Химические свойства металлов. Химическую активность металла оценивают обычно по способности его атомов отдавать валентные электроны (восстановительные свойства)

Химическую активность металла оценивают обычно по способности его атомов отдавать валентные электроны (восстановительные свойства). Мерой прочности связи электронов с ядром в атомах является энергия иони-за-

ции I, т. е. количество энергии, необходимое для отрыва электрона от невоз­бужденного атома.

В подгруппах s- и р-элементов (сверху вниз) наблюдается значительное увеличение радиуса атома и снижение энергии ионизации. Самые низкие значения энергии ионизации (4–5 эВ/моль) у щелочных металлов.

В соединениях s-металлы имеют постоянные степени окисления, равные номеру группы; их оксиды за исключением бериллия (соединения бериллия амфотерны) проявляют основные свойства; гидриды солеподобны, решетки их построены из положительных ионов металлов и анионов водорода (ВаН₂).

Образование связей у s- и p-металлов осуществляется главным образом за счет s- и p-электронов, но, по мере увеличения в подгруппе главного кван­тового числа, sp-гибридные орбитали становятся менее устойчивыми и связи могут образовывать только p-электроны, поэтому в соединениях они могут проявлять переменные степени окисления (SnCl₂, SnCl₄). Оксиды их амфотер-ны и реже обладают кислотными свойствами (исключение составляют In₂O и Tl₂O, проявляющие основные свойства). Гидриды – полимерные (AlH₃↑) или газообразные (SnH₄, PbH₄) соединения с ковалентным типом связи.

В больших периодах между s- и p-элементами расположены d-металлы, получившие название переходных. В образовании связей у них могут прини­мать участие электроны s-, p- и d-подуровней, поэтому эти элементы (кроме Zn и Cd) в соединениях могут проявлять переменную степень окисления. Характер их оксидов зависит от степени окисления металла. Оксиды с низ­кой степенью окисления элемента преимущественно основные. При наличии кислородных вакансий некоторые из них представляют собой металлоподоб-ные вещества с металлической проводимостью или полупроводники. Оксиды с промежуточной степенью окисления металла обладают амфотерными свой­ствами, а с высшей - главным образом кислотными. Гидриды – кристалличе­ские вещества с металлической проводимостью.

В подгруппах d-элементов с увеличением радиуса атомов энергия ио­низации понижается, а затем, вследствие лантаноидного сжатия, повышается.

Зависимость активности металлов от энергии ионизации

Таблица 11.2

В связи с этим в подгруппах s-металлов химическая активность сверху вниз увеличивается, в подгруппах d-элементов – убывает (табл. 11.2).