1. Хімія металів
1.1 Загальні відомості і класифікація
Більшість хімічних елементів відносяться до металів.
В атомах металів зовнішні електрони утримуються значно слабкіше, ніж в атомах неметалевої елементів. Метали, як правило, мають низькі потенціали іонізації і виступають в якості відновників.
Відповідно до особливостями електронної структури і положенням в періодичній системі (ПС) розрізняють s-, p-, d-, f-метали. До s-металів відносять елементи, у яких відбувається заповнення зовнішнього s-уровня. Це елементи головних підгруп I і II груп ПС - лужні і лужноземельні метали. Вони найбільш сильні відновники серед металів. До числа р-металів відносять елементи III - IV груп, що знаходяться в головних підгрупах та розташованих лівіше діагоналі B-At. Металеві властивості цих елементів виражені набагато слабкіше. Метали IV - VI груп, примикають до діагоналі B-At, типові напівпровідники (тобто їх електрична провідність з підвищенням температури збільшується, а не зменшується). Характерна риса цих елементів - освіта амфотерних гідроксидів. Найбільш численні d-металу. У ПС вони розташовані між s-і p-елементами і отримали назву перехідних металів. У атомів d-елементів відбувається добудова d-орбіталей. Кожне сімейство складається з десяти d-елементів. Відомі чотири d-групи: 3d, 4d, 5d і 6d. Крім Sc і Zn, всі перехідні метали можуть мати кілька ступенів окислення. Максимально можливий ступінь окислення d-металів +8 (OsO 4 ). З ростом порядкового номера максимальна ступінь окислення зростає від III групи до першого елемента VIII групи, потім убуває. Ці Елементи типові метали. Хімія ізоелектронних сполук d-елементів досить схожа. Елементи різних періодів з аналогічною електронної структурою d-шарів утворюють побічні підгрупи ПС (Cu-Ag-Au, Zn-Cd-Hg і т.д.). найхарактерніша особливість d-елементів - виняткова здатність до комплексоутворення. Цим вони різко відрізняються від неперехідних елементів. Хімію комплексних сполук часто називають хімією перехідних металів.
Метали з добудовували f-шарами утворюють дві групи дуже схожих між собою елементів - лантаноїдів і актиноїдів.
Невелике число металів (Au, Ag, Pt, Hg) зустрічаються в природі у вільному стані. Більшість же знаходиться у вигляді мінералів і руд. Серед найбільш поширених природних сполук металів - оксиди, сульфіди, карбонати, силікати, сульфати.
У промисловості метали отримують відновленням відповідних руд. Залізо і сплави на його основі традиційно називають чорними металами. Cu, Zn, Sn, Pb і деякі інші відносять до кольорових металів. p> При н.у. всі метали - тверді кристалічні речовини, за винятком Hg - важкої рухомий рідини (Тпл = -39 В° С).
1.2 Хімія s-елементів
Лужні метали
Головна підгрупа I групи ПС, називається підгрупою лужних металів, включає Li, Na, K, Rb, Cs, Fr (радіоактивний з найменшим періодом напіврозпаду Т 1/2 = 22 хв.). Назва підгрупи - лужні метали - відображає характерні особливості хімії цих елементів. Всі вони мають один s-електрон на зовнішньому електронному шарі і проявляють окисне число +1. Єдиний валентний електрон атомів лужних металів порівняно слабко пов'язаний з ядром, тому потенціали іонізації цих елементів невеликі.
Фізичні властивості лужних елементів наведені в таблиці 1.
Таблиця 1.
Елемент
Атомний номер
Відносна атомна маса
Атомний радіус, нм
Іонний радіус, нм
Енергія іонізації, еВ
Забарвлення полум'я
Li
3
7
0.155
0.066
5.390
Коричнево-червона
Na
11
23
0.189
0.095
5.138
Жовта
K
19
39
0.236
0.133
4.339
Фіолетова
Rb
37
85
0.248
0.148
4.176
Червона
Cs
55
133
0....
