У какого металла выражены восстановительные свойства

IIA группа содержит только металлы – Be (бериллий), Mg (магний), Ca (кальций), Sr (стронций), Ba (барий) и Ra (радий). Химические свойства первого представителя этой группы — бериллия — наиболее сильно отличаются от химических свойств остальных элементов данной группы. Его химические свойства во многом даже более схожи с алюминием, чем с остальными металлами IIA группы (так называемое «диагональное сходство»). Магний же по химическим свойствами тоже заметно отличается от Ca, Sr, Ba и Ra, но все же имеет с ними намного больше сходных химических свойств, чем с бериллием. В связи со значительным сходством химических свойств кальция, стронция, бария и радия их объединяют в одно семейство, называемое щелочноземельными металлами.

Все элементы IIA группы относятся к s-элементам, т.е. содержат все свои валентные электроны на s-подуровне. Таким образом, электронная конфигурация внешнего электронного слоя всех химических элементов данной группы имеет вид ns2 , где n – номер периода, в котором находится элемент.

Вследствие особенностей электронного строения металлов IIA группы, данные элементы, помимо нуля, способны иметь только одну единственную степень окисления, равную +2. Простые вещества, образованные элементами IIA группы, при участии в любых химических реакциях способны только окисляться, т.е. отдавать электроны:

Ме0 – 2e— → Ме+2

Кальций, стронций, барий и радий обладают крайне высокой химической активностью. Простые вещества, образованные ими, являются очень сильными восстановителями. Также сильным восстановителем является магний. Восстановительная активность металлов подчиняется общим закономерностям периодического закона Д.И. Менделеева и увеличивается вниз по подгруппе.

Взаимодействие с простыми веществами

с кислородом

Без нагревания бериллий и магний не реагируют ни с кислородом воздуха, ни с чистым кислородом ввиду того, что покрыты тонкими защитными пленками, состоящими соответственно из оксидов BeO и MgO. Их хранение не требует каких-либо особых способов защиты от воздуха и влаги, в отличие от щелочноземельных металлов, которые хранят под слоем инертной по отношению к ним жидкости, чаще всего керосина.

Be, Mg, Ca, Sr при горении в кислороде образуют оксиды состава MeO, а Ba – смесь оксида бария (BaO) и пероксида бария (BaO2):

2Mg + O2 = 2MgO

2Ca + O2 = 2CaO

2Ba + O2 = 2BaO

Ba + O2 = BaO2

Следует отметить, что при горении щелочноземельных металлов и магния на воздухе побочно протекает также реакция этих металлов с азотом воздуха, в результате которой, помимо соединений металлов с кислородом, образуются также нитриды c общей формулой Me3N2.

с галогенами

Бериллий реагирует с галогенами только при высоких температурах, а остальные металлы IIA группы — уже при комнатной температуре:

Мg + I2 = MgI2 – иодид магния

Са + Br2 = СаBr2 – бромид кальция

Ва + Cl2 = ВаCl2 – хлорид бария

с неметаллами IV–VI групп

Все металлы IIA группы реагируют при нагревании со всеми неметаллами IV–VI групп, но в зависимости от положения металла в группе, а также активности неметаллов требуется различная степень нагрева. Поскольку бериллий является среди всех металлов IIA группы наиболее химически инертным, при проведении его реакций с неметаллами требуется существенно большая температура.

Следует отметить, что при реакции металлов с углеродом могут образовываться карбиды разной природы. Различают карбиды, относящиеся к метанидам и условно считающимися производными метана, в котором все атомы водорода замещены на металл. Они так же, как и метан, содержат углерод в степени окисления -4, и при их гидролизе или взаимодействии с кислотами-неокислителями одним из продуктов является метан. Также существует другой тип карбидов – ацетилениды, которые содержат ион C22-, фактически являющийся фрагментом молекулы ацетилена. Карбиды типа ацетиленидов при гидролизе или взаимодействии с кислотами-неокислителями образуют ацетилен как один из продуктов реакции. То, какой тип карбида – метанид или ацетиленид — получится при взаимодействии того или иного металла с углеродом, зависит от размера катиона металла. С ионами металлов, обладающих малым значением радиуса, образуются, как правило, метаниды, с ионами более крупного размера – ацетилениды. В случае металлов второй группы метанид получается при взаимодействии бериллия с углеродом:

Остальные металлы II А группы образуют с углеродом ацетилениды:

С кремнием металлы IIA группы образуют силициды — соединения вида Me2Si, с азотом – нитриды (Me3N2), фосфором – фосфиды (Me3P2):

с водородом

Все щелочноземельные металлы реагируют при нагревании с водородом. Для того чтобы магний прореагировал с водородом, одного нагрева, как в случае со щелочноземельными металлами, недостаточно, требуется, помимо высокой температуры, также и повышенное давление водорода. Бериллий не реагирует с водородом ни при каких условиях.

Взаимодействие со сложными веществами

с водой

Все щелочноземельные металлы активно реагируют с водой с образованием щелочей (растворимых гидроксидов металлов) и водорода. Магний реагирует с водой лишь при кипячении вследствие того, что при нагревании в воде растворяется защитная оксидная пленка MgO. В случае бериллия защитная оксидная пленка очень стойкая: с ним вода не реагирует ни при кипячении, ни даже при температуре красного каления:

c кислотами-неокислителями

Все металлы главной подгруппы II группы реагируют с кислотами-неокислителями, поскольку находятся в ряду активности левее водорода. При этом образуются соль соответствующей кислоты и водород. Примеры реакций:

Ве + Н2SO4(разб.) = BeSO4 + H2↑

Mg + 2HBr = MgBr2 + H2↑

Ca + 2CH3COOH = (CH3COO)2Ca + H2↑

c кислотами-окислителями

− разбавленной азотной кислотой

С разбавленной азотной кислотой реагируют все металлы IIA группы. При этом продуктами восстановления вместо водорода (как в случае кислот-неокислителей) являются оксиды азота, преимущественно оксид азота (I) (N2O), а в случае сильно разбавленной азотной кислоты – нитрат аммония (NH4NO3):

4Ca + 10HNO3(разб.) = 4Ca(NO3)2 + N2O↑ + 5H2O

4Mg + 10HNO3(сильно разб.) = 4Mg(NO3)2 + NН4NO3 + 3H2O

− концентрированной азотной кислотой

Концентрированная азотная кислота при обычной (или низкой) температуре пассивирует бериллий, т.е. в реакцию с ним не вступает. При кипячении реакция возможна и протекает преимущественно в соответствии с уравнением:

Магний и щелочноземельные металлы реагируют с концентрированной азотной кислотой с образованием большого спектра различных продуктов восстановления азота.

− концентрированной серной кислотой

Бериллий пассивируется концентрированной серной кислотой, т.е. не реагирует с ней в обычных условиях, однако реакция протекает при кипячении и приводит к образованию сульфата бериллия, диоксида серы и воды:

Be + 2H2SO4 → BeSO4 + SO2↑+ 2H2O

Барий также пассивируется концентрированной серной кислотой вследствие образования нерастворимого сульфата бария, но реагирует с ней при нагревании, сульфат бария растворяется при нагревании в концентрированной серной кислоте благодаря его превращению в гидросульфат бария.

Остальные металлы главной IIA группы реагируют с концентрированной серной кислотой при любых условиях, в том числе на холоду. Восстановление серы происходит преимущественно до сероводорода:

4Mg + 5H2SO4(конц.) = 4MgSO4 + H2S↑ + 4H2O

с щелочами

Магний и щелочноземельные металлы со щелочами не взаимодействуют, а бериллий легко реагирует как растворами щелочей, так и с безводными щелочами при сплавлении. При этом при осуществлении реакции в водном растворе в реакции участвует также и вода, а продуктами являются тетрагидроксобериллаты щелочных или щелочноземельных металлов и газообразный водород:

Be + 2KOH + 2H2O = H2↑ + K2[Be(OH)4] — тетрагидроксобериллат калия

При осуществлении реакции с твердой щелочью при сплавлении образуются бериллаты щелочных или щелочноземельных металлов и водород

Be + 2KOH = H2↑+ K2BeO2 — бериллат калия

с оксидами

Щелочноземельные металлы, а также магний могут восстанавливать менее активные металлы и некоторые неметаллы из их оксидов при нагревании, например:

Метод восстановления металлов из их оксидов магнием называют магниетермией.

Источник

Типичными восстановителями являются атомы, на внешнем энергетическом уровне которых имеется от I до 3 электронов. К этой группе восстановителей относятся металлы. Восстановительные свойства могут проявлять и неметаллы, например водород, углерод, бор и др. В химических реакциях все они отдают электроны по схеме [c.192]

Стандартные потенциалы металлов ф приведены в табл. 6 в порядке возрастания их алгебраической величины, образуя так называемый ряд напряжений металлов. Если стандартный потенциал металла имеет знак минус, это означает, что металл в паре со стандартным водородным электродом выполняет функцию отрицательного электрода, избыточные электроны которого переходят к ионам Н . При знаке плюс на металле донором электронов являются молекулы водорода, адсорбированные на поверхности платинового электрода. Электроны, переходя на металлический электрод, притягивают из раствора катионы металла, которые, концентрируясь и разряжаясь на его поверхности, сообщают ему положительный заряд. С увеличением алгебраического значения стандартного потенциала металла уменьшаются восстановительные свойства его атомов и увеличиваются окислительные свойства образующихся при этом катионов. Так, цинк по своим восстановительным свойствам превосходит водород, а ионы Н по своим [c.159]

К 1А-группе относятся -элементы литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций, называемые щелочными металлами, так как гидроксиды некоторых из них издавна известны как щелочи. Щелочные металлы имеют на внешнем электронном уровне атома по одному электрону ( ), сильно удаленному от ядра, отличаются низкими потенциалами ионизации (табл. 21). Атомы их легко отдают электрон, проявляя степень окисления + 1. Это самые активные металлы, восстановительные свойства выражены у них особенно резко и усиливаются с увеличением порядкового номера элемента. [c.263]

Фридман Я. Д. Окислительно-восстановительные свойства комплексных соединений металлов и их устойчивость в растворах. Фрунзе, Илим, 1966. [c.186]

Простые вещества по свойствам составляющих их элементов делятся на металлы и неметаллы. Металлы имеют ряд общих свойств. Это – металлический блеск, высокая теплопроводность и электропроводность. Бее металлы, кроме ртути, при нормальных условиях (температура 0°С, давление 1 атм.) являются твердыми веществами, прочными и пластичными. Металлы обладают более высокими восстановительными свойствами, чем неметаллы. Подробнее о металлах и неметаллах разговор пойдет в главе 2 и в главе 7, В приведенной на форзаце Периодической системе элементов разными цветами выделены типичные металлы и неметаллы. [c.10]

Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, содержащие ион Н , проявляют восстановительные свойства, легко окисляясь до свободного водорода [c.165]

Химические свойства простых веществ. В химических реакциях металлы обычно выступают как восстановители. Неметаллы, кроме фтора, могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. При этом характер изменения восстановительной и окислительной активности простых веществ в группах и подгруппах существенно зависит от природы партнера по реакции и условий осуществления реакции. Обычно в главных подгруппах проявляется общая тенденция с увеличением порядкового номера элемента окислительные свойства неметаллов ослабевают, а восстановительные свойства металлов усиливаются. Об этом, в частности, свидетельствует характер изменения стандартных изобарных потенциалов образования однотипных соединений. Например, в реакции окисления хлором металлов главной подгруппы П группы [c.260]

Гем, или порфирин железа, входит также в активные центры ферментов, таких, как пероксидаза и каталаза. Многие другие переходные металлы также являются важнейшими участниками ферментативного катализа некоторые из них будут обсуждены в гл. 21. В результате появления миоглобина и гемоглобина были сняты ограничения на размеры живых организмов. Это привело к появлению разнообразных многоклеточных организмов. Поскольку переходные металлы и органические циклические системы с двойными связями, подобные порфиринам, чрезвычайно приспособлены к поглощению видимого света, а их комбинации проявляют разнообразные окислительно-восстановительные свойства, жизнь можно рассматривать как одну из областей, где протекают процессы координационной химии. [c.262]

С уменьшением радиуса атома или иона увеличивается прочность связи электронов с ядром, что приводит к ослаблению восстановительной и усилению окислительной способности. Увеличение радиуса вызывает обратный эффект усиливает восстановительную и уменьшает окислительную способность. В главных подгруппах наблюдается усиление восстановительных свойств элементов в направлении сверху вниз. В периодах с увеличением порядкового номера происходит ослабление восстановительных и усиление окислительных свойств. У элементов побочных групп незначительный рост радиуса при значительном увеличении зарй-да ядра приводит не к увеличению, а к уменьшению восстановительных свойств, т. е. к ослаблению активности металлов. [c.19]

Ион металла при этом восстанавливается в одну из низших валентных форм. В результате совместного действия кислорода и углеводорода ионы металлов часто находятся в разных валентных состояниях, что в среднем соответствует некоторой дробной величине. Так, ион ванадия при окислении нафталина воздухом имеет среднюю валентность 4,3 вместо 5 в УгОб. Очевидно, что состояние иона металла определяется окислительно-восстановительными свойствами среды и зависит от соотношения кислорода и углеводорода, от наличия водяных паров и т. д. При этом в начальный период работы катализатор постепенно формируется в состояние, стабильное для данных условий синтеза, а варьирование условий может изменить его активность и селективность. [c.412]

В табл. 28.1 приведены некоторые свойства этих металлов. Восстановительные свойства элементов подгруппы цинка выражены значительно слабее, чем у элементов главной подгруппы. Это объясняется меньшими размерами атомов и, соответственно, более высокими энергиями ионизации этих элементов по сравнению с соответствующими элементами главной подгруппы (ср. данные табл. 14.3 и 28.1). [c.542]

Как уже отмечалось, при погружении металла в раствор на границе раздела фаз образуется двойной электрический слой. Разность потенциалов, возникающая между металлом и окружающей его жидкой средой, называется электродным потенциалом. Этот потенциал является характеристикой окислительно-восстановительной способности металла в виде твердой фазы. Заметим, что у изолированного металлического атома (состояние одноатомного пара, возникающее при высоких температурах и высоких степенях разрежения) окислительно-восстановительные свойства характеризуются другой величиной, называемой ионизационным потенциалом. Ионизационный потенциал — это энергия, необходимая для отрыва электрона от изолированного атома. [c.79]

Для галидов одного металла восстановительные свойства проявляются сильнее у бромидов и особенно у иодидов вследствие восстановительного действия бромид- и иодид-ионов. [c.10]

Восстановительные свойства элементарных металлов под-груипы хрома усиливаются от вольфрама к хрому, однако эти металлы химически менее активны, чем металлы, рассмотренные в [c.281]

Из рассмотренных примеров видно, что общим в кинетике окисления является тормозящее влияние продуктов окисления, адсорбирующихся на поверхности сильнее, чем исходные углеводороды. Для кислорода не наблюдается такого влияния, что подтверждает механизм хемосорбции углеводорода не на активных центрах, а на центрах, уже сорбировавших кислород. В то же время порядок реакции по кислороду и углеводороду может быть разным и зависящим от соотношения реагентов, окислительно-восстановительных свойств среды, а, значит, и от степени окисленности металла или оксида в приповерхностном слое. Энергия активации при гетерогенном окислении олефинов составляет 63—84 кДж/моль (15— 20 ккал/моль), а для ароматических соединений около 105 кДж/моль ( 25 ккал/моль). [c.415]

Опыт 8. Восстановительные свойства магния и кальция. В две пробирки налить по 2—3 мл дистиллированной воды и 2—3 капли раствора фенолфталеина. В одну пробирку поместить немного металлического магния, в другую —кальция. Наблюдать отношение этих металлов к воде на холоду и при нагревании. Отметить интенсивность окраски полученных растворов. Пояснить различную активность металлов, исходя из значений энергии их ионизации. Составить уравнения реакций Са и Mg с НгО. [c.68]

Например, сродство к кислороду того или иного элемента препятствует протеканию технологических процессов восстановительного свойства сцепление частиц материала препятствует его деформации силы поверхностного натяжения препятствуют дроблению жидкости и т. д. Для преодоления указанных сил должна быть совершена работа с затратой того или иного количества энергии. Ту энергию, которая непосредственно совершает работу по преодолению сил, препятствующих протеканию данного технологического процесса, удобно называть рабочим видом энергии. В промышленности в качестве рабочего вида энергии наиболее часто используются тепло и механическая энергия. Так, например, при обработке металла на токарном станке непосредственно затрачивается механическая энергия, при обработке металлов давлением на прокатном стане и кузнечном молоте затрачивается также механическая энергия, но для того чтобы перевести металл в удобное для обработки давлением пластическое состояние, нужно его нагреть до той или иной температуры, затратив тепло. Тепло нужно затратить для того, чтобы расплавить материал, осуществить процесс сушки или возгонки, восстановить руду до металла и т. п. [c.7]

Хлор — активный окислитель. Он весьма энергично реагирует с металлами и большинством неметаллов (за исключением Оа, Na и инертных газов), легко окисляет многие сложные соединения. Восстановительные свойства проявляет лишь при взаимодействии с фтором. Вступает также в реакции самоокисления — самовосстановления. Для их протекания наиболее благоприятна щелочная среда, способствующая образованию простых и сложных анионов [c.302]

В таблице 4 (см. приложение) найдите стандартный электродный потенциал системы Н2/2Н и сравните с данными для систем Рг/2Р , СЬ/2С1 , Вг2/2Вг , 12/21 . Какой вывод можно сделать о восстановительных свойствах гидридов металлов [c.111]

Многие электроположительные металлы способны растворяться в жидком аммиаке. Образующиеся синие растворы проявляют сильные восстановительные свойства вследствие присутствия сольватированных электронов (поляронов). [c.534]

Опишите окислительно-восстановительные свойства атомов и ионов щелочных металлов. [c.155]

Восстановительные свойства водорода. В небольшую сухую пробирку поместите немножко оксида меди (П) и закрепите ее в зажиме штатива в горизонтальном положении, чуть приподняв у дна. В другую пробирку, предназначенную для получения водорода, поместите несколько кусочков металла (по усмотрению выполняющего работу) и налейте разбавленный раствор соляной кислоты. Закройте пробирку пробкой с газоотводной трубкой. По истечении некоторого времени проверьте водород на чистоту и конец газоотводной трубки внесите в пробирку с оксидом меди (П), Через 20—30 с нагревайте пробирку небольшим пламенем горелки в том месте, где расположен оксид меди (П), продолжая пропускать в пробирку водород. Наблюдайте восстановление оксида меди (И) по изменению его цвета. После окончания опыта нагревание прекратите и, дав остыть пробирке, выключите ток водорода. Остаток металла, который не прореагировал, а также полученный порошок меди сдайте лаборанту. [c.105]

Опыт 1. Восстановительные свойства металлов — простых веществ 5-, и /-элементов [c.94]

Указать положение меди и серебра в периодической системе элементов и написать электронные формулы их атомов. Почему восстановительные свойства у меди и серебра выражены слабее, чем у щелочных металлов [c.197]

Фториды железа находятся обычно в полнмерпом, а трихлорид и трибромид — в димерном состоянии. Трихлорид и трибромид железа отличаются легкоплавкостью и значительной летучестью. С водой галиды образуют аквасоединения, которые по окраске отличаются от безводных галидов. Все галиды хорощо растворимы в воде и подвергаются в растворе гидролизу. Дигалиды обладают восстановительными свойствами. Окислительные свойства трихлорида и трибромида выражаются з том, что они способны в растворенном состоянии окислять даже малоактивные металлы, например медь. [c.304]

Металлы, обладающие ярко выраженными восстановительными свойствами, способны вытеснять из оксидов другие метал лы, у которых эти свойства вь ражены слабее [c.149]

Основным общим химическим свойством металлов является то, что они сравнительно легко отдают валентные электроны и переходят в положительно заряженные ионы. Способность атома отдавать свои валентные электроны называют его восстановительными свойствами. Металлы обладают сильными восстановительными свойствами. С увеличением металлических свойств усиливаются восстановительные свойства. Восстановительные свойства и активность металлов в химических реакциях ослабляются в ряду [c.56]

Общим химическим свойством металлов является их относительно высокая восстановительная способность. Восстановительные свойства металлов ослабляются в ряду активности слева направо. [c.57]

При обычной температуре элементарный углерод весьма инертен. При высоких же температурах он непосредственно взаимодействует с многими металлами и неметаллами. Углерод проявляет восстановительные свойства, что широко используется в металлургии. Окислительные свойства углерода выражены слабо. Вследствие различия в структуре алмаз, графит и карбин по-разному ведут себя в химических реакциях. Для графита характерны реакции образования кристаллических соединений, в которых макромолекулярные слои С200 играют роль самостоятельных радикалов. [c.394]

Металлы проявля.ют в своих соединениях только положительную окисленность, и низшая их степень окислещгости равна нулю. Иначе говоря, низшей степенью окисленности они обладают только в свободном состоянии. Действительно, все свободные металлы способны, хотя и в различной степени, проявлять только восстановительные свойства, Иа практике в качестве восстановителей применяют алюминий, магний, натрнй. калий, цинк и некоторые другие металлы. Если металлу присущи несколько степеней окисленности, то те его соединения, в которых он проявляет низшую нз них, также обычно являются восстановителями, например, соеди[ ения железа (И), олова (П), хрома (И), меди(1). [c.270]

Восстановительные свойства элементарных металлов группы цинка усиливаются от ртути к цинку. Атомы цинка, кадмия и ртути могут терять по два электрона, переходя в двухзарядные положительные ионы. При определенных условиях два атома ртути, теряя два электрона, образуют HOHfHgj] . [c.330]

Поскольку галогенид-иоиы обладают восстановительными свойствами, то при действии галогеноводородов на металлы последние могут окисляться лишь ионами водорода Н+. Поэтому галогено-водороды могут реагировать в растворе только с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода. [c.362]

Шлаки являются побочным продуктом химических реакций при получении желтого фосфора, чугуна,, стали и цветных металлов, т. е. при термической переработке рудных материалов и концентратов. Они бывают относительно стабильного химического состава (получение фосфора) или с изменяемым химическим составом, например, имеющим сначала окислительные, а затем восстановительные свойства (получение различных марок сталей 18ХНВА, 38ХМЮА и т. д. ). [c.80]

Восстановительные свойства свободных металлов и водорода. Окислительные свойства кислот. Опыт 1. В цилиндрическую пробирку влить 3—4 мл разбавленной серной кислоты (1 4). Прибавить по каплям раствор перманганата калия КМПО4 до слаборозового окрашивания жидкости. Отлить половину в другую пробирку. Внести в одну пробирку 2—3 кусочка магниевой стружки, в другую — столько же железной стружки. Наблюдать [c.26]

Исследованиями Эмануэля и Денисова [227] найдено объяснение и противоположному явлению — ингибированию окисления ряда органических соединений солями металлов переменной валентности. Это происходит в результате проявления некоторыми пероксидными радикалами окислительно-восстановительных свойств. Например, каждый катион металла бесконечно обрывает цепи ио реакции с гидроксииероксидным радикалом [c.178]

Соединения галлия, индия и таллия. Эти металлы образуют два ряда соединений, в которых они проявляют степени окисления +3 и -1-1. Для галлия и индия более характерна степень окисления -1-3 соединения галлия (I) и индия (I) очень неустойчгшы, проявляют сильные восстановительные свойства. Наоборот, для таллия более характерна степень окисления 4-1 соединения таллия (111) проявляют сильные окислительные свойства. [c.336]

С увеличением атомной массы в ряду Zn, d, Hg активность металлов уменьшается и ртуть в электрохимиче-с1напряжений металлов стоит после водорода. Атомы цинка и кадмия — хорошие восстановители, атомы ртути восстановительные свойства проявляют в очень малой степени. Поэтому ртуть не окисляется ионами водорода кислот, а также кислородом воздуха в обучных t условиях. [c.105]

Пособие по химии для поступающих в вузы 1972 (1972) — [

c.283

c.284

]

Источник