Метали: загальні властивості, ряд активності; лужні та лужноземельні метали, Алюміній, Ферум — властивості й сполуки

📌 Про що ця тема

Тут перевіряють, чи розумієш ти будову й хімічні властивості металів, як користуватись рядом активності (рядом Бекетова) і як поводяться конкретні метали — лужні, лужноземельні, Алюміній та Ферум — і їхні сполуки. Ключове поняття — активність металу як здатність віддавати електрони.

📖 Головне

• Метали в реакціях завжди віддають електрони й окиснюються: Me⁰ − ne⁻ → Meⁿ⁺. Вони відновники.

• Ряд активності (скорочено): K, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Au. Чим лівіше — тим активніший метал.

• Метал витісняє з розчину солі той метал, що правіше за нього в ряду (Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu).

• З кислотами (HCl, розб. H₂SO₄) реагують метали ДО водню, виділяючи H₂. Після водню (Cu, Ag) — не реагують.

• З водою за звичайних умов реагують лужні та лужноземельні метали: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑.

• Лужні метали (Li, Na, K) — I група, ступінь окиснення +1, дуже м’які, зберігають під гасом, оксиди типу Na₂O, гідроксиди — сильні луги NaOH.

• Лужноземельні (Ca, Sr, Ba) — II група, ступінь окиснення +2. Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂↑. Оксид CaO (негашене вапно), Ca(OH)₂ — гашене вапно.

• Алюміній — ступінь окиснення +3, амфотерний. Al₂O₃ і Al(OH)₃ реагують і з кислотами, і з лугами. На повітрі вкритий міцною оксидною плівкою.

• Ферум має два ступені окиснення: +2 і +3. FeO і Fe(OH)₂ (зеленуватий), Fe₂O₃ і Fe(OH)₃ (бурий). Fe³⁺ дає забарвлені розчини.

• Fe з розб. HCl дає FeCl₂ (+2), а концентрована HNO₃ пасивує залізо й алюміній на холоді.

• Активні метали добувають електролізом розплавів солей чи оксидів.

🔢 Як це працює на прикладі

Приклад 1: Чи піде реакція Cu + FeSO₄? Купрум стоїть ПРАВІШЕ за Ферум у ряду, тому витіснити його не може. Реакція НЕ йде.

Приклад 2: Обчислити масу H₂, що виділиться при реакції 2,3 г натрію з водою.

M(Na)=23, n(Na)=2,3/23=0,1 моль. Рівняння: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂. За рівнянням на 2 моль Na — 1 моль H₂, отже n(H₂)=0,05 моль. m(H₂)=0,05·2=0,1 г.

⚠️ Типові помилки

• Плутають напрям витіснення: активніший (лівіший) метал витісняє менш активний, а не навпаки.

• Забувають, що метали після H (Cu, Ag) НЕ витісняють водень з кислот.

• Приписують Феруму лише один ступінь окиснення — насправді +2 і +3, і сполуки різні.

• Вважають Al інертним через плівку — він амфотерний і реагує з лугами.

• Гашене й негашене вапно: CaO — негашене, Ca(OH)₂ — гашене; часто плутають.

🎯 Що завчити напамʼять

• Ряд активності до Au, положення водню.

• Правила: реакція з кислотою (до H), з водою (лужні/лужноземельні), витіснення з солей.

• Ступені окиснення: лужні +1, лужноземельні +2, Al +3, Fe +2 і +3.

• Амфотерність Al₂O₃, Al(OH)₃. Пасивація Fe й Al концентрованими HNO₃, H₂SO₄.

• Тривіальні назви: CaO — негашене вапно, Ca(OH)₂ — гашене.

🧠 Перевір себе

1. Який метал витіснить срібло з розчину AgNO₃: Cu чи Au?

2. Скільки ступенів окиснення має Ферум і які?

3. Чи реагує Al(OH)₃ з розчином NaOH?

4. Який газ виділяється при реакції кальцію з водою?

Відповіді: 1 — Cu (лівіше за Ag); 2 — два: +2 і +3; 3 — так, бо амфотерний; 4 — водень H₂.