Химические свойства металлов Править На внешнем электронном уровне у большинства металлов небольшое количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве реакций выступают как восстановители (то есть «отдают» свои электроны)
Реакции с простыми веществами
С кислородом реагируют все металлы, кроме золота и платиновых металлов. Реакция с серебром происходит при высоких температурах, но оксид серебра(II) практически не образуется, так как он термически неустойчив. В зависимости от металла на выходе могут оказаться оксиды, пероксиды, надпероксиды: 4 L i + O 2 = 2 L i 2 O {\displaystyle {\mathsf {4Li+O_{2}=2Li_{2}O}}} {\mathsf {4Li+O_{2}=2Li_{2}O}} оксид лития 2 N a + O 2 = N a 2 O 2 {\displaystyle {\mathsf {2Na+O_{2}=Na_{2}O_{2 {\mathsf {2Na+O_{2}=Na_{2}O_{2}}} пероксид натрия K + O 2 = K O 2 {\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}=KO_{2 {\mathsf {K+O_{2}=KO_{2}}} надпероксид калия Чтобы получить из пероксида оксид, пероксид восстанавливают металлом:
N a 2 O 2 + 2 N a = 2 N a 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}O_{2}+2Na=2Na_{2}O}}} {\mathsf {Na_{2}O_{2}+2Na=2Na_{2}O}} Со средними и малоактивными металлами реакция происходит при нагревании:
3 F e + 2 O 2 = F e 3 O 4 {\displaystyle {\mathsf {3Fe+2O_{2}=Fe_{3}O_{4 {\mathsf {3Fe+2O_{2}=Fe_{3}O_{4}}} 2 H g + O 2 = 2 H g O {\displaystyle {\mathsf {2Hg+O_{2}=2HgO}}} {\mathsf {2Hg+O_{2}=2HgO}} 2 C u + O 2 = 2 C u O {\displaystyle {\mathsf {2Cu+O_{2}=2CuO}}} {\mathsf {2Cu+O_{2}=2CuO}} С азотом реагируют только самые активные металлы, при комнатной температуре взаимодействует только литий, образуя нитриды: 6 L i + N 2 = 2 L i 3 N {\displaystyle {\mathsf {6Li+N_{2}=2Li_{3}N}}} {\mathsf {6Li+N_{2}=2Li_{3}N}} При нагревании:
2 A l + N 2 = 2 A l N {\displaystyle {\mathsf {2Al+N_{2}=2AlN}}} {\mathsf {2Al+N_{2}=2AlN}} 3 C a + N 2 = C a 3 N 2 {\displaystyle {\mathsf {3Ca+N_{2}=Ca_{3}N_{2 {\mathsf {3Ca+N_{2}=Ca_{3}N_{2}}} С серой реагируют все металлы, кроме золота и платины: Железо взаимодействует с серой при нагревании, образуя сульфид:
F e + S = F e S {\displaystyle {\mathsf {Fe+S=FeS}}} {\mathsf {Fe+S=FeS}} С водородом реагируют только самые активные металлы, то есть металлы IA и IIA групп, кроме Be. Реакции осуществляются при нагревании, при этом образуются гидриды. В реакциях металл выступает как восстановитель, степень окисления водорода −1: 2 N a + H 2 = 2 N a H {\displaystyle {\mathsf {2Na+H_{2}=2NaH}}} {\mathsf {2Na+H_{2}=2NaH}} M g + H 2 = M g H 2 {\displaystyle {\mathsf {Mg+H_{2}=MgH_{2 {\mathsf {Mg+H_{2}=MgH_{2}}} С углеродом реагируют только наиболее активные металлы. При этом образуются ацетилениды или метаниды. Ацетилениды при взаимодействии с водой дают ацетилен, метаниды — метан.
Найбільш масштабним і значним є хімічне забруднення середовища невластивими їй речовинами хімічної природи. Серед них - газоподібні й аерозольні забруднювачі промислово-побутового походження. Людина забруднює атмосферу вже тисячоліттями, однак, наслідки застосування вогню, яким вона користувалась весь цей період, були незначні. Доводилося миритися з тим, що дим заважав диханню і що сажа лягала чорним покривом на стелі і стіни житла. Одержуване тепло було для людини важливіше, ніж чисте повітря і не закопчені стіни печери. Це початкове забруднення повітря не представляло проблеми, тому що люди жили тоді невеликими групами, займаючи незмірно велике недоторкане природне середовище. І навіть значне зосередження людей на порівняно невеликій території, як це було в класичній стародавності, не супроводжувалося ще серйозними наслідками.
Так було аж до початку дев'ятнадцятого століття. Лише за останні сто років розвиток промисловості "обдарував" нас такими виробничими процесами, наслідки яких людина спочатку ще не могла собі уявити.
В основному існують три основних джерела забруднення атмосфери: промисловість, побутові котельні, транспорт. Частка кожного з цих джерел у загальному забрудненні повітря сильно розрізняється в залежності від місця. Зараз загальновизнано, що найбільш сильно забруднює повітря промислове виробництво. Джерела забруднень - теплоелектростанції, що разом з димом викидають у повітря сірчистий і вуглекислий гази; металургійні підприємства, особливо кольорової металургії, що викидають у повітря оксиди азоту, сірководень, хлор, фтор, аміак, з'єднання фосфору, частки і з'єднання ртуті і миш'яку; хімічні і цементні заводи. Шкідливі гази потрапляють у повітря в результаті спалювання палива для потреб промисловості, опалення житла, роботи транспорту, спалювання і переробки побутових і промислових відходів. Атмосферні забруднення розділяють на первинні, що надходять безпосередньо в атмосферу, і вторинні, що є результатом перетворення останніх. Так, сірчистий газ, що надходить в атмосферу, окислюється до сірчаного ангідриду, який взаємодіє з парами води й утворює крапельки сірчаної кислоти. При взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком утворюються кристали сульфату амонію. Подібним чином, у результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами і компонентами атмосфери утворюються інші побічні ознаки. Основним джерелом пірогенного забруднення на планеті є теплові електростанції, металургійні і хімічні підприємства, котельні установки, що споживають більше 70% твердого і рідкого палива, яке добувається щорічно. Основними шкідливими домішками пірогенного походження є наступні.
На внешнем электронном уровне у большинства металлов небольшое количество электронов (1-3), поэтому они в большинстве реакций выступают как восстановители (то есть «отдают» свои электроны)
Реакции с простыми веществами
С кислородом реагируют все металлы, кроме золота и платиновых металлов. Реакция с серебром происходит при высоких температурах, но оксид серебра(II) практически не образуется, так как он термически неустойчив. В зависимости от металла на выходе могут оказаться оксиды, пероксиды, надпероксиды:
4 L i + O 2 = 2 L i 2 O {\displaystyle {\mathsf {4Li+O_{2}=2Li_{2}O}}} {\mathsf {4Li+O_{2}=2Li_{2}O}} оксид лития
2 N a + O 2 = N a 2 O 2 {\displaystyle {\mathsf {2Na+O_{2}=Na_{2}O_{2 {\mathsf {2Na+O_{2}=Na_{2}O_{2}}} пероксид натрия
K + O 2 = K O 2 {\displaystyle {\mathsf {K+O_{2}=KO_{2 {\mathsf {K+O_{2}=KO_{2}}} надпероксид калия
Чтобы получить из пероксида оксид, пероксид восстанавливают металлом:
N a 2 O 2 + 2 N a = 2 N a 2 O {\displaystyle {\mathsf {Na_{2}O_{2}+2Na=2Na_{2}O}}} {\mathsf {Na_{2}O_{2}+2Na=2Na_{2}O}}
Со средними и малоактивными металлами реакция происходит при нагревании:
3 F e + 2 O 2 = F e 3 O 4 {\displaystyle {\mathsf {3Fe+2O_{2}=Fe_{3}O_{4 {\mathsf {3Fe+2O_{2}=Fe_{3}O_{4}}}
2 H g + O 2 = 2 H g O {\displaystyle {\mathsf {2Hg+O_{2}=2HgO}}} {\mathsf {2Hg+O_{2}=2HgO}}
2 C u + O 2 = 2 C u O {\displaystyle {\mathsf {2Cu+O_{2}=2CuO}}} {\mathsf {2Cu+O_{2}=2CuO}}
С азотом реагируют только самые активные металлы, при комнатной температуре взаимодействует только литий, образуя нитриды:
6 L i + N 2 = 2 L i 3 N {\displaystyle {\mathsf {6Li+N_{2}=2Li_{3}N}}} {\mathsf {6Li+N_{2}=2Li_{3}N}}
При нагревании:
2 A l + N 2 = 2 A l N {\displaystyle {\mathsf {2Al+N_{2}=2AlN}}} {\mathsf {2Al+N_{2}=2AlN}}
3 C a + N 2 = C a 3 N 2 {\displaystyle {\mathsf {3Ca+N_{2}=Ca_{3}N_{2 {\mathsf {3Ca+N_{2}=Ca_{3}N_{2}}}
С серой реагируют все металлы, кроме золота и платины:
Железо взаимодействует с серой при нагревании, образуя сульфид:
F e + S = F e S {\displaystyle {\mathsf {Fe+S=FeS}}} {\mathsf {Fe+S=FeS}}
С водородом реагируют только самые активные металлы, то есть металлы IA и IIA групп, кроме Be. Реакции осуществляются при нагревании, при этом образуются гидриды. В реакциях металл выступает как восстановитель, степень окисления водорода −1:
2 N a + H 2 = 2 N a H {\displaystyle {\mathsf {2Na+H_{2}=2NaH}}} {\mathsf {2Na+H_{2}=2NaH}}
M g + H 2 = M g H 2 {\displaystyle {\mathsf {Mg+H_{2}=MgH_{2 {\mathsf {Mg+H_{2}=MgH_{2}}}
С углеродом реагируют только наиболее активные металлы. При этом образуются ацетилениды или метаниды. Ацетилениды при взаимодействии с водой дают ацетилен, метаниды — метан.
Найбільш масштабним і значним є хімічне забруднення середовища невластивими їй речовинами хімічної природи. Серед них - газоподібні й аерозольні забруднювачі промислово-побутового походження. Людина забруднює атмосферу вже тисячоліттями, однак, наслідки застосування вогню, яким вона користувалась весь цей період, були незначні. Доводилося миритися з тим, що дим заважав диханню і що сажа лягала чорним покривом на стелі і стіни житла. Одержуване тепло було для людини важливіше, ніж чисте повітря і не закопчені стіни печери. Це початкове забруднення повітря не представляло проблеми, тому що люди жили тоді невеликими групами, займаючи незмірно велике недоторкане природне середовище. І навіть значне зосередження людей на порівняно невеликій території, як це було в класичній стародавності, не супроводжувалося ще серйозними наслідками.
Так було аж до початку дев'ятнадцятого століття. Лише за останні сто років розвиток промисловості "обдарував" нас такими виробничими процесами, наслідки яких людина спочатку ще не могла собі уявити.
В основному існують три основних джерела забруднення атмосфери: промисловість, побутові котельні, транспорт. Частка кожного з цих джерел у загальному забрудненні повітря сильно розрізняється в залежності від місця. Зараз загальновизнано, що найбільш сильно забруднює повітря промислове виробництво. Джерела забруднень - теплоелектростанції, що разом з димом викидають у повітря сірчистий і вуглекислий гази; металургійні підприємства, особливо кольорової металургії, що викидають у повітря оксиди азоту, сірководень, хлор, фтор, аміак, з'єднання фосфору, частки і з'єднання ртуті і миш'яку; хімічні і цементні заводи. Шкідливі гази потрапляють у повітря в результаті спалювання палива для потреб промисловості, опалення житла, роботи транспорту, спалювання і переробки побутових і промислових відходів. Атмосферні забруднення розділяють на первинні, що надходять безпосередньо в атмосферу, і вторинні, що є результатом перетворення останніх. Так, сірчистий газ, що надходить в атмосферу, окислюється до сірчаного ангідриду, який взаємодіє з парами води й утворює крапельки сірчаної кислоти. При взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком утворюються кристали сульфату амонію. Подібним чином, у результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами і компонентами атмосфери утворюються інші побічні ознаки. Основним джерелом пірогенного забруднення на планеті є теплові електростанції, металургійні і хімічні підприємства, котельні установки, що споживають більше 70% твердого і рідкого палива, яке добувається щорічно. Основними шкідливими домішками пірогенного походження є наступні.
A) Оксид вуглецю.
Б) Сірчистий ангідрид.
B) Сірчаний ангідрид.
Г) Сірководень і сірковуглець.
Д) Окисли азоту.
Є) З'єднання фтору.
Ж) З'єднання хлору.