Metallide omadused

9. klass > Keemia > 2. poolaasta

Enamus metallide omadusi on seotud metallide ühiste elektronidega, mis saavad vabalt liikuda metalliaatomite vahel.

Füüsikalised omadused

Metalle iseloomustavad järgmised ühised omadused

  • Metalne läige
  • Hõbevalge värvus (v.a kuld, vask ja tseesium, mis on kuldsed)
  • Head soojus- ja elektrojuhid
  • Plastilised

 

Metallide tihedus võib olla väga erinev (0,5 g/cm3 kuni 20 g/cm3). Kõige kergem metall on liitium (0,5 g/cm3), mis on kergem kui vesi. Kõige raskemate metallide hulka kuuluvad osmium, iriidium ja kuld.

 

Enamasti on metallid suhteliselt kõrge sulamistemperatuuriga. Toatemperatuuril on vedelas olekus ainult elavhõbe, kuid alla 40 oC jääb sulamistemperatuur veel tseesiumil, galliumil ja rubiidiumil. Kõige kõrgem sulamistemperatuur on volframil (3422 oC).

Elavhõbeda tilgad

Elavhõbeda tilgad

Osadele metallidele on iseloomulikud ka magnetilised omadused. Magnetiliste omadustega on kõige tuntum metall, raud. Kuid lisaks rauale on magnetiliste omadustega veel koobalt nikkel ning gadoliinium.

Rauapulbrist ja õlist valmistatud vedelmagnet

Rauapulbrist ja õlist valmistatud vedelmagnet

Keemilised omadused

Metallide keemiliste omaduste jaoks on vaja teada metallide aktiivsust. Metallide pingereas (vt joonis) on metallid paigutatud ritta aktiivsuse järgi. Kasutades aktiivsuse rida on kerge meelde jätta, millised metallid reageerivad veega, vee auruga, hapetega ning mis sooladega metallid reageerida võivad.

7

Keemilistes reaktsioonides käituvad kõik metallid (lihtainena) redutseerijatena – metallid loovutavad elektrone.

 

Metallide reageerimine lihtainetega. Metallid võivad reageerida erinevate lihtainetega. Klooriga reageerivad kõik metallid

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

Cu + Cl2 = CuCl2

Väävliga reageerivad samuti enamus metalle, välja arvatud kuld, mis on vähe aktiivne metall.

2Al + 3S = Al2S3

Enamus metalle ka põleb hapnikus, moodustades vastava oksiidi.

2Ca + O2 = 2CaO

Metallid võivad reageerida juba õhuhapniku toimel, tekitades metalli pinnale oksiidi kihi. Reageerimisel õhuhapnikuga võivad olla nii head kui halvad tagajärjed.  Näiteks alumiiniumi pinnale tekib alumiiniumoksiidi kiht, mis kaitseb alumiiniumit edasise oksüdeerumise eest. Kuid raua reageerimisel hapnikuga tekib raua pinnale samuti oksiidi kiht (Fe2O3), kuid see ei kaitse rauda edasise oksüdeerumise eest, vaid rauddetail võib õhu käes seistes täielikult hävida (raua roostetamine).

Roostetanud raud mutter

Roostetanud raud mutter

Metallide reageerimine veega. Veega reageerivad ainult väga aktiivsed metallid – metallide pingereas metallid kuni magneesiumini (vt joonis). Metallide reageerimisel veega eraldub vesinik.

2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Veeauruga võivad reageerida ka keskmise aktiivsusega metallid – metallide pingereas metallid kuni rauani.

3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2

9

Metallide reageerimine hapetega. Lahjendatud hapetega reageerivad kõik metallid, mis asuvad metallide pingereas vesinikust vasakul ning tõrjuvad happest välja vesiniku.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

Erandiks on lämmastikhape, mis metallidega küll reageerib, kuid vesinikku välja ei tõrju. Metalli reageerimisel lämmastikhappega tekib mingi lämmastikoksiid, metalli sool ja vesi.

 

Metallide reageerimine sooladega. Aktiivne metall tõrjub vähemaktiivse metalli tema soolast välja. Metallide aktiivsusi saab vaadata pingereast. Näiteks tsink tõrjub välja vase vasksulfaadi lahusest, kuid raud tsinksulfaadiga ei reageeri (raud on vähemaktiivsem kui tsink).

Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4

Fe + ZnSO4 = reaktsiooni ei toimu

Väga aktiivsed metallid, need mis reageerivad veega, samuti ei tõrju teist metalli soola lahusest välja. Põhjus on selles, et aktiivne metall reageerib kõigepealt veega mitte soolaga. Aktiivse metalli reageerimisel soola lahusega toimub kaks reaktsiooni. Metall reageerib kõigepealt veega ning tekkinud hüdroksiid reageerib soola lahusega. Näiteks, kui panna naatrium reageerima tsinksulfaadiga, toimuvad järgmised reaktsioonid.

10

 

VIDEOD:

Tseesiumi reaktsioon veega

http://www.chemicum.com/?video=102&lan=EE

Rubiidiumi reaktsioon veega

http://www.chemicum.com/?video=101&lan=EE

Vase reaktsioon lämmastikhappega

http://www.chemicum.com/?video=48&lan=EE

Tsingi reaktsioonid hapetega

http://www.chemicum.com/?video=47&lan=EE

Magneesiumi põlemine õhus

http://www.chemicum.com/?video=40&lan=EE

Naatriumi reaktsioon väävliga

http://www.chemicum.com/?video=39&lan=EE

Raua ja väävli ühinemisreaktsioon

http://www.chemicum.com/?video=45&lan=EE

Kaaliumi reaktsioon veega

http://www.chemicum.com/?video=37&lan=EE

Naatriumi põlemine klooris

http://www.chemicum.com/?video=31&lan=EE