Ряд активности металлов как выражение основных свойств этих элементов

Металлы являются важнейшими и во многом уникальными химическими элементами. Практически для всех них характерны такие свойства, как хорошая электропроводность, блеск, теплопроводность. В то же время среди них можно выделить отдельные группы, характеристики которых будут существенно отличаться. Часть этих отличительных особенностей легла в основу такого понятия, как «ряд активности металлов».

Металлы, как известно, отличаются тем, что во время химических реакций отдают свободные электроны. От скорости протекания данного процесса зависит их электродный потенциал. В свою очередь, эти величины послужили основой для того, чтобы сформировать ряд напряжения металлов – относительно условную последовательность, которая характеризует способность того или иного элемента вступать в реакцию с теми или иными веществами.

Условность места каждого элемента в данном ряду вытекает из того, что при разной температуре и составе раствора они ведут себя более или менее активно. Средние значения показателей выводятся при температуре раствора в 25 градусов Цельсия и давлении газов в одну атмосферу. Именно при таких условиях ряд активности металлов принимает тот вид, который знаком каждому из школьного курса химии.

Из всех этих показателей вытекает целый перечень важнейших свойств. Во-первых, ряд напряженности металлов может помочь нам спрогнозировать, как будут вести себя те или иные элементы во время реакции: те, которые стоят в данной последовательности левее, будут замещать те, что находятся правее их. Во-вторых, если элемент находится левее водорода, электродный потенциал которого принято принимать равным нулю, то он может вытеснять его из растворов кислот. Это относится, в частности, к литию, натрию, калию и другим щелочным элементам. Наконец, в-третьих, ряд активности металлов оказывает значительную помощь при создании гальванических элементов: чем дальше друг от друга находятся в нем элементы, тем более высокий электрический потенциал между ними возникнет.

Именно ориентируясь на то, какие металлы вытесняют друг друга из растворов солей, и составил свою знаменитую таблицу выдающийся русский ученый Бекетов. Эта таблица впоследствии была несколько скорректирована и послужила основой тому, что вот уже более ста лет известно как «ряд активности металлов».

Достаточно любопытно сравнить определенные закономерности, вытекающие из Периодической таблицы и данной последовательности. Так, исходя из работы Менделеева, калий должен быть более активен, чем натрий и литий, однако ряд напряженности дает совсем другую картину. Основная причина такого противоречия кроется в тех основаниях, которые положены в основу этих последовательностей. Периодическая система отражает изменение величины энергии ионизации атомов, а последовательность Бекетова – то, какую работу необходимо проделать, чтобы перевести тот или иной элемент из твердого состояния в совокупность ионов в идее водного раствора.