Metallar korroziyasi va ulardan himoyalanish

Metallar haqida ma’lumot

Metallar. D.I.Mendeleyev davriy sistemasidagi elementlarning 89tasini metallar tashkil qiladi. Metallarning 12 tasi S-elementlar, 32 tasi D-elementlar, 28 tasi F-elementlar va qolgani R-elementlardir. Simobdan tashqari hamma metallar oddiy haroratda qattiq moddalardir. Metallarning o'ziga xos belgilari quyidagilardan iborat.
1. Har qanday metall o'ziga xos yaltiroqlikka ega, buning sababi shuki, ular yorug'lik nurini spektrning ko'zga ko'rinuvchan sohasida qaytarish xususiyatiga ega.
2. Metallar issiqlik va elektrni yaxshi o'tkazadi. Metallarning elektr o'tkazuvchanligi harorat ortishi bilan pasayadi va aksincha, qarshiligi harorat ortishi bilan ortadi.
3. Ko'pchilik metallar odatdagi sharoitda kristall holatida bo'ladi, ularning koordinasion soni katta qiymatga ega (8 va 12 ga teng).
4. Metallar cho’ziluvchan va yassilanuvchi bo'ladi.
5. Metallar elektr musbat elementlardir, ya'ni ularning oksidlari ko'pincha suv bilan birikib asoslar hosil qiladi. Metallarda bu 5 xususiyatning borligiga asoslanib, metallarning ichki tuzilishi haqida ma'lum tasavvur yaratish mumkin. Masalan, metall yorug'likni qaytarish xususiyatiga ega bo'lgani uchun juda yupqa metall plastinka ham shaffof (tiniq) bo'lmaydi.
Bunga asoslanib, metall juda zich tuzilgan (ya'ni metallarning xajm birligida juda ko'p atomlar bor) deyish mumkin.
Metallarning issiqlik va elektrni yaxshi o'tkazishi - zaryadlangan zarrachalar metallning kristallari orasida oson xarakatlanishi haqida ma'lumot beradi. Nihoyat, metallarning elektromusbat elementlar jumlasiga kirishi-valent elektronlarning metall atomidan osongina chikib keta olishini ko'rsatadi. Lekin bu (metallar) xususiyatlarining hech qaysisi oddiy moddalarning "metall" yoki "metallmaslari" sinfiga ajratish uchun asos bo'la olmaydi. Oddiy moddalarni "metall" yoki "metallmaslarga" ajratish uchun kimoviy bog'lanishlar tipini asos qilib olish, ko'p masalalarni izoh qilib olishda juda to'g'ri xulosalarga olib keladi. Demak, zarrachalar orasida metall bog'lanishli oddiy moddalarni metallar jumlasiga, kovalent bog'lanishli oddiy moddalarni esa metallmaslar jumlasiga kiritish kerak.
Oddiy moddalarni bunday 2 turkumga ajratish bir tomondan mutlaq va ikkinchi tomondan nisbiy xarakterga ega. Ayni sharoitda oddiy moddalarni metall va metallmaslarga ajrata olamiz, lekin ba'zi oddiy moddalarning "metallar" turkumiga kiritilishi tashqi sharoitning o'zgarishiga bog'liq bo'ladi. Masalan, surma "metallmaslar" turkumiga kiritiladi, lekin surmaning elektr o'tkazuvchanligi harorat ortishi bilan kamayadi. Buni e'tiborga olganimizda surmani "metallar" turkumiga kiritishga to'g'ri keladi. Qalay 13,2ºC dan yuqorida metall, lekin harorat pasayib -40ºC ga yetganda oq qalay "kulrang qalay"ga aylanadi. Kulrang qalayning kristall kattagi xuddi olmos, kremniy va germaniylarning kristall kattagi singaridir. Kulrang qalayda atomlar o'zaro kovalent bog'lanishlar hosil qiladi; u yarim o'tkazuvchanlik xossalariga ega; uning elektr o'tkazuvchanligi, xuddi metallmaslarniki kabi, xarorat pasayishi bilan kamayadi.
Kimyoviy bog'lanishlar tipiga ko'ra oddiy moddalar "metall" va "metallmaslar" ga ajratish yarim o'tkazgichlarning xossalarini to'g'ri izoxlashga imkon beradi. Masalan, odatdagi sharoitda bor, kremniy, uglerod, germaniy, selen, tellur kabi metallmaslarda atomlar bir-biri bilan kovalent bog'langan, lekin bu moddalar qizdirilganda (yoki elektr ta'sirida) atomlararo kovalent bog'lanishlar yemirilib, orada erkin elektronlar paydo bo'la boshlaydi. Shuning uchun bu elementlar yarim o'tkazuvchilar jumlasiga kiradi.
1900 yilda Drude taklif etgan "elektron gaz" nazariyasiga muvofiq, metall musbat zaryadli ionlar va ular orasidagi tartibsiz xarakat qiluvchi erkin elektronlardan iborat, bu elektronlar gaz molekulalari bo'ysungan qonunlarga bo'ysunadi. Odatdagi haroratda elektronlar metallar sirtidan chiqib keta olmaydi, chunki metallda erkin elektronlarni musbat zaryadli ionlar katta kuch bilan tortib turadi. Metallga tashqaridan elektr maydoni berilganda, elektronlar tartibsiz xarakatini yo'qotib ma'lum yo'nalishda yugura boshlaydi. Elektronlarning bu xarakatiga musbat ionlar to'sqinlik qiladi. Xarorat ko'tarilishi bilan ionlarning tebranish xarakati kuchayib tebranish amplitudalari kattalashadi. Shunda ionlarning elektronlar bilan to'qnashish ehtimolligi ortadi. Binobarin, elektronlarning ma'lum yo'nalish sari xarakati qiyinlashadi. Boshqacha aytganda, metallning elektr o'tkazuvchanligi xarorat ortganda kamayadi.
Metallarning tuzilishi xaqida zonalar nazariyasi ham metallarda erkin elektronlar borligini e'tirof etadi. Bu nazariya asosida quyidagi mulohazalar bor: Metallning kristall panjarasidagi musbat ionlar bir-biridan bir xil uzoqlikda va ma'lum tartib bilan joylashgani uchun bu ionlar bir xil elektr maydon hosil qiladi. Doimo xarakatda bo'lgan erkin elektronlar musbat zaryadli ionlarga yaqinlashganida elektronlarning potensial energiyasi minimal qiymatga ega bo'ladi.
Metallardan "asl" metallar oltin, platina, kumush, (ba'zan mis, qalay, simob) tabiatda erkin, ya'ni tug'ma xolatda uchraydi.
Metallarning asosiy massasi yer qobig'ida birikmalar holida uchraydi. Sof metallarning sanoat miqyosida hosil qilish uchun yaroqli tabiiy xom ashyo metall rudasi nomi bilan yuritiladi.
Rudalar ko'pincha toza bo'lmaydi, ularga bekorchi jinslar-kum, loy, oxaktosh va boshqalar aralashgan bo'ladi. Har qanday ruda ishga tushirilishdan avval bekorchi jinslardan tozalanishi, boshqacha aytganda "boyitilishi" lozim. Ba'zan rudalarning boyitilgan shakli "konsentrat" deb ataladi. Rudalar turli usullar bilan boyitiladi. Ko'pchilik rudalar flotasion usulda boyitiladi.
Metall rudalarining birinchi turkumi oksidli rudalardir. Bunga temir rudalaridan-qizil temirtosh Fe3O2, kungir temirtosh Fe2O3?3H2O va magnitli temirtosh Fe3O2, alyuminiy rudasi-boksit Al2O3?2H2O, marganes rudasi-pirolyuzit MnO2, kalay rudasi SnO2, vismut oxrasi Bi2O3 va boshqalar misol bo'la oladi.
Juda ko'p metallar tabiatda sulfidlar holida uchraydi. Bunday rudalar Yer po'stlog'ining chuqurroq qismiga joylashgan bo'lib, ularga suv, karbonat angidrid, havo kislorodi ta'sir etmagan (shuning uchun ular birlamchi tog' jinslari deb yuritiladi). Misol uchun mis kolchedani (CuS?Fe2S3), mis yaltirog'i (Cu2S), kinovar (HgS), ko'rg'oshin yaltirog'i (PbS), rux aldamasi (ZnS) va boshqalarni ko'rsatish mumkin. Ba'zan bir necha metallarning sulfidlari aralash holda uchrab, polimetall rudani tashkil qiladi.
Rudalardan metallar ajratib olishning bir necha usuli mavjud. Bu usullar qaytarilish, termik parchalanish va almashinish prosesslariga asoslangan. Texnikada bu prosesslar metallurgiyaning turli ko'rinishlarida (pirometallurgiya, gidrometallurgiya, elektrometallurgiyada) amalga oshiriladi.
Qaytarilish prosesslariga misol tarikasida quyidagi reaksiyalarni keltiramiz:
a) qalayning ko'mir bilan qaytarilishi:
SnO2 + 2C --> Sn + 2CO
b) rux oksidining uglerod (II) oksidi bilan qaytirilishi:
ZnO + CO --> Zn + CO2
v) molibden oksidning vodorod bilan qaytarilishi:
MoO3 + 3H2 --> Mo + 3H2O
g) titan xloridning natriy tasirida qaytarilishi:
TiCl4 + 4Na --> Ti + 4NaCl
d) metall oksidlarining Si, Al, Mg va boshqalar tasirida qaytarilishi
3Mn3O4 + 8Al --> 9Mn + 4Al2O3 + O2
e) metall ionlarining katodda qaytarilishi:
Ni2+ + 2e- --> Ni
j) nodir metallarning kompleks birikmalaridan qaytarilishi:
2K[Au(CN)2] + Zn --> K2[Zn(CN)4] + 2Au
Termik parchalanish prosesslariga misol tarikasida quyidagi reaksiyalarni keltiramiz:
a) sirkoniy (IV) yodidning chuglangan volframda termik parchalanishi:
ZvJ4 --> Zv + 2J2
b) nikel karbonilning termik parchalanishi:
Ni(CO)4 --> Ni + 4CO
v) germaniy (II) yodidning yuqori xaroratda parchalanishi:
2GeJ2 --> GeJ4 + Ge
Termik parchalanish yo'li bilan bulardan tashqari Cr, Fe, V, Nb va Ta kabi metallar ham olinadi.
Simobdan (va qisman seziydan) tashqari barcha metallar odatdagi sharoitda o'ziga xos yaltiroqlikka ega bo'lgan qattiq jismlardir. Metallarning fizikaviy xossalari jumlasiga ularning optikaviy, termikaviy, mexanikaviy, elektr va boshqa xossalari kiradi. Metallarning xossalari - ularning yaltiroqligi va shaffof emasligidir. Alyuminiy va magniy yaxlit xolatda ham, kukun xolatda ham yaltirok metall, boshqa metallar esa faqat tekis sirtli yaxlit xolatdagina yaltirok bo'lib, kukun xolatda yaltirok emas.
Kumush, palladiy va indiy eng ko'p metall yaltiroqlikka ega. Shuning uchun ham kumush va palladiy ko’zgu ishlab chikarishda ishlatiladi. Ko'p metallar to'q kulrang bilan oq kumushrang orasidagi tusga ega. Oltin va seziy sariq, vismut qizg'ish, mis to'q pushti rangga ega. Metallarning bug'lari alangani ma'lum tusga bo'yaydi. Masalan, natriy - sariq, kaliy - binafsha ranga, stronsiy - qizil, kalsiy - kovok rangga bo'yaydi. Bu xodisa asosida spektral analiz usuli yaratilgan. Yerdagi va kosmosdagi moddalarning atom spektorlarini tekshirish natijasida o'sha moddalarning ximiyaviy tarkibi aniqlaniladi.
Barcha o'tkazgichlar ikki gruppaga bo'linadi: 1) elektron - o'tkazgichlar (metall va yarim o'tkazgichlar); 2) ion - o'tkazgichlar (elektrolitlar).
Metallar va yarim o'tkazgichlar orqali elektr toki o'tganda hech qanday kimyoviy o'zgarish sodir bo'lmaydi. Shuning uchun ular birinchi xil o'tkazgichlar jumlasiga kiradi. Elektrolitlar (ya'ni ikkinchi xil o'tkazuvchilar) orqali elektr toki o'tganda, albatta, kimyoviy o'zgarish sodir bo'ladi. Metallarning elektr o'tkazuvchanligi harorat ortishi bilan kamayadi, xarorat kamayishi bilan ortadi; nixoyat absolyut nolga yaqin haroratda metallarning elektr o'tkazuvchanligi cheksiz katta qiymatga erishadi - metall o'ta o'tkazgich bo'lib qoladi. Hamma metallar elektrni bir xilda o'tkazavermaydi. Kumush eng yaxshi o'tkazadi, vismut eng yomon. Kumushning 0oS dagi elektr o'tkazuvchanligi 66,7?104 om-1cm-1, misniki 64,5?104 om-1cm-1, litiyniki 11,8?104
om-1cm-1, berilliyniki 18?104 om-1cm-1, alyuminiyniki 40?104 om-1cm-1, temirniki 11,2?104 om-1cm-1, simobniki 4,4?104 om-1cm-1, vismutniki 0,9?104 om-1cm-1 ga teng.
Shunga asoslanib, metallarning elektr o'tkazuvchanligiga ko'ra kuyidagi qatorga terish mumkin:
Ag, Cu, Au, Cr, Al, Mg, Na, Tr, W, Be, Li, Fe.... Hg, Bi
Metall begona moddalar qo’shimchasidan tozalanganida uning elektr o'tkazuvchanligi ortadi.
Metallarning issiqlik o'tkazuvchanligi ularning elektr o'tkazuvchanligi bilan paralel ravishda o'zgaradi. Metallardan issiqlik o'tishida ham elektronlar ishtirok etadi. Ular kristall panjara ichida xarakatlanib, issiqlik energiyasini metallning issiq qismidan sovuq qismiga o'tkazadi.
Metallarning muhim fizikaviy xossalariga ularning magnit xossalari, plastikligi, qattiqligi, solishtirma og'irligi, suyuqlanish va qaynash haroratlari kiradi.
Solishtirma og'irligi son bilan 5 dan kichik metallar-yengil metallar, 5 dan kattalari og'ir metallar deyiladi.
Suyuqlanish xarorati 800ºC dan past bo'lgan metallar-oson suyuqlanuvchan, 800ºC dan yuqori bo'lganlari qiyin suyuqlanuvchan metallar deyiladi.
Metallarning zarrachalari bug' holatida bir atomli molekulalardan iborat.
Temir va uning qotishmalari - ko'ra metallar deb, qolgan metallar esa "rangli" metallar deb yuritiladi; faqat asl metallar - Au, Ag, Pt, Ir bunga kirmaydi. V, Mg, Be, In, Zr, La, Nb, Re, Ge, Ga, Te va boshqalar nodir metallardir. "Nodir metallar" iborasi shartli bo'lib, metall rudalarining qanchalik topilganligiga va toza metall ajratib olish usullarining takomillashganligiga bog'liq; bir vaqtlar "nodir metall" deb xisoblangan titan endilikda bu qatorga kirmaydi.
Metallar o'zidan elektron berish xususiyatiga ega bo'lgan elementlardir. Shuning uchun ular ximiyaviy birikmalarda faqat musbat valentlik nomoyon qiladi.
a) metallarning ion zaryadi qancha katta va zaryadi kichik bo'lsa, metall shuncha kuchli asos xossa nomoyon qiladi.
b) metallarning ion radiusi qancha kichik, ion zaryadi katta bo'lsa, metal shuncha kuchli kislota xossasini namoyon qiladi.
Xar qanday noasl metall o'zidan ko'ra aslroq metallni o'sha metall tuzi eritmasidan siqib chiqara oladi. Masalan, noasl metall temir o'ziga qaraganda aslrok metall misni mis tuzlari eritmasidan sikib chiqaradi:
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
Shuningdek, agar qo'rg'oshin tuzi eritmasiga rux metali tushirilsa, qo'rg'oshin ruxga qaraganda aslroq bo'lgani uchun, rux qo'rg'oshinni uning tuzi tarkibidan siqib chiqaradi:
Zn + Pb(NO3)2 = Pb + Zn(NO3)2
Metallarni bu xossasiga asoslanib, quyidagi Beketov qatoriga terish mumkin:
Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Ag, Hg, Au
Bu qatorda turuvchi metallar ishtirokida galvanik element yaratsak "noasl" metall manfiy qutbni (katodni) va "asl" metall musbat qutbni (anodni) tashkil qiladi. Masalan, CuSO4 eritmasiga tushirilgan Su ni ZnSO4 eritmasiga tushirilgan Zn bilan birlashtiriladi va yakobi elementi hosil qilinadi (1-rasm), Cu musbat, Zn manfiy qutb bo'ladi. Elektronlar ruxdan chikib, tashki zanjir orqali misga boradi va eritmadagi Cu2+ ionlari bilan birikib Su atomlarini hosil qiladi. Katodda mis cho'kadi. SO42- ionlar diafragma orqali utib Zn2+ ionlari bilan birikadi. Yakobi elementida kuyidagi ximiyaviy reaksiya boradi:
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu
Metallar sanoatda asosan sof holatda emas, balki ularni qotishmalari ishlatiladi. Avtomobil sanoatida ham metallarni alyuminiyni qotishmalari ishlatiladi. Avtomobillarda ishlatiladigan kristall qotishmalari qattiq, yengil va korroziyaga bardosh berishi kerak, shu bilan birga ularni tannarxi ham arzon bo’lishi kerak.
D.I.Mendeleyev davriy sistemasidagi elementlarning 89tasini metallar tashkil qiladi. Metallarning 12 tasi S-elementlar, 32 tasi D-elementlar, 28 tasi F-elementlar va qolgani R-elementlardir. Simobdan tashqari hamma metallar oddiy haroratda qattiq moddalardir. Metallarning o'ziga xos belgilari quyidagilardan iborat.
1. Har qanday metall o'ziga xos yaltiroqlikka ega, buning sababi shuki, ular yorug'lik nurini spektrning ko'zga ko'rinuvchan sohasida qaytarish xususiyatiga ega.
2. Metallar issiqlik va elektrni yaxshi o'tkazadi. Metallarning elektr o'tkazuvchanligi harorat ortishi bilan pasayadi va aksincha, qarshiligi harorat ortishi bilan ortadi.
3. Ko'pchilik metallar odatdagi sharoitda kristall holatida bo'ladi, ularning koordinasion soni katta qiymatga ega (8 va 12 ga teng).
4. Metallar cho’ziluvchan va yassilanuvchi bo'ladi.
5. Metallar elektr musbat elementlardir, ya'ni ularning oksidlari ko'pincha suv bilan birikib asoslar hosil qiladi. Metallarda bu 5 xususiyatning borligiga asoslanib, metallarning ichki tuzilishi haqida ma'lum tasavvur yaratish mumkin. Masalan, metall yorug'likni qaytarish xususiyatiga ega bo'lgani uchun juda yupqa metall plastinka ham shaffof (tiniq) bo'lmaydi.
Bunga asoslanib, metall juda zich tuzilgan (ya'ni metallarning xajm birligida juda ko'p atomlar bor) deyish mumkin.
Metallarning issiqlik va elektrni yaxshi o'tkazishi - zaryadlangan zarrachalar metallning kristallari orasida oson xarakatlanishi haqida ma'lumot beradi. Nihoyat, metallarning elektromusbat elementlar jumlasiga kirishi-valent elektronlarning metall atomidan osongina chikib keta olishini ko'rsatadi. Lekin bu (metallar) xususiyatlarining hech qaysisi oddiy moddalarning "metall" yoki "metallmaslari" sinfiga ajratish uchun asos bo'la olmaydi. Oddiy moddalarni "metall" yoki "metallmaslarga" ajratish uchun kimoviy bog'lanishlar tipini asos qilib olish, ko'p masalalarni izoh qilib olishda juda to'g'ri xulosalarga olib keladi. Demak, zarrachalar orasida metall bog'lanishli oddiy moddalarni metallar jumlasiga, kovalent bog'lanishli oddiy moddalarni esa metallmaslar jumlasiga kiritish kerak.
Oddiy moddalarni bunday 2 turkumga ajratish bir tomondan mutlaq va ikkinchi tomondan nisbiy xarakterga ega. Ayni sharoitda oddiy moddalarni metall va metallmaslarga ajrata olamiz, lekin ba'zi oddiy moddalarning "metallar" turkumiga kiritilishi tashqi sharoitning o'zgarishiga bog'liq bo'ladi. Masalan, surma "metallmaslar" turkumiga kiritiladi, lekin surmaning elektr o'tkazuvchanligi harorat ortishi bilan kamayadi. Buni e'tiborga olganimizda surmani "metallar" turkumiga kiritishga to'g'ri keladi. Qalay 13,2ºC dan yuqorida metall, lekin harorat pasayib -40ºC ga yetganda oq qalay "kulrang qalay"ga aylanadi. Kulrang qalayning kristall kattagi xuddi olmos, kremniy va germaniylarning kristall kattagi singaridir. Kulrang qalayda atomlar o'zaro kovalent bog'lanishlar hosil qiladi; u yarim o'tkazuvchanlik xossalariga ega; uning elektr o'tkazuvchanligi, xuddi metallmaslarniki kabi, xarorat pasayishi bilan kamayadi.
Kimyoviy bog'lanishlar tipiga ko'ra oddiy moddalar "metall" va "metallmaslar" ga ajratish yarim o'tkazgichlarning xossalarini to'g'ri izoxlashga imkon beradi. Masalan, odatdagi sharoitda bor, kremniy, uglerod, germaniy, selen, tellur kabi metallmaslarda atomlar bir-biri bilan kovalent bog'langan, lekin bu moddalar qizdirilganda (yoki elektr ta'sirida) atomlararo kovalent bog'lanishlar yemirilib, orada erkin elektronlar paydo bo'la boshlaydi. Shuning uchun bu elementlar yarim o'tkazuvchilar jumlasiga kiradi.
1900 yilda Drude taklif etgan "elektron gaz" nazariyasiga muvofiq, metall musbat zaryadli ionlar va ular orasidagi tartibsiz xarakat qiluvchi erkin elektronlardan iborat, bu elektronlar gaz molekulalari bo'ysungan qonunlarga bo'ysunadi. Odatdagi haroratda elektronlar metallar sirtidan chiqib keta olmaydi, chunki metallda erkin elektronlarni musbat zaryadli ionlar katta kuch bilan tortib turadi. Metallga tashqaridan elektr maydoni berilganda, elektronlar tartibsiz xarakatini yo'qotib ma'lum yo'nalishda yugura boshlaydi. Elektronlarning bu xarakatiga musbat ionlar to'sqinlik qiladi. Xarorat ko'tarilishi bilan ionlarning tebranish xarakati kuchayib tebranish amplitudalari kattalashadi. Shunda ionlarning elektronlar bilan to'qnashish ehtimolligi ortadi. Binobarin, elektronlarning ma'lum yo'nalish sari xarakati qiyinlashadi. Boshqacha aytganda, metallning elektr o'tkazuvchanligi xarorat ortganda kamayadi.
Metallarning tuzilishi xaqida zonalar nazariyasi ham metallarda erkin elektronlar borligini e'tirof etadi. Bu nazariya asosida quyidagi mulohazalar bor: Metallning kristall panjarasidagi musbat ionlar bir-biridan bir xil uzoqlikda va ma'lum tartib bilan joylashgani uchun bu ionlar bir xil elektr maydon hosil qiladi. Doimo xarakatda bo'lgan erkin elektronlar musbat zaryadli ionlarga yaqinlashganida elektronlarning potensial energiyasi minimal qiymatga ega bo'ladi.
Metallardan "asl" metallar oltin, platina, kumush, (ba'zan mis, qalay, simob) tabiatda erkin, ya'ni tug'ma xolatda uchraydi.
Metallarning asosiy massasi yer qobig'ida birikmalar holida uchraydi. Sof metallarning sanoat miqyosida hosil qilish uchun yaroqli tabiiy xom ashyo metall rudasi nomi bilan yuritiladi.
Rudalar ko'pincha toza bo'lmaydi, ularga bekorchi jinslar-kum, loy, oxaktosh va boshqalar aralashgan bo'ladi. Har qanday ruda ishga tushirilishdan avval bekorchi jinslardan tozalanishi, boshqacha aytganda "boyitilishi" lozim. Ba'zan rudalarning boyitilgan shakli "konsentrat" deb ataladi. Rudalar turli usullar bilan boyitiladi. Ko'pchilik rudalar flotasion usulda boyitiladi.
Metall rudalarining birinchi turkumi oksidli rudalardir. Bunga temir rudalaridan-qizil temirtosh Fe3O2, kungir temirtosh Fe2O3?3H2O va magnitli temirtosh Fe3O2, alyuminiy rudasi-boksit Al2O3?2H2O, marganes rudasi-pirolyuzit MnO2, kalay rudasi SnO2, vismut oxrasi Bi2O3 va boshqalar misol bo'la oladi.
Juda ko'p metallar tabiatda sulfidlar holida uchraydi. Bunday rudalar Yer po'stlog'ining chuqurroq qismiga joylashgan bo'lib, ularga suv, karbonat angidrid, havo kislorodi ta'sir etmagan (shuning uchun ular birlamchi tog' jinslari deb yuritiladi). Misol uchun mis kolchedani (CuS?Fe2S3), mis yaltirog'i (Cu2S), kinovar (HgS), ko'rg'oshin yaltirog'i (PbS), rux aldamasi (ZnS) va boshqalarni ko'rsatish mumkin. Ba'zan bir necha metallarning sulfidlari aralash holda uchrab, polimetall rudani tashkil qiladi.
Rudalardan metallar ajratib olishning bir necha usuli mavjud. Bu usullar qaytarilish, termik parchalanish va almashinish prosesslariga asoslangan. Texnikada bu prosesslar metallurgiyaning turli ko'rinishlarida (pirometallurgiya, gidrometallurgiya, elektrometallurgiyada) amalga oshiriladi.
Qaytarilish prosesslariga misol tarikasida quyidagi reaksiyalarni keltiramiz:
a) qalayning ko'mir bilan qaytarilishi:
SnO2 + 2C --> Sn + 2CO
b) rux oksidining uglerod (II) oksidi bilan qaytirilishi:
ZnO + CO --> Zn + CO2
v) molibden oksidning vodorod bilan qaytarilishi:
MoO3 + 3H2 --> Mo + 3H2O
g) titan xloridning natriy tasirida qaytarilishi:
TiCl4 + 4Na --> Ti + 4NaCl
d) metall oksidlarining Si, Al, Mg va boshqalar tasirida qaytarilishi
3Mn3O4 + 8Al --> 9Mn + 4Al2O3 + O2
e) metall ionlarining katodda qaytarilishi:
Ni2+ + 2e- --> Ni
j) nodir metallarning kompleks birikmalaridan qaytarilishi:
2K[Au(CN)2] + Zn --> K2[Zn(CN)4] + 2Au
Termik parchalanish prosesslariga misol tarikasida quyidagi reaksiyalarni keltiramiz:
a) sirkoniy (IV) yodidning chuglangan volframda termik parchalanishi:
ZvJ4 --> Zv + 2J2
b) nikel karbonilning termik parchalanishi:
Ni(CO)4 --> Ni + 4CO
v) germaniy (II) yodidning yuqori xaroratda parchalanishi:
2GeJ2 --> GeJ4 + Ge
Termik parchalanish yo'li bilan bulardan tashqari Cr, Fe, V, Nb va Ta kabi metallar ham olinadi.
Simobdan (va qisman seziydan) tashqari barcha metallar odatdagi sharoitda o'ziga xos yaltiroqlikka ega bo'lgan qattiq jismlardir. Metallarning fizikaviy xossalari jumlasiga ularning optikaviy, termikaviy, mexanikaviy, elektr va boshqa xossalari kiradi. Metallarning xossalari - ularning yaltiroqligi va shaffof emasligidir. Alyuminiy va magniy yaxlit xolatda ham, kukun xolatda ham yaltirok metall, boshqa metallar esa faqat tekis sirtli yaxlit xolatdagina yaltirok bo'lib, kukun xolatda yaltirok emas.
Kumush, palladiy va indiy eng ko'p metall yaltiroqlikka ega. Shuning uchun ham kumush va palladiy ko’zgu ishlab chikarishda ishlatiladi. Ko'p metallar to'q kulrang bilan oq kumushrang orasidagi tusga ega. Oltin va seziy sariq, vismut qizg'ish, mis to'q pushti rangga ega. Metallarning bug'lari alangani ma'lum tusga bo'yaydi. Masalan, natriy - sariq, kaliy - binafsha ranga, stronsiy - qizil, kalsiy - kovok rangga bo'yaydi. Bu xodisa asosida spektral analiz usuli yaratilgan. Yerdagi va kosmosdagi moddalarning atom spektorlarini tekshirish natijasida o'sha moddalarning ximiyaviy tarkibi aniqlaniladi.
Barcha o'tkazgichlar ikki gruppaga bo'linadi: 1) elektron - o'tkazgichlar (metall va yarim o'tkazgichlar); 2) ion - o'tkazgichlar (elektrolitlar).
Metallar va yarim o'tkazgichlar orqali elektr toki o'tganda hech qanday kimyoviy o'zgarish sodir bo'lmaydi. Shuning uchun ular birinchi xil o'tkazgichlar jumlasiga kiradi. Elektrolitlar (ya'ni ikkinchi xil o'tkazuvchilar) orqali elektr toki o'tganda, albatta, kimyoviy o'zgarish sodir bo'ladi. Metallarning elektr o'tkazuvchanligi harorat ortishi bilan kamayadi, xarorat kamayishi bilan ortadi; nixoyat absolyut nolga yaqin haroratda metallarning elektr o'tkazuvchanligi cheksiz katta qiymatga erishadi - metall o'ta o'tkazgich bo'lib qoladi. Hamma metallar elektrni bir xilda o'tkazavermaydi. Kumush eng yaxshi o'tkazadi, vismut eng yomon. Kumushning 0oS dagi elektr o'tkazuvchanligi 66,7?104 om-1cm-1, misniki 64,5?104 om-1cm-1, litiyniki 11,8?104
om-1cm-1, berilliyniki 18?104 om-1cm-1, alyuminiyniki 40?104 om-1cm-1, temirniki 11,2?104 om-1cm-1, simobniki 4,4?104 om-1cm-1, vismutniki 0,9?104 om-1cm-1 ga teng.
Shunga asoslanib, metallarning elektr o'tkazuvchanligiga ko'ra kuyidagi qatorga terish mumkin:
Ag, Cu, Au, Cr, Al, Mg, Na, Tr, W, Be, Li, Fe.... Hg, Bi
Metall begona moddalar qo’shimchasidan tozalanganida uning elektr o'tkazuvchanligi ortadi.
Metallarning issiqlik o'tkazuvchanligi ularning elektr o'tkazuvchanligi bilan paralel ravishda o'zgaradi. Metallardan issiqlik o'tishida ham elektronlar ishtirok etadi. Ular kristall panjara ichida xarakatlanib, issiqlik energiyasini metallning issiq qismidan sovuq qismiga o'tkazadi.
Metallarning muhim fizikaviy xossalariga ularning magnit xossalari, plastikligi, qattiqligi, solishtirma og'irligi, suyuqlanish va qaynash haroratlari kiradi.
Solishtirma og'irligi son bilan 5 dan kichik metallar-yengil metallar, 5 dan kattalari og'ir metallar deyiladi.
Suyuqlanish xarorati 800ºC dan past bo'lgan metallar-oson suyuqlanuvchan, 800ºC dan yuqori bo'lganlari qiyin suyuqlanuvchan metallar deyiladi.
Metallarning zarrachalari bug' holatida bir atomli molekulalardan iborat.
Temir va uning qotishmalari - ko'ra metallar deb, qolgan metallar esa "rangli" metallar deb yuritiladi; faqat asl metallar - Au, Ag, Pt, Ir bunga kirmaydi. V, Mg, Be, In, Zr, La, Nb, Re, Ge, Ga, Te va boshqalar nodir metallardir. "Nodir metallar" iborasi shartli bo'lib, metall rudalarining qanchalik topilganligiga va toza metall ajratib olish usullarining takomillashganligiga bog'liq; bir vaqtlar "nodir metall" deb xisoblangan titan endilikda bu qatorga kirmaydi.
Metallar o'zidan elektron berish xususiyatiga ega bo'lgan elementlardir. Shuning uchun ular ximiyaviy birikmalarda faqat musbat valentlik nomoyon qiladi.
a) metallarning ion zaryadi qancha katta va zaryadi kichik bo'lsa, metall shuncha kuchli asos xossa nomoyon qiladi.
b) metallarning ion radiusi qancha kichik, ion zaryadi katta bo'lsa, metal shuncha kuchli kislota xossasini namoyon qiladi.
Xar qanday noasl metall o'zidan ko'ra aslroq metallni o'sha metall tuzi eritmasidan siqib chiqara oladi. Masalan, noasl metall temir o'ziga qaraganda aslrok metall misni mis tuzlari eritmasidan sikib chiqaradi:
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
Shuningdek, agar qo'rg'oshin tuzi eritmasiga rux metali tushirilsa, qo'rg'oshin ruxga qaraganda aslroq bo'lgani uchun, rux qo'rg'oshinni uning tuzi tarkibidan siqib chiqaradi:
Zn + Pb(NO3)2 = Pb + Zn(NO3)2
Metallarni bu xossasiga asoslanib, quyidagi Beketov qatoriga terish mumkin:
Li, K, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe, Cd, Co, Ni, Sn, Pb, H2, Cu, Ag, Hg, Au
Bu qatorda turuvchi metallar ishtirokida galvanik element yaratsak "noasl" metall manfiy qutbni (katodni) va "asl" metall musbat qutbni (anodni) tashkil qiladi. Masalan, CuSO4 eritmasiga tushirilgan Su ni ZnSO4 eritmasiga tushirilgan Zn bilan birlashtiriladi va yakobi elementi hosil qilinadi (1-rasm), Cu musbat, Zn manfiy qutb bo'ladi. Elektronlar ruxdan chikib, tashki zanjir orqali misga boradi va eritmadagi Cu2+ ionlari bilan birikib Su atomlarini hosil qiladi. Katodda mis cho'kadi. SO42- ionlar diafragma orqali utib Zn2+ ionlari bilan birikadi. Yakobi elementida kuyidagi ximiyaviy reaksiya boradi:
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu
Metallar sanoatda asosan sof holatda emas, balki ularni qotishmalari ishlatiladi. Avtomobil sanoatida ham metallarni alyuminiyni qotishmalari ishlatiladi. Avtomobillarda ishlatiladigan kristall qotishmalari qattiq, yengil va korroziyaga bardosh berishi kerak, shu bilan birga ularni tannarxi ham arzon bo’lishi kerak.