Положение в периодической системе и физические свойства

Металлы являются в основном s-, d-, f- и частью p-элементов (ниже диагонали бор-астат). На их внешних энергетических уровнях мало электронов. Благодаря металлической связи они обладают высокой электро- и теплопроводностью, пластичностью, металлическим блеском.

Химические свойства

В химических реакциях металлы всегда выступают как восстановители, отдавая электроны и превращаясь в положительные ионы (катионы). Они реагируют с неметаллами, водой, кислотами и солями. Согласно ряду активности (ряду напряжений), металлы, стоящие до водорода, вытесняют его из кислот (кроме $\mathrm{HNO_3}$ и концентрированной $\mathrm{H_2SO_4}$ ).

Получение и коррозия

Для получения металлов из руд используют пирометаллургию (восстановление углеродом, угарным газом, водородом, алюминием), гидрометаллургию и электрометаллургию. Коррозия — это разрушение металлов под воздействием окружающей среды. Для защиты от нее используют покрытия или ингибиторы.

Запомните

Металлы всегда являются восстановителями и имеют только положительные степени окисления в соединениях.
Металл, стоящий в ряду активности левее, вытесняет металл, стоящий правее, из раствора его соли (кроме щелочных и щелочноземельных металлов, которые реагируют с водой).
Алюминотермия — метод получения металлов путем восстановления их из оксидов с помощью алюминия.
Коррозия бывает химической (в газах, неэлектролитах) и электрохимической (в растворах электролитов).

Разобранные примеры

Пример 1
Сколько граммов оксида кальция образуется при сгорании 20 граммов кальция в кислороде? ( $A_r(Ca)=40, A_r(O)=16$ )
Решение
1. Уравнение реакции: $\mathrm{2Ca+O_2\to 2CaO}$ .
2. Молярные массы: $M(Ca)=40$ г/моль, $M(CaO)=40+16=56$ г/моль.
3. Составим пропорцию: из $2 \cdot 40$ г Ca образуется $2 \cdot 56$ г CaO, а из 20 г Ca — $x$ г CaO.
4. $x = \frac{20 \cdot 112}{80} = 28$ г. Ответ: 28 г.
Пример 2
Какие из следующих реакций возможны? 1) $\mathrm{Fe+CuSO_4\to}$ ; 2) $\mathrm{Cu+ZnCl_2\to}$ ; 3) $\mathrm{Zn+2HCl\to}$ ; 4) $\mathrm{Ag+H_2SO_4(разб.)\to}$ .
Решение
Смотрим на ряд активности металлов.
1. $\mathrm{Fe}$ активнее, чем Cu, поэтому вытесняет медь из раствора её соли. Реакция идет.
2. $\mathrm{Cu}$ менее активна, чем Zn, реакция не идет.
3. $\mathrm{Zn}$ стоит до водорода, поэтому вытесняет водород из кислоты. Реакция идет.
4. $\mathrm{Ag}$ стоит после водорода, с разбавленной кислотой не реагирует. Ответ: 1 и 3.

Проверьте себя

Сначала решите сами, потом откройте ответ.

Как называется процесс получения металлов из их оксидов при высокой температуре с использованием угля (углерода) в качестве восстановителя?
1. Пирометаллургия
2. Гидрометаллургия
3. Электрометаллургия
4. Алюминотермия
5. Гальваника
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: A Пирометаллургия
Восстановление металлов из руд при высоких температурах с помощью таких восстановителей, как $\mathrm{C}$ , $\mathrm{CO}$ , $\mathrm{H_2}$ , относится к пирометаллургии.
Какой металл не вытесняет водород при взаимодействии с разбавленной серной кислотой?
1. Цинк
2. Железо
3. Магний
4. Медь
5. Алюминий
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: D Медь
Медь (Cu) находится в ряду активности после водорода и не может вытеснить его из разбавленных кислот. Остальные металлы стоят до водорода.
Как называется разрушение металлов в среде неэлектролитов или под воздействием сухих газов при высокой температуре?
1. Электрохимическая коррозия
2. Химическая коррозия
3. Электролиз
4. Гидролиз
5. Пассивация
Показать ответСкрыть ответ
Правильный ответ: B Химическая коррозия
Разрушение металла без возникновения электрического тока (например, в сухих газах при высокой температуре) называется химической коррозией.

Типичные ошибки

Считать, что все металлы вытесняют водород из любых кислот (металлы после водорода его не вытесняют, а концентрированные азотная и серная кислоты реагируют по-другому).
Думать, что активные металлы (Na, K, Ca) могут вытеснить менее активные из их водных растворов солей (на самом деле они сначала реагируют с водой, образуя щелочь).

Всё ещё не до конца понятно?

Объяснит тему голосом, как на уроке, запишет всё на доске и проверит вопросами.

Изучить с Живым репетитором Решить задачу по фото