顺序与含义
常见顺序为K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Ni、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。左侧的金属容易失去电子成为阳离子(氧化);右侧金属的离子容易得到电子而还原为金属(还原)。
可预测的反应
- 置换:把较活泼的金属放入较不活泼金属的离子溶液中,前者溶解而后者析出,如Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu。
- 水:K、Ca和Na与冷水反应放出氢气,Mg与热水反应,Al、Zn和Fe与水蒸气反应。
- 酸:位于氢之前的金属能从稀盐酸或稀硫酸中置换出氢气;Cu和Ag则不能。
电极电势
该顺序可用标准还原电势定量表示:E°越负,金属越容易被氧化。Zn²⁺/Zn约为-0.76 V,Cu²⁺/Cu约为+0.34 V。铝由于表面有保护性氧化膜,反应往往比预期慢。
应用
金属对可构成丹尼尔电池等电池;镀锌和牺牲阳极可保护铁和船舶免受腐蚀;从矿石中提取金属的方法取决于其在顺序中的位置。
参考文献
- Atkins, P., Overton, T., Rourke, J., Weller, M., & Armstrong, F. (2010). Shriver and Atkins' Inorganic Chemistry (5th ed.). Oxford University Press.
- Zumdahl, S. S., & Zumdahl, S. A. (2014). Chemistry (9th ed.). Cengage.
- Haynes, W. M. (Ed.). (2016). CRC Handbook of Chemistry and Physics (97th ed.). CRC Press.