Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

этих элементов сходные свойства. Причины такого сходства — похожая структура внешней электронной оболочки. Такая закономерность полностью относится и к металлам.

Но переходные металлы обнаруживают и новую особенность: ведь за несколькими исклю­чениями, у всех у них в наружном слое по два электрона, и все они отличаются друг от друга лишь структурой второй (или третьей) снаружи оболочки.

Особенно близки свойства у металлов с почти завершенной предпоследней оболочкой, например у железа, кобальта и никеля. Поэ­тому такие «триады» элементов помещают вместе в VIII группу. Сходство этих металлов не ог­раничивается «своей» группой: следующий за никелем элемент медь хоть и попадает в I группу, но во многом подобен своим предшест­венникам. Особенно заметно такое сходство между «триадой» — осмий, иридий, платина—и золотом.

Особое сходство у двух замечательных пар — ниобий и тантал, цирконий и гафний — связано не только с одинаковой структурой внеш­них электронных оболочек, но и с одинаковым радиусом у атомов каждой пары.

У семейства лантаноидов различия электрон­ной структуры «спрятаны» уже не во втором, а в третьем снаружи электронном слое. Вот почему это семейство помещают вместе в одну клетку периодической системы.

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ АКТИВНОСТЬ МЕТАЛЛА

Активный металл легко отдает свои электро­ны, вступая в химическую реакцию. Сравнить активность нескольких металлов часто помо­гает всемогущая периодическая система.

Вот четыре металла-соседа. Нам известна их электронная структура (рис. 4).

Вступить в реакцию для перечисленных металлов означает отдать наружные электроны. Натрий отдаст легче один электрон, чем маг­ний — два или алюминий — три. Поэтому от натрия к алюминию активность металлов умень­шается. Два наружных электрона у кальция дальше от ядра, чем такие же два электрона у магния. Поэтому кальций легче потеряет их, а это и значит, что активность кальция выше, чем магния.

Когда речь идет о металлах, стоящих в главных подгруппах периодической системы, можно довольно точно теоретически предска-

зать, какова будет их относительная активность: чем ниже и левее место металла в сис­теме, тем он активнее. Не нужно, одна­ко, забывать, что активность связана и с тем «партнером», с которым взаимодействует металл. Относительную активность всех остальных металлов теоретически предвидеть гораздо труд­нее. Здесь на помощь приходит опыт, экспери­мент. Простейший опыт может проделать каж­дый: опустите железный гвоздь в пробирку с раствором медного купороса, очень быстро же­лезо покроется золотистым слоем металлической меди. Что произошло? Ионы меди, чтобы пре­вратиться в металлическую медь, должны вер­нуть себе два электрона:

Cu+2+2e®Cu°.

Эти электроны и дают меди металлическое железо:

Fe°-2е ® Fе+2.

Но если железо расстается со своими элект­ронами, а медь включает их в свою электрон­ную оболочку, то это и значит, что железо активнее.

Более сложные и точные эксперименты по­могли выстроить металлы в одну шеренгу по их активности: К Na Mg Al Mn Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Hg Ag

Почему в этот ряд попал водород? Он имеет на это право потому, что водород по своему химическому характеру во многих реакциях ведет себя как металл (см. ст. «Неметаллы»).

441