кает через аккумулятор в направлении, обратном тому, в котором он проходил при разряде аккумулятора, В результате этого электрохимические процессы на электро-

дах «обращаются». На свинцовом электроде теперь происходит процесс восстановления

PbS04 + 2е~ = Pb+ SO2,"

т. е. этот электрод становится катодом.

Электролит свинцового аккумулятора представляет собой раствор серной кислоты, содержащий сравнительно малое количество попов РЬ2+. Концентрация ионов водорода в этом растворе намного больше, чем концентрация ионов свинца. Кроме того, свинец в ряду напряжений стоит до водорода. Тем не менее при зарядке аккумулятора на катоде восстанавливается именно свинец, а не водород. Это происходит потому, что перенапряжение выделения водорода на свинце особенно велико (см. табл. 20 на стр. 295),

На электроде из РЬ02 при зарядке идет процесс окисления

PbS04 + 2Н20 = РЬ02 + 4Н+ -f S024- + 2е~

следовательно, этот электрод является теперь анодом. Ионы в растворе движутся в направлениях, обратных тем, в которых они перемещались при работе аккумулятора.

Складывая два последние уравнения, получим уравнение реакции, протекающей при зарядке аккумулятора:

2PbS04 + 2Н20 = РЬ + РЮ2 + 4Н+ + 2$ОГ

Нетрудно заметить, что этот процесс противоположен тому, который протекает при работе аккумулятора: при зарядке аккумулятора в нем вновь получаются вещества, необходимые для его работы.

Глава ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.

XVI СПЛАВЫ

В предыдущих главах мы рассмотрели свойства неметаллов и лишь нескольких элементов, относящихся к металлам. Прежде чем рассматривать остальные металлы по группам периодической системы, остановимся на их общих свойствах и методах получение из природных соединений.

!90. Физические и химические свойства металлов. Электронное строение металлов, изоляторов и полупроводников. Металлы обладают рядом общих свойств. К общим физическим свойствам металлов относятся их высокая электрическая проводимость и теплопроводность, пластичность, т. е. способность подвергаться деформации при обычных и при повышенных температурах, не разрушаясь. Пластичность металлов имеет очень большое практическое значение. Благодаря этому свойству металлы поддаются ковке, прокатке, вытягиванию в проволоку (волочению), штамповке. Металлам присущи также металлический блеск, обусловленный их способностью хорошо отражать свет, и непрозрачность*, В табл. 29 приведены значения удельного электрического со-< противления и теплопроводности некоторых металлов. Для сравнения в ней даны сведения для двух неметаллов.

Таблица 29. Удельное электрическое сопротивление р и коэффициент теплопроводности к некоторых простых веществ при 20 °С

Вещество р, Ом-см К

Дж/(см-с-К) Вещество р, Ом-см К

ДжЧсм^с-К)

Алюминий Железо Медь Никель 2,66. 10~б 0,71 . 1<Г6

1,вь иг;

6,84- 10"6 2,26 0,732 3,85 0,586 Серебро Свинец Сера Иод 1,56.10"'

20,6-10 6

Около 1023 » 10!5 4,585 0,347 0,0025

В химическом отношении все металлы характеризуются сравнительной легкостью отдачи валентных электронов и, как следствие этого, способностью образовывать положительно заряженные ионы и проявлять в своих соединениях только положительную окисленность. Многие металлы, например железо, хром, марганец, имеют в различных соединениях разную степень окисленности, но она всегда положительна. В связи с этим металлы в свободном состоянии являются восстановителями. Восстановительная способность разных металлов неодинакова. Для реакций в водных растворах она определяется положением металла в ряду напряжений и концентрацией (активностью) его ионов в растворе.

Причина общности как физических, так и химических свойств металлов лежит в общности строения их атомов и природы кристаллических решеток металлов.

Общей особенностью атомов металлов являются их большие в сравнении с атомами неметаллов размеры (см. § 33). Внешние электроны в атомах металлов находятся на значительном удалении от ядра и связаны с ним сравнительно слабо — атомы металлов характеризуются низкими потенциалами ионизации (см. § 34, табл. 4 и 5) и близким к нулю или отрицательным сродством к электрону. Именно поэтому металлы легко отдают валентные электроны, выступая в качестве восстановителей, и, как правило, не способны присоединять электроны — проявлять окислительные свойства.

* В высокодисперсном состоянии металлы обычно имеют черный цвет и не блестят,

Рассмотрим особенности строения металлов в кристаллическом состоянии. Как отмечалось, металлы обладают высокой электрической проводимостью, причем переносчиками тока в металлах служат электроны. Это говорит о том, что в металлах имеются

190. Элэ.строннсо строение металлов, и.золятороз и полулросодннкод

515

Рис. 133. Схема образования энергетпчггких 1 ypoDiu-j) при увеличении числа взанмодейсг-Вую1ц::х агомов.

«свободные» электроны, способ-

ные перемещаться по кристаллу «

под действием даже слабых элек-

трических ползи. В то же время 12*8. N

неметаллы в кристаллическом со- Част атомов

стоянии обычно представля