METALE
H He
Li Be
Al
Na Mg
Sc
K Ca Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn
METALE
La Pt Tl
Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Au Hg Pb Bi
Ac
Fr Ra
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Metale stanowią większość pierwiastków w
układzie okresowym
WA
ASNOŚCI FIZYCZNE I
Struktura metali  wiązania chemiczne
CHEMICZNE METALI
1. Liczba elektronów walencyjnych d" 3
Gęste upakowanie
o niska energia jonizacji i elektroujemność w związkach
w strukturze regularnej
chemicznych występują na dodatnich stopniach utlenienia
(jako kationy)
2. Dobre przewodnictwo elektryczne i cieplne wynika z
charakteru wiązań (delokalizacja elektronów)...
Gęste upakowanie
3. Cechy fizyczne - jak temperatura topnienia i wrzenia,
w strukturze heksagonalnej
kowalność, twardość -zmieniają się w szerokich
granicach
4. Metale krystalizują w gęsto upakowanych strukturach o
symetrii regularnej lub heksagonalnej + + + +
Elektrony z powłok
walencyjnych słabo związane
5. Ze względu na podobieństwo stuktur tworzą jednorodne
+ + + +
z poszczególnymi atomami
mieszaniny (lub związki) w szerokim zakresie składów
+ + + +
tworzą gaz elektronowy 
(stopy), składające się z kilku lub nawet kilkunastu
orbital zdelokalizaowany w
składników. Właściwości stopu nie są sumą właściwości + + + +
całym krysztale
poszczególnych składników
Otrzymywanie metali
Elektroliza stopionych soli
REDUKCJA RUD
Niektóre metale (szlachetne) występują w przyrodzie w
anoda - grafit
stanie rodzimym, inne otrzymuje się z ich związków, zwanych
chlor
rudami:
2Cl- �ł Cl2 (g) ę! +2e
�ł
Poniewa\
metale występują w związkach na dodatnim
stopniu utlenienia, otrzymywanie czystego metalu jest
procesem redukcji:
katoda - Fe
Ciekły NaCl
Metal Proces metalurgiczny
temperatura > 600EC
Na, K, Ca, Mg Elektroliza stopionych soli
Na+ + e �ł Na(c)
�ł
Al Elektroliza tlenku
Fe, Ni, Co, Cr Redukcja węglem, CO, H2
stopiony sód
Hg, Ag, Cu, Zn Termiczny rozkład soli
(siarczków); przeróbka chemiczna
metalu
rosn
ą
ca aktywno
ść
Otrzymywanie aluminium Otrzymywanie \
elaza  wielki piec
elektroliza stopionego tlenku
Ruda \
elaza Fe2O3, Fe3O4
anoda -grafit CO2
wzrost T
Koks C
Wapień CaCO3
katoda
wanna \
elazna (Fe)
1
C + O2 "! CO
2
powietrze
1
CO + O2 "! CO2
stopiony Al2O3 z wzbogacone 2
dodatkiem kriolitu w tlen CO2 + C "! 2CO
Na3AlF6
3CO + Fe2O3 "! 3CO2 + 2Fe
-1000 EC
Fe2O3 + 3C "! 2Fe + 3CO
CaCO3 CaO + CO2
wypływ CaO + SiO2 CaSiO3
ciekły Al
Sumaryczna reakcja:
surówka \
elaza
szlaka
(Fe+C)
2Al2O3 + 3C 4Al + 3CO2
CaSiO3
Termiczny rozkład siarczków
Metale grup 1,2,13 (s,p)
(z utlenianiem)
1 (IA) 2 (IIA)
Litowce Berylowce 13 (IIIA)
Otrzymywanie rtęci: Glinowce
Li Be
Na Mg Al
HgS + O2 Hg + SO2
K Ca Ga
Rb Sr In
Tl
Cs Ba
Otrzymywanie miedzi:
Fr Ra
3
Konfiguracja powłoki
Cu2S + O2 Cu2O + SO2
2
ns1 ns2 ns2np1
walecyjnej:
2Cu2O + Cu2S 6Cu + SO2
Elektroujemność: 0,9-0,7 1,4-0,9 1,4-1,8
0,5-1,4 1,9-5,0 2,7-11,9
Gęstość:
Wszystkie te metale wykazują niski potencjał redoksowy
i du\
ą aktywność chemiczną ...
Glinowce Chemia glinu
Glin utlenia się bardzo szybko (nawet w temperaturze
1. Glinowce występują w związkach najczęściej na +III i +I pokojowej), ale cienka warstwa tlenku jest bardzo
stopniu utlenienia z du\
ym udziałem wiązania jonowego; szczelna i uniemo\
liwia dalsze utlenianie (pasywacja)
Glin rozpuszcza się zarówno w kwasach, jak i zasadach, a
2. Elektroujemność rośnie (!) ze wzrostem masy molowej;
wodorotlenek glinu, podobnie jak tlenek jest
3. Tlenki glinu, galu i indu mają charakter amfoteryczny, a
amfoteryczny:
tlenek talu (I) - zasadowy;
4. W miarę wzrostu masy molowej, poziomy ns i np H+ OH- OH- -
Al3+ + 3H2O�!�ł Al(OH)3 �!�ł �ł
�łAl(OH)- �!�ł Al(OH)6
4
oddalają się. Najtrwalsze związki glinu tworzą się na +III
stopniu utlenienia, dla talu  jonowe na + 1 stopniu - bez K= �"10-33
Al(OH)3(s) �!�ł5�ł Al3+ + 3OH-
�ł
udziału elektronów s;
-13
K =
5. Wiązania mają charakter jonowy lub kowalencyjny
Al(OH)3 �!�ł4�"10�łAlO- + H+ + H2O
�ł
2
spolaryzowany; tworzą się kryształy jonowe lub
kowalencyjne, rzadziej  cząsteczkowe Gliniany w stanie stałym ulegają kondensacji (jak
krzemiany i borany)  Al(OH)4- jest tetraedryczny. Ze
względu na promień jonowy Al3+ glin zastępuje łatwo
krzem w tetraedrach SiO4n-
Chemia galu
Berylowce
GaCl3 1. Berylowce zwane metalami ziem alkalicznych w
Ga2S3
związkach chemicznych występują zawsze na +2
Li
stopniu utlenienia.
Na
wiązania mają charakter jonowych (z wyjątkiem Be)
Ga
K
2. Przejawiają du\
ą aktywność chemiczną:
Rb
Cs
Ca + 2H2O Ca(OH)2 + H2 ę!
Ga2O3 Ga2(SO4)3" 16H2O Fr
NH3
3. Tworzą wodorki typu soli, z udziałem jonu H- (z
HNO3
wyjątkiem berylu, który tworzy wodorki
łańcuchowe):
GaN
Ga(NO3)3 niebieski laser
H H H H H
H
Krótko o chemii Be Be
Be Be Be
Be
H H
indu i talu .... H H H
H
Twardość wody
Związki berylowców
Twardość przemijająca
Wodorotlenki berylowców mają charakter
 rozpuszczone w wodzie wodorowęglany wapnia i magnezu
zasadowy, z wyjątkiem berylu, którego - obecne w wodzie jony Mg2+, Ca2+ oraz HCO3-
wodorotlenek jest amfoteryczny  sposób usuwania - gotowanie (wytrącają się węglany
wapnia i magnezu na skutek przesunięcia równowagi
Wiązania w solach są jonowe
reakcji:
Węglany i wodorowęglany berylowców -
MCO3 + H2O + CO2 "! M(HCO3)2 "! M2+ + 2HCO3
(Mg, Ca, Sr, Ba):
Twardość nieprzemijająca
MCO3 �łrozklad termiczny MO + CO2
�ł�ł�ł�ł
�ł
 rozpuszczone w wodzie chlorki i siarczany wapnia i
magnezu - jony Mg2+, Ca2+ oraz Cl- i SO42-
-
MCO3 + H2O + CO2 "! M(HCO3)2 "! M2+ + 2HCO3
 usuwanie przy pomocy wymieniaczy jonowych - jonitów
wynik (kationitów i anionitów):
rozpuszczalny
nierozpuszczalny
dysocjacji
w wodzie
w wodzie
KATIONIT ANIONIT
Ta ostatnia reakcja zachodzi w przyrodzie w sposób
spontaniczny
OH-
H3O+
Litowce Otrzymywanie sody metodą Solvaya
1. Litowce zwane metalami alkalicznymi NaHCO3 - soda oczyszczona, Na2CO3 - soda kalcynowana
występują w związkach zawsze na +1 stopniu
NaOH - soda \
rąca
utlenienia; tworzą wiązania o charakterze
Surowce: CaCO3, NaCl, NH3
jonowym
Li
2. Utlenianie litowców (z wyjątkiem litu)
H"1000o
Na CaCO3 �ł �ł �łC CaO + CO2
prowadzi do otrzymywania nadtlenków;
wodorki mają charakter soli
K
NH3 + H2O + CO2 �ł NH4 (HCO3)
�ł
roztwory wodorotlenków mają charakter
Rb
silnych zasad,
Cs
NH4 (HCO3) + NaCl �ł NaHCO3 + NH4Cl
�ł
3. Prawie wszystkie sole litowców są dobrze
Fr
rozpuszczalne w wodzie >250o C
2NaHCO3 �ł �ł�ł Na2CO3 + H2O + CO2
4. Przejawiają du\
ą aktywnośc chemiczną
CaO + H2O �ł Ca(OH)2
�ł
2Na + 2H2O �ł 2NaOH + H2 ę!
�ł
Ca(OH)2 + 2NH4Cl �ł CaCl2 + H2O + 2NH3
�ł
reakcja silnie egzotemiczna
s
p
a
e
l
i
a
w
n
n
a
l
i
C
e
a
l
p
2
S
s
2
w
e
i
n
a
l
H
a
p
s
S
2
2
O
O
w
4
Otrzymywanie sody \
rącej (NaOH)
Metoda rtęciowa Anoda:
2Cl- 6 Cl2+2e
1. Metoda chemiczna:
+
2NaCl + Ca(OH)2 2NaOH + CaCl2
NaCl
NaCl
18 %
35 %
2. Metoda elektrochemiczna
temperatura ok. 85EC
Elektroliza wodnego roztworu NaCl w

Hg
odpowiednich warunkach
Na(Hg)
Hg
Katoda:
H2O
Na++e6Na(Hg)
NaOH
Na(Hg)+H2O 6 NaOH+2H28+(Hg)
Metoda membranowa
NaOH
NaOH
+
NaCl
Cl2
H2
Na+
OH-

+
H+
NaCl + HCl H2O