Металлы на внешнем энергетическом уровне имеют небольшое число электронов (от 1 до 3). Как правило, в химических реакциях металлы проявляют только восстановительные свойства, их атомы отдают электроны, образуя в результате положительные ионы.

1. Взаимодействие металлов с неметаллами.

Показываем на примере взаимодействия цинка с серой. Тщательно перемешав порошки серы и цинка (1:1), помещают их в фарфоровую чашечку. Небольшие порции смеси берут и медленно посыпают сверху на пламя спиртовки. Наблюдаются синевато-белые вспышки, сопровождающиеся образованием сульфида цинка. Оставшуюся смесь поджигают тлеющей лучинкой.

Zn⁰ + S⁰ = Zn⁺²S^-2

2   2

2

1   1

 

Zn⁰ – 2 ? ? Zn⁺²

восстановитель

S⁰ + 2 ? ? S^-2

окислитель

2. Взаимодействие металлов с кислородом.

(Легко взаимодействуют с кислородом щелочные и щелочноземельные металлы, поэтому их хранят под слоем керосина) Mg, Fe, Zn, Cu окисляются кислородом только при нагревании. Покажем это на примере взаимодействия Mg с кислородом. Для этого мы сначала соберем кислород в баночку. Кислород тяжелее воздуха и будет собираться на дне баночки.

t

2KMnO₄ ? K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂ ?

Раскалим магний в пламени спиртовки и внесем в баночку с кислородом. Магний сгорает, образуя яркую вспышку.

2Mg⁰ + O⁰₂ = 2Mg⁺²O^-2

2   2

2

1   1

 

Mg⁰ – 2 ? ? Mg⁺²

восстановитель

O⁰ + 2 ? ? O^-2

окислитель

После того, как магний сгорит, в ложечке для сгорания образуется оксид магния MgO белого цвета. Следовательно, продуктами сгорания металлов являются основные оксиды. Золото, серебро, платина при обычных условиях и при нагревании не окисляются кислородом.

3. Взаимодействие металлов с водой.

Это свойство рассмотрим на примере взаимодействия натрия с водой. На демонстрационный стол ставим стакан с водой. Для безопасности наливаем воды не более 4/5 стакана. Бросаем в стакан с водой кусочек натрия величиной с горошину. Стакан накрываем перевернутой воронкой. Через несколько секунд поджигаем выделяющийся водород у кончика воронки. Когда весь натрий прореагирует, то в воду капают раствор фенолфталеина, чтобы показать образование щелочи. Делаем вывод: щелочные металлы бурно взаимодействуют с водой с выделением водорода.

2Na⁰ + 2H₂⁺¹O = 2Na⁺¹OH + H₂⁰?

1   2

2

2   1

 

Na⁰ – 1 ? ? Na⁺¹

восстановитель

2H⁺¹ + 2 ? ? H₂⁰

окислитель

Менее активные металлы взаимодействуют с водой при нагревании. При этом образуется оксид и выделяется водород.

1. Взаимодействие металлов с растворами кислот и солей.

1 правило: Металлы, стоящие в ряду напряжений левее водорода, вытесняют его из растворов кислот, а стоящие правее, не вытесняют водород из растворов кислот.

Взаимодействие цинка с соляной кислотой учащиеся выполняют самостоятельно на рабочих местах, предварительно вспомнив правила техники безопасности.

Zn⁰ + 2H⁺¹Cl = Zn⁺²Cl₂ + H₂⁰?

2   1

2

1   2

 

Zn⁰ – 2 ? ? Zn⁺²

восстановитель

H⁺¹ + 1 ? ? H⁰

окислитель

На щелочные металлы это правило не распространяется, т.к. они легко взаимодействуют с водой, а мы имеем дело с растворами кислот.

Это правило не относится к концентрированной H₂SO₄ и к азотной кислоте любой концентрации. При взаимодействии с ними кислород не выделяется.

2 правило: Каждый металл вытесняет из растворов солей другие металлы, находящиеся правее него в ряду напряжений. Взаимодействие железа с раствором сульфата меди. Этот опыт учащиеся выполняют также самостоятельно на рабочих местах.

Fe⁰ + Cu⁺²SO₄ = Cu⁰ + Fe⁺²SO₄

2   2

2

1   1

 

Fe⁰ – 2 ? ? Fe⁺²

восстановитель

Cu⁺² + 2 ? ? Cu⁰

окислитель

Это правило не распространяется на щелочные металлы.

1. Металлотермия (взаимодействие металлов с оксидами металлов).

Показываем на примере взаимодействия кальция с оксидом меди (кальциетермия).

Cu⁺²O + Ca⁰ = Cu⁰ + Ca⁺²O

2   2

2

1   1

 

Cu⁺² + 2 ? ? Cu⁰

восстановитель

Ca⁰ – 2 ? ? Ca⁺²

окислитель

Все реакции учащиеся разбирают на доске и в тетрадях с окислительно-восстановительной точки зрения.

В химических реакциях металлы проявляют только восстановительные свойства. Их атомы отдают электроны, образуя в результате положительные ионы.