Metallide pigerida, metallide keemilised ja füüsikalised omadused (0)

METALLID
Metallid on : Berüllium, Magneesium, Alumiinium , Skandium, Titaan , Vanaadium, Kroom , Mangaan , Raud, Koobalt, Nikkel , Vask, Tsink , Gallium, Ütrium, Tsirkoonium, Nioobium , Molübdeen, Tehneetsium, Ruteenium , Roodium, Pallaadium , Hõbe, Kaadmium, Indium , Tina, Hafnium, Tantaal, Volfram , Reenium, Osmium , Iriidium, Plaatina , Kuld , Elavhõbe, Tallium, Plii, Vismut, Poloonium , Rutherfordium, Dubnium, Seaborgium, Bohrium , Hassium, Meitneerium , Darmstadtium ja Röntgeenium.
Poolmetallid on : Germaanium , Arseen, Antimon , Telluur ja Astaat .
Leelismetallid on : Liitium , Naatrium , Kaalium , Rubiidium, Tseesium ja Frantsium.
Leelismuldmetallid on : Kaltsium, Strontsium , Baarium ja Raadium .
Sulamistemperatuur – metallidel on väga erinevad sulamis temperatuurid.
Madalaima sulamistemperatuuriga metall on elavhõbe (-39ºC). Naatrium sulab 98ºC juures, tina sulamistemperatuur on 232ºC. Zn - 420ºC, Al - 660ºC, Cu - 1085ºC, Fe - 1538ºC, W - 3422ºC.
Metallide füüsikalised omadused:
• Sarnased:
tahked , läikivad, hea soojusjuhtivusega, hea elektrijuhtivusega, enamus on palstilised, hõbehalli värvi
(va. Kuld, vask).
• Erinevad:
sulamistemperatuurid, tihedus, kõvadus ( pehmed : plii, kuld, naatrium)
• Mustmetallid – raud ja tema sulamid , töötlemata olekus kaetud musta oksiidi kihiga .
Asend perioodilisussüsteemis:
Metallid asuvad perioodide alguses ja rühmade lõpus.
Elektronide arv väliskihil:
1-3 põhiliselt.
Elektronide loovutamine ja liitmine :
loovutavad kergesti elektrone:
Me - ne => M n+
Võivad loovutada ka eelviimase kihi elektrone rühmanumbri järgi. Praktiliselt elektronide liitmist ei ole,
tekivad alati positiivsed ioonid .
2. Keemilised omadused:
1. Metallide reageerimine lihtainetega (mittemetallidega)
• Metallid reageerivad enamiku mittemetallidega kuumutamisel, sealjuures moodustuvad nn binaarsed
ühendid, mille nime lõpus on alati -iid.
O – oksiid , N – nitriid, Cl – kloriid , C – carbiid.
• Aktiivsemate mittemetallidega (Cl) reageerivad kõik metallid, hapniku ja väävliga ei reageeri mõned
metallid (pingerea lõpus), neid nim väärismetallideks.
• Aktiivsemad metallid võivad põleda hapnikus ja klooris.
• Võrrandid:
Mg+O2 => 2MgO; 2Al + 3S = Al2S3
• Need protsessid on redoksreaktsioonid ( ainete o.-a muutub)
• Metallide reageerimisel mittemetallidega metall oksüdeerub ja mittemetall redutseerub.
• Eksotermiline reaktsioon – ühinemisreaktsioon, eraldub soojus .
• Endotermiline reaktsioon – lagunemisreaktsioon , neeldub soojus.
3. Reageerimine veega, hapete lahustega ja leelistega:
1. IA rühma metallid (leelismetallid):
Reageerimisel veega tekivad vees hästi lahustuvad tugevad alused – leelised , sest leelismetallid tugevate
redutseerijatena on võimelised veest välja tõrjuma vesinikku.
2Na + 2H2O => 2NaOH + H2
Hapete lahustega reageerivad nad veel aktiivsemalt kui veega, aktiivsemate leelismetallide korral võib
toimuda plahvatus .
2. IIA rühma metallid:
Veega reageerivad aktiivsemalt ka IIA rühma metallid:
Ca + 2H20 => Ca(OH)2 +H2
Veest tõrjutakse välja vesinik ja moodustub vastav hüdroksiid. Reaktsioon kulg on vähem aktiivsem kui
leelismetallidel, sest väliskihi elektronid on tugevamani tuumaga seotud. Alates Ca allapoole jäävate
metallide omadused on sarnased ja neid nim. Leelismuldmetallid. Reaktsiooni käigus tekkinud leelised on
vees palju vähem lahustuvad kui leelismetallide puhul. Reageerimine hapete lahustega on aktiivsem kui
reageerimine veega:
Mg + 2HCl => MgCl2 + H2
3. P-metallid ja siirdemetallid :
Ei reageeri aktiivselt veega, osa neist (Al, Zn, Fe) võivad kõrgel temperatuuril reageerida veeauruga,
tõrjudes välja vesiniku, tekib vastava metalli oksiid:
3Fe + 4H20 => Fe304 + 4H2
Väheaktiivsed metallid ei tõrju veest vesinikku välja ka kõrgel temperatuuril (nt Ni, Pb, Cu, Ag)
Tekkinud hüdroksiid ja oksiidid on vees raskesti lahustuvad
Paljud p-metallid ja siirdemetallid reageerivad hapete lahustega, tekib vastava metalli sool:
Ni + 2HCl => NiCl2 + H2
Väärismetallid ja vask ei tõrju hapetest välja vesinikku.
4. Reageerimine leeliste lahustega:
Leelistega reageerivad vaid üksikud metallid, mille oksiidid ja hüdroksiidid on amforteersed, Nendest
tuntumad on Al, Zn. Sealjuures tekib kummalise koostisega sool, mis meenutab valemilt alust. Koosneb
kahest metallis ja OH rühmast. Läheainena võtab osa lisaks vesi:
2Al + 2NaOH +6H20 => 2Na[Al(OH)4] + 3H2
Metallide reageerimine sooladega:
Reaktsioon toimud, kui reageeriv metall on aktiivsem kui soola koostises olev metall.
4. Metallide pingerida:
1. Kõige vasakul asuvad kõige aktiivsemad metallid, nad tõrjuvad hapete lahustest ja veest vesiniku välja.
(Li – Mg)
2. Nendele järgnevad kesmise aktiivsusega metallid, mis reageerivad aktiivselt hapete lahustega, kuid veega
praktiliselt ei reageeri, on võimelised vesiniku võlja tõrjuma vaid kuumutades veeaurust, tekib vastava
metalli oksiid. (Al – Fe)
3. Edasi asuvad pingereas väheaktiivsed metallid, millest osa asuvad vesinikust vasakul, osa (sh
väärsimetallid) aga paremal. Need metallid ei raegeeri üldse veega, vesinikust vasakul asuvad on
võimelised hapete lahustest välja tõrjuma vesinikku. (Ni – Au)
Asukoht pingereas näitab ka metallid võimet tõrjuda teisi metalle nende ühenditest välja, aktiivsemad
tõrjuvad välja vähemaktiivsemaid.
Fe + CuSO4 => Cu + FeSO4.
5. Metallide korrosioon :
1. Mõiste:
Korrosiooniks nim metallide keemilist hävinemist väliskeskonna toimel. See on mistahes reaktsioon teise
ainega.
2. Kajulikkus:
Igal aastal hävineb umbes ¼ samal aastal toodetud metallesemetest.
3. Keemiline korrosioon:
kuivade gaasiliste ainete reageerimine metallidega, metalli molekulid reageerivad oksüdeerivate ainete
molekulidega otseselt.
4. Elektrokeemiline korrosioon:
Redoksreaktsioonid toimuvad metalli pinnal olevas elektrolüüdi lahuses, toimub kaks reaktsiooni:
1. metalli aatomite oksüdeerumine
2. oksüdeerija tarvitab ära vabanenud elektronid.
Summaarselt toimub reaktsioon:
4Fe + 302 + nH20 => 2Fe203*nH20
Mittehappelise lahuse puhul on oksüdeerijaks hapnik, happelise puhul vesinikioonid (sest neid on lahuses
rohkem kui hapnikku)
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2
6. Korrosiooni tõrje:
1. Metalli isoleerimine väliskeskonnast ( Alumiiniumi kattumine oksiidi kihiga mis väldib edasist
oksüdeerumist, värvimine, lakkimine , emailimine)
2. Metalli katmine teise metalli kihiga (tsinkimine, kroomimine , tinatamine)
3. elektrokeemiline kaitse – kaitstav seade ühendatakse juhtmega aktiivsemast metallist raudplaadiga,
aktiivsem metall oksüdeerub ja müüda juhet liiguvad vabanenud elektronid kaitstavale seadmele, millel
kulgeb redutseerumisreaktsioon. Kaitse mõjub kuni protektori täieliku oksüdeerumiseni.