Характеристики элементов (Bе, Мg, а1).

Первые два металла, бериллий и магний, представляют собою 8-элементы, алюминий — р-элемент, титан — d-элемент.

Сравнивая значения электроотрицательности выше приведенных ме­таллов, мы можем сделать вывод, что магний является наиболее активным, нежели другие металлы. Только магний образует ионные связи с хлором, а Ве, А1, образуют ковалентные связи во многих случаях. Этот вывод можно сделать на основе значений разности электроотрицательности между Х_Met и Х_Э.

Следовательно, соединения магния образуются ионными связями, а хлорид алюминия образован в основном ковалентными.

Алюминий образует положительные ионы легче по сравне­нию с Ве и Мg. Эти металлы разрушают воду. Ве не образует оксид берил­лия во время взаимодействия с водой.

Энергия ионизации у А1 выше, чем соответствующие значения у бериллия и у магния. С помощью значений сродства к электрону мы можем установить возможность формирования металлических гидридов, интерме­таллических и сложных соединений. В соответствии с результатами срав­нения сродства к электрону металлов можно предположить, что гидриды алюминия и титана более стабильны, чем соответствующие гидриды бе­риллия или магния. Предположение подтверждается данными по энергии диссоциации гидридов металлов;

D_AIH > D_MgH > D_BeH

Сравнив электродные потенциалы металлов, можно сделать вывод о том, что все металлы являются активными и могут корродировать, а маг­ний очень активен при коррозии. Однако алюминий является неак­тивными, потому что на поверхности этого металла образуются оксидные пассивные пленки. Химические свойства металлов и природа их соединений обусловлены выше приведенными характеристи­ками элементов. Химические свойства определяются обычно по активности металлов во взаимодействии их с водой, кислотами и основаниями.

Взаимодействие металлов с водой, кислотами и основаниями

С водой:

В соответствии с выше приведенным анализом взаимодействие воды с А1 возможно. Это взаимодействие можно показать посредством сле­дующих реакций:

2А1 + 6Н₂О → 2А1(ОН)₃ + ЗН₂

С кислотами:

Взаимодействие между металлами и галогенводородами - НХ (где X - С1, Ве, I) протекает с выделением водорода:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Задержка аналогичной реакции у алюминия объясняется образованием на поверхности этого металла оксидных пассивных пленок.

При взаимодействии металлов с серной концентрированной или азот­ной кислотами возможны следующие реакции:

4Мg + 5Н₂SО₄ → 4МgSО₄ + Н₂S + 4Н₂О

4Мg + 10НNO₃ → 4Мg(NO₃)₂ + NН₄NО₃ + ЗН₂О .

Сильные окислители, такие как азотная кислота, пассивируют алюми­ний.

С основаниями:

Легкие металлы реагируют с основаниями в водной среде с выделением водорода следующим образом:

Ве + 2NаОН + 2Н₂О → Nа₂[Ве(ОН)₄]+Н₂

тетрагидроксобериллат 2 натрия

2 А1 + 2NаОН + 6Н₂О → 2Na[ А1(ОН)₄ ] + ЗН₂

тетрагидроксоалюминат 3 натрия

Обычно на поверхности алюминия существует оксидная пленка А1₂Оз , поэтому сначала протекает взаимодействие между оксидом алю­миния и гидроокисью натрия:

А1₂О₃ + 2NаОН → 2NаАlO₂ + Н₂О

метаалюминат натрия в противоположность Nа₃АlO₃ - ортоалюминат натрия

Когда растворяется оксидная пленка, начинает растворятся и алюминий.