Взаимодействие кислот с металлами

Mg + 2 H
2
SO
4
= MgSO
4
+ SO
2
↑ + 2 H
2
O; 
3 Mg + 4H
2
SO
4
= 3 MgSO
4
+ S ↓ + 4 H
2
O; 
4 Mg + 5 H
2
SO
4
= 4 MgSO
4
+ H
2
S ↑ + 4 H
2
O. 
 
Реакции для азотной кислоты (HNO
3
) 
Механизм протекания реакций металлов с азотной кислотой представлен 
на рисунке 1 
Рисунок 1 - Механизм протекания реакций металлов с азотной кислотой 
Продукты взаимодействия железа с HNO
3
разной концентрации: 
Cu + 4HNO
3
(60%) = Cu(NO
3
)
2
+ 2 NO
2
↑ + 2 H
2
O; 
3 Cu + 8 HNO
3
(30 % = 3 Cu(NO
3
)
2
+ 2 NO ↑ + 4 H
2
O. 
При взаимодействии с активными металлами вариантов реакций ещё 
больше:
Zn + 4 HNO
3
(60 %) = Zn(NO
3
)
2
+ 2 NO
2
↑ + 2 H
2
O; 
3 Zn + 8 HNO
3
(30 %) = 3 Zn(NO
3
)
2
+ 2 NO ↑ + 4 H
2
O; 
4 Zn + 10 HNO
3 
(20 % = 4 Zn(NO
3
)
2 
+ N
2
O ↑ + 5 H
2
O; 
5 Zn + 12 HNO
3 
(10 %) = 5 Zn(NO
3
)
2
+ N
2
↑ + 6 H
2
O; 
4 Zn + 10 HNO
3
(3 %) = 4 Zn(NO
3
)
2 
+ NH
4
NO
3
+ 3 H
2
O. 
 
 
6 Электронное строение металлов 
Все металлы имеют слабую связь валентных электронов (электронов 
внешнего энергетического уровня) с ядром. Благодаря этому созданная разность 
потенциалов в проводнике приводит к лавинообразному движению электронов 
(называемых электронами проводимости) в кристаллической решётке. 

Совокупность таких электронов часто называют электронным газом. Вклад в 
теплопроводность, помимо электронов, дают фононы (колебания решётки). 
Пластичность обусловлена малым энергетическим барьером для движения 
дислокаций и сдвига кристаллографических плоскостей. Твёрдость можно 
объяснить большим числом структурных дефектов (междоузельные атомы, 
вакансии и др.).
Из-за лёгкой отдачи электронов возможно окисление металлов, что может 
приводить к коррозии и дальнейшей деградации свойств. Способность к 
окислению можно узнать по ряду активности металлов. Этот факт подтверждает 
необходимость использования металлов в комбинации с другими элементами 
(сплав, важнейшим из которых является сталь), их легирование и применение 
различных покрытий.
Для более корректного описания электронных свойств металлов 
необходимо использовать квантовую механику. Во всех твёрдых телах с 
достаточной симметрией уровни энергии электронов отдельных атомов 
перекрываются и образуют разрешённые зоны, причём зона, образованная 
валентными электронами, называется валентной зоной. Слабая связь валентных 
электронов в металлах приводит к тому, что валентная зона в металлах 
получается очень широкой, и всех валентных электронов не хватает для её 
полного заполнения.
Принципиальная особенность такой частично заполненной зоны состоит в 
том, что даже при минимальном приложенном напряжении в образце начинается 
перестройка валентных электронов, то есть течёт электрический ток.  
Та же высокая подвижность электронов приводит и к высокой 
теплопроводности, а также к способности зеркально отражать электромагнитное 
излучение (что и придаёт металлам характерный блеск).

жүктеу/скачать 443,7 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: