 2Ag + Zn(NO 3) 2
수산화아연은 양성이다즉, 산과 염기의 성질을 모두 나타냅니다. 알칼리 용액을 아연염 용액에 점차적으로 첨가하면 처음에 형성된 침전물이 용해됩니다(알루미늄에서도 마찬가지).
표에 나오는 아연의 화학적 성질
예를 들어 크롬(Cr)그것은 보여질 수 있다 전이 요소의 속성은 기간에 따라 크게 변하지 않습니다.: 원자가 오비탈의 전자 수 변화로 인해 정량적 변화가 발생합니다. 크롬의 최대 산화 상태는 +6입니다. 활성 계열의 금속은 수소의 왼쪽에 있으며 산에서 수소를 대체합니다.
이러한 용액에 알칼리 용액을 첨가하면 Me(OH) 침전이 형성됩니다. 2 , 대기 산소에 의해 빠르게 산화됩니다.
이는 양성 산화물 Cr 2 O 3에 해당합니다. 산화크롬과 수산화물(가장 높은 산화 상태)은 각각 산성 산화물과 산의 특성을 나타냅니다. 크롬산염(H 2 크로 4 ) 산성 환경에서 중크롬산염으로 변환- 이크롬산 염(H 2 Cr 2 O 7). 크롬 화합물은 산화 능력이 높습니다.
표에 나오는 크롬의 화학적 성질
철 철- VIII족의 2차 하위 그룹의 요소이자 D. I. Mendeleev 주기율표의 4번째 기간입니다. 철 원자는 주요 하위 그룹의 원소 원자와 다소 다르게 구성됩니다. 4주기의 원소에 걸맞게 철 원자는 4개의 에너지 준위를 가지지만, 마지막으로 채워지는 것이 아니라 핵에서 세 번째로 채워지는 두 번째 준위입니다. 마지막 수준에서 철 원자는 두 개의 전자를 포함합니다. 18개의 전자를 수용할 수 있는 두 번째 수준에서 철 원자는 14개의 전자를 갖습니다. 결과적으로, 철 원자의 수준에 따른 전자 분포는 다음과 같습니다: 2e; 8e; 14e; 2e. 모든 금속이 그렇듯이, 철 원자는 환원 특성을 나타냅니다., 화학적 상호 작용 중에 마지막 레벨에서 두 개의 전자를 제공하고 +2의 산화 상태뿐만 아니라 두 번째 레벨에서 전자도 획득하는 반면 원자의 산화 상태는 +3으로 증가합니다.
철은 단순한 물질이다.
융점은 1539°C인 은백색의 반짝이는 금속입니다. 그것은 매우 플라스틱이므로 가공, 단조, 압연, 스탬프가 쉽습니다. 철은 자화되고 자기화되는 능력이 있습니다. 열적 및 기계적 방법을 사용하여 더 큰 강도와 경도를 부여할 수 있습니다. 기술적으로 순수한 철과 화학적으로 순수한 철이 있습니다. 기술적으로 순수한 철은 본질적으로 저탄소강으로, 0.02~0.04%의 탄소를 포함하고 산소, 황, 질소 및 인은 더 적게 포함합니다. 화학적으로 순수한 철에는 0.01% 미만의 불순물이 포함되어 있습니다. 예를 들어, 종이 클립과 단추는 기술적으로 순철로 만들어집니다. 이러한 철은 쉽게 부식되는 반면 화학적으로 순수한 철은 거의 부식되지 않습니다. 현재 철은 현대 기술과 농업 공학, 운송 및 통신의 기초이며, 우주선그리고 일반적으로 전체 현대 문명. 재봉틀부터 바늘까지 대부분의 제품이 우주선, 철을 사용하지 않고는 만들 수 없습니다.
철의 화학적 성질
철은 +2 및 +3의 산화 상태를 나타낼 수 있습니다.따라서 철은 두 가지 계열의 화합물을 제공합니다. 철 원자가 화학 반응 중에 포기하는 전자의 수는 철 원자와 반응하는 물질의 산화 능력에 따라 달라집니다.
예를 들어 할로겐의 경우 철은 할로겐화물을 형성하며 산화 상태는 +3입니다.
및 황 - 황화철(II):
뜨거운 철은 산소 속에서 연소됩니다.철 스케일의 형성과 함께:
고온(700~900°C) 철분 수증기와 반응한다:
전기 화학적 전압 시리즈에서 철의 위치에 따라 철은 염 수용액에서 금속을 철의 오른쪽으로 옮길 수 있습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
철은 묽은 염산과 황산에 용해됩니다.즉, 수소 이온에 의해 산화됩니다.
철분은 묽은 질산에도 용해됩니다., 이는 산의 농도에 따라 질산철(III), 물 및 질산 환원 생성물(N2, NO 또는 NH3(NH4NO3))을 생성합니다.
철 화합물
자연에서 철은 다양한 미네랄을 형성합니다. 이것은 자철광석(마그네타이트) Fe 3 O 4, 적철광석(적철광) Fe 2 O 3, 갈철광석(리모나이트) 2Fe 2 O 3 3H 2 O입니다. 또 다른 천연 철 화합물은 철 또는 황, 황철석( 황철석) FeS 2는 금속 생산을 위한 철광석으로 사용되지 않지만 황산 생산에 사용됩니다.
철은 두 가지 계열의 화합물로 특징 지어집니다. 철(II) 및 철(III) 화합물.산화철(II) FeO 및 이에 상응하는 수산화철(II) Fe(OH) 2 는 특히 다음과 같은 일련의 변환을 통해 간접적으로 얻습니다.
두 화합물 모두 뚜렷한 기본 특성을 가지고 있습니다.
철(II) 양이온 Fe 2 + 대기 산소에 의해 철(III) 양이온 Fe로 쉽게 산화됨 3 + . 따라서 수산화철(II)의 흰색 침전물은 녹색으로 변한 다음 갈색으로 변하여 수산화철(III)으로 변합니다.
산화철(III) Fe 2 영형 3 상응하는 철(III) 수산화물 Fe(OH) 3 또한 간접적으로, 예를 들어 사슬을 따라 얻어집니다:
철염 중에서 황산염과 염화물이 기술적으로 가장 중요합니다.
황산철로 알려진 황산철(II) FeSO 4 7H 2 O의 결정 수화물은 식물 해충 방제, 미네랄 페인트 제조 및 기타 목적으로 사용됩니다. 염화철(III) FeCl3은 직물 염색 시 매염제로 사용됩니다. 황산철(III) Fe 2 (SO 4) 3 9H 2 O는 수질 정화 및 기타 목적으로 사용됩니다.
철과 그 화합물의 물리적, 화학적 특성은 표에 요약되어 있습니다.
표에 나오는 철의 화학적 성질
Fe 2+ 및 Fe 3+ 이온에 대한 정성적 반응
철(II) 및 (III) 화합물 인식용 Fe 이온에 대한 정성적 반응을 수행합니다. 2+ 그리고 철 3+ . Fe 2+ 이온에 대한 정성적 반응은 철(II) 염과 적혈염이라고 불리는 K 3 화합물의 반응입니다. 이것은 나중에 익숙해지게 될 복합염이라고 불리는 특수한 염 그룹입니다. 그동안 이러한 염이 어떻게 해리되는지 이해해야 합니다.
Fe 3+ 이온에 대한 시약은 또 다른 복합 화합물인 황혈염 - K 4이며 유사한 방식으로 용액에서 해리됩니다.
Fe 2+ 및 Fe 3+ 이온을 포함하는 용액을 각각 적혈염(Fe 2+ 시약) 및 황색 혈액 염(Fe 3+ 시약) 용액에 첨가하면 두 경우 모두 동일한 파란색 침전물이 침전됩니다. :
Fe 3+ 이온을 검출하기 위해 철(III) 염과 티오시안산 칼륨 KNCS 또는 티오시안산 암모늄 NH 4 NCS의 상호 작용도 사용됩니다. 이 경우 밝은 색상의 FeNCNS 2+ 이온이 형성되고 그 결과 전체 용액이 강렬한 빨간색을 얻습니다.
용해도 표
사람들이 필요에 따라 사용하는 법을 배운 첫 번째 재료는 돌이었습니다. 그러나 나중에 인간이 금속의 특성을 알게 되자 돌은 훨씬 뒤로 이동했습니다. 사람들의 손에 가장 중요하고 주요한 재료가 된 것은 이러한 물질과 그 합금입니다. 그것들로 가정 용품과 도구를 만들고 건물을지었습니다. 따라서 이번 글에서는 금속이 무엇인지 살펴보겠습니다. 일반적 특성, 그 속성과 적용은 오늘날과 매우 관련이 있습니다. 결국 말 그대로 바로 직후에 석기 시대그 다음에는 구리, 청동, 철 등 금속으로 이루어진 은하계 전체가 이어집니다.
금속: 일반 특성
이 단순 물질의 모든 대표자를 하나로 묶는 것은 무엇입니까? 물론 이것은 결정 격자의 구조, 화학 결합 유형 및 원자 전자 구조의 특징입니다. 결국, 인간이 이러한 물질을 사용하는 데 기본이 되는 특징적인 물리적 특성이 있습니다.
우선, 주기율표의 화학 원소인 금속을 생각해 봅시다. 그 안에는 오늘날 알려진 115개 셀 중 95개 셀을 차지하는 매우 자유롭게 위치하며 전체 시스템에서 해당 위치에 대한 몇 가지 특징이 있습니다.
- 이들은 알루미늄으로 시작하여 그룹 I, II, III의 주요 하위 그룹을 형성합니다.
- 모든 측면 하위 그룹은 금속으로만 구성됩니다.
- 이들은 붕소에서 아스타틴까지의 기존 대각선 아래에 위치합니다.
이러한 데이터를 바탕으로 시스템의 오른쪽 상단에 비금속이 모여 있고 나머지 공간은 우리가 고려하고 있는 요소에 속한다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.
그들 모두는 원자의 전자 구조의 몇 가지 특징을 가지고 있습니다.
금속과 비금속의 일반적인 특성을 통해 구조의 패턴을 식별할 수 있습니다. 따라서 전자의 결정 격자는 금속성이며 특별합니다. 노드에는 여러 유형의 입자가 포함되어 있습니다.
- 이온;
- 원자;
- 전자.
전자 가스라는 일반적인 구름이 내부에 축적되어 이러한 물질의 모든 물리적 특성을 설명합니다. 금속의 화학 결합 유형은 금속과 동일합니다.
물리적 특성
모든 금속을 통합하는 여러 가지 매개변수가 있습니다. 물리적 특성 측면에서 일반적인 특성은 다음과 같습니다.
나열된 매개변수는 금속의 일반적인 특성, 즉 금속을 하나의 대가족으로 통합하는 모든 것입니다. 그러나 모든 규칙에는 예외가 있다는 점을 이해해야 합니다. 게다가 이런 종류의 요소가 너무 많습니다. 따라서 가족 자체 내에서도 다양한 그룹으로 구분되며, 이를 아래에서 고려하고 이에 대한 특징을 표시할 것입니다.
화학적 특성
화학 과학의 관점에서 보면 모든 금속은 환원제입니다. 게다가 매우 강합니다. 이 매개변수에 따르면 외부 준위의 전자 수가 적을수록, 원자 반경이 클수록 금속은 더 강해집니다.
결과적으로 금속은 다음과 반응할 수 있습니다.
그것은 단지 일반 검토화학적 특성. 결국 각 요소 그룹은 순전히 개별적입니다.
알칼리 토금속
알칼리 토금속의 일반적인 특성은 다음과 같습니다.
따라서 알칼리 토금속은 높은 화학적 활성을 나타내는 s 계열의 공통 요소이며 강력한 환원제이자 신체의 생물학적 과정에 중요한 참여자입니다.
알칼리 금속
일반적인 특성은 이름으로 시작됩니다. 그들은 물에 용해되어 알칼리, 즉 가성 수산화물을 형성하는 능력으로 인해 그것을 받았습니다. 물과의 반응은 매우 격렬하며 때로는 염증을 동반하기도 합니다. 이러한 물질은 화학적 활성이 너무 높기 때문에 자연에서 자유 형태로 발견되지 않습니다. 그들은 공기, 수증기, 비금속, 산, 산화물 및 염, 즉 거의 모든 것과 반응합니다.
이것은 전자 구조로 설명됩니다. 외부 수준에는 전자가 하나만 있으며 쉽게 포기됩니다. 이들은 가장 강력한 환원제이므로 순수한 형태로 얻는 데 오랜 시간이 걸렸습니다. 이것은 이미 18세기에 험프리 데이비(Humphry Davy)에 의해 수산화나트륨의 전기분해에 의해 처음으로 수행되었습니다. 이제 이 그룹의 모든 대표자는 이 방법을 사용하여 채굴됩니다.
알칼리 금속의 일반적인 특징은 주기율표의 주요 하위 그룹인 첫 번째 그룹을 구성한다는 것입니다. 이들 모두는 인간이 사용하는 많은 귀중한 천연 화합물을 형성하는 중요한 요소입니다.
d- 및 f- 계열 금속의 일반적인 특성
이 원소 그룹에는 산화 상태가 다양할 수 있는 모든 원소가 포함됩니다. 이는 조건에 따라 금속이 산화제와 환원제로 작용할 수 있음을 의미합니다. 이러한 요소는 반응 능력이 뛰어납니다. 그 중에는 다수의 양쪽성 물질이 있습니다.
이 모든 원자의 일반적인 이름은 전이 요소입니다. 그들은 특성 측면에서 실제로 s 계열의 일반적인 금속과 p 계열의 비금속 사이의 중간에 서 있기 때문에 이를 받았습니다.
전이금속의 일반적인 특성은 유사한 특성을 지정함을 의미합니다. 그것들은 다음과 같습니다:
- 외부 수준에 많은 수의 전자가 있습니다.
- 큰 원자 반경;
- 여러 산화 상태(+3에서 +7까지);
- d- 또는 f-하위 수준에 있습니다.
- 시스템의 4-6개의 큰 기간을 형성합니다.
어떻게 단순 물질이 그룹의 금속은 매우 강하고 가단성이 있으며 가단성이 있으므로 산업적으로 매우 중요합니다.
주기율표의 부부분족
부족 금속의 일반적인 특성은 전이금속의 특성과 완전히 일치합니다. 본질적으로 그것들은 정확히 똑같기 때문에 이것은 놀라운 일이 아닙니다. 시스템의 측면 하위 그룹은 d 및 f 계열의 대표자, 즉 전이 금속에 의해 정확하게 형성됩니다. 따라서 이러한 개념은 동의어라고 말할 수 있습니다.
그 중 가장 활동적이고 중요한 것은 스칸듐에서 아연까지 10개의 대표자로 구성된 첫 번째 행입니다. 이들 모두는 산업적으로 중요한 의미를 가지며 인간, 특히 제련에 자주 사용됩니다.
합금
금속 및 합금의 일반적인 특성을 통해 이러한 물질이 어디에 어떻게 사용될 수 있는지 이해할 수 있습니다. 이러한 화합물은 품질을 향상시키기 위해 새로운 첨가제가 발견되고 합성되면서 최근 수십 년 동안 큰 변화를 겪었습니다.
오늘날 가장 유명한 합금은 다음과 같습니다.
- 놋쇠;
- 듀랄루민;
- 주철;
- 강철;
- 청동;
- 이길 것이다;
- 니크롬 및 기타.
합금이란 무엇입니까? 이것은 특수 용광로 장치에서 후자를 녹여 얻은 금속 혼합물입니다. 이는 제품을 구성하는 순수한 물질보다 특성이 우수한 제품을 얻기 위해 수행됩니다.
금속과 비금속의 성질 비교
우리가 이야기하면 일반 속성, 그러면 금속과 비금속의 특성은 매우 중요한 점에서 다를 것입니다. 후자의 경우 물리적, 화학적으로 나타나는 특성이 매우 다르기 때문에 유사한 특징을 구별하는 것이 불가능합니다.
따라서 비금속에 대해 유사한 특성을 만들어내는 것은 불가능합니다. 각 그룹의 대표자를 개별적으로 고려하고 해당 속성을 설명할 수 있습니다.
금속, 그 특성, 생산, 응용. 전기분해.
1. 물과 반응하지 않습니다.
1) 마그네슘 2) 베릴륨 3) 바륨 4) 스트론튬
2. 묽은 질산과 구리의 반응은 다음 방정식에 해당합니다.
1) 3 Cu + 8 HNO 3 = 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2 NO + 4 H 2 O
2) Cu + 2 HNO 3 = Cu(NO 3 ) 2 + H 2
3) Cu + 2 HNO 3 = CuO + NO 2 + H 2 O
4) Cu + HNO3 = CuO + NH4NO3 + H2O
3. 용융물과 염화나트륨 용액을 전기분해하는 동안 전극에서 일어나는 과정을 비교하십시오.
4. AgNO 용액의 전기분해 중 3 음극에서는 다음이 방출됩니다.
1) 은 2) 수소 3) 은과 수소 4) 산소와 수소
5. 음극에서 염화칼륨 용액을 전기분해하는 동안 다음과 같은 일이 발생합니다.
1) 물 환원 2) 물 산화
3) 칼륨 이온의 환원 4) 염소의 산화
6. 브롬화나트륨 용액을 전기분해하는 동안 구리 양극에서는 어떤 과정이 발생합니까?
1) 물의 산화 2) 브롬 이온의 산화
3) 구리의 산화 4) 구리의 환원
7. 다음 사이에서 반응이 가능합니다:
1) Ag 및 K 2 SO 4 (용액) 2) Zn 및 KCl (용액)
3) Mg와 SnCl2 (용액) 4) Ag 및 CuSO 4(해결책)
8. 염 용액을 전기분해하는 동안 이들 금속은 어떤 순서로 환원됩니까?
1) Au, Cu, Ag, Fe 2) Cu, Ag, Fe, Au
3) Fe, Cu, Ag, Au 4) Au, Ag, Cu, Fe
9. 농축된 HNO 3 가열하지 않고 상호작용하지 않는다:
1) 구리 2) 은 3) 아연 4) 철
10. 수용액에 전류를 흘려주면 전해조에 질산이 축적된다.
1) 질산칼슘 2) 질산은 3) 질산알루미늄 4) 질산세슘
11. 다음 금속 중에서 가장 활성이 높은 금속은 다음과 같습니다.
1) 베릴륨 2) 마그네슘 3) 칼슘 4) 바륨
12. 철은 두 가지 물질 각각과 반응합니다.
1) 염화나트륨과 질소 2) 산소와 염소
3) 산화알루미늄과 탄산칼륨 4) 물과 수산화알루미늄
13. 두 금속은 각각 실온에서 물과 반응합니다.
1) 바륨과 구리 2) 알루미늄과 수은 3) 칼슘과 리튬 4) 은과 나트륨
14. 알루미늄이 수산화나트륨과 융합되면 다음이 형성됩니다.
1) NaAlO 2 2) AlH 3 3) Na 4) Al 2 O 3
15. 묽은 HNO 포함 3 가열하지 않고 상호작용하지 않는다:
1) Cu 2) Ag 3) Zn 4) Pt
16. 수소는 산에서 대체되지 않습니다.
1) 크롬 2) 철 3) 구리 4) 아연
17. 구리는 묽은 산성 수용액에 용해됩니다.
1) 황산 2) 염산 3) 질소 4) 불화수소
18. 공기와 접촉하는 구리 제품은 주성분인 녹색 코팅으로 점차적으로 코팅됩니다.
그 구성 요소는 다음과 같습니다.
1) CuO 2) CuCO 3 3) Cu(OH) 2 4) (CuOH) 2 CO 3
19. 질소 분위기에서 마그네슘을 가열하는 경우:
1) 반응이 일어나지 않는다 2) 질화마그네슘이 형성된다
3) 아질산마그네슘이 형성됨 4) 질산마그네슘이 형성됨
20. 상온에서 마그네슘상호작용하지 않는다와 함께:
물
B) 알칼리 용액
B) 희석된 H 2 SO 4 및 HNO 3
D) 농축된 H 2 SO 4 및 HNO 3
D) 황
답변:
21. 실온에서 크롬은 다음과 반응합니다.
A) HCl(희석) B) H 2 OC) H 2 SO 4(희석) D) N 2 E) H 2
답변: ____________________. (해당 문자를 알파벳순으로 쓰세요.)
22. KI 수용액의 전기분해 중형성되지 않음:
1) K 2) KOH 3) H 2 4) I 2
23. 수용액과 용융물의 전기분해 중에 동일한 생성물이 형성되는 물질은 다음과 같습니다.
공식:
1) CuCl 2 2) KBr 3) NaOH 4) NaCl
24. 수용액을 전기분해하는 동안 음극과 양극에서 기체 물질이 방출됩니다.
1) AgNO 3 2) KNO 3 3) CuCl 2 4) HgCl 2
25. Cr용액을 전기분해하는 동안 2 (SO4) 3 음극에서는 다음이 방출됩니다.
1) 산소 2) 수소 및 크롬 3) 크롬 4) 산소 및 크롬 26. 두 개의 불활성 전극을 동일한 농도의 염 수용액 혼합물이 들어있는 유리에 담겼습니다.
Cium AgNO 3, Cu(NO 3) 2, Hg(NO 3) 2, NaNO 3 . 전기분해 중에 환원되는 첫 번째 입자는 다음과 같습니다.
1) Hg +2 2) Ag + 3) Cu +2 4) H2O
27. Ni(NO)의 묽은 수용액을 전기분해하는 동안 3 ) 2 음극에서는 다음이 방출됩니다.
1) Ni 2) O 2 3) Ni 및 H 2 4) H 2 및 O 2
28. 수용액에 전류를 흘려주면 전해조에 질산이 축적된다.
1) 질산칼륨 2) 질산알루미늄 3) 질산마그네슘 4) 질산구리
29. 소금 수용액을 전기분해하는 동안 산소가 방출됩니다.
30. 질산은 수용액을 전기 분해하는 동안 음극에는 다음이 형성됩니다.
1) Ag 2) NO 2 3) NO 4) H 2
31. 칼슘은 산업계에서 얻습니다.
1) CaCl 용액의 전기분해 2 2) CaCl 용융물의 전기 분해 2
3) Ca(OH) 용액의 전기분해 2 4) 염 수용액에 대한보다 활성적인 금속의 효과
32. 음극에서 요오드화나트륨 용액을 전기분해하는 동안 용액의 리트머스 색은 다음과 같습니다.
1) 빨간색 2) 파란색 3) 보라색 4) 노란색
33. 양극에서 질산칼륨 수용액을 전기분해하는 동안 다음이 방출됩니다.
1) O 2 2) NO 2 3) N 2 4) H 2
34. 수용액의 전기 분해 중에 수소가 형성됩니다.
1) CaCl 2 2) CuSO 4 3) Hg(NO 3 ) 2 4) AgNO 3
35. 리튬이 물과 상호작용하면 수소가 형성되고:
1) 산화물 2) 과산화물 3) 수소화물 4) 수산화물
36. 금속 특성이 가장 덜 두드러지는 경우는 다음과 같습니다.
1) 나트륨 2) 마그네슘 3) 칼슘 4) 알루미늄
37. 알칼리 금속에 관한 다음 설명은 사실입니까?
ㅏ. 모든 화합물의 산화 상태는 +1입니다.
비. 비금속의 경우 이온 결합을 갖는 화합물을 형성합니다.
1) A만이 참이다 2) B만이 참이다
3) 두 판단이 모두 옳다 4) 두 판단이 모두 틀렸다
38. 실온에서 크롬은 다음과 반응합니다.
1) H 2 SO 4 (용액) 2) H 2 O 3) N 2 4) O 2
39. 크롬이 염산과 반응하면 다음이 형성됩니다.
1) CrCl 2 및 H 2 2) CrCl 3 및 H 2 O 3) CrCl 2 및 H 2 O 4) CrCl 3 및 H 2
40. 구리 상호작용하지 않는다와 함께:
1) 희석된 HNO 3 2) 농축된 HNO 3
3) 묽은 HCl 4) 농축된 H 2 SO 4
41. 어떤 금속옮겨지지 않는다 묽은황산에서 수소를?
1) 철 2) 크롬 3) 구리 4) 아연
42. 물과 가장 격렬하게 반응합니다.
1) Al 2) Mg 3) Ca 4) K
43. 정상적인 조건에서 다음은 물과 반응합니다.
1) Mg 2) Ca 3) Pb 4) Zn
44. 칼슘과 물의 반응의 결과로 다음이 형성됩니다.
1) CaO 및 H 2 2) Ca(OH) 2 및 H 2 3) CaH 2 및 O 2 4) Ca(OH) 2 및 O 2
45. 화학반응다음 사이에는 발생하지 않습니다.
1) Zn 및 HCl 2) Al 및 HCl 3) Mg 및 H 2 SO 4 (희석) 4) Ag 및 H 2 SO 4 (희석)
46. 염산다음과 같이 반응합니다:
1) 구리 2) 아연 3) Ag 4) Hg
47. 알루미늄의 경우 정상적인 조건에서 다음과 상호 작용합니다.
A) HgCl 2 B) CaO C) CuSO 4 D) HNO 3 (농축) E) Na 2 SO 4 E) Fe 3 O 4
답변: ____________________. (해당 문자를 알파벳순으로 쓰세요.)
48. 출발 물질과 산화환원 반응 생성물 사이의 일치성을 확립하십시오.
출발 물질 반응 생성물
1) Fe + Cl 2 → A) FeSO 4 + H 2
2) Fe + HCl → B) Fe 2 (SO 4 ) 3 + H 2
3) Fe + H 2 SO 4 (희석) → B) Fe 2 (SO 4 ) 3 + SO 2 + H 2 O
4) Fe + H 2 SO 4 (농축) → G) FeCl 2 + H 2
D) FeCl3 + H2
마) FeCl3
49. 음극과 양극에서 일어나는 반응식과 물의 전기분해에 대한 일반식을 쓰시오.
불활성 전극 위의 황산구리(II) 용액.
50. 음극과 양극에서 일어나는 반응식과 수용액 전기분해의 일반식을 쓰시오.
불활성 전극의 염화바륨.
51. 음극과 양극에서 일어나는 반응식과 수용액 전기분해의 일반식을 쓰시오.
불활성 전극의 요오드화칼륨.
52. 음극과 양극에서 일어나는 반응식과 수용액 전기분해의 일반식을 쓰시오.
불활성 전극의 황산.
53. 음극과 양극에서 일어나는 반응식과 수용액 전기분해의 일반식을 쓰시오.
불활성 전극의 브롬화 리튬.
54. 정상적인 조건에서 칼슘은 다음과 반응합니다.
1) 산소 2) 탄소 3) 황 4) 질소
55. 음극과 양극에서 일어나는 반응식과 수용액 전기분해의 일반식을 쓰시오.
불활성 전극의 질산칼륨.
56. 음극과 양극에서 일어나는 반응식과 수용액 전기분해의 일반식을 쓰시오.
불활성 전극의 황산나트륨.
57. 상온에서 구리는 다음과 반응합니다.
1) 물 2) 산소 3) 염산 4) 질산
58. 음극과 양극에서 일어나는 반응식과 수용액 전기분해의 일반식을 쓰시오.
불활성 전극의 수산화칼륨.
59. 묽은 황산에 용해됨:
1) 구리 2) 아연 3) Ag 4) Au
60. 음극과 양극에서 일어나는 반응식과 수용액 전기분해의 일반식을 쓰시오.
불활성 전극의 질산.
61. 가열되면 구리는 다음과 반응합니다.
1) 수소 2) 황화수소산
