Metale – pierwiastki chemiczne charakteryzujące się obecnością w sieci krystalicznej elektronów swobodnych (niezwiązanych). Właściwości metali wynikają z wiązań metalicznych :
-plastyczność - ciągliwość, kowalność(podatność do odkształcania się podczas kucia)
-dobre przewodnictwo cieplne i elektryczne można uzasadnić ruchliwością elektronów należących do gazu elektronowego ( gaz elektronowy)
stały stan skupienia (wyjątkiem jest rtęć) i z reguły dość wysoka temperatura topnienia(Wolfram np., którego temperatura topnienia wynosi ok.3380C, ma większą wytrzymałość od żelaza (temperatura topnienia ok.1534C), żelazo większą od miedzi (ok.1083C), miedź od glinu (ok.660C), glin od cyny (ok.232C))
-połysk metaliczny wynika stąd, że pod wpływem światła widzialnego, elektrony znajdujące się na powierzchni kryształu wykonują drgania o częstotliwości promieniowania padającego. Promienie odbite mają taką samą częstotliwość jak promienie padające, co postrzegamy jako charakterystyczny połysk metalu;
Mają najczęściej niską elektroujemność, w reakcjach chemicznych wykazują tendencję do oddawania elektronów i tworzenia jonów dodatnich (kationów),
odporność na korozję i odporność na działanie kwasów.
WIĄZANIE METALICZNE - powstanie wiązania metalicznego polega na przekształceniu atomów tego samego metalu lub atomów różnych metali w zbiór kationów i swobodnie poruszających się między nimi elektronów.
Wiązanie metaliczne może istnieć w stanie stałym lub ciekłym.
W stanie stałym węzły sieci krystalicznej metalu lub stopu są obsadzone przez kationy wykonujące wyłącznie ruchy oscylacyjne wokół węzła, natomiast zdelokalizowane(nie należące do określonego jonu) elektrony poruszają się swobodnie w obrębie całego kryształu, podobnie jak drobiny substancji w stanie gazowym. Z tego względu mówi się o gazie elektronowym (chmurze elektronowej) wiązania metalicznego.
Kationy stanowiące rdzenie atomowe utrzymują się w swoich położeniach dzięki przyciądaniu elektrostatycznemu elektronów.
Pierwiastki metaliczne występują w przyrodzie przeważnie w postaci rud, które są przerabiane na czyste metale na drodze różnych procesów metalurgicznych. Z powodu swoich bardzo dobrych własności mechanicznych metale są powszechnie wykorzystywane do produkcji maszyn, urządzeń i wielu innych wyrobów, a także jako materiały konstrukcyjne w budownictwie.
Model budowy wewnętrznej metalu:
Metale mają budowę drobnokrystaliczną, tzn. składają się z wielu drobniutkich kryształków ułożonych w sposób nieuporządkowany. Budową krystaliczną metali można zaobserwować na przełomie pręta cynkowego. Charakterystyczne skrzypienie przy zginaniu pręta cynkowego jest spowodowane tarciem między poszczególnymi kryształkami metalu.
Struktura metaliczna:
Przykładem jej są metale. Sieć krystaliczna metali zawiera dodatnie jony metalu, między którymi poruszają się swobodnie uwolnione z atomów elektrony.
Zastosowanie metali:
Działem nauki i techniki zajmującym się opracowaniem sposobów otrzymywania metali i ich stopów oraz nadawania im pożądanych własności jest metalurgia. Dużymi zakładami metalurgicznymi są huty. Metale mają szerokie zastosowanie, zwłaszcza jako materiały konstrukcyjne.
Reakcje metali z kwasami
Kwasy w reakcjach z metalami aktywnymi, takimi jak: magnez, cynk, żelazo, glin reagują z wydzieleniem wodoru (bezbarwny gaz, zapalający się z charakterystycznym "szczeknięciem").
Reakcji takiej nie ulegają metale szlachetne, takie jak: złoto, srebro, rtęć, miedź
Z metalami szlachetnymi reagują tylko kwasy utleniające (Kwasy, w których jedynym utleniaczem jest jon H+ nazywane są kwasami nieutleniającymi.) Produktami reakcji takich kwasów z metalami są odpowiednie sole i wodór.
Napisz cząsteczkowo, jonowo i jonowo w sposób skrócony równania reakcji metali z kwasami:
a) Ca + HCl
b) Al + H2S
c) Fe + H2SO4
d) Mg + H3PO4
e) Na + H2CO3
a)Ca + (2)HCl = CaCl2 + H2(szczalka do gory bo ulatnia sie gazowy wodor)
Ca2+ + (2)H+ + (2)Cl- = CaCl2 + 2H+ (jonowe)
Ca2+ + (2)Cl- = CaCl2 (jonowe skrucone)
b)(2)Al + (3)H2S = Al2S3 + (3)H2(tez szczalka)
(2)Al3+ + (6)H+ + S2- = Al2S3 + (6)H+
(2)Al3+ + S2- = Al2S3
c)reakcja niezajdzie
d)(3)Mg + (2)H3PO4 = Mg3(PO4)2 + (3)H2
(3)Mg2+ + (2)H3+ + (2)PO43- = Mg3(PO4)2 + (3)H2(i szczalka )
(3)Mg2+ + (2)PO43- = Mg3(PO4)2
e)(2)Na + H2CO4 = Na2CO4 + H2
(2)Na+ + (2)H+ + CO42- = Na2CO4 + (2)H+
(2)Na+ + CO42- = Na2CO4