Злучэння шчолачных металаў і іх прымяненне

З усёй перыядычнай сістэмы большая частка элементаў ўяўляе групу металаў. Шчолачныя, шчолачназямельныя, амфатэрныя, пераходныя, радыеактыўныя - іх вельмі шмат. Усе металы гуляюць велізарную ролю не толькі ў прыродзе і біялагічнай жыцця чалавека, але і ў розных галінах прамысловасці. Нездарма бо XX стагоддзе было названа "жалезным".

Металы: агульная характарыстыка

Усе металы аб'ядноўваюцца агульнымі хімічнымі і фізічнымі ўласцівасцямі, па якіх іх лёгка адрозніць ад неметалічных рэчываў. Так, напрыклад, будынак крышталічнай рашоткі дазваляе ім быць:

• праваднікамі электрычнага току;
• добрымі теплопроводниками;
• кавання і пластычнымі;
• трывалымі і бліскучымі.

Вядома, сярод іх ёсць і адрозненні. Адны металы блішчаць серабрыстым колерам, іншыя - больш за матавым белым, трэція - наогул чырвоным і жоўтым. Таксама адрозненні ёсць і ў паказчыках цяпло- і электраправоднасці. Аднак усё роўна гэтыя параметры - агульныя для ўсіх металаў, у той час як у неметаллов больш адрозненняў, чым падабенства.

Па хімічнай прыродзе ўсё металы - аднаўляльнікі. У залежнасці ад умоў рэакцыі і канкрэтных рэчываў могуць выступаць і ў ролі акісляльнікаў, аднак рэдка. Здольныя ўтвараць шматлікія рэчывы. Хімічныя злучэнні металаў сустракаюцца ў прыродзе ў велізарнай колькасці ў складзе руды або карысных выкапняў, мінералаў і іншых парод. Ступень акіслення металаў заўсёды станоўчая, можа быць пастаяннай (алюміній, натрый, кальцый) або зменнай (хром, жалеза, медзь, марганец).

Многія з іх атрымалі шырокае распаўсюджванне ў якасці будаўнічых матэрыялаў, выкарыстоўваюцца ў самых розных галінах навукі і тэхнікі.

Хімічныя злучэнні металаў

Сярод такіх варта назваць некалькі асноўных класаў рэчываў, якія з'яўляюцца прадуктамі ўзаемадзеяння металаў з іншымі элементамі і рэчывамі.

1. Аксіды, гидриды, нітрыды, силициды, фасфіду, азанідаў, карбід, сульфід і іншыя - бінарныя злучэння з неметаламі, часцей за ўсё ставяцца да класа соляў (акрамя аксідаў).
2. Гідраксіды - агульная формула Ме ^{+ х} (ЁН) _х.
3. Солі. Злучэння металаў з кіслотнымі рэшткамі. Могуць быць рознымі:

• сярэднія;
• кіслыя;
• падвойныя;
• асноўныя;
• комплексныя.

4. Злучэнні металаў з арганічнымі рэчывамі - металлорганические структуры.

5. Злучэнні металаў адзін з адным - сплавы, якія атрымліваюцца рознымі спосабамі.

Варыянты злучэння металаў

Рэчывы, у якіх адначасова могуць знаходзіцца два розных металу і больш, падпадзяляюцца на:

• сплавы;
• падвойныя солі;
• комплексныя злучэнні;
• интерметаллиды.

Спосабы злучэння металаў паміж сабой таксама вар'іруюцца. Напрыклад, для атрымання сплаваў выкарыстоўваюць метад расплаўлення, змешвання і зацвярдзення атрыманага прадукту.

Интерметаллиды ўтвараюцца ў выніку прамых хімічных рэакцый паміж металамі, нярэдка адбываюцца з выбухам (напрыклад, цынк і нікель). Для такіх працэсаў патрэбныя асаблівыя ўмовы: тэмпература вельмі высокая, ціск, вакуумных, адсутнасць кіслароду і іншыя.

Падвойныя солі і комплексныя злучэнні могуць сфармавацца пры Зьліваньне раствораў зыходных рэчываў, а таксама пры іх сплаўленне.

Выраб вырабаў з металаў мае на ўвазе таксама іх злучэнне паміж сабой. Для гэтага выкарыстоўваюць такія спосабы, як:

• зварка (газавая, электрычная і гэтак далей);
• пайка рознымі відамі прыпоя;
• разьба;
• заклепывание.

Галоўная ўмова - гэта стварыць такі выраб, якое зможа быць устойлівым да карозіі і ў якім не будзе швоў і прымешак, шчылін.

Злучэння шчолачных металаў і іх прымяненне

Шчолачнымі называюцца элементы, размешчаныя ў першай групе галоўнай падгрупе перыядычнай сістэмы. Іх усяго 6, і адкрыты яны былі практычна ўсе адначасова з невялікім часовым інтэрвалам. У форме простых рэчываў у прыродзе дадзеныя элементы не сустракаюцца.

З прычыны высокай хімічнай актыўнасці працаваць з імі вельмі цяжка і небяспечна. Таму прыйшлося папрацаваць, каб вылучыць іх у чыстым выглядзе. Значна раней народам пачалі выкарыстоўвацца розныя злучэння шчолачных металаў. Некаторыя з іх былі вядомыя яшчэ са старажытнасці і ня страцілі важнасці і актуальнасці сёння. Яны выкарыстоўваюцца ў тэхніцы, будаўніцтве, медыцыне, харчовай галіны, хімічнай прамысловасці, металургіі, машынабудаванні, сельскай гаспадарцы і многіх іншых раздзелах народнай гаспадаркі. Асноўныя з іх разгледзім падрабязней.

Віды злучэння шчолачных металаў з іншымі металамі ставяцца да груп:

• интерметаллических злучэнняў;
• комплексных злучэнняў;
• падвойных соляў.

аксіды

З усіх шчолачных металаў пры згаранні ў кіслародзе нармальны аксід здольны даваць толькі літый. Астатнія ж потым праявіць актыўнасць, таму фармуюць пераксіду Ме ₂ Аб _2. З пераксіду дзеяннем простага металу можна атрымаць аксід нармальнага выгляду Ме ₂ О. Кіслародныя злучэння шчолачных металаў маюць розную афарбоўку.

1. Аксід літыя, калія і натрыю - белыя крышталічныя парашкі.
2. Рубідый - жоўтая афарбоўка аксіду.
3. Цэзій - аранжавая.

Асноўная вобласць прымянення - хімічная прамысловасць. Аксіды шчолачных металаў рэагуюць з вадой, утвараючы важныя злучэння - шчолачы. Гэтай уласцівасцю і абумоўлена назва дадзенай групы элементаў. Злучэння шчолачных металаў - аксіды - толькі частка ад агульнай масы значных і важных рэчываў, у склад якіх уваходзяць гэтыя элементы.

Гідраксіды (шчолачы)

Злучэння шчолачных металаў з гидроксогруппой называюць шчолачамі, або гідраксід. Усе яны - вельмі з'едлівыя рэчывы, здольныя лёгка разбураць практычна любы матэрыял. Асабліва гэта тычыцца жывёл тканін. Таму працаваць з шчолачамі варта вельмі асцярожна, на месцы кантакту са скурай можа паўстаць глыбокі хімічны апёк.

Самым вядомым рэчывам сярод шчолачаў з'яўляецца каўстычнай сода, або гідравокіс натрыю. Дадзенае злучэнне вядома яшчэ са старажытных часоў, дзе яно здабывалася з попелу раслін і выкарыстоўвалася для мылаварны і мыцця бялізны. Хімічная формула - NaOH. Сёння з'едлівы натр вырабляецца велізарнымі колькасцямі ў кожнай краіне, так як без яго ўдзелу не абыходзіцца практычна ніводная галіна вытворчасці. Ён выкарыстоўваецца:

• у нафтаперапрацоўчай прамысловасці;
• у касметычнай і парфумернай;
• у хімічнага сінтэзу;
• для вытворчасці чысцяць і мыйных сродкаў, абразіўных матэрыялаў;
• ў гарбарнай і тэкстыльнай прамысловасці і іншых галінах.

Іншыя металы з групы шчолачных фармуюць не гэтак важныя і распаўсюджаныя шчолачы. Больш-менш значным з'яўляецца толькі гідраксід калія - КОН, які вядомы як з'едлівае Гартуй.

солі

Такія злучэння шчолачных металаў, як солі, з'яўляюцца не толькі практычна запатрабаванымі рэчывамі, але і прысутнічаюць у арганізме жывых істот, падтрымліваючы іх нармальную жыццяздольнасць.

Самай галоўнай соллю з'яўляецца, безумоўна, хларыд натрыю. Гэта звычайная павараная соль, якая ёсць у кожнага дома і якой не надаюць асаблівага значэння прычыны вялікай распаўсюджанасці. Аднак калі ўявіць, што яна раптам знікне, мала хто будзе рада наступстваў. Несоленого ежу ёсць складана, да таго ж гэта наносіць непапраўную шкоду здароўю, бо ў арганізм не паступаюць іёны натрыю, патрэбныя для працы сэрца і сасудаў.

Таксама важныя злучэння шчолачных металаў - гэта карбанаты. Асабліва карбанат і бікарбанат натрыю, які ў просты люд завецца содай. Яго выкарыстоўваюць пры вытворчасці шкла, для вырабу мыйных сродкаў. Содай можна спакойна чысціць посуд. Яна валодае добрымі дэзінфікуюць, абеззаражвальнымі, ачышчальнымі і адбельваюць ўласцівасцямі. Шырока выкарыстоўваецца ў харчовай прамысловасці, асабліва ў кандытарскім справе і хлебапячэнні. З яе дапамогай вараць мыла, ствараюць пральныя парашкі.

Сода, соль, Каўстык - усё гэта злучэння шчолачных металаў у прыродзе. Яны існуюць у чыстым выглядзе, фарміруючы паклады, або ўваходзяць у склад прадуктаў згарання тых ці іншых рэчываў. Часам іх атрымліваюць лабараторным спосабам. Але заўсёды гэтыя рэчывы важныя і каштоўныя, так як атачаюць чалавека і фармуюць яго побыт.

Злучэння шчолачных металаў і іх прымяненне не абмяжоўваюцца толькі натрыем. Таксама распаўсюджаны і папулярныя ў галінах гаспадаркі такія солі, як:

• хларыд калію;
• салетра калійная (нітрат калія);
• карбанат калія;
• сульфат.

Усе яны з'яўляюцца каштоўнымі мінеральнымі ўгнаеннямі, што выкарыстоўваюцца ў сельскай гаспадарцы.

Шчолачназямельныя металы - злучэнні і іх прымяненне

Да дадзенай катэгорыі ставяцца элементы другой групы галоўнай падгрупы сістэмы хімічных элементаў. Іх пастаянная ступень акіслення +2. Гэта актыўныя аднаўляльнікі, лёгка ўступаюць у хімічныя рэакцыі з большасцю злучэнняў і простых рэчываў. Праяўляюць ўсе тыповыя ўласцівасці металаў: бляск, ковкость, цёпла і электраправоднасць.

Самымі важнымі і распаўсюджанымі з іх з'яўляюцца магній і кальцый. Берылій праяўляе амфатэрнасць, барый і радый ставяцца да рэдкіх элементам. Усе яны здольныя фармаваць наступныя тыпы злучэнняў:

• интерметаллические;
• аксіды;
• гидриды;
• бінарныя солі (злучэння з неметаламі);
• гідраксіды;
• солі (падвойныя, комплексныя, кіслыя, асноўныя, сярэднія).

Разгледзім самыя важныя злучэння з практычнай пункту гледжання і іх вобласці прымянення.

Солі магнію і кальцыя

Такія злучэння шчолачназямельныя металаў, як солі, маюць важнае значэнне для жывых арганізмаў. Бо менавіта солі кальцыя з'яўляюцца крыніцай гэтага элемента ў арганізме. А без яго немагчыма нармальнае фарміраванне шкілета, зубоў, рагоў у жывёл, капытоў, валасоў і Шарстнёў покрыва і гэтак далей.

Так, самай распаўсюджанай соллю шчолачназямельныя металу кальцыя з'яўляецца карбанат. Яго іншыя назвы:

• мел;
• мармур;
• вапняк;
• даламіт.

Выкарыстоўваецца не толькі як пастаўшчык іёнаў кальцыя ў жывы арганізм, але і як будматэрыял, сыравіну для хімічных вытворчасцей, у касметычнай прамысловасці, шкляной і гэтак далей.

Такія злучэння шчолачназямельныя металаў, як сульфаты, таксама маюць важнае значэнне. Напрыклад, сульфат барыю (медыцынскае назву "барытавай каша") выкарыстоўваецца ў рэнтгенадыягностыкі. Сульфат кальцыя ў выглядзе кристаллогидрата - гэта гіпс, які ўтрымліваецца ў прыродзе. Ён выкарыстоўваецца ў медыцыне, будаўніцтве, штампоўцы злепкаў.

Фосфар з шчолачназямельныя металаў

Гэтыя рэчывы вядомыя яшчэ з Сярэдніх стагоддзяў. Раней іх называлі люмінафора. Гэтая назва сустракаецца і цяпер. Па сваёй прыродзе дадзеныя злучэння - гэта сульфіды магнію, стронцыю, барыю, кальцыя.

Пры пэўнай апрацоўцы яны здольныя праяўляць фасфарысцыруючыя ўласцівасці, прычым свячэнне вельмі прыгожае, ад чырвонага да ярка-фіялетавага. Гэтая заява дзейнічае пры вырабе дарожных знакаў, спецадзення і іншых рэчаў.

комплексныя злучэнні

Рэчывы, якія ўключаюць у сябе два і больш розных элементаў металічнай прыроды, - комплексныя злучэнні металаў. Часцей за ўсё яны ўяўляюць сабой вадкасці, якія валодаюць прыгожымі і рознакаляровымі афарбоўкі. Выкарыстоўваюцца ў аналітычнай хіміі для якаснага вызначэння іёнаў.

Такія рэчывы здольныя ўтвараць не толькі шчолачныя і шчолачназямельныя металы, але і ўсе астатнія. Бываюць гидроксокомплексы, аквакомплексы і іншыя.