Активность ионов в металлах

[Svinks]

Здравствуйте, появился такой вопрос: в металлах существуют свободные электроны, соответственно они покидают атомы металла, оставляя жестко зафиксированные в кристаллической решетке ионы металлов. По идеи эти ионы должны иметь более высокую химическую активность, чем обычные атомы металла?

[ИСН]

Нет никаких обычных атомов металла. Или, если угодно, вот эти ионы - это и есть обычные атомы металла в его естественном состоянии.

[Svinks]

В смысле, все аоомы в металле ионизированы?

[Pphantom]

Если под "металлом" понимается вещество с металлической кристаллической решеткой - да.

Оговорка связана с тем, что существует классификация химических элементов, часть из которых называют металлами. "Атом металла" в таком смысле, естественно, может быть и неионизованным.

[Munin]

Svinks в сообщении #1364211 писал(а):

в металлах существуют свободные электроны, соответственно они покидают атомы металла, оставляя жестко зафиксированные в кристаллической решетке ионы металлов. По идеи эти ионы должны иметь более высокую химическую активность, чем обычные атомы металла?

Тут надо понимать, что "покидают" не означает "улетают далеко-далеко, в другую галактику". "Покидают" означает, что они свободно путешествуют во всём пространстве кристаллической решётки металла. Но по сути, они остаются тут же рядом с ионами.

Таким образом, атом металла на поверхности кристалла не является с химической точки зрения ионом. Он нейтрален, все его электроны при нём. Даже наоборот, при приближении снаружи какого-то $(+)$-иона, электроны могут сбежаться посмотреть, что это тут такое интересное.

В результате, химическая активность атомов металла на поверхности кристалла - дело очень сложное. В зависимости от дефектов, загрязнений, атомов других элементов, она может быть сильно разной. Она может быть необычной по сравнению с активностью того же металла в атомарном виде (в газе, например, или в каком-либо растворе). Бывает, что эта активность низка (всякие никель и хром), бывает высока (катализ на металлических поверхностях), бывает что угодно.

[chaus]

Munin в сообщении #1364288 писал(а):

Она может быть необычной по сравнению с активностью того же металла в атомарном виде (в газе, например, или в каком-либо растворе). Бывает, что эта активность низка (всякие никель и хром), бывает высока (катализ на металлических поверхностях), бывает что угодно.

Активность хрома как раз очень и очень высока -- настолько, что он почти мгновенно образует на поверхности слой оксида, прочно сцепленного с поверхностью металла и изолирующего его от внешних воздействий. А так-то металлический хром охотно растворяется в кислотах и вообще ведёт себя, как положено типичному металлу.

Титан тоже очень красиво реагирует с крепкой сернягой, подогретой градусов до 70-80))))

Вот тантал -- тот действительно, травится только крепкой плавиковкой, что определяется свойствами его оксида, стойкого к другим кислотам.

Я это всё к чему? К тому, что говоря о поверхности металла, надо отличать нативную поверхность и естественно окисленную. На естественно окисленной никаких сравнительно свободных ионов, конечно, нет, там есть оксиды, чаще всего довольно прочные.

Металлов же, в нативном состоянии иммунных к действию реагентов, довольно мало: золото и некоторые платиноиды.

[Svinks]

Я говорю о случаи электролизации твердого металла. Когда его покидают электроны.

[Emergency]

Svinks в сообщении #1364419 писал(а):

Я говорю о случаи электролизации твердого металла. Когда его покидают электроны.

Когда кусок металла помещают в электролит (любой) начинается процесс установления равновесия между ионами в растворе и атомами в металле. Обычно, часть атомов покидают металл в виде ионов, а их электроны остаются в металле. При этом кусок металла приобретает некоторый заряд и потенциал поверхности. Если равновесие возможно, то потенциал называют равновесным - он притягивает из раствора столько же ионов, сколько переходит в раствор. Это называется динамическим равновесием.

[Svinks]

Я про случай электролизации на воздухе за счет трения.

[rockclimber]

Svinks в сообщении #1364466 писал(а):

Я про случай электролизации на воздухе за счет трения.

Нет такого слова - "электролизация". Есть "электролиз", есть "электризация". То, что вы имеете в виду, - это электризация, там ионы не образуются.

[Svinks]

Почему не образуются? Ну вот классическое обьяснение: натирают мехом эбонит, электроны перетекают на эбонит. Соответственно, должны образовываться ионы на поверхности эбонита? А если эбонит соприкоснуть с металлом, то он передаст металлу заряд?

[rockclimber]

Svinks
Что такое ион? Дайте определение.

[Munin]

При электризации металл покидает настолько ничтожная доля электронов по отношению к их общему количеству, что отдельные атомы этого не замечают. Можете считать, что там ионы типа $\mathrm{Fe}^{+0{,}000\,000\,000\,000\,01},$ но для практических целей это бессмысленно.

[Emergency]

Munin в сообщении #1364494 писал(а):

Можете считать, что там ионы типа $\mathrm{Fe}^{+0{,}000\,000\,000\,000\,01},$

А можно считать, что в узлах решетки ионы типа $\mathrm{Fe}^{+1},$ а между ними электронный газ?

[Munin]

Это если вы электронный газ умеете правильно учитывать. Это материал примерно 3-4 курса физических факультетов, курс "Физика твёрдого тела". Я бы ТС не советовал.