Взаимодействие металлов со сложными веществами

1. С водой. Щелочные и щелочноземельные металлы при обычных условиях вытесняют водород из воды и образуют растворимые основания — щелочи, например:

Другие металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода, тоже могут при определенных условиях вытеснять водород из воды. Но алюминий бурно взаимодействует с водой, только если удалить с его поверхности оксидную пленку:

Магний взаимодействует с водой только при кипячении, при этом также выделяется водород:

Если горящий магний внести в воду, то горение продолжается, т.к. протекает реакция: 2H2+O2=2H2O(говорит водород). Железо взаимодействует с водой только в раскаленном виде:

2. С кислотами в растворе (HCl,H2SO4(разб.),CH3COOH и др., кроме HNO3) взаимодействуют металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода. При этом образуются соль и водород.

Например:

2A

0

l

+6

+1

H

Cl=2A

+3

l

Cl3+3

0

H2

↑,

2CH3COO

+1

H

+M

0

g

=M

+2

g

(CH3COO)2+

0

H2

↑

А вот свинец (и некоторые другие металлы), несмотря на его положение в ряду напряжений (слева от водорода), почти не растворяется в разбавленной серной кислоте, т.к. образующийся сульфат свинца PbSO4нерастворим и создает на поверхности металла защитную пленку.

3. С солями менее активных металлов в растворе. В результате такой реакции образуется соль более активного металла и выделяется менее активный металл в свободном виде.

Например:

F

0

e

+

+2

Cu

SO4=F

+2

e

SO4+C

0

u

Нужно помнить, что реакция идет в тех случаях, когда образующаяся соль растворима. Вытеснение металлов из их соединений другими металлами впервые подробно изучил Н.Н. Бекетов — крупный русский физико-химик. Он расположил металлы по химической активности в «вытеснительный ряд», ставший прототипом ряда напряжений металлов.

4. С органическими веществами. Взаимодействие с органическими кислотами аналогично реакциям с минеральными кислотами. Спирты же могут проявлять слабые кислотные свойства при взаимодействии со щелочными металлами:

2C2H5O

+1

H

+2

0

Na

→2C2H5O

+1

Na

+

0

H2

↑.

Аналогично реагирует и фенол:

2C6H5O

+1

H

+2

0

Na

→2C6H5O

+1

Na

+

0

H2

↑.

Металлы участвуют в реакциях с галогеналканами, которые используют для получения низших циклоалканов и для синтезов, в ходе которых происходит усложнение углеродного скелета молекулы (реакция А. Вюрца):

2CH3Cl

хлорметан

+2Na→

C2H6

этан

+2NaCl

5. Со щелочами в растворе взаимодействуют металлы, гидроксиды которых амфотерны.

Например:

2Al+2KOH+6

+1

H2

O=2K[A

+3

l

(OH)4]+3

0

H2

↑.

6. Металлы могут образовывать друг с другом химические соединения, которые получили общее название интерметаллических соединений. В них чаще всего не проявляются степени окисления атомов, которые характерны для соединений металлов с неметаллами. Например:

Cu3Au,LaNi5,Na2Sb,Ca3Sb2 и др.

Интерметаллические соединения обычно не имеют постоянного состава, химическая связь в них в основном металлическая. Образование этих соединений более характерно для металлов побочных подгрупп.