43. Диаграмма плавкости бинарной металлической системы с образованием химического соединения. Анализ диаграммы по правилу фаз Гиббса-Коновалова. Понятие об интерметаллидах.

При больших силах взаимодействия между атомами в жидком растворе двух или нескольких металлов возможно образование устойчивых интерметаллидов, которые могут рассматриваться как новые компоненты сплава. В зависимости от избыдка того или иного компонента возможны разные случаи равновесия. Диаграмма плавкости системы будет иметь несколько эвтектических точек и температур плавления. Общим методом анализа такой диаграммы является разбиение ее на несколько диаграмм с эвтектиками.

Интерметаллиды – это индивидуальные вещества, имеющие собственные характеристики. Типичные интерметаллиды образуются между металлами, расположенными в разных группах периодической системы элементов. Устойчивость интерметаллидов определяется соотношением между числом атомов и числом электронов проводимости. Каждому такому сочетанию соответствует своя кристаллическая структура, определяющая его свойства.

44. Общая характеристика, получение, физические и химические свойства s –металлов IA и IIA групп, взаимодействие s-металлов с простыми (кислородом, водородом и др.) и сложными веществами. Применение в технике.

s-Металлы располагаются в IA и IIA-группах периодической системы Д.И.Менделеева. Они обладают высокой химической активностью и в природе встречаются в многочисленных соединениях, образуя в них положительнозаряженные ионы.

Получение этих металлов возможно только электролизом преимущественно расплавленных солей, так как они почти все активно реагируют с водой, образуя растворы гидрооксидов – щелочи.

Щелочные металлы очень мягкие и плстичные, легко режутся ножом. Поэтому, а также вследствие их колоссальной химической активности они как конструктивные материалы не применяются. В сплавах находят применение литий и натрий. Для атомов щелочных металлов характерна малая величина работы выхода электрона, поэтому они используются в электронике как эмиттеры электронов для фотоэлементов и преобразователей световых сигналов в электрические. Не все щелочные металлы могут быть использованы в условиях высокой радиации – Li и Cs могут сами вступать в ядерные реакции.

Для s-металлов характерно увеличение химической активноти по мере увеличения порядкового номера элемента.

Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов образуются непосредственным соединением металлов с водородом при нагревании и представляют собой белые кристаллические вещества: 2Li+H₂2LiH. Гидриды щелочных металлов разлагаются водой с образованием гидрооксидов водорода: NaH+H₂ONaOH +H₂.

Хлориды - NaCl, KCl - применяются в металлургии, NaCl также используется в пище.

Оксиды щелочных и щелочноземельных металлов энергично образуются при непоредственном контакте металлов с кислородом воздуха. Кроме нормальных оксидов щелочные металлы образуют пероксиды (перекиси) и супероксиды (надперекиси). Образование кислородных соединений натрия идет следующим образом: 2Na+O₂Na₂O₂ (горение) 2Na₂O₂2Na₂O +O₂ (нагревание). Вода разлагает пероксид натрия: Na₂O₂+H₂O2NaOH+O; Оксиды щелочных металлов с водой образуют сильные щелочи: Na₂O+ H₂O2NaOH; Оксид бериллия амфотерен. Он образует бериллаты при взаимодействии с ним оксидов активных металлов при нагревании – BeO+Na₂O Na₂BeO₂.Оксиды кальция, стронция и бария относительно хорошо растворимы в воде. Вследствие высокой химической активности s-металлы разлагают воду при комнатной температуре или под нагреванием с образованием гидрооксидов 2Na+2 H₂O2NaOH+ H₂. Гидрооксид бериллия может растворяться в кислотах: Be(OH)₂+2HClBeCl₂+H₂O; Со всеми кислотами щелочные металлы образуют соли, обычно хорошо растворимые в воде. В основном соли получают в результате реакции нейтрализации 3NaOH+Н₃РО₄Na₃PO₄+3H₂O. Свободные щелочные металлы с кислотами реагируют очень бурно, восстанавливая их до крайних степеней окисления: 8K+4H₂SO₄K₂S+3K₂SO₄+4 H₂O, а щелочноземельные до низших: 4Ca+H₂SO₄4CaSO₄+H₂S+4 H₂O. Со щелочами реагирует только бериллий: Be+2H₂O+2NaOHNa₂[Be(OH)₄]+ H₂. Сульфиды s-металлов образуются или непосредственно, или при взаимодействии с сероводородом: 2K+SK₂S, 2KOH+H₂SK₂S+ H₂O. Щелочные металлы также образуют полисульфиды и гидросульфиды. Нитриды s-металлов образуются при нагревании непосредственным взаимодействием: 6Na+N₂2Na₃N. Они непрочны и разлагаются в воде или слабокислых растворах: Na₃N+3H₂O3NaOH+NH₃; Na₃N+4HCl3NaCl+NH₄Cl. Нитраты NaNO₃ и KNO₃ - сильные окислители. Карбонат натрия Na₂CO₃ используется для производства мыла, щелочи NaOH и KOH – как обезжиривающее средство и эмульгатор в машиностроении. Также широко используются силикаты, фосфаты, сульфаты натрия и калия. Карбиды s-металлов получаются при непоредственном взаимодействии с углеродом: 2Li+2CLi₂C₂, 4Na+CNa₄C, разлагаются водой и слабыми кислотами с выделением углеводородов и гидрооксидов металлов или солей: Li₂C₂+2 H₂O2LiOH+C₂H₂; Na₄C+4 H₂O4NaOH+CH₄

Бериллий и магний могут быть использованы как конструкционные материалы, используются как чистые, так и в сплавах. Кальций, стронций и барий химически очень активны и в свободном виде их использовать нельзя.