P L A N.
1. Metallar. Ümumi xarakterizəsi
2. Metalların fiziki xassələri.
3. Metalların təbiətlə yayılması
4. Metalların ümumi alınma üsulları:
a. Pirometallurgiya.
- Hidrometallurgiya.
- Elektrometallurgiya
5. Metalların kimyəvi xassələri.
ƏDƏBİYYAT
1. Ş. Musayev və b. Ümumi kimya. I hissə. “Maarif” nəşr, Bakı. 1999.
2. Ə. Əliyev və b. Ümumi və qeyri-üzvi kimya. “Maarif” nəşr, Bakı.
1997.
3. Z. Qarayev. Qeyri-üzvi kimya. “Maarif”, nəşr, Bakı. 1993.
4. Kimya vəsaiti. Bakı. 1993.
5. R. Mustafayev, L. Quliyeva. Qeyri-üzvi birləşmələrin kimyəvi
xassələri. Bakı. 2015.
6. V. Abbаsоv və b., Kimyа. Bакı, 2015.
7. V. Abbasov və b., Ümumi kimyanın əsasları. bakı, 2010.
8. I. U. Lətifov və b. «Kimya». Bakı, 2003.
Hal-hazırda məlum olan 118 kimyəvi elementlərdən 88-i metaldır.
I, II, III qrupların bütün elementləri ( H və B müstəsna olmaqla) metallardır.
IV, V, VI, VII və VIII qrupların isə əlavə yarımqrup elementləri metallardır.
IV qrupun əsas yarımqrupunda bütün elementlər metallardır ( C və Si- müstəsna olmaqla);
V qrupun əsas yarımqrupunda Sb və Bi metaldır.
VI qrupun əsas yarımqrupunda isə yalnız polonium –Po metaldır.
Dövri sistem cədvəlində Be …- At diaqonal xətt çəkilərsə, onun yaxınlığında (yuxarıda və aşağıda) yerləşən elementlərin: Be, Al, Ti, Ge, Nb, Sb, və s. ikili xassəyə malik metallar ( yəni amfoter metallar) olduğunu görərik.
Metallar ümumi fiziki xassələrə malikdir. Bu xassələr aşağıdakılardır:
1) plastiklik, 2) metal parıltısı, 3) yüksək istilik və elektrik keçiriciliyi.
Plastiklik─ metalın yumşaqlıq xassəsidir.
Plastiklik Au, -Ag,- Cu,- Sn,- Pb,- Zn,- Fe sırası üzrə azalır.
Metal parıltısı metaldakı “elektron qazının” işıq şüalarını güclü əks etdirmək qabiliyyətidir.
Metallarda istilik və elektrik keçiriciliyi kristal qəfəsində sərbəst elektron-ların yerləşməsi ilə əlaqədardır.
Temperatur artdıqca metal ionlarının rəqsi hərəkəti güclənir, bu isə metaldakı sərbəst elektronların istiqamətlənmiş hərəkətinə mane olur, yəni metalın elektrik keçiriciliyi azalır – mütləq sıfır (T= -2730C) temperaturuna yaxınlaşdıqca bir sıra metallar mütləq keçiriciliyə malik olur.
Metalların digər fiziki xassələri: ərimə, qaynama temperaturları, bərkliyi, sıxlığı onların atomlarının fərdi xassələrindən, kütləsindən, nüvəsinin yükündən, metal rabitəsinin davamlı olmasından aslıdır.
Hg və Fr –dan başqa bütün metallar adi temperaturda bərk maddələrdir.
Ən asan əriyən metal civə (-380C) və ən çətin əriyən metal isə volframdır (3390-34100C).
Tərimə > 10000C– olan metallar: – Fe, Mn, Cr, Cu – çətin əriyən
Tərimə < 10000C – olan metallar: – Li, Na, Al, Ca və s.– asan əriyən metallar adlanır.
Sıxlığına görə (xüsüsi çəkisinə) metallardan
ən yüngülü litium– Li = 0,53 q/sm3,
ən ağırı – Os- osmiumdur (22,6 q/sm3).
Sıxlığı ρ > 5 q/sm3– olan metallar – ağır metallardır: Zn, Fe, Cu, Hg, Ag, Pt
Sıxlığı ρ < 5 q/sm3 – olanlar isə yüngül metallar: Li, Na, Mg, Al adlanır.
Ən bərk metal – Cr, ən yumşaq metal – qələvi metallar: Na, K, Rb, Cs hesab olunur.
Texnikada metallar aşağıdakı qruplara bölünür:
1) Qara metallar: Fe, Mn, Cr və onların ərintiləri.
2) Əlvan metallar: Al, Mg, Ca, Cu, Pb, Sn, Zn və s.
3) Nadir metallar: Li, Be, V, Mo, W və s.
4) Qiymətli metallar: Pt, Au, Ag, Zr, Os, Pd və s.
METALLARIN TƏBIƏTDƏ YAYILMASI
Metallar yer qabığında müxtəlif yataqlar şəklində yayılmışdır.
Yer qabığı :
1. litosferdən (dəniz səthindən 16 km dərinlikdə yerləşən),
2.hidrosferdən (dəniz və okeanlardan ibarət olan)
3.atmosferdən ibarətdir.
Yer qabığının əsas kütləsini (95%- ni) litosfer təşkil edir.
Odur ki, yer qabığı dedikdə əsasən litosfer nəzərdə tutulur
.
Elementlərin yer qabığında yayılmasını öyrənən ilk tədqiqatçı amerika alimi
F. U. Klark, rus alimlərindən isə A. Y. Fersman, V. İ. Vernadski
və Vinoqradov olmuşdur.
Akademik Fersmanın təklifi ilə Yer qabığında elementlərin miqdari olaraq yayılmasını ifadə etmək üçün “klark” kəmiyyəti qəbul edilmişdir ki, bu da çəki faizi (çəki klarkı) və ya atom faizi (atom klarkı) ilə ifadə olunmuşdur.
Metalları təsnif edən zaman əsasən “səpələnmiş” və “nadir” terminləri işlənir. Səpələnmiş metalların öz mineralları olmur və onlara başqa filizlərlə birlikdə rast gəlinir. Bunlara misal qalliumu, indiumu, talliumu, reniumu, hafniumu göstərmək olar.
Təbiətdə az tapılan, ətraflı öyrənilməyən və bu səbəbə görə texnikada az tətbiq edilən metallara nadir metallar deyilir.
Bunlara misal olaraq rubidiumu, seziumu, lantan və lantanoidləri göstərmək olar.
Lakin nadir metal anlayışı şərti anlayışdır, çünki bu metalların istehsalı və tətbiq sahəsi genişləndikcə onlar adi metallar sırasına daxil edilirlər.
Metalların gərginlik sırasında Sn- qalaya qədər yerləşən metallara təbiətdə əsasən birləşmələr şəklində rast gəlinir.
Sn, Cu, Ag və Hg həm birləşmə və həm də sərbəst halda,
Au-qızıl və Pt-platin isə sərbəst halda (külçə şəklində ) rast gəlinir.
METALLAR ƏSASƏN SƏNAYEDƏ FILIZLƏRDƏN ALINIR.
Filizlərə müxtəlif oksidləri, sulfidləri, halogenidləri, karbonatları, fosfatları misal göstərmək olar.
Oksigenli filizlərdən ən çox rast gələni Fe2O3 ( hematit ), Al2O3 ( boksit ), TiO2 ( rutil ), MnO2 ( pirolüzit ), SnO2 ( kassiterit ) və başqalarıdır.
Kükürdlü filizlərə təbiətdə əsasən mono və ya polisulfidlər şəklində rast gəlinir. Bunlardan ən çox yayılanı FeS2 (dəmir kolçedanı), Cu2S · FeS2 (mis kolçedanı), ZnS (sfalerit), HgS (kinovar) və s.-dir.
Halogenidlərə əsasən xloridli birləşmələr şəklində rast gəlinir: NaCl (qalit), KCl (şilvin), NaCl · KCl (silvinit) və s.
METALLARIN ALINMA ÜSULLARI
Təbiətdə metallar sərbəst (Au, Ag, Hg, Pt) və birləşmələr halında yayılmışdır
. Metallar sənayedə əsasən filizlərdən alınır.
Sənayedə metalları almaq üçün lazım olan təbii birləşmələrə filiz deyilir.
Ən çox istifadə edilən filizlər aşağıdakılardır:
1) Oksidlər: Al2O3· n H2O ─ boksid, Fe3O4 ─maqnetit (dəmir yanığı)
2) Sulfidlər: FeS2 ─ pirit, HgS ─ kinovar və s.
3) Karbonatlar: CaCO3─ əhəng daşı, FeCO3─siderid və s.
4) Xloridlər: NaCl ─ qalit, KCl ─ silvin, NaCl · KCl ─silvinit
5) Sulfatlar: CaSO4 · 2H2O ─ gips, BaSO4 ─ ağır şpat və s.
Filizlərdən metallar əsasən 3 üsulla alınır:
- PIROMETALLURGIYA.
Bu üsulla metallar filizlərdən yüksək temperaturda reduksiyaedicilər vasitəsilə (C, CO, H2 və aktiv metallar) alınır.
(Yadda saxlamaq lazımdır ki, sulfidlər, karbonatlar reduksiyadan əvvəl oksidlərə çevrilir).
1) Cu2O + C 2Cu + CO
2) Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3 CO2
3) 2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2
4) ZnO +C Zn + CO
5) FeCO3FeO + CO2
6) FeO +CO Fe + CO2
7) Cr2O3 + 2Al 2Cr + Al2O3 (alüminotermiya)
8) MoO3 + 3H2 Mo + 3 H2O
WO3 + 3H2 W + 3 H2O (hidrogenotermiya)
- HIDROMETALLURGIYA.
Metal birləşmələrinin məhlula keçirilməsi və onun nisbətən aktiv metalla reduksiyası prosesidir.
Bu yolla Au, Ag, Zn, Cu və s. metalları almaq olur:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
CuSO4 + Fe = Cu + Fe SO4
4Au + 8 KCN + O2 + 2H2O = 4 K[Au(CN)2] + 4KOH
- K[Au(CN)2] + Zn = K2[Zn(CN)4] + 2Au
- ELEKTROMETALLURGIYA
Metal birləşmələrinin ərintilərindən metalların elektroliz yolu ilə alınması prosesi:
METALLARIN KIMYƏVI XASSƏLƏRI.
Metallar elektromənfiliyi yüksək olan halogenlərlə, oksigenlə və kükürdlə daha asan reaksiyaya girir. Qızıl və gümüş oksigenlə reaksiyaya girmir.
Ca + Cl2 CaCl2
2Na + S Na2S
2Mg + O2 2MgO
4Al + 3O2 2Al2O3
Na + 2H2O = 2NaOH + H2O
Ca + 2H2O = Ca(OH)2 + H2
Ag + H2O = getmir
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
Ca + H2SO4 = CaSO4 + H2
Au + HCl = getmir
Cu + 2H2SO4 CuSO4 +SO2 + 2H2O
Qatı
Cu + 8HNO3 = Cu(NO3)2 +2NO + 4H2O
Duru
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Qatı
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
2Na + H2 = 2NaH;
Ca + H2 = CaH2 və s.