alumini kalimtar. Alumini - karakteristikat e përgjithshme të elementit, vetitë kimike

Karakteristikat e përgjithshme.

Koncepti i një elementi kalimtar zakonisht përdoret për t'iu referuar çdo elementi me valencë d- ose f-elektrone. Këta elementë zënë një pozicion kalimtar në tabelën periodike midis elementeve s elektropozitive dhe elementeve p elektronegative (shih § 2, 3).

d-Elementet quhen elementet kryesore të tranzicionit. Atomet e tyre karakterizohen nga ndërtimi i brendshëm i nënshtresave d. Fakti është se orbitalja s e shtresës së tyre të jashtme zakonisht mbushet përpara se të fillojë mbushja e orbitaleve d në shtresën e mëparshme elektronike. Kjo do të thotë që çdo elektron i ri i shtuar në shtresën elektronike të elementit d të ardhshëm, në përputhje me parimin e mbushjes (shih § 2), nuk bie në shtresën e jashtme, por në nënshtresën e brendshme që i paraprin. Vetitë kimike të këtyre elementeve përcaktohen nga pjesëmarrja e elektroneve në reaksionet e të dyja këtyre predhave.

d-Elementet formojnë tre seri tranzicioni - në periudhat e 4-të, 5-të dhe 6-të, respektivisht. Seria e parë kalimtare përfshin 10 elementë, nga skandiumi në zink. Karakterizohet nga zhvillimi i brendshëm -orbitalet (Tabela 15.1). Orbitalja mbushet më herët se orbitalja sepse ka më pak energji (shih rregullin e Klechkovsky, § 2).

Sidoqoftë, duhet të theksohen dy anomali. Kromi dhe bakri kanë vetëm një elektron secili në orbitalet e tyre. Kjo është për shkak se nënpredha të mbushura gjysmë ose të mbushura janë më të qëndrueshme se nëngrupet e mbushura pjesërisht.

Në atomin e kromit, secila prej pesë orbitaleve që formojnë nënshtresën ka një elektron. Një nënshell i tillë është gjysmë i mbushur. Në një atom bakri, secila prej pesë orbitaleve ka një palë elektrone. Një anomali e ngjashme vërehet te argjendi.

Objektivat e mësimit: konsideroni shpërndarjen e aluminit në natyrë, fizike dhe Vetitë kimike, si dhe vetitë e përbërjeve të formuara prej tij.

Përparim

2. Mësimi i materialit të ri. Alumini

Nëngrupi kryesor i grupit III të sistemit periodik është bor (B), alumin (Al), galium (Ga), indium (In) dhe talium (Tl).

Siç shihet nga të dhënat e mësipërme, të gjitha këto elemente janë zbuluar në shek.

Zbulimi i metaleve të nëngrupit kryesor III grupe

Bori është një jometal. Alumini është një metal kalimtar, ndërsa galiumi, indiumi dhe talium janë metale të plota. Kështu, me një rritje të rrezeve atomike të elementeve të secilit grup të sistemit periodik, vetitë metalike substanca të thjeshta intensifikohen.

Në këtë leksion, ne do të hedhim një vështrim më të afërt në vetitë e aluminit.

Shkarko:

Pamja paraprake:

INSTITUCIONI ARSIMOR BUXHETOR KOMUNAL

SHKOLLA E PËRGJITHSHME № 81

Alumini. Pozicioni i aluminit në sistemin periodik dhe struktura e atomit të tij. Gjetja në natyrë. Vetitë fizike dhe kimike të aluminit.

mësuese e kimisë

Shkolla e mesme MBOU №81

2013

Tema e mësimit: Alumini. Pozicioni i aluminit në sistemin periodik dhe struktura e atomit të tij. Gjetja në natyrë. Vetitë fizike dhe kimike të aluminit.

Objektivat e mësimit: Merrni parasysh shpërndarjen e aluminit në natyrë, vetitë e tij fizike dhe kimike, si dhe vetitë e përbërjeve që ai formon.

Përparim

1. Koha e organizimit mësim.

2. Mësimi i materialit të ri. Alumini

Nëngrupi kryesor i grupit III të sistemit periodik është bor (B),alumini (Al), galium (Ga), indium (In) dhe talium (Tl).

Siç shihet nga të dhënat e mësipërme, të gjitha këto elemente janë zbuluar në shek.

Zbulimi i metaleve të nëngrupit kryesor të grupit III

Bori është një jometal. Alumini është një metal kalimtar, ndërsa galiumi, indiumi dhe talium janë metale të plota. Kështu, me një rritje të rrezeve atomike të elementeve të secilit grup të sistemit periodik, vetitë metalike të substancave të thjeshta rriten.

Në këtë leksion, ne do të hedhim një vështrim më të afërt në vetitë e aluminit.

1. Pozicioni i aluminit në tabelën e D. I. Mendeleev. Struktura e atomit, gjendjet e oksidimit të treguara.

Elementi alumin ndodhet në grupin III, nëngrupi kryesor "A", periudha e 3-të e sistemit periodik, numri serial nr. 13, masa atomike relative Ar (Al) \u003d 27. Fqinji i tij në të majtë në tabelë është magnezi - një metal tipik, dhe në të djathtë - silic - tashmë një jometal . Prandaj, alumini duhet të shfaqë veti të një natyre të ndërmjetme dhe përbërjet e tij janë amfoterike.

Al +13) 2) 8) 3, p është një element,

Alumini shfaq një gjendje oksidimi prej +3 në përbërjet:

Al 0 - 3 e - → Al +3

2. Vetitë fizike

Alumini në formë të lirë është një metal i bardhë argjendi me përçueshmëri të lartë termike dhe elektrike. Pika e shkrirjes 650 O C. Alumini ka një densitet të ulët (2,7 g/cm 3 ) - rreth tre herë më pak se ai i hekurit ose bakrit, dhe në të njëjtën kohë është një metal i qëndrueshëm.

3. Të qenit në natyrë

Për sa i përket përhapjes në natyrë, ajo zëE para midis metaleve dhe e treta midis elementevei dyti vetëm pas oksigjenit dhe silikonit. Përqindja e përmbajtjes së aluminit në koren e tokës, sipas studiuesve të ndryshëm, varion nga 7,45 deri në 8,14% të masës së kores së tokës.

Në natyrë, alumini gjendet vetëm në komponime(minerale).

Disa prej tyre:

Boksite - Al 2 O 3 H 2 O (me papastërti SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)

Nephelines - KNa 3 4

Alunite - KAl(SO 4 ) 2 2Al(OH) 3

Alumini (përzierjet e kaolinës me rërën SiO 2 , gur gëlqeror CaCO 3 , magnezit MgCO 3 )

Korund - Al 2 O 3

Feldspat (ortoklas) - K 2 O × Al 2 O 3 × 6 SiO 2

Kaolinit - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O

Aluniti - (Na,K) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4 ) 3 × 4Al (OH) 3

Beril - 3BeO Al 2 O 3 6SiO 2

4. Vetitë kimike të aluminit dhe përbërjeve të tij

Alumini ndërvepron lehtësisht me oksigjenin në kushte normale dhe mbulohet me një film oksid (i jep një pamje mat).

Trashësia e tij është 0.00001 mm, por falë tij, alumini nuk gërryhet. Për të studiuar vetitë kimike të aluminit, filmi i oksidit hiqet. (Përdorimi i letrës zmerile, ose kimikisht: fillimisht ulja në një tretësirë ​​alkali për të hequr filmin e oksidit, dhe më pas në një tretësirë ​​të kripërave të merkurit për të formuar një aliazh alumini me merkur - amalgamë).

I. Ndërveprimi me substanca të thjeshta

Alumini tashmë në temperaturën e dhomës reagon në mënyrë aktive me të gjithë halogjenët, duke formuar halogjene. Kur nxehet, ai ndërvepron me squfur (200 °C), azot (800 °C), fosfor (500 °C) dhe karbon (2000 °C), me jod në prani të një katalizatori - uji:

2Al + 3S \u003d Al 2 S 3 (sulfid alumini),

2Al + N 2 = 2AlN (nitrit alumini),

Al + P = AlP (fosfid alumini),

4Al + 3C \u003d Al 4 C 3 (karabit alumini).

2 Al + 3 I 2 = 2 Ali 3 (jodur alumini)

Të gjitha këto komponime hidrolizohen plotësisht me formimin e hidroksidit të aluminit dhe, në përputhje me rrethanat, sulfurit të hidrogjenit, amoniakut, fosfinës dhe metanit:

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S

Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4

Në formë rroje ose pluhuri, digjet me shkëlqim në ajër, duke lëshuar një sasi të madhe nxehtësie:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 + 1676 kJ.

II. Ndërveprimi me substanca komplekse

Ndërveprimi me ujin:

2 Al + 6 H 2 O \u003d 2 Al (OH) 3 + 3 H 2

pa film oksid

Ndërveprimi me oksidet e metaleve:

Alumini është një agjent i mirë reduktues, pasi është një nga metalet aktive. Është në serinë e aktivitetit menjëherë pas metaleve alkaline tokësore. Kjo është arsyeja pserikthen metalet nga oksidet e tyre. Një reaksion i tillë - aluminotermia - përdoret për të marrë metale të rralla të pastra, si tungsteni, vanadiumi etj.

3 Fe 3 O 4 + 8 Al \u003d 4 Al 2 O 3 + 9 Fe + Q

Përzierja e termiteve Fe 3 O 4 dhe Al (pluhur) - përdoret gjithashtu në saldimin me termit.

Cr 2 O 3 + 2Al \u003d 2Cr + Al 2 O 3

Ndërveprimi me acidet:

Me tretësirë ​​të acidit sulfurik: 2 Al + 3 H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3 H 2

Nuk reagon me sulfurik të përqendruar të ftohtë dhe azotik (pasivues). Prandaj, acidi nitrik transportohet në rezervuarë alumini. Kur nxehet, alumini është në gjendje të reduktojë këto acide pa lëshuar hidrogjen:

2Al + 6H 2 SO 4 (konc) \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O,

Al + 6HNO 3 (konc) \u003d Al (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O.

Ndërveprimi me alkalet.

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O \u003d 2 NaAl (OH) 4 + 3 H 2

Na [Al (OH) 4] - tetrahidroksoaluminat natriumi

Me sugjerimin e kimistit Gorbov, gjatë Luftës Ruso-Japoneze, ky reagim u përdor për të prodhuar hidrogjen për balona.

Me solucione kripe:

2Al + 3CuSO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3Cu

Nëse sipërfaqja e aluminit fërkohet me kripë merkuri, atëherë ndodh reagimi i mëposhtëm:

2Al + 3HgCl 2 = 2AlCl 3 + 3Hg

Merkuri i lëshuar shpërndan aluminin, duke formuar një amalgamë.

5. Zbatimi i aluminit dhe komponimeve të tij

Vetitë fizike dhe kimike të aluminit kanë çuar në përdorimin e tij të gjerë në teknologji.Industria e aviacionit është një konsumator kryesor i aluminit.: 2/3 e avionit është prej alumini dhe lidhjeve të tij. Një avion i bërë prej çeliku do të ishte shumë i rëndë dhe mund të transportonte shumë më pak pasagjerë.Prandaj, alumini quhet metal me krahë.Kabllot dhe telat janë bërë nga alumini: me të njëjtën përçueshmëri elektrike, masa e tyre është 2 herë më e vogël se produktet përkatëse të bakrit.

Duke marrë parasysh rezistencën ndaj korrozionit të aluminit, aiprodhimi i pjesëve të aparateve dhe kontejnerëve për acidin nitrik. Pluhuri i aluminit është baza në prodhimin e bojës argjendi për të mbrojtur produktet e hekurit nga korrozioni, si dhe për të reflektuar rrezet e nxehtësisë, bojë e tillë përdoret për të mbuluar objektet e depozitimit të vajit dhe kostumet e zjarrfikësve.

Oksidi i aluminit përdoret për prodhimin e aluminit dhe gjithashtu si material zjarrdurues.

Hidroksidi i aluminit është përbërësi kryesor i barnave të njohura Maalox, Almagel, të cilët ulin aciditetin e lëngut gastrik.

Kripërat e aluminit janë shumë të hidrolizuara. Kjo pronë përdoret në procesin e pastrimit të ujit. Sulfati i aluminit shtohet në ujin e pastruar dhe një sasi të vogël të gëlqere e shuar për të neutralizuar acidin që rezulton. Si rezultat, lëshohet një precipitat vëllimor i hidroksidit të aluminit, i cili, duke u vendosur, merr me vete grimca të pezulluara të turbullirës dhe baktereve.

Kështu, sulfati i aluminit është një koagulant.

6. Marrja e aluminit

1) Metoda moderne me kosto efektive për prodhimin e aluminit u shpik nga American Hall dhe francezi Héroux në 1886. Ai konsiston në elektrolizën e një tretësire të oksidit të aluminit në kriolitin e shkrirë. Krioliti i shkrirë Na 3 AlF 6 shkrin Al 2 O 3, si uji e tret sheqerin. Elektroliza e një "tretësire" të oksidit të aluminit në kriolitin e shkrirë vazhdon sikur krioliti të ishte vetëm një tretës, dhe oksidi i aluminit të ishte një elektrolit.

2Al 2 O 3 rrymë elektrike → 4Al + 3O 2

Në Enciklopedinë angleze për djem dhe vajza, një artikull për aluminin fillon me fjalët e mëposhtme: "Më 23 shkurt 1886, filloi një epokë e re metalike në historinë e qytetërimit - epoka e aluminit. Në këtë ditë, Charles Hall, një kimist 22-vjeçar, u shfaq në laboratorin e tij të parë të mësuesit me një duzinë topa të vegjël alumini të bardhë argjendi në dorë dhe me lajmin se kishte gjetur një mënyrë për të prodhuar këtë metal. lirë dhe në sasi të mëdha. Kështu Hall u bë themeluesi i industrisë amerikane të aluminit dhe një hero kombëtar anglo-sakson, si një njeri që bëri një biznes të madh nga shkenca.

2) 2Al 2 O 3 + 3 C \u003d 4 Al + 3 CO 2

KJO ESHTE INTERESANTE:

• Alumini metalik u izolua për herë të parë në 1825 nga fizikani danez Hans Christian Oersted. Duke kaluar klorin e gaztë përmes një shtrese alumini të nxehtë të përzier me qymyr, Oersted izoloi klorurin e aluminit pa as gjurmën më të vogël të lagështirës. Për të rivendosur aluminin metalik, Oersted kishte nevojë të trajtonte klorurin e aluminit me amalgamë kaliumi. Pas 2 vitesh, kimisti gjerman Friedrich Wöller. Ai e përmirësoi metodën duke zëvendësuar amalgamën e kaliumit me kalium të pastër.
• Në shekujt 18 dhe 19, alumini ishte metali kryesor i bizhuterive. Në 1889, në Londër, D.I. Mendeleev iu dha një dhuratë e vlefshme për shërbimet e tij në zhvillimin e kimisë - peshore të bëra prej ari dhe alumini.
• Deri në vitin 1855, shkencëtari francez Saint-Clair Deville kishte zhvilluar një proces për prodhimin e metalit të aluminit në një shkallë industriale. Por metoda ishte shumë e shtrenjtë. Deville gëzonte patronazhin e veçantë të Napoleonit III, Perandorit të Francës. Në shenjë të përkushtimit dhe mirënjohjes së tij, Deville bëri për djalin e Napoleonit, princin e porsalindur, një zhurmë të gdhendur elegante - "produkti i parë i konsumit" prej alumini. Napoleoni madje synonte t'i pajiste rojet e tij me kurasa prej alumini, por çmimi ishte pengues. Asokohe 1 kg alumin kushtonte 1000 marka, d.m.th. 5 herë më i shtrenjtë se argjendi. Vetëm kur u shpik procesi elektrolitik, alumini u bë aq i vlefshëm sa metalet konvencionale.
• A e dini se alumini, duke hyrë në trupin e njeriut, shkakton çrregullim sistemi nervor. Me tepricën e tij, metabolizmi është i shqetësuar. Dhe agjentët mbrojtës janë vitamina C, kalciumi, komponimet e zinkut.
• Kur alumini digjet në oksigjen dhe fluor, lirohet shumë nxehtësi. Prandaj, përdoret si një shtesë për karburantin e raketave. Raketa Saturn djeg 36 ton pluhur alumini gjatë fluturimit të saj. Ideja e përdorimit të metaleve si një komponent i karburantit të raketave u propozua për herë të parë nga F.A. Zander.

3. Konsolidimi i materialit të studiuar

nr 1. Për të marrë alumin nga kloruri i aluminit, metali i kalciumit mund të përdoret si një agjent reduktues. Bëni një ekuacion për këtë reaksion kimik, karakterizoni këtë proces duke përdorur bilancin elektronik.
Mendoni! Pse nuk mund të kryhet ky reaksion në një tretësirë ​​ujore?

nr 2. Plotësoni ekuacionet e reaksioneve kimike:
Al+H 2 SO 4 (zgjidhje) ->
Al + CuCl 2 ->
Al + HNO 3 (konc) - t ->
Al + NaOH + H 2 O ->

nr 3. Zgjidhe problemin:
Një aliazh alumini-bakër u ekspozua ndaj një tepricë të tretësirës së koncentruar të hidroksidit të natriumit gjatë ngrohjes. Janë lëshuar 2.24 litra gaz (n.o.s.). Llogaritni përbërjen në përqindje të aliazhit nëse masa e saj totale ishte 10 g?

4. Detyrë shtëpie rrëshqitje 2

AL Elementi III (A) i grupit të tabelës D.I. Elementi Mendeleev me numër rendor 13, Elementi i tij i periudhës së 3-të I treti më i zakonshëm në koren e tokës, emri rrjedh nga lat. "Aluminis" - alum

Fizikani danez Hans Oersted (1777-1851) Për herë të parë, alumini u përftua prej tij në 1825 nga veprimi i amalgamit të kaliumit në klorurin e aluminit, i ndjekur nga distilimi i merkurit.

Prodhimi modern i aluminit Metoda moderne Fatura u zhvillua në mënyrë të pavarur nga amerikani Charles Hall dhe francezi Paul Héroux në 1886. Ai konsiston në shpërbërjen e aluminit në një shkrirje krioliti të ndjekur nga elektroliza duke përdorur koks të konsumueshëm ose elektroda grafiti.

Si student në Kolegjin Oberlin, ai mësoi se mund të pasuroheni dhe të merrni mirënjohjen e njerëzimit nëse shpikni një metodë për prodhimin e aluminit në shkallë industriale. Ashtu si një njeri i zotëruar, Charles kreu eksperimente në prodhimin e aluminit nga elektroliza e një shkrirjeje kriolit-alumini. Më 23 shkurt 1886, një vit pas diplomimit nga kolegji, Charles prodhoi aluminin e parë me elektrolizë. Hall Charles (1863 - 1914) inxhinier kimik amerikan

Paul Héroux (1863-1914) - Inxhinier kimik francez Në vitin 1889 ai hapi një fabrikë alumini në Fron (Francë), duke u bërë drejtor i saj, ai projektoi një furrë me hark elektrik për shkrirjen e çelikut, të quajtur pas tij; ai gjithashtu zhvilloi një metodë elektrolitike për prodhimin e lidhjeve të aluminit

8 Alumini 1. Nga historia e zbulimit Main Next Gjatë zbulimit të aluminit, metali ishte më i shtrenjtë se ari. Britanikët donin të nderonin kimistin e madh rus D.I. Mendeleev me një dhuratë të pasur, ata i dhanë një bilanc kimik, në të cilin një filxhan ishte prej ari, tjetri - prej alumini. Një filxhan prej alumini është bërë më i shtrenjtë se ari. "Argjendi nga balta" që rezulton interesoi jo vetëm shkencëtarët, por edhe industrialistët dhe madje edhe perandorin e Francës. Me tutje

9 Alumini 7. Përmbajtja në koren kryesore të tokës Më pas

Gjetja në natyrë Minerali më i rëndësishëm i aluminit sot është boksiti.Përbërësi kryesor kimik i boksitit është alumini (Al 2 O 3) (28 - 80%).

11 Alumini 4. Vetitë fizike Ngjyra - argjend-bardhë t pl. = 660 °C. t b.p. ≈ 2450 °C. Përçues elektrik, përçues termik Peshë e lehtë, dendësia ρ = 2,6989 g/cm 3 E butë, duktile. shtëpi tjetër

12 Alumini 7. Gjendet në natyrë Boksit – Al 2 O 3 Alumina – Al 2 O 3 kryesore Next

13 Alumini main Fut fjalët që mungojnë Alumini është një element i grupit III, nëngrupi kryesor. Ngarkesa e bërthamës së një atomi alumini është +13. Ka 13 protone në bërthamën e një atomi alumini. Në bërthamën e një atomi alumini ka 14 neutrone. Ka 13 elektrone në një atom alumini. Atomi i aluminit ka 3 nivele energjie. Predha elektronike ka një strukturë prej 2e, 8e, 3e. Në nivelin e jashtëm, ka 3 elektrone në një atom. Gjendja e oksidimit të një atomi në përbërje është +3. Substanca e thjeshtë alumini është një metal. Oksidi dhe hidroksidi i aluminit kanë natyrë amfoterike. Me tutje

14 Alumini 3 . Struktura e një lënde të thjeshtë Lidhja metalike - metalike Rrjetë kristalore - metalike, kryesore me fytyrë kub në qendër Më shumë

15 Alumini 2. Struktura elektronike 27 A l +13 0 2e 8e 3e P + = 13 n 0 = 14 e - = 13 1 s 2 2 s 2 2p 6 3s 2 3p 1 Regjistrim i shkurter elektronik 1 s 2 2 s 62 3s 2 3p 1 Renditja e plotësimit kryesore Next

Alumin \u003d 2AlCl 3 4Al + 3C \u003d Al 4 C 3 C jometale (me halogjene, me karbon) (Hiqni filmin e oksidit) 2 Al + 6 H 2 O \u003d 2Al (OH) 2 + H 2 C me ujë 2 Al + 6 HCl \u003d 2AlCl 3 + H 2 2Al + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + H 2 C acide dhe 2 Al + 6NaOH + 6H 2 O \u003d 2Na 3 [Al ) 6] + 3H 2 2Al + 2NaOH + 2H 2 O \u003d 2NaAlO 2 + 3H 2 C me alkale dhe 8Al + 3Fe 3 O 4 \u003d 4Al 2 O 3 + 9Fe 2Al 3 \u203 WO oksi d a m e t a l l

17 Alumini 8. Marrja e 1825 H. Oersted: AlCl 3 + 3K = 3KCl + Al: Elektroliza (t pl. = 2050 ° C): 2Al 2 O 3 = 4 Al + 3O 2 Elektroliza (ne shkrirjen e kriolitit Na 3 t pl ≈ 1000 ° С): 2Al 2 O 3 \u003d 4 Al + 3O 2 kryesore Tjetër

Video mësimi 1: Kimi inorganike. Metalet: alkali, toka alkaline, alumini

Video mësimi 2: metalet e tranzicionit

Ligjërata: Vetitë karakteristike kimike dhe prodhimi i substancave të thjeshta - metale: alkali, toka alkaline, alumini; elementet e tranzicionit (bakër, zink, krom, hekur)

Vetitë kimike të metaleve

Të gjitha metalet në reaksionet kimike manifestohen si agjentë reduktues. Ato ndahen lehtësisht me elektronet e valencës, duke u oksiduar në të njëjtën kohë. Kujtoni se sa më në të majtë të jetë një metal në serinë elektrokimike të tensionit, aq më i fortë është agjenti reduktues. Prandaj, më i forti është litiumi, më i dobëti është ari dhe anasjelltas, ari është agjenti më i fortë oksidues dhe litiumi është më i dobëti.

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→ Pt→Au

Të gjitha metalet i zhvendosin metalet e tjera nga tretësira e kripës, d.m.th. rivendosni ato. Të gjitha përveç tokës alkaline dhe alkaline pasi ato ndërveprojnë me ujin. Metalet e vendosura përpara H e zhvendosin atë nga tretësirat e acideve të holluara dhe ato vetë shpërndahen në to.

Konsideroni disa veti të përgjithshme kimike të metaleve:

• Ndërveprimi i metaleve me oksigjenin formon okside bazë (CaO, Na 2 O, 2Li 2 O etj.) ose amfoterike (ZnO, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3 etj.).
• Ndërveprimi i metaleve me halogjenet (nëngrupi kryesor i grupit VII) formon acide hidrohalike (HF - hidrogjen fluor, HCl - klorur hidrogjeni, etj.).
• Ndërveprimi i metaleve me jometalet formon kripëra (kloride, sulfide, nitride, etj.).
• Ndërveprimi i metaleve me metalet formon komponime ndërmetalike (MgB 2 , NaSn, Fe 3 Ni etj.).
• Ndërveprimi i metaleve aktive me hidrogjenin formon hidride (NaH, CaH 2, KH, etj.).
• Ndërveprimi i metaleve alkaline dhe tokës alkaline me ujin formon alkalet (NaOH, Ca (OH) 2, Cu (OH) 2, etj.).
• Ndërveprimi i metaleve (vetëm atyre që qëndrojnë në serinë elektrokimike deri në H) me acidet formon kripëra (sulfate, nitrite, fosfate, etj.). Duhet të kihet parasysh se metalet reagojnë me acide mjaft ngurrim, ndërsa pothuajse gjithmonë ndërveprojnë me bazat dhe kripërat. Që të ndodhë reaksioni i metalit me acidin, metali duhet të jetë aktiv dhe acidi i fortë.

Vetitë kimike të metaleve alkaline

Në grupin e metaleve alkali bëjnë pjesë këto elemente kimike: litium (Li), natrium (Na), kalium (K), rubidium (Rb), cezium (Cs), francium (Fr). Ndërsa lëvizin nga lart poshtë në grupin I të tabelës periodike, rrezet e tyre atomike rriten, që do të thotë se vetitë e tyre metalike dhe reduktuese rriten.

Konsideroni vetitë kimike të metaleve alkaline:

• Nuk kanë shenja amfoteriteti, pasi kanë vlera negative të potencialeve të elektrodës.
• Agjentët reduktues më të fortë midis të gjithë metaleve.
• Në komponimet, ato shfaqin vetëm gjendjen e oksidimit +1.
• Duke dhënë një elektron të vetëm valencë, atomet e këtyre elementeve kimike shndërrohen në katione.
• Ato formojnë komponime të shumta jonike.
• Pothuajse të gjitha janë të tretshme në ujë.

Ndërveprimi i metaleve alkali me elementë të tjerë:

1. Me oksigjenin, duke formuar komponime individuale, kështu që oksidi formon vetëm litium (Li 2 O), natriumi formon peroksid (Na 2 O 2), dhe kaliumi, rubidiumi dhe ceziumi formojnë superokside (KO 2, RbO 2, CsO 2).

2. Me ujë, duke formuar alkalet dhe hidrogjenin. Mos harroni, këto reagime janë shpërthyese. Pa një shpërthim, vetëm litiumi reagon me ujin:

2Li + 2H 2 O → 2LiO H + H 2.

3. Me halogjene, duke formuar halogjene (NaCl - klorur natriumi, NaBr - brom natriumi, NaI - jodur natriumi, etj.).

4. Me hidrogjen kur nxehet, duke formuar hidride (LiH, NaH, etj.)

5. Me squfur kur nxehet, duke formuar sulfide (Na 2 S, K 2 S, etj.). Janë të pangjyrë dhe shumë të tretshëm në ujë.

6. Me fosfor kur nxehet, duke formuar fosfide (Na 3 P, Li 3 P, etj.), Ata janë shumë të ndjeshëm ndaj lagështirës dhe ajrit.

7. Me karbonin, kur nxehen, karbitet formojnë vetëm litium dhe natrium (Li 2 CO 3, Na 2 CO 3), ndërsa kaliumi, rubidiumi dhe ceziumi nuk formojnë karbide, ato formojnë komponime binare me grafitin (C 8 Rb, C 8 Cs, etj.) .

8. Në kushte normale, vetëm litiumi reagon me azotin, duke formuar nitrid Li 3 N, me metale të tjera alkali, reagimi është i mundur vetëm kur nxehet.

9. Ata reagojnë në mënyrë shpërthyese me acidet, kështu që kryerja e reaksioneve të tilla është shumë e rrezikshme. Këto reagime janë të paqarta, sepse metali alkali reagon në mënyrë aktive me ujin, duke formuar një alkali, i cili më pas neutralizohet nga një acid. Kjo krijon konkurrencë midis alkalit dhe acidit.

10. Me amoniak, duke formuar amide - analoge të hidroksideve, por baza më të forta (NaNH 2 - amid natriumi, KNH 2 - amid kaliumi, etj.).

11. Me alkoolet, duke formuar alkoolate.

Francium është një metal alkali radioaktiv, një nga elementët më të rrallë dhe më pak të qëndrueshëm nga të gjithë elementët radioaktivë. Vetitë e tij kimike nuk janë kuptuar mirë.

Për të marrë metale alkali, ata përdorin kryesisht elektrolizën e shkrirjeve të halogjenëve të tyre, më shpesh kloruret, të cilat formojnë minerale natyrore:

• NaCl → 2Na + Cl 2 .

• Na 2 CO 3 + 2C → 2Na + 3CO.

• 2Li 2 O + Si + 2CaO → 4Li + Ca 2 SiO 4 .

• KCl + Na → K + NaCl.

Vetitë kimike të metaleve alkaline tokësore

Metalet e tokës alkaline përfshijnë elementë të nëngrupit kryesor të grupit II: kalcium (Ca), stroncium (Sr), barium (Ba), radium (Ra). Aktiviteti kimik i këtyre elementeve rritet në të njëjtën mënyrë si ai i metaleve alkaline, d.m.th. duke u rritur poshtë nëngrupit.

Karakteristikat kimike të metaleve alkaline tokësore:

Struktura e predhave valente të atomeve të këtyre elementeve ns 2 .

• Duke dhënë dy elektrone valente, atomet e këtyre elementeve kimike shndërrohen në katione.
• Komponimet shfaqin një gjendje oksidimi +2.
• Ngarkesat e bërthamave atomike janë më të mëdha për një se ato të elementeve alkaline të të njëjtave periudha, gjë që çon në një ulje të rrezes së atomeve dhe një rritje të potencialeve jonizuese.

Ndërveprimi i metaleve alkaline tokësore me elementë të tjerë:

1. Me oksigjen, të gjitha metalet alkaline tokësore, përveç bariumit, formojnë okside, barium formon peroksid BaO 2. Nga këto metale, beriliumi dhe magnezi, të veshura me një shtresë të hollë oksidi mbrojtës, ndërveprojnë me oksigjenin vetëm në t shumë të larta. Oksidet bazë të metaleve alkaline tokësore reagojnë me ujin, me përjashtim të oksidit të beriliumit BeO, i cili ka veti amfoterike. Reagimi i oksidit të kalciumit dhe ujit quhet reaksioni i shuarjes së gëlqeres. Nëse reagjenti është CaO, formohet gëlqere e gjallë, nëse Ca(OH) 2, e shuar. Gjithashtu, oksidet bazike reagojnë me oksidet dhe acidet acide. P.sh.

• 3CaO + P 2 O 5 → Ca 3 (PO 4) 2 .

2. Me ujë, metalet e tokës alkaline dhe oksidet e tyre formojnë hidrokside - substanca kristalore të bardha, të cilat, në krahasim me hidroksidet e metaleve alkali, janë më pak të tretshëm në ujë. Hidroksidet e metaleve alkaline tokësore janë alkale, me përjashtim të Be(OH) amfoterike ) 2 dhe baza e dobët Mg(OH) 2. Meqenëse beriliumi nuk reagon me ujin, Be (OH ) 2 mund të merret në mënyra të tjera, për shembull, nga hidroliza e nitridit:

• Bëhu 3 N 2+ 6H 2 O → 3 Bëhuni (OH) 2+ 2N N 3.

3. Në kushte normale, gjithçka reagon me halogjenet, përveç beriliumit. Ky i fundit reagon vetëm në t lartë. Formohen halidet (MgI 2 - jodur magnezi, CaI 2 - jodur kalciumi, CaBr 2 - bromi i kalciumit etj.).

4. Të gjitha metalet e tokës alkaline, përveç beriliumit, reagojnë me hidrogjen kur nxehen. Formohen hidride (BaH 2 , CaH 2 etj.). Përveç t të lartë, kërkon edhe reagimi i magnezit me hidrogjen presionin e lartë të gjakut hidrogjeni.

5. Squfuri formon sulfide. P.sh.

• Ca + S → CaS.

Sulfidet përdoren për të marrë acidin sulfurik dhe metalet përkatëse.

6. Ata formojnë nitride me azot. P.sh.

• 3Bëhuni + N 2 → Bëhu 3 N 2.

7. Me acide, duke formuar kripëra të acidit dhe hidrogjenit përkatës. P.sh.

• Be + H 2 SO 4 (razb.) → BeSO 4 + H 2.

Këto reaksione zhvillohen në të njëjtën mënyrë si në rastin e metaleve alkaline.

Marrja e metaleve alkaline të tokës:

• BeF 2 + Mg –t o → Be + MgF 2

• 3BaO + 2Al –t o → 3Ba + Al 2 O 3

• CaCl 2 → Ca + Cl 2

Vetitë kimike të aluminit

Alumini është një metal aktiv, i lehtë, numri 13 në tabelë. Në natyrë, më i zakonshmi nga të gjitha metalet. Dhe nga elementët kimikë zë vendin e tretë për nga shpërndarje. Nxehtësi e lartë dhe përcjellës elektrik. Rezistent ndaj korrozionit, pasi është i mbuluar me një film oksidi. Pika e shkrirjes është 660 0 С.

Konsideroni vetitë kimike dhe ndërveprimin e aluminit me elementë të tjerë:

1. Në të gjitha përbërjet, alumini është në gjendje oksidimi +3.

2. Ajo shfaq veti reduktuese në pothuajse të gjitha reaksionet.

3. Metali amfoterik shfaq veti acidike dhe bazike.

4. Rivendos shumë metale nga oksidet. Kjo metodë e marrjes së metaleve quhet aluminotermi. Shembull i marrjes së kromit:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr.

5. Reagon me të gjitha acidet e holluara për të formuar kripëra dhe për të çliruar hidrogjen. P.sh.

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2;

2Al + 3H2SO4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Në HNO 3 dhe H 2 SO 4 të koncentruar alumini pasiivohet. Falë kësaj, është e mundur që këto acide të ruhen dhe transportohen në kontejnerë prej alumini.

6. Ndërvepron me alkalet, pasi ato shpërndajnë filmin e oksidit.

7. Reagon me të gjithë jometalet përveç hidrogjenit. Për të kryer reaksionin me oksigjen nevojitet alumini i ndarë imët. Reagimi është i mundur vetëm në t lartë:

• 4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3 .

Sipas efektit të tij termik, ky reagim është ekzotermik. Ndërveprimi me squfurin formon sulfid alumini Al 2 S 3 , me fosfor fosfidi AlP , me nitridin e azotit AlN , me karbitin e karbonit Al 4 C 3 .

8. Ndërvepron me metale të tjera, duke formuar aluminide (FeAl 3 CuAl 2, CrAl 7, etj.).

Alumini metalik përftohet nga elektroliza e një tretësire të aluminit Al 2 O 3 në kriolitin e shkrirë Na 2 AlF 6 në 960–970 ° C.

• 2Al2O3 → 4Al + 3O 2 .
  

Vetitë kimike të elementeve kalimtare

Elementet kalimtare përfshijnë elemente të nëngrupeve dytësore të Tabelës Periodike. Konsideroni vetitë kimike të bakrit, zinkut, kromit dhe hekurit.

Vetitë kimike të bakrit

1. Në serinë elektrokimike, ai ndodhet në të djathtë të H, kështu që ky metal është joaktiv.

2. Reduktues i dobët.

3. Në komponime, ajo shfaq gjendje oksidimi +1 dhe +2.

4. Reagon me oksigjenin kur nxehet për të formuar:

• oksid bakri (I) 2Cu + O 2 → 2CuO(në t 400 0 C)
• ose oksid bakri (II): 4Cu + O2 → 2Cu2O(në t 200 0 C).

Oksidet kanë veti themelore. Kur nxehet në një atmosferë inerte, Cu 2 O është në disproporcion: Cu2O → CuO + Cu. Oksidi i bakrit (II) CuO formon cuprate në reaksione me alkalet, për shembull: CuO + 2NaOH → Na 2 CuO 2 + H 2 O.

5. Hidroksidi i bakrit Cu (OH) 2 është amfoterik, në të mbizotërojnë vetitë kryesore. Ai tretet lehtësisht në acide:

• Cu (OH) 2 + 2HNO 3 → Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O,

dhe në tretësirat e koncentruara të alkaleve me vështirësi:

• Сu(OH) 2 + 2NaOH → Na 2.

6. Ndërveprimi i bakrit me squfurin në të ndryshme kushtet e temperaturës, gjithashtu formon dy sulfide. Kur nxehet në 300-400 0 C në vakum, formohet sulfuri i bakrit (I):

• 2 Cu+S → Cu2S.

Në temperaturën e dhomës, duke tretur squfurin në sulfur hidrogjeni, mund të merret sulfuri i bakrit (II):

• Cu+S → CuS.

7. Nga halogjenët, ai ndërvepron me fluorin, klorin dhe bromin, duke formuar halogjene (CuF 2 , CuCl 2 , CuBr 2), jod, duke formuar bakër (I) jodur CuI; nuk ndërvepron me hidrogjen, azot, karbon, silic.

8. Nuk reagon me acidet - agjentë jo oksidues, sepse ato oksidojnë vetëm metalet e vendosura në hidrogjen në serinë elektrokimike. Ky element kimik reagon me acidet oksiduese: nitrik i holluar dhe i koncentruar dhe sulfurik i koncentruar:

3Cu + 8HNO 3 (ndryshim) → 3Cu(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O;

Cu + 4HNO 3 (konc) → Cu(NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;

Cu + 2H 2 SO 4 (konc) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

9. Duke ndërvepruar me kripërat, bakri zhvendos nga përbërja e tyre metalet e vendosura në të djathtë të tij në serinë elektrokimike. P.sh.

2FeCl 3 + Cu → CuCl 2 + 2FeCl 2 .

Këtu shohim se bakri hyri në tretësirë ​​dhe hekuri (III) u reduktua në hekur (II). Ky reagim ka një rëndësi të madhe praktike dhe përdoret për të hequr bakrin e depozituar në plastikë.

Vetitë kimike të zinkut

2. Ka veti të theksuara reduktuese dhe veti amfoterike.

3. Në komponime, ai shfaq një gjendje oksidimi prej +2.

4. Në ajër, ajo është e mbuluar me një film oksid të ZnO.

5. Ndërveprimi me ujin është i mundur në një temperaturë të nxehtësisë së kuqe. Si rezultat, formohen oksidi i zinkut dhe hidrogjeni:

• Zn + H 2 O → ZnO + H 2.

6. Ndërvepron me halogjenet, duke formuar halogjene (ZnF 2 - fluor zinku, ZnBr 2 - brom zink, ZnI 2 - jodur zinku, ZnCl 2 - klorur zinku).

7. Me fosfor formon fosfidet Zn 3 P 2 dhe ZnP 2 .

8. Me kalkogjenid squfuri ZnS.

9. Nuk reagon drejtpërdrejt me hidrogjenin, azotin, karbonin, silicin dhe borin.

10. Ai ndërvepron me acide jo-oksiduese, duke formuar kripëra dhe duke zhvendosur hidrogjenin. P.sh.

• H 2 SO 4 + Zn → ZnSO 4 + H 2
• Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2 .

Ai gjithashtu reagon me acidet - agjentë oksidues: me konk. Acidi sulfurik formon sulfat zinku dhe dioksid squfuri:

• Zn + 2H 2 SO 4 → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

11. Ai reagon në mënyrë aktive me alkalet, pasi zinku është një metal amfoterik. Me solucione alkali, ai formon tetrahidroksozinkate dhe lëshon hidrogjen:

• Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 .

Flluskat e gazit shfaqen në kokrrizat e zinkut pas reagimit. Me alkalet anhidër, kur shkrihet, formon zinkat dhe lëshon hidrogjen:

• Zn+ 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2.

Vetitë kimike të kromit

2.

3. Formon komponime me ngjyra.

4. Në komponime, ai shfaq gjendje oksidimi +2 (oksidi bazë CrO i zi), +3 (oksid amfoterik Cr 2 O 3 dhe hidroksid Cr (OH) 3 jeshil) dhe +6 (oksid acidi i kromit (VI) CrO 3 dhe acidet: krom H 2 CrO 4 dhe H 2 Cr 2 O 7 me dy krom, etj.).

5. Ai ndërvepron me fluorin në t 350-400 0 C, duke formuar fluoridin e kromit (IV):

• Cr+2F 2 → CrF 4 .

6. Me oksigjen, azot, bor, silikon, squfur, fosfor dhe halogjene në t 600 0 C:

• lidhja me oksigjenin formon oksid kromi (VI) CrO 3 (kristale të kuqe të errët),
• komponimi i azotit - nitridi i kromit CrN (kristale të zeza),
• komponim me bor - borid kromi CrB (kristale të verdha),
• komponim me silikon - silicid kromi CrSi,
• lidhje me karbon - karabit kromi Cr 3 C 2 .

7. Ai reagon me avujt e ujit, duke qenë në gjendje të nxehtë, duke formuar oksid kromi (III) dhe hidrogjen:

• 2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2 .

8. Ai nuk reagon me tretësirat alkaline, por ngadalë reagon me shkrirjet e tyre, duke formuar kromate:

• 2Cr + 6KOH → 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2 .

9. Ai shpërndahet në acide të forta të holluara për të formuar kripëra. Nëse reaksioni zhvillohet në ajër, krijohen kripëra Cr 3+, për shembull:

• 2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2 .

• Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2 .

10. Me acidet sulfurik dhe nitrik të koncentruar, si dhe me aqua regia, ai reagon vetëm kur nxehet, sepse. në temperatura të ulëta, këto acide pasivojnë kromin. Reaksionet me acidet kur nxehen duken kështu:

2Cr + 6H 2 SO 4 (konc) → Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Cr + 6HNO 3 (konc) → Cr(NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

Oksidi i kromit (II) CrO- e ngurtë e zezë ose e kuqe, e patretshme në ujë.

Karakteristikat kimike:

• Ka veti themelore dhe restauruese.
• Kur nxehet në 100 0 C në ajër, ai oksidohet në Cr 2 O 3 - oksid kromi (III).
• Është e mundur të rivendoset kromi me hidrogjen nga ky oksid: CrO + H 2 → Cr + H 2 O ose koks: CrO + C → Cr + CO.
• Reagon me acid klorhidrik, duke çliruar hidrogjen: 2CrO + 6HCl → 2CrCl 3 + H 2 + 2H 2 O.
• Nuk reagon me alkalet, acidet sulfurik të holluar dhe nitrik.

Oksid i kromit (III) Cr 2 O 3- një lëndë zjarrduruese, me ngjyrë të gjelbër të errët, e patretshme në ujë.

Karakteristikat kimike:

• Ka veti amfoterike.
• Si ndërvepron oksidi bazë me acidet: Cr 2 O 3 + 6HCl → CrCl 3 + 3H 2 O.
• Si ndërvepron oksidi acid me alkalet: Cr 2 O 3 + 2KOH → 2KCrO 3 + H 2 O.
• Agjentët e fortë oksidues oksidohen Cr 2 O 3 në kromat H 2 CrO 4 .
• Agjentët e fortë reduktues rivendosinCr jashtë Cr2O3.

Hidroksidi i kromit (II) Cr (OH) 2 - të verdhë të fortë ose Kafe, pak i tretshëm në ujë.

Karakteristikat kimike:

• Baza e dobët, shfaq veti themelore.
• Në prani të lagështirës në ajër, ai oksidohet në hidroksid Cr(OH) 3 - kromi (III).
• Reagon me acide të përqendruara për të formuar kripëra të kromit blu (II): Cr(OH) 2 + H 2 SO 4 → CrSO 4 + 2H 2 O.
• Nuk reagon me alkalet dhe acidet e holluara.

Hidroksidi i kromit (III) Cr(OH) 3 - një substancë gri-jeshile, e patretshme në ujë.

Karakteristikat kimike:

• Ka veti amfoterike.
• Si ndërvepron hidroksidi bazë me acidet: Cr(OH) 3 + 3HCl → CrCl 3 + 3H 2 O.
• Si ndërvepron hidroksidi acid me alkalet: Cr(OH) 3 + 3NaOH → Na 3 [Cr(OH)6].

Vetitë kimike të hekurit

1. Metal aktiv me reaktivitet të lartë.

2. Ka veti restauruese, si dhe veti të theksuara magnetike.

3. Tek komponimet shfaq gjendjet kryesore të oksidimit +2 (me agjentë oksidues të dobët: S, I, HCl, tretësirat e kripës), +3 (me agjentë të fortë oksidues: Br dhe Cl) dhe më pak karakteristik +6 (me O dhe H2. O). Në agjentët oksidues të dobët, hekuri merr gjendjen e oksidimit +2, në ato më të fortë +3. +2 gjendje oksidimi korrespondojnë me oksidin e zi FeO dhe hidroksidin jeshil Fe (OH) 2, të cilët kanë veti themelore. +3 gjendje oksidimi korrespondojnë me oksidin e kuq në kafe Fe 2 O 3 dhe hidroksid kafe Fe (OH) 3, të cilët kanë veti amfoterike dobët të theksuara. Fe (+2) është një agjent reduktues i dobët, dhe Fe (+3) është shpesh një agjent oksidues i dobët. Kur ndryshojnë kushtet redoks, gjendjet e oksidimit të hekurit mund të ndryshojnë me njëra-tjetrën.

• 3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4.

5. Reagon me halogjenet kur nxehet:

• lidhja me klorin formon klorurin e hekurit (III) FeCl 3,
• komponim me brom - hekur (III) bromid FeBr 3,
• komponim me jod - hekur (II, III) jodur Fe 3 I 8,
• komponim me fluor - hekur (II) fluoride FeF 2, hekur (III) fluoride FeF 3.

• lidhja me squfurin formon sulfid hekuri (II) FeS,
• lidhje me nitrogjen - nitrid hekuri Fe 3 N,
• komponim me fosfor - fosfide FeP, Fe 2 P dhe Fe 3 P,
• komponim me silic - silic hekuri FeSi,
• komponim me karbon - karabit hekuri Fe 3 C.

9. Nuk reagon me tretësirat alkaline, por ngadalë reagon me shkrirjet alkaline, të cilat janë agjentë të fortë oksidues:

• Fe + KClO 3 + 2KOH → K 2 FeO 4 + KCl + H 2 O.

10. Rivendos metalet e vendosura në rreshtin elektrokimik në të djathtë:

• Fe + SnCl 2 → FeCl 2 + Sn.

• 3Fe2O3 + CO → CO 2 + 2Fe 3 O 4,
• Fe 3 O 4 + CO → CO 2 + 3 FeO,
• FeO + CO → CO 2 + Fe.

Oksid i hekurit (II) FeO - një substancë kristalore e zezë (wustit) që nuk tretet në ujë.

Karakteristikat kimike:

• Ka veti themelore.
• Reagon me acid klorhidrik të holluar: FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O.
• Reagon me acid nitrik të koncentruar:FeO + 4HNO 3 → Fe(NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O.
• Nuk reagon me ujë dhe kripëra.
• Me hidrogjen në t 350 0 C reduktohet në metal të pastër: FeO + H 2 → Fe + H 2 O.
• Reduktohet gjithashtu në metal të pastër kur kombinohet me koks: FeO + C → Fe + CO.
• Ju mund ta merrni këtë oksid menyra te ndryshme, një prej tyre është ngrohja e Fe në presion të ulët O: 2Fe + O 2 → 2FeO.

Oksid i hekurit (III).Fe2O3- pluhur kafe (hematit), një substancë e patretshme në ujë. Emra të tjerë: oksid hekuri, minium hekuri, ngjyrues ushqimor E172, etj.

Karakteristikat kimike:

• Fe 2 O 3 + 6HCl → 2 FeCl 3 + 3H 2 O.
• Ai nuk reagon me tretësirat alkaline, ai reagon me shkrirjet e tyre, duke formuar ferrite: Fe 2 O 3 + 2NaOH → 2NaFeO 2 + H 2 O.
• Kur nxehet me hidrogjen, ai shfaq veti oksiduese:Fe 2 O 3 + H 2 → 2 FeO + H 2 O.
• Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH → 2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.

Oksidi i hekurit (II, III) Fe 3 O 4 ose FeO Fe 2 O 3 - një lëndë e ngurtë gri në të zezë (magnetit, mineral hekuri magnetik), një substancë e patretshme në ujë.

Karakteristikat kimike:

• Zbërthehet kur nxehet mbi 1500 0 С: 2Fe 3 O 4 → 6FeO + O 2.
• Reagon me acide të holluara: Fe 3 O 4 + 8HCl → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O.
• Nuk reagon me tretësirat alkaline, reagon me shkrirjet e tyre: Fe 3 O 4 + 14NaOH → Na 3 FeO 3 + 2Na 5 FeO 4 + 7H 2 O.
• Kur reagon me oksigjenin, ai oksidohet: 4Fe 3 O 4 + O 2 → 6Fe 2 O 3.
• Me hidrogjen, kur nxehet, ai restaurohet:Fe 3 O 4 + 4H 2 → 3Fe + 4H 2 O.
• Gjithashtu zvogëlohet kur kombinohet me monoksid karboni: Fe 3 O 4 + 4CO → 3Fe + 4CO 2.

Hidroksid hekuri (II) Fe (OH) 2 - substancë kristalore e bardhë, rrallë e gjelbër, i patretshëm në ujë.

Karakteristikat kimike:

• Ka veti amfoterike me mbizotërim të atyre bazike.
• Ai hyn në reaksionin e neutralizimit të acidit jooksidues, duke treguar vetitë kryesore: Fe(OH) 2 + 2HCl → FeCl 2 + 2H 2 O.
• Kur ndërvepron me acide nitrik ose sulfurik të përqendruar, ai shfaq veti reduktuese, duke formuar kripëra hekuri (III): 2Fe(OH) 2 + 4H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 6H 2 O.
• Kur nxehet, ai reagon me tretësirat e përqendruara të alkalit: Fe (OH) 2 + 2 NaOH → Na 2.

Hidroksid hekuri (I I I) Fe (OH) 3- substancë kristalore ose amorfe kafe, i patretshëm në ujë.

Karakteristikat kimike:

• Ka veti amfoterike të lehta me mbizotërim të atyre bazike.
• Ndërvepron lehtësisht me acidet: Fe(OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O.
• Me tretësira të përqendruara alkali formon heksahidroksoferrate (III): Fe (OH) 3 + 3NaOH → Na 3.
• Formon ferrate me shkrirjet alkaline:2Fe(OH) 3 + Na 2 CO 3 → 2NaFeO 2 + CO 2 + 3H 2 O.
• Në një mjedis alkalik me agjentë të fortë oksidues, ai shfaq veti reduktuese: 2Fe(OH) 3 + 3Br 2 + 10KOH → 2K 2 FeO 4 + 6NaBr + 8H 2 O.

(A l ), ​​galium (Ga ), indium (In ) dhe talium (T l ).

Siç shihet nga të dhënat e dhëna, të gjithë këta elementë u hapën në shekulli XIX.

Zbulimi i metaleve të nëngrupit kryesor III grupe

Bori është një jometal. Alumini është një metal kalimtar, ndërsa galiumi, indiumi dhe talium janë metale të plota. Kështu, me një rritje të rrezeve atomike të elementeve të secilit grup të sistemit periodik, vetitë metalike të substancave të thjeshta rriten.

Në këtë leksion, ne do të hedhim një vështrim më të afërt në vetitë e aluminit.

1. Pozicioni i aluminit në tabelën e D. I. Mendeleev. Struktura e atomit, gjendjet e oksidimit të treguara.

Elementi i aluminit ndodhet në III grupi, nëngrupi kryesor "A", periudha e tretë e sistemit periodik, numri serial nr. 13, masa atomike relative Ar (Al ) = 27. Fqinji i tij në të majtë në tabelë është magnezi, një metal tipik, dhe në të djathtë, silikoni, i cili nuk është më metal. Prandaj, alumini duhet të shfaqë veti të një natyre të ndërmjetme dhe përbërjet e tij janë amfoterike.

Al +13) 2) 8) 3 , p është një element,

Alumini shfaq një gjendje oksidimi prej +3 në përbërjet:

Al 0 - 3 e - → Al +3

2. Vetitë fizike

Alumini në formë të lirë është një metal i bardhë argjendi me përçueshmëri të lartë termike dhe elektrike.Temperatura e shkrirjes është 650 ° C. Alumini ka një densitet të ulët (2,7 g / cm 3) - rreth tre herë më pak se ai i hekurit ose bakrit, dhe në të njëjtën kohë është një metal i qëndrueshëm.

3. Të qenit në natyrë

Për sa i përket përhapjes në natyrë, ajo zë E para midis metaleve dhe e treta midis elementeve i dyti vetëm pas oksigjenit dhe silikonit. Përqindja e përmbajtjes së aluminit në koren e tokës, sipas studiuesve të ndryshëm, varion nga 7,45 deri në 8,14% të masës së kores së tokës.

Në natyrë, alumini gjendet vetëm në komponime (minerale).

Disa prej tyre:

· Boksite - Al 2 O 3 H 2 O (me papastërti SiO 2, Fe 2 O 3, CaCO 3)

· Nephelines - KNa 3 4

· Alunite - KAl(SO 4) 2 2Al(OH) 3

· Alumina (përzierje kaolinësh me rërë SiO 2, gur gëlqeror CaCO 3, magnezit MgCO 3)

· Korund - Al 2 O 3

· Feldspat (ortoklaz) - K 2 O × Al 2 O 3 × 6SiO 2

· Kaolinit - Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O

· Alunite - (Na,K) 2 SO 4 × Al 2 (SO 4) 3 × 4Al (OH) 3

· Beril - 3BeO Al 2 O 3 6SiO 2

4. Vetitë kimike të aluminit dhe përbërjeve të tij

Alumini ndërvepron lehtësisht me oksigjenin në kushte normale dhe mbulohet me një film oksid (i jep një pamje mat).

DEMONSTRIMI I FILMIT OKSIDE

Trashësia e tij është 0.00001 mm, por falë tij, alumini nuk gërryhet. Për të studiuar vetitë kimike të aluminit, filmi i oksidit hiqet. (Përdorimi i letrës zmerile, ose kimikisht: fillimisht duke u ulur në një tretësirë ​​alkali për të hequr filmin e oksidit, dhe më pas në një zgjidhje të kripërave të merkurit për të formuar një aliazh alumini-merkur - një amalgamë).

I. Ndërveprimi me substanca të thjeshta

Alumini tashmë në temperaturën e dhomës reagon në mënyrë aktive me të gjithë halogjenët, duke formuar halogjene. Kur nxehet, ai ndërvepron me squfur (200 °C), azot (800 °C), fosfor (500 °C) dhe karbon (2000 °C), me jod në prani të një katalizatori - uji:

2A l + 3 S \u003d A l 2 S 3 (sulfid alumini),

2A l + N 2 \u003d 2A lN (nitrit alumini),

A l + P = A l P (fosfid alumini),

4A l + 3C \u003d A l 4 C 3 (karabit alumini).

2 Al +3 I 2 \u003d 2 A l I 3 (jodur alumini) EKSPERIENCA

Të gjitha këto komponime hidrolizohen plotësisht me formimin e hidroksidit të aluminit dhe, në përputhje me rrethanat, sulfurit të hidrogjenit, amoniakut, fosfinës dhe metanit:

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S

Al 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4Al (OH) 3 + 3CH 4

Në formë rroje ose pluhuri, digjet me shkëlqim në ajër, duke lëshuar një sasi të madhe nxehtësie:

4A l + 3 O 2 \u003d 2A l 2 O 3 + 1676 kJ.

DJEGJA E ALUMINIUT NË AJËR

EKSPERIENCA

II. Ndërveprimi me substanca komplekse

Ndërveprimi me ujin :

2 Al + 6 H 2 O \u003d 2 Al (OH) 3 +3 H 2

pa film oksid

EKSPERIENCA

Ndërveprimi me oksidet e metaleve:

Alumini është një agjent i mirë reduktues, pasi është një nga metalet aktive. Është në serinë e aktivitetit menjëherë pas metaleve alkaline tokësore. Kjo është arsyeja pse rikthen metalet nga oksidet e tyre . Një reaksion i tillë - aluminotermia - përdoret për të marrë metale të rralla të pastra, si tungsteni, vanadiumi etj.

3 Fe 3 O 4 +8 Al \u003d 4 Al 2 O 3 +9 Fe + P

Përzierja e termitit e Fe 3 O 4 dhe Al (pluhur) përdoret gjithashtu në saldimin me termit.

Cr 2 O 3 + 2A l \u003d 2C r + A l 2 O 3

Ndërveprimi me acidet :

Me një zgjidhje të acidit sulfurik: 2 Al + 3 H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 +3 H 2

Nuk reagon me sulfurik të përqendruar të ftohtë dhe azotik (pasivues). Prandaj, acidi nitrik transportohet në rezervuarë alumini. Kur nxehet, alumini është në gjendje të reduktojë këto acide pa lëshuar hidrogjen:

2A l + 6H 2 S O 4 (konc) \u003d A l 2 (S O 4) 3 + 3 S O 2 + 6H 2 O,

A l + 6H NO 3 (konc) \u003d A l (NO 3) 3 + 3 NO 2 + 3H 2 O.

Ndërveprimi me alkalet .

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O \u003d 2 Na [ Al(OH)4 ] +3H2

EKSPERIENCA

Na[Al(OH) 4] – tetrahidroksoaluminat natriumi

Me sugjerimin e kimistit Gorbov, gjatë Luftës Ruso-Japoneze, ky reagim u përdor për të prodhuar hidrogjen për balona.

Me solucione kripe:

2 Al + 3 CuSO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3 Cu

Nëse sipërfaqja e aluminit fërkohet me kripë merkuri, atëherë ndodh reagimi i mëposhtëm:

2 Al + 3 HgCl 2 = 2 AlCl 3 + 3 hg

Merkuri i çliruar shpërndan aluminin, duke formuar një amalgamë .

Zbulimi i joneve të aluminit në tretësirë : EKSPERIENCA

5. Zbatimi i aluminit dhe komponimeve të tij

Vetitë fizike dhe kimike të aluminit kanë çuar në përdorimin e tij të gjerë në teknologji. Industria e aviacionit është një konsumator kryesor i aluminit.: 2/3 e avionit është prej alumini dhe lidhjeve të tij. Një avion i bërë prej çeliku do të ishte shumë i rëndë dhe mund të transportonte shumë më pak pasagjerë. Prandaj, alumini quhet metal me krahë. Kabllot dhe telat janë bërë nga alumini: me të njëjtën përçueshmëri elektrike, masa e tyre është 2 herë më e vogël se produktet përkatëse të bakrit.

Duke marrë parasysh rezistencën ndaj korrozionit të aluminit, ai prodhimi i pjesëve të aparateve dhe kontejnerëve për acidin nitrik. Pluhuri i aluminit është baza për prodhimin e bojës argjendi për të mbrojtur produktet e hekurit nga korrozioni, si dhe për të reflektuar rrezet termike, bojë e tillë përdoret për të mbuluar objektet e depozitimit të vajit dhe kostumet e zjarrfikësve.

Oksidi i aluminit përdoret për prodhimin e aluminit dhe gjithashtu si material zjarrdurues.

Hidroksidi i aluminit është përbërësi kryesor i barnave të njohura Maalox, Almagel, të cilët ulin aciditetin e lëngut gastrik.

Kripërat e aluminit hidrolizohen fuqishëm. Kjo pronë përdoret në procesin e pastrimit të ujit. Sulfati i aluminit dhe një sasi e vogël gëlqereje të shuar i shtohen ujit për t'u pastruar për të neutralizuar acidin që rezulton. Si rezultat, lëshohet një precipitat vëllimor i hidroksidit të aluminit, i cili, duke u vendosur, merr me vete grimca të pezulluara të turbullirës dhe baktereve.

Kështu, sulfati i aluminit është një koagulant.

6. Marrja e aluminit

1) Metoda moderne me kosto efektive për prodhimin e aluminit u shpik nga American Hall dhe francezi Héroux në 1886. Ai konsiston në elektrolizën e një tretësire të oksidit të aluminit në kriolitin e shkrirë. Krioliti i shkrirë Na 3 AlF 6 shkrin Al 2 O 3 ashtu si uji shkrin sheqerin. Elektroliza e një "tretësire" të oksidit të aluminit në kriolitin e shkrirë vazhdon sikur krioliti të ishte vetëm një tretës, dhe oksidi i aluminit të ishte një elektrolit.

2Al 2 O 3 rrymë elektrike → 4Al + 3O 2

Në Enciklopedinë angleze për djem dhe vajza, një artikull për aluminin fillon me fjalët e mëposhtme: "Më 23 shkurt 1886, filloi një epokë e re metalike në historinë e qytetërimit - epoka e aluminit. Në këtë ditë, Charles Hall, një kimist 22-vjeçar, u shfaq në laboratorin e tij të parë të mësuesit me një duzinë topa të vegjël alumini të bardhë argjendi në dorë dhe me lajmin se kishte gjetur një mënyrë për të prodhuar këtë metal. lirë dhe në sasi të mëdha. Kështu Hall u bë themeluesi i industrisë amerikane të aluminit dhe një hero kombëtar anglo-sakson, si një njeri që bëri një biznes të madh nga shkenca.

2) 2Al 2 O 3 +3 C \u003d 4 Al + 3 CO 2

KJO ESHTE INTERESANTE:

• Alumini metalik u izolua për herë të parë në 1825 nga fizikani danez Hans Christian Oersted. Duke kaluar klorin e gaztë përmes një shtrese alumini të nxehtë të përzier me qymyr, Oersted izoloi klorurin e aluminit pa as gjurmën më të vogël të lagështirës. Për të rivendosur aluminin metalik, Oersted kishte nevojë të trajtonte klorurin e aluminit me amalgamë kaliumi. Pas 2 vitesh, kimisti gjerman Friedrich Wöller. Ai e përmirësoi metodën duke zëvendësuar amalgamën e kaliumit me kalium të pastër.
• Në shekujt 18 dhe 19, alumini ishte metali kryesor i bizhuterive. Në 1889, në Londër, D.I. Mendeleev iu dha një dhuratë e vlefshme për shërbimet e tij në zhvillimin e kimisë - peshore të bëra prej ari dhe alumini.
• Deri në vitin 1855, shkencëtari francez Saint-Clair Deville kishte zhvilluar një proces për prodhimin e metalit të aluminit në një shkallë industriale. Por metoda ishte shumë e shtrenjtë. Deville gëzonte patronazhin e veçantë të Napoleonit III, Perandorit të Francës. Në shenjë të përkushtimit dhe mirënjohjes së tij, Deville bëri për djalin e Napoleonit, princin e porsalindur, një zhurmë të gdhendur elegante - "produkti i parë i konsumit" prej alumini. Napoleoni madje synonte t'i pajiste rojet e tij me kurasa prej alumini, por çmimi ishte pengues. Asokohe 1 kg alumin kushtonte 1000 marka, d.m.th. 5 herë më i shtrenjtë se argjendi. Vetëm kur u shpik procesi elektrolitik, alumini u bë aq i vlefshëm sa metalet konvencionale.
• A e dini se alumini, duke hyrë në trupin e njeriut, shkakton çrregullim të sistemit nervor.Kur ka tepricë, prishet metabolizmi. Dhe agjentët mbrojtës janë vitamina C, kalciumi, komponimet e zinkut.
• Kur alumini digjet në oksigjen dhe fluor, lirohet shumë nxehtësi. Prandaj, përdoret si një shtesë për karburantin e raketave. Raketa Saturn djeg 36 ton pluhur alumini gjatë fluturimit të saj. Ideja e përdorimit të metaleve si një komponent i karburantit të raketave u propozua për herë të parë nga F.A. Zander.

SIMULATORËT

Simulatori nr. 1 - Karakteristikat e aluminit sipas pozicionit në sistemin periodik të elementeve të D. I. Mendeleev

Simulatori nr. 2 - Ekuacionet për reaksionet e aluminit me substanca të thjeshta dhe komplekse

Simulatori nr. 3 - Vetitë kimike të aluminit

DETYRA PËR PËRFORCIM

nr 1. Për të marrë alumin nga kloruri i aluminit, metali i kalciumit mund të përdoret si një agjent reduktues. Bëni një ekuacion për këtë reaksion kimik, karakterizoni këtë proces duke përdorur bilancin elektronik.
Mendoni! Pse nuk mund të kryhet ky reaksion në një tretësirë ​​ujore?

nr 2. Përfundoni ekuacionet e reaksioneve kimike:
Al + H 2 SO 4 (tretësirë ) ->
Al + CuCl 2 ->
Al + HNO 3 ( konk )-t ->
Al + NaOH + H 2 O ->

nr 3. Kryeni transformimet:
Al -> AlCl 3 -> Al -> Al 2 S 3 -> Al(OH) 3 - t -> Al 2 O 3 -> Al

nr 4. Zgjidhe problemin:
Një aliazh alumini-bakër u ekspozua ndaj një tepricë të tretësirës së koncentruar të hidroksidit të natriumit gjatë ngrohjes. Janë lëshuar 2.24 litra gaz (n.o.s.). Llogaritni përbërjen në përqindje të aliazhit nëse masa e saj totale ishte 10 g?