Часть 2

ПРИМЕР 3

ПРИМЕР 2

ПРИМЕР 1

НЕМЕЦКАЯ КЛАССИЧЕСКАЯ ФИЛОСОФИЯ

1. Творчество Иммануила Канта (1724–1804) 1

2. Философия Иоганна Фихте (1762–1814) 3

3. Философия Фридриха Шеллинга (1775–1854) 4

4. Система и метод философии Гегеля (1770–1831) 5

5. Философия Людвига Фейербаха (1804–1872) 6

Немецкая классическая философия является одним из важнейших этапов развития европейской философии по богатству и значимости содержащихся в ней идей. Хронологически этот этап начинается с работы И. Канта «О форме и принципах чувственного и умопостигаемого миров» в 1770 г. и заканчивается в 1872 г. со смертью Л. Фейербаха. Представители этой философии: Иммануил Кант (1724–1804), Иоганн Фихте (1762–1814), Фридрих Шеллинг (1775–1854), Георг Гегель (1770–1831), Людвиг Фейербах (1804–1872) – и поныне остаются признанными гениями, с идеями которых соглашались и развивали, либо отрицали и критиковали большинство философов XIX–XX веков.

1. Творчество Иммануила Канта (1724–1804)

В творчестве Канта обычно выделяют два периода: докритический и критический. В течение первого он занимался преимущественно естественнонаучной проблематикой, например, разрабатывал гипотезу происхождения Солнечной системы из первичной туманности благодаря силам вращения. Мировоззренческое значение этой гипотезы в том, что Кант объясняет возникновение Солнечной системы и Вселенной не теологически (как Божественное творение), а исходя из естественных закономерностей природы.

Гносеология. В течение второго, критического периода главное внимание Кант уделяет теории познания и этике. Критическим этот период называется по особенностям метода философствования и основным работам философа: «Критика чистого разума» (1781), «Критика практического разума» (1788), «Критика способности суждения» (1790). Здесь Кант, по его мнению, совершает «коперниковский переворот» в философии, точнее, в гносеологии, так как впервые в европейской мысли в центр теории познания ставит не объект и его свойства, а субъект и его познавательные возможности, которые подчиняются своим собственным законам.

Как было отмечено, метод философских рассуждений Канта, в отличие от догматического метода философов XVII в., является критическим. Его конечная цель – осуществление критического анализа познавательных возможностей человека. «Критика чистого разума», как писал мыслитель – это изучение «способности разума вообще в отношении всех знаний, к которым он может стремиться независимо от всякого опыта». Иначе говоря, Кант пытается выяснить, на что в познавательном смысле способен «чистый разум».

Исходным здесь выступает следующий вопрос: насколько субъективная мысленная конструкция человека о предмете согласуется с самим этим реальным объективным предметом познания? И как вообще возможно объективное знание?

Решая эту проблему, Кант анализирует структуру процесса познания. Субъект, по его мнению, в своём сознании имеет как бы два уровня: трансцендентальный и эмпирический. Эмпирический уровень сознания связан с индивидуальными особенностями личности. Трансцендентальный[1] – это надындивидуальный уровень. К нему относятся всеобщие определения, а значит, именно отсюда возникает объективное знание. Но как это происходит?

Познающий субъект, полагает Кант, имеет следующие способности познания:

1. Чувственность основана на способности человека к созерцанию (интуиции). Кант называет эту познавательную способность эстетической. Чувственность придаёт первичным ощущениям определённый порядок, что происходит на основе априорных, то есть доопытных форм чувственности: пространства (априорная форма внешнего чувства) и времени (априорная форма внутреннего чувства). Теорию чувственного познания, чувственности Кант называет «трансцендентальной эстетикой», она изучает априорные формы чувственности.

2. Рассудок есть способность мышления, или, как говорит Кант, способность «познания через понятия» (категории). Понятия он понимает как трансцендентальные или априорные, т.е. доопытные формы рассудка. Например, единство, множество, реальность, отрицание, причина и действие, возможность и невозможность и другие, – всего их 12 понятий (категорий).

Таким образом, пространство, время и понятия существуют в сознании, а может быть, точнее – в подсознании субъекта как бы изначально, т.е. врождённо. Здесь Кант созвучен Платону и Декарту, допускавшим (хотя и в различных видах) возможность врождённого знания, т.е. знания (идеи), которое пребывает в глубинах субъективности человека ещё до его становления как сознательной личности.

Данные чувственного опыта с помощью рассудка выражаются в понятийной форме. Однако без конкретных чувственных представлений рассудок бессилен. Следовательно, знание возникает только из соединения чувственности и рассудка, которые дополняют друг друга.

3. Разум есть способность к высшему обобщению и синтезу, способность производить понятия, способность познания, не опирающегося непосредственно на опыт, способность проводить умозаключения (в отличие от рассудка как способности суждения) – так многозначно Кант определяет разум. В целом, разум ставит цели и руководит рассудком в достижении абсолютного знания, так как рассудочные понятия действуют лишь в ограниченном «мире явлений». В «мире абсолютного» они ведут к неразрешимым противоречиям (антиномиям).

Антиномия – положение, которое рассудок может доказать и одновременно опровергнуть. Например: «Существует Бог как причина мира – Бога как причины мира не существует». Антиномии, утверждает Кант, наглядно доказывают, что рассудочное мышление не лишено противоречий, т.е. диалектики. Возникновение противоречий свидетельствует о непознаваемости данного предмета с помощью рассудочных понятий, которые выходят за определённые им пределы опыта в абсолютную (трансцендентную[2]) сферу ноуменов (сущностей) – «вещей в себе». «Вещи в себе» – это вещи, как они есть на самом деле, недоступные чувственному познанию.

Науке как разуму теоретическому, т.е. рассудку доступен лишь мир феноменов (явлений) – «вещей для нас». «Вещи для нас» – это вещи, как они нам являются, т.е. мир как объект человеческого познания. «Вещи для нас» порождаются «вещами в себе». «Вещи в себе» – это трансцендентные сущности, образующие особый, не доступный теоретическому разуму мир. Он познаётся только практическим разумом, который у Канта означает разумную нравственную волю или веру. Таким образом, высшие трансцендентные идеи (о Боге, о мире, о душе), не имеющие отношения к чувственному опыту, закрыты для рассудка, но открыты для веры.

За подобные рассуждения Канта нередко обвиняли в агностицизме. (Агностицизм – это отрицание возможности познания окружающей действительности.) Но, вероятно, это не совсем справедливо. Немецкий философ не отрицает познаваемость мира. Он лишь указывает на сферу применимости одной из человеческих познавательных способностей – рассудка. Поднимая проблему антиномий, Кант обращает внимания на противоречивость человеческого познания, однако при этом не предполагает противоречивости самой объективной действительности. Диалектика Канта ещё зажата пределами сознания человека. Позже, У Шеллинга и Гегеля эти ограничения будут сняты.

Этика. В «Критике практического разума» Кант размышляет о «моральном законе». Главная заслуга этического учения Канта – обоснование идеи самоценности личности, а также её права на свободный выбор.

Подлинная свобода – это независимость от условий чувственного «мира явлений». Человеческая воля, по мнению Канта, автономна (независима), так как определяется не внешними влияниями, а собственным выбором, собственным законом, свободно принимаемым человеком. Следовательно, мораль автономна от всех чувственных условий жизни. Она должна руководствоваться единым нравственным законом-требованием – категорическим императивом: «Поступай так, чтобы максима твоей воли могла в то же время иметь силу принципа всеобщего законодательства». Здесь Кант по-новому озвучивает древнюю этическую формулу, получившую название «золотого правила нравственности»: «Не делай другим того, чего не желаешь себе».

Категорический императив Канта обосновывает ценность человеческой личности. Человек «есть цель сама по себе», поэтому он, в отличие от других сотворённых Богом вещей, не может быть используем как средство.

Этика Канта пронизана аскетизмом[3]. Моральный закон и принцип удовольствия не согласуются. Человек должен отказаться от иллюзии, что исполнение нравственного долга принесёт ему земное чувственное счастье. Долг Кант ставит выше счастья и удовольствия.

Социальная философия. Свободу индивида Кант считает незыблемым, почти священным принципом. Права и свободы индивида могут быть обеспечены только благодаря воле всего общества. При этом каждый его член обязан подчиняться правовым законам. Социальная свобода, в понимании Канта, есть право человека следовать законам, которые существуют для всех членов общества.

Лучшая форма организации политической власти в обществе, при которой возможно соблюдение принципа свободы, есть парламентская республика. Разделение властей – на законодательную, исполнительную и судебную – её важнейшая политико-правовая особенность. Здесь Кант принимает и развивает идеи английских и французских просветителей.

2. Философия Иоганна Фихте (1762–1814)

Философия Фихте – субъективный идеализм. Сам он предпочитал называть её «учением о науке» (наукоучением – так же называется и его основная работа). Гносеологический вопрос: как возможно научное знание? – выступает у него одним из важнейших.

Несмотря на крайне почтительное отношение к Канту как философу, Фихте соглашался с ним не во всём. По его мнению, понятие «вещь в себе» есть пережиток догматического мышления. А значит он должен быть устранён. В решении этого вопроса Фихте сближается с Декартом. Чтобы научное знание было достоверным, размышляет он, оно должно опираться на достоверную основу. Что может быть такой основой? Только человеческое самосознание – осознание своего бытия: «Я есть», или «Я есть Я» (сравните с декартовским тезисом «Мыслю, следовательно, существую»). Эта формула, по мнению Фихте, не просто утверждение своего бытия, но и выражение свободы воли – воли автономного, независимого субъекта. Акт самосознания («Я есть Я») есть диалектическое объединение противоположностей, т.е. субъекта и объекта. Субъект воспринимает себя как объект. Объект осознаёт свою автономную субъективность.

Поэтому в центр своей системы Фихте ставит «абсолютное Я» – абстрактного трансцендентного субъекта, который у него по сути выступает как высшее, т.е. абсолютное начало всего бытия. Фактически субъективное начало – «абсолютное Я» – у Фихте предстаёт в качестве единой субстанции, лежащей у основания бытия. Всё остальное, что не принадлежит субъективной сфере «абсолютного Я», у него называется «не Я» – это вся объективная реальность, т.е. природа.

Субъективный идеализм Фихте во многом уязвим. Но на его основе он выдвигает ряд глубоких фундаментальных идей:

1. Фихте говорит, что природа существует не бесцельно, не сама по себе, но для какой-то определённой цели. Эта цель, в его понимании – противостояние «абсолютному Я». Для своего развития «абсолютному Субъекту» необходимо некое препятствие, преодолевая которое он сможет раскрыть в объективность свою скрытую сущность и осознать самого себя. Таким образом, «абсолютное Я» («абсолютный Субъект»), преодолевая сопротивление «не Я» (Природы), достигает вершины своего развития. Но это идеальная цель, существующая и убегающая от человечества как горизонт. Движение к нему – основная идея и смысл исторического развития человечества.

2. Диалектический подход применяется и к сущности «абсолютного Субъекта». Понятие «абсолютное Я» у Фихте имеет двойное значение. С одной стороны, это «эмпирическое», «индивидуальное Я», которое человек воспринимает в акте самосознания. С другой стороны, «абсолютное Я» – это Абсолютное Бытие – Высшая Реальность, характеризующаяся непрерывным движением, т.е. деятельностью. Эта двойственность и составляет основное противоречие «Я»: оно конечно и бесконечно, ограничено (человеческим аспектом) и не ограничено (так как является божественным), неподвижно и подвижно. Внутренние противоречия толкают «Я» к развитию через «не Я». В этом движении оно постоянно пульсирует от совпадения и слияния до разъединения и противостояния «индивидуального» и «абсолютного Я» в рамках конкретного этапа развития.

Несколько слов о социальной философии Фихте. Как и для Канта, понятие свободы для Фихте имеет очень важное значение. Полная свобода человека, полагает Фихте возможна только во внутреннем субъективном мире. В объективном мире человек должен добровольно подчиняться законам общества. А это, разумеется, будет несколько ограничивать его свободу.

Государство как объединение владельцев собственности совершенно необходимо, пока люди не научатся свободно морально мыслить и сосуществовать. Это и есть цель исторического развития в её социальном аспекте. Общественную справедливость Фихте связывает с реализацией права каждого члена общества на частную собственность. Но он не понимает, что частный интерес, по крайней мере, на протяжении текущего исторического этапа, противоречит интересам общества как целого и как следствие – подрывает социальную справедливость и стабильность. Следующий, более радикальный шаг в решении данной проблемы сделает Карл Маркс. Но это произойдёт несколько десятков лет спустя.

3. Философия Фридриха Шеллинга (1775–1854)

Наибольшее внимание в своей философской деятельности Фридрих Шеллинг уделяет философии природы. Природа, по его мнению, мало осмысливалась его именитыми соотечественниками Кантом и Фихте. Кроме того, требовали философского истолкования и естественнонаучные открытия этого периода европейской истории.

Главное достижение Шеллинга – применение диалектики к изучению природы. Тут он опирается как на идеи Н. Кузанского, Дж. Бруно, так и на учение Фихте, который применил диалектику для анализа трансцендентного субъекта. Другой важный источник философских построений Шеллинга – открытия в области физики, химии, биологии и других наук. Наибольшее влияние на учение Шеллинга, видимо, оказала быстро развивавшаяся теория электричества, где идея полярности (Кулон: положительные и отрицательные токи электрической жидкости) уже занимала центральное место.

Шеллинг выступил против механицизма и редукционизма в понимании природы. В этом его большая заслуга. Природа у него не бездушный механизм, как думали просветители, а целостный организм, пронизанный «Мировой Душой». Это понятие он заимствует о неоплатоников и трактует как некое «организующее начало» мира.

Природа являет собой непрерывный динамический процесс развития от простейших форм к сложным. Двигатель этого процесса – взаимодействие противоположных сил, существующих в каждом объекте и субъекте. Более того, вся природа – это арена противостояния противоположных сил. Развиваясь, она образует как бы лестницу последовательных ступеней, которые опираются одна на другую. Все они находятся в тесной связи между собой. Таким образом, неорганическая природа естественно порождает органическую и плавно переходит в неё, а она, в свою очередь, порождает живые, позже – разумные организмы.

Всё природное многообразие, согласно Шеллингу, вследствие некоего творческого акта рождается в недрах единого высшего начала – Абсолюта. Абсолют есть тождество (неразличимость) объективного бытия и субъективного мышления. Они слиты воедино и составляют, как пишет Шеллинг, «Абсолютную тождественность». Подобное понимание Абсолютного начала характерно для теософии и других эзотерических течений.

Познание творческого акта бытия – возникновения природного многообразия из абсолютного единства – разуму недоступно. Но это возможно с помощью особой иррациональной способности познания – «интеллектуальной интуиции», хотя она доступна не каждому. Таким образом, интуицию Шеллинг ставит выше чувственности и разума, а искусство как синтез сознательного и бессознательного – выше науки.

В поздний период философия Шеллинга приобретает теологический оттенок. На передний план выходят понятия «Бог», «воля», «вера», «откровение». Главную задачу «философии откровения» («Философия откровения» - цикл лекций, которые Шеллинг читал в Берлине в начале 40-х годов XIX в.) философ видит в изучении внутреннего скрытого смысла христианства и сущности Христа – как Логоса и человека.

4. Система и метод философии Гегеля (1770–1831)

Основное достижение Гегеля – разработка целостного учения о законах и категориях диалектики. Диалектика у него понимается как учение о развитии, единстве и противостоянии противоположностей. Здесь Гегель опирается на своих предшественников – Канта, Фихте и современника Шеллинга. Но их идеи он воспринимает критично. Он не признаёт кантовскую «вещь в себе» – тут, по его мнению, сущность отрывается от явлений. В действительности же сущность является, а явление существенно. Не разделяет он и учение об априорных формах сознания. Сознание, по Гегелю, диалектично отражает бытие, которое развивается. Следовательно, логика совпадает с диалектикой. Таким образом, у Гегеля диалектика применяется и к бытию и к мышлению.

Принимая идею Фихте об активности Абсолютного Субъекта, Гегель критикует его за субъективизм. У Шеллинга он заимствует принцип тождества объекта и субъекта, но учению об «интеллектуальной интуиции» противопоставляет свою систему диалектической логики. В ней он отказывается от аристотелевского закона непротиворечия (закон формальной логики).

Итак, как же выглядит диалектика Гегеля?

Её исходное положение – принцип тождества бытия и мышления (объекта и субъекта). «Понятие», по мнению Гегеля, не просто субъективное порождение человеческого сознания. Существует «Абсолютное Понятие» («Абсолютная Идея»), в котором осуществлено тождество субъекта и объекта. Оно, разумеется, отличается от субъективных человеческих понятий. Если это Понятие-Идея изначально является тождеством своих противоположностей, то его развитие должно подчиняться законам диалектики. Вот почему логика и диалектика совпадают в едином учении о развитии.

Абсолютная Идея (Мировой Разум) есть наивысшее состояние бытия. Это – Логос, или Бог, который у Гегеля понимается внеличностно – абстрактно и пантеистически. Именно с ним Гегель связывает процесс развития, который у него имеет чисто духовный источник. Сначала – диалектика идеи, затем – диалектика вещей. Таким образом, саморазвитие Абсолютной Идеи лежит в основе развития природы, общества и мышления человека. Цель этого движения – достижение высшей точки синтеза – Абсолютного духа, где разрешаются все противоречия.

Причину развития Гегель усматривает в противостоянии (борьбе) противоположностей, которые заключены как в самой Абсолютной Идее, так и в её порождениях – природных вещах. Гегель формулирует абстрактную формулу любого процесса развития: тезис (утверждение) антитезис (отрицание) синтез (отрицание предыдущего отрицания). На третьей стадии – стадии синтеза – происходит преодоление противоположностей (тезис антитезис), их примирение и объединение. Но это не конец развития. За синтезом начинается новый тройственный цикл. И так будет повторяться бесконечно, до тех пор, пока все противоречия внутри объекта либо субъекта не будут сняты и гармонизированы в высшем синтезе.

Таким образом, в диалектическом учении Гегеля указаны источник развития, трёхчленная формула развития и его основные законы:

– единства и взаимопроникновения противоположностей;

– перехода количественных изменений в качественные;

– отрицания отрицания.

Система Гегеля. Основы своей системы Гегель начинает закладывать в работе «Феноменология духа» (1806). Позже эта работа будет им продолжена в трёх книгах, названных «Наука логики» (1816). А в 1817 г. Гегель заканчивает «Энциклопедию философских наук». В ней он сформулировал основные идеи своей системы, которые позже, в других изданиях «Энциклопедии» получили дальнейшее развитие.

Система Гегеля – это попытка построить целостную систему философских дисциплин, в которых отражаются основные этапы диалектики Абсолютной Идеи. В своём развитии она проходит три ступени: логическую, природную и духовную.

1. Логическая ступень соответствует бытию Абсолютной Идеи самой по себе, до того, как ею были порождены природа и человеческое сознание (рассматривается в книге «Наука логики»). Гегель разрабатывает диалектику как учение о развитии. Оно объединяет три частных учения.

В учении о бытии анализируются категории качества, количества, меры, формулируется закон перехода количественных изменений в качественные.

В учении о сущности рассматривается понятие противоречия, раскрывается закон взаимопроникновения противоположностей, анализируются парные категории – форма и содержание, сущность и существование, целое и части, возможность и действительность, необходимость и случайность.

В учении о понятии классифицируются формы суждений, анализируются виды умозаключений и т.д. Красной нитью через «Науку логики» проходит диалектическое понимание идеи отрицания.

2. Вторая ступень – природа как инобытие Абсолютной Идеи (рассматривается в книге «Философия природы», 1842 г.). Подобно Шеллингу природу Гегель воспринимает как систему ступеней, где каждая опирается и вытекает из предыдущей. Основные ступени соответствуют предметам следующих наук – механике, физике и органике (т.е. биологии). Эволюционную теорию Гегель не принимает, ведь с его точки зрения развивается не природа, а её источник и духовная основа – Абсолютная Идея.

3. Третья ступень – Абсолютная Идея, воплощённая в человеческом духе (рассматривается в книге «Философия духа», 1845 г.). Здесь Абсолютная Идея достигает своего высшего развития, т.е. полноты, и становится разумной. Эта часть делится также на три раздела.

В учении о субъективном духе (антропология, феноменология, психология) даётся учение о человеке и его сознании.

В учении об объективном духе рассматривается право, мораль, нравственность. При этом «нравственность» развивается через ступени семьи, гражданского общества, государства. Этим вопросам, кроме «Энциклопедии», Гегель посвятил книгу «Философия права». В целом «объективный дух» - это историческая жизнь человечества в её объективной закономерности. В ней проявляется «хитрость Абсолютного Разума», который, позволяя действовать людям в соответствии со своими личными частными целями, тем не менее, реализует свою изначальную Цель. Закономерность истории у Гегеля – это «прогресс в сознании свободы». Сначала древнее восточное общество (свободен один – правитель), затем греко-римское общество (свободны некоторые – граждане), высшая стадия – христианско-германское общество (свободны все). Последнее утверждение, конечно, убедительностью не отличается. Германия, да и другие христианские государства в XIX веке идеалами свободы – ни в субъективном смысле, ни в объективном – не являлись.

В учении об абсолютном духе Гегелем исследуются искусство, религия, философия. Здесь происходит самопознание духа. Абсолютная Идея познаёт саму себя как духовную основу природы, природу, человека и общую объективную закономерность – диалектику Абсолютной Идеи.

Уже при жизни Гегель был увенчан лаврами великого философа. После смерти его учение распространилось далеко за пределы Германии и снискало себе многочисленных поклонников. Значительную роль в этом сыграли, как это ни странно, не ученики, а скорее критики – Маркс и Энгельс. Но и они, не принимая объективного идеализма Гегеля, почтительно относились к его диалектике.

5. Философия Людвига Фейербаха (1804–1872)

Реакцией на бурное развитие идеалистической немецкой философии явился материализм Людвига Фейербаха. В центре его философского учения находится человек. Поэтому его систему называют антропологическим материализмом.

Свою философскую деятельность Фейербах начинает с критики религии. Подобно другим философам, он видит углубляющийся кризис церковного христианства, которое всё более вырождается в мёртвое догматическое учение. Он приходит к выводу, что мир вступает в совершенно новую постхристианскую эпоху. Более того, религия постепенно отмирает и освобождает культурное пространство для философии, которая должна качественно преобразиться и впитать в себя то, что «составляет сущность религии». То есть Фейербах говорит о формировании новой синтетической формы духовной культуры, призванной объединить то лучшее, что характерно для традиционной религии и философии.

Рассмотрим тезисно основные положения его учения.

Фейербах отрицает объективное существование Бога. Божественная сущность, утверждает он, есть духовная сущность человека. Человек отчуждает от себя свои лучшие духовные качества и проецирует их на абстрактный выдуманный образ бесконечного, всемогущего, всесовершенного Существа, которое и именует Богом. Следовательно, не Бог творит человека, а человек – Бога.

Природа первична, существует вечно и никем не сотворена. Но она не механизм, а организм – нечто живое, чувствующее, страдающее. Здесь Фейербах дистанцируется от механицизма философов Просвещения и сближается с Шеллингом.

Человек – порождение природы, причём самое совершенное. Все высшие существа – плод религиозной фантазии. Тут позиция Фейербаха уязвима. Даже с точки зрения ортодоксального материализма вполне уместен вопрос: почему в беспредельном космосе не могут пребывать существа более высокоразвитые – в моральном, интеллектуальном, психическом, сенсорном и других смыслах, - чем земной человек?

В человеке Фейербах подчёркивает его природно-биологическую сущность. Ни социальный, ни исторический, ни духовный ей аспекты он не рассматривает. За это Фейербаха справедливо критиковали. Его антропология имела чисто биологическую основу. Дух и тело составляют единый организм, утверждал Фейербах. После смерти организма дух (душа, сознание, разум или нечто иное) отдельно от тела существовать не может. Это положение будет заимствовано Марксом и Энгельсом и явит собой один из краеугольных камней антропологии диалектического материализма. Но, как окажется, в этом вопросе Фейербах, Маркс, Энгельс и их последователи заблуждались. В конце ХХ века эмпирически будет доказано: автономное существование сознания от его биологического вместилища – реальный факт.

В проблеме познания Фейербах занимает сенсуалистическую позицию. Иными словами, единственный источник человеческого познания – деятельность органов чувств.

Философия Фейербаха пронизана гуманизмом. Христианская заповедь «возлюби ближнего» возводится им в ранг философского морального закона. Не Бог, а именно человек есть первый и высший объект любви для каждого. Отсюда этическая формула – «человек человеку – Бог». Этика Фейербаха лишена аскетизма. Высшее естественное стремление человека – стремление к счастью. Но оно, по мнению Фейербаха, невозможно за счёт других людей. Следовательно, необходимо согласование своих желаний с интересами человечества. Эгоизм должен быть уравновешен альтруизмом.

Сост.: Ткачева Е. Б.

[1] ТРАНСЦЕНДЕНТАЛЬНЫЙ (от лат. transcendens, род. п. transcendentis – выходящий за пределы) – в философии Канта – априорные (см. Априори) формы познания, организующие опытные данные.

[2] ТРАНСЦЕНДЕНТНЫЙ – запредельный по отношению к какой-либо определённой сфере, к миру в целом; противоположность имманентного. Одно из центральных понятий ряда философских течений, характеристика абсолюта, превосходящего всякое бытие (Единое в неоплатонизме); в теологических учениях – синоним потусторонности Бога. В философии Канта – выходящее за пределы возможного опыта ("мира явлений") и недоступное теоретическому познанию (напр., идея Бога, души, бессмертия).

[3] АСКЕТИЗМ (от греч. asketes – упражняющийся в чём-либо) – ограничение или подавление чувственных желаний, добровольное перенесение физической боли, одиночества и т. п., присущие практике философских школ (напр., киников) и особенно различных религий (монашество и т. п.). Целью аскетизма может быть достижение свободы от потребностей, сосредоточенности духа, подготовка к экстатическим состояниям, достижение "сверхъестественных способностей" (йога), в христианстве – соучастие в "страданиях" Христа. Нередкий мотив аскетизма – отказ от пользования привилегиями в условиях общественного неравенства (толстовцы и др.).

Лаборатория проводит определение рН молока по ГОСТ 26781-85 [13]. В тексте стандарта указано, что «предел возможных значений погрешности измерений = ±0,04 рН для принятой вероятности Р=0,95». Как следует из вышесказанного, эта величина и есть неопределённость. Никаких дополнительных исследований и оценок проводить не требуется.

Предположим, измеренное значение рН=6.94. Тогда результат может быть записан либо как 6.94, либо как .

Лаборатория проводит определение кинематической вязкости мазута по ГОСТ 33-2000 [14]. В тексте стандарта указано, что «воспроизводимость» для мазутов составляет 7,4%. Нет оснований считать, что в процессе межлабораторного эксперимента не были учтены какие-либо дополнительные источники неопределенности, поэтому для расчёта неопределённости результатов достаточно использовать только сведения о воспроизводимости.

При ознакомлении с п. 14.3, стандарта становится ясно, что в нем приведены сведения о пределе воспроизводимости (R). Для перехода от предела воспроизводимости к соответствующему стандартному отклонению можно воспользоваться известным соотношением [12]:

. (1)

Получаем:

Относительное стандартное отклонение воспроизводимости (оно же – относительная стандартная неопределённость)

(2)

Соответственно расширенная неопределённость при коэффициенте охвата равном 2

U=2,64 × 2=5,28% (3)

или

U=0,0528Х. (4)

При представлении результата допускается использование как стандартной неопределённости, так и расширенной неопределённости. В первом случае результат определения кинематической вязкости при найденном значении 263 мм²/с может быть выражен следующим образом:

Кинематическая вязкость: 263 мм²/с при стандартной неопределённости 7 мм²/с (одно стандартное отклонение)

Во втором случае:

Кинематическая вязкость 263±14 мм²/с (при коэффициенте охвата 2)

Предпочтительным – более наглядным – является второй вариант.

Лаборатория проводит определение объемной доли бензола в бензине для широкого круга заказчиков по методике ГОСТ Р 51930 [15]. В тексте методики отсутствуют сведения о неопределённости результатов, но имеются некоторые исходные данные, по которым можно провести её оценку:

- окончательно приводимый результат есть результат единичного измерения;

- диапазон определения объёмной доли бензола от 0.1 до 5.0%;

- предел повторяемости (максимально допустимое расхождение между двумя параллельными определениями, полученными в условиях повторяемости) r=0.08%;

- предел воспроизводимости (максимально допустимое расхождение между результатами, полученными в двух лабораториях) R=0.18%;

- «тяжёлые ароматические соединения» оказывают мешающие воздействия на результат определения бензола;

- требуются специальные меры, чтобы обеспечить стабильность образца в процессе хранения и анализа;

- правильность результатов в межлабораторном эксперименте не оценивалась.

Сведения о пределах повторяемости и воспроизводимости приведены в абсолютных величинах. Для вычисления неопределённости необходимо перейти от пределов повторяемости и воспроизводимости к соответствующим стандартным отклонениям. Это легко сделать, пользуясь известными соотношениями [10]:

; (5)

Получаем:

стандартное отклонение повторяемости ;

стандартное отклонение воспроизводимости .

Казалось бы, поставленная задача решена (как это было сделано в предыдущем примере). Если бы воспроизводимость охватывала бы все возможные источники неопределённости, то её значение являлось бы собственно неопределённостью и можно было бы сразу переходить к вычислению расширенной неопределённости U.

Тогда мы бы получили следующие значения неопределённости в крайних точках диапазона определяемой величины:

Содержание бензола			Запись результата
0.1%	0.064	0.128	0.1 ± 0.1
5.0%	0.064	0.128	5.0 ± 0.1

Заметим здесь, что если бы при этом лаборатория рассчитывала результат как среднее из двух параллельных определений , то неопределенность была бы немного ниже:

Содержание бензола			Запись результата
0.1%	0.061	0.122	0.1 ± 0.1
5.0%	0.061	0.122	5.0 ± 0.1

Однако это снижение пренебрежимо мало и не оказывает влияния на конечный результат. Это иллюстрация того, что в данном случае (как и в большинстве других) увеличение числа параллельных определений не приводит к сколько-нибудь заметному снижению неопределённости, а параллельные определения проводятся для уменьшения вероятности грубых промахов.

Но! Как быть с данными о наличии мешающих влияний? Согласно методике их можно частично скомпенсировать внесением поправки, если иметь в своём распоряжении смесь углеводородов идентичную анализируемой пробе, но без бензола. Однако это невозможно, если лаборатория исследует пробы различного (и, как правило, неизвестного) состава.

Заметим, что в данном случае при межлабораторном эксперименте, проводимом в ходе аттестации методики, влияние вариации матрицы пробы на результаты измерений не учитывалось. Это связано с тем, что в таком эксперименте разные лаборатории исследуют специально подготовленные однородные пробы одного состава. Ясно, что влияние матрицы пробы на неопределённость результатов должно быть оценено лабораторией самостоятельно. В основе такой оценки должны лежать знания специалиста об объекте исследования (такие, как возможная вариация состава исследуемых в лаборатории проб, литературные данные о влиянии матрицы и т.д.).

Поскольку наш пример не привязан к конкретной ситуации, точной оценки влияния матрицы мы дать не можем. Предположим, тем не менее, что проведённая оценка дала значение 0,1 от найденной концентрации.

Второе «но» касается нестабильности пробы, которая также не вносила свой вклад в оценку воспроизводимости[4]. В реальной работе лаборатории отбор и хранение пробы из объекта до поступления её в лабораторию будет вносить дополнительную неопределённость. Оценим ее как 0,02 от найденной концентрации.

Для введения найденных оценок дополнительной неопределённости в расчет пользуются следующим приемом. В уравнение измерения вводят дополнительные коэффициенты (множители или слагаемые) значение которых не изменяет результата измерения (для множителя «1», для слагаемого «0»). Но каждый дополнительный коэффициент имеет собственную неопределённость, которая было оценена ранее. Тем самым появляется возможность рассчитать суммарную неопределённость.

Основываясь на принятых допущениях можно получить следующие значения неопределенности результатов анализа.

Содержание бензола						Запись результата
0.1%	0.064	0.01	0.002	0.065	0.130	0.1 ± 0.1
5.0%	0.064	0.5	0.1	0.514	1.028	5.0 ± 1.0

Для промежуточных значений концентрации неопределённость можно рассчитать по формуле U=0.018X+0,128.

Из примера видно, что при низких концентрациях бензола дополнительные (неучтённые в процессе аттестации методики) факторы практически не оказывают влияния на неопределённость результата. При высоких концентрациях бензола их вклад в неопределённость результата резко возрастает. Таким образом, игнорирование дополнительных факторов может привести к переоценке качества результатов, и, как следствие, к ошибочному заключению о качестве бензина.

Как видно из текста и приведенных примеров, использовать понятие неопределенности в практической деятельности лабораторий технически не сложно. Правда, как это всегда бывает при введении новых понятий, переход к использованию неопределенности и связанным с ней величинам требует привыкания.

Литература

1. ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2000 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий». ИПК Издательство стандартов, 2001. 24 с.

2. Рекомендации по метрологии Р 50.2.028-2003. Алгоритмы построения градуировочных характеристик средств измерений состава веществ и материалов и оценивание их погрешностей (неопределенностей). ИПК Издательство стандартов, 2003.

3. Рекомендации по метрологии Р 50.2.038-2004. Измерения однократные прямые. Оценивание погрешностей и неопределенности результата измерений. ИПК Издательство стандартов, 2004.

4. International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology. ISO, Geneva, 1993. ISBN 0-948926-08-2.

5. EUROCHEM/CITAC Guide “Quantifying Uncertainty in Analytical Measu-rements”, Second Ed., 2000. Имеется русский перевод: Руководство ЕВРАХИМ/СИТАК "«Количественное описание неопределенности в аналитических измерениях», второе издание. Пер. с англ. Р.Л.Кадиса, Г.Р.Нежиховского, В.Б.Симина под ред. Л.А.Конопелько. Санкт-Петербург, 2002 г. 141 с.

6. Кузнецов В.П. Измерительная техника. 2003. № 8. С. 21-27.

7. Cochren W.G. Sampling Techniques (2nd Ed.) J. Wiley &. Sons, New York, 1963. 413 p.

8. ILAC G 17: 2002 “Introducing the Concept of Uncertainty of Measurement in Testing in Association with the Application of the Standard ISO/IFS 17025”. www.ilac.org

9. ILAC G 15: 2001 “Guidance for Accreditation to ISO/IFS 17025”. www.ilac.org

10. ГОСТ Р ИСО 5725-2002 «Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений» в 6 частях. ИПК Издательство стандартов, 2002.

11. МИ 2336-2002. «Показатели точности, правильности, прецизионности методик количественного химического анализа. Методы оценки».

12. ISO/TS 21748:2004 “Guidance for the use of repeatability, reproducibility and trueness estimates in measurement uncertainty estimation”.

13. ГОСТ 26781-85 «Молоко. Метод измерения рН.» М., Издательство стандартов, 1994

14. ГОСТ 33-2000 «Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчёт динамической вязкости», М., ИПК Издательство стандартов, 2001

15. ГОСТ Р 51930-2002 «Бензины автомобильные и авиационные. Определение бензола методом инфракрасной спектроскопии», М., ИПК Издательство стандартов, 2002.

[1] Термин «выборка» взят из математической статистики и означает, что результаты измерений как бы взяты из генеральной совокупности – воображаемого бесконечного множества результатов, которые могли бы быть получены при неизменных условиях.

[2] В отсутствие систематических ошибок истинное значение совпадает с математически ожиданием генеральной совокупности.

[3] Конечно, такие же формулы справедливы и при использовании понятия «погрешность».

[4] Межлабораторный эксперимент для оценки воспроизводимости согласно [12] проводится на специальным образом подготовленных пробах, стабильность которых обеспечивается организаторами эксперимента.

химия металлов и анализ неорганических веществ

для студентов физико-математических

и биомедицинских специальностей

химия металлов……………………………………………………………...3

14. ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.................................................................................... 3

15. ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛОВ................................................................................................. 6

16. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ...................................................................... 8

17. ОСОБЕННОСТИ ХИМИИ d-МЕТАЛЛОВ.................................................................... 11

анализ неорганических веществ…………………………………..16

18. КАЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЛЕЙ.................................... 17

19. КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ АНАЛИЗ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ......................... 20

20. ЖЁСТКОСТЬ ВОДЫ......................................................................................................... 23

ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ-металлов………..25

21. Примеры характеристики элементов......................................................... 25

Приложение……………………………………………………………………27

22. Дробные реакции катионов............................................................................... 27

23. Дробные реакции аНионов................................................................................. 33

химия металлов

14. ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

В Периодической системе к металлам относят все d - и f -элементы, все s -элементы (кроме He и H), и все p -элементы левее и ниже границы бор–астат.

Металлами называют химические элементы, в простых веществах которых наблюдается металлическая химическая связь.

Для металлической связи каждый атом предоставляет в общее пользование некоторое количество электронов (обычно, 1–2). В результате возникает газ общих электронов, заряженный отрицательно, к которому притягиваются положительно заряженные атомные остатки. Металлическую связь образуют элементы с небольшим числом электронов на внешнем уровне.

Типичны щелочные металлы (Li, Na, K, Rb, Cs) и некоторые металлы главной подгруппы 2 группы (щелочноземельные металлы Ca, Sr, Ba). У них низкая энергия ионизации и большой орбитальный радиус – электроны слабо удерживаются и легко переходят в общее пользование. Другими словами, у металлов – низкая электроотрицательность.

Наличие газа общих электронов объясняет важнейшие свойства металлов: физические (высокие электропроводность, теплопроводность, блеск, пластичность) и химические (восстановительная активность – металлы легко отдают электроны).

Металлическая связь ненаправленна и ненасыщаема. Иначе говоря, новая связь может образоваться без препятствий в любом направлении, если есть место для подхода нового соседа. Как следствие, атомы металлов образуют кристаллы, в которых они располагаются по законам шаровых упаковок с высокими координационными числами.

Если шары уложить на плоскости, вокруг одного шара размещается максимум 6 соседей. На рисунке показано такое расположение – плотноупакованный слой. Конечно, это фрагмент практически бесконечного слоя – в поперечном сечении медной проволоки диаметром 1 миллиметр находится 1,39×10¹³ атомов.

В пространстве вокруг шара можно разместить не более 12 шаров того же размера так, чтобы они касались центрального. На рисунках обычно показывают только центральные части шаров, но имеют в виду, что реально шары касаются друг друга.

КЧ=12 наблюдается в гексагональной плотнейшей упаковке (ГПУ) – структуры Mg, Ca, Ti, и кубической плотнейшей упаковке (КПУ) – структуры Cu, Al, Ni.

Последней сопоставляют элементарную ячейку, у которой форма куба, а центры атомов расположены в его вершинах и в центрах граней: гранецентрированную кубическую ячейку (ГЦК). Элементарная ячейка – это маленький фрагмент структуры, повторением которого можно заполнить всё пространство.

Штриховкой показаны плотноупакованные слои.

Существует бесконечное число разновидностей плотнейших упаковок, отличающихся расположением плотноупакованных слоёв. Только один из вариантов имеет кубическую симметрию, остальные – тригональную или гексагональную. Обычно под ГПУ имеют в виду простейшую двухслойную плотнейшую упаковку, где каждый третий слой шаров повторяет первый. КПУ, как видно из рисунка ГЦК-ячейки, трёхслойная.

КЧ=8 наблюдается в случае объёмноцентрированной кубической структуры (ОЦК), при этом атомы располагаются в вершинах и в центре объёма (такую структуру имеют Na, W, Cr).

Металлическим радиусом называют 1/2 кратчайшего межатомного расстояния в кристалле с металлической связью и КЧ=12.

Металлические радиусы близки по значениям и поведению к орбитальным радиусам. Однако орбитальные радиусы относятся к изолированным атомам и известны для всех атомов, а металлические – только для металлов с плотнейшими упаковками.

В главных подгруппах Периодической системы сверху вниз орбитальные и металлические радиусы атомов увеличиваются, энергии ионизации и электроотрицательность уменьшаются, а электродный потенциал смещается в отрицательную область. Таким образом, усиливаются восстановительные свойства простых веществ, гидроксиды становятся всё более сильными основаниями. Короче – металлические свойства элементов возрастают.

ПРИМЕР. Изменение свойств в главной подгруппе 2 группы:

	Be	Mg	Ca	Sr	Ba	Ra
rорб, пм
rмет, пм
Тип структуры	ГПУ	ГПУ	КПУ=ГЦК	КПУ=ГЦК	ОЦК	ОЦК
I1, эВ	9,32	7,65	6,11	5,69	5,21	5,28
DH°атом, кДж/моль
j° (M^2+/M), В	–1,857	–2,363	–2,866	–2,888	–2,906	–2,916

Обратите внимание – энтальпия атомизации изменяется немонотонно! Дело в том, что у более тяжёлых элементов в образовании химической связи могут участвовать новые виды энергетических подуровней: (n–1)d, начиная с кальция, и (n–2)f, начиная с бария. У изолированных атомов они свободны. Появление заполненного 4f-подуровня у радия приводит к ряду особенностей – первый потенциал ионизации у него выше, а орбитальный радиус ниже, чем у бария.

Так, бериллий является малоактивным металлом, а его гидроксид проявляет амфотерность, реагируя с кислотами как основание:

Be(OH)₂ + 2HCl + 2H₂O ® [Be(H₂O)₄]Cl₂,

а с основаниями – как кислота:

Be(OH) ₂ + 2NaOH ® Na₂[Be(OH)₄].

Находящийся в той же подгруппе барий – очень активный металл, его гидроксид Ba(OH)₂ является сильным растворимым основанием (щёлочью).

В периодах слева направо металлические радиусы уменьшаются, а энергии ионизации увеличиваются. Металлические свойства ослабевают.

ПРИМЕР. Изменение свойств в III периоде:

	Na	Mg	Al	Si	P
rорб, пм
rмет, пм				(137)	(128)
Тип структуры	ОЦК КЧ=8	ГПУ КЧ=12	КПУ=ГЦК КЧ=12	Каркас с КЧ=4	Слои с КЧ=3
I1, эВ	5,14	7,65	5,99	8,15	10,49
DH°атом, кДж/моль
j° (M^n+/M), В	–2,71	–2,36	–1,66

Особенности поведения орбитального радиуса и потенциала ионизации при переходе от магния к алюминию связаны с тем, что у алюминия начинает заполняться новый подуровень, 3p.

Металлические радиусы кремния и фосфора оценены по фосфидам и силицидам с металлической связью. В простых веществах этих элементов наблюдается ковалентная связь.

Натрий является очень активным металлом и даёт щёлочь NaOH. Алюминий из того же периода менее активный металл и даёт амфотерный гидроксид Al(OH)₃.

Si и последующие элементы периода уже являются неметаллами.

15. ПОЛУЧЕНИЕ МЕТАЛЛОВ

Некоторые металлы, обычно химически наименее активные, встречаются в земной коре в самородном состоянии (чаще – золото Au, платина Pt, серебро Ag). Более активные металлы встречаются только в виде соединений: оксидов, сульфидов, галогенидов, других солей.

В этих соединениях металлы находятся в положительной степени окисления, поэтому необходимо их восстановление.

Руды металлов перед восстановлением очищают от пустой породы (обогащение руд) и переводят в удобную для производства форму. Сульфидные руды обычно переводят в оксиды или растворимые соли (прокаливанием на воздухе или обработкой дешёвыми кислотами, обычно, серной). В целом технологии получения металлов достаточно сложны.

Мы рассмотрим 4 группы технологий.

1. Восстановление водородом

MoO₃ + 3H₂ ® Mo + 3H₂O­ (при 900^OС).

В промышленности так получают ещё W и Re. В лаборатории этим способом можно получить также Cu, Pb, Bi, Fe, Co, Ni и другие металлы:

CuO + H₂ ® Cu + H₂O­ (при 400^OС).

2. Восстановление углем и оксидом углерода

Nb₂O₅ + 5C ® 2Nb + 5CO (около 1600^OС).

Таким способом в промышленности получают ещё и Ta. Так можно получить и Fe, но оно будет загрязнено углеродом и карбидом железа (как чугун), а также Cu и другие металлы. Из-за необходимости очень высоких температур этот способ в лаборатории не применяют.

Процесс восстановления оксидом углерода занимает важное место в обработке железной руды, так как уголь (кокс) сначала окисляется воздухом до CO:

Fe₂O₃ + 3CO ® 3Fe + 3CO₂.

В целом, CO по восстановительным свойствам несколько похож на водород, в лабораторных условиях легко восстанавливает оксид меди до металла:

CuO + CO ® Cu + CO₂.

3. Восстановление активными металлами

Fe₂O₃ + 2Al ® 2Fe + Al₂O₃ (алюмотермия или алюминотермия).

Процесс энергетически выгоден, так как у обоих продуктов прочные кристаллические решётки (особенно, у корунда). Алюмотермически в промышленности получают V, Mn, Cr, W, лантаноиды и другие металлы и их сплавы.

Этот способ применяют и в лаборатории. Чтобы началась реакция между твёрдыми веществами, смесь поджигают лентой Mg, затем процесс идёт самостоятельно с выделением большого количества тепла и вспышкой, металл плавится и получается в виде королька.

Проводя алюмотермию в вакууме, получают даже такие активные металлы как Ca, Sr, Ba – они испаряются в зоне реакции и отгоняются.

Используются также магниетермия (в промышленности – для получения Ti из TiCl₄, для получения U, Nb, Zr); кальциетермия (для получения Zr, Hf, Ti).

В водном растворе более активные металлы, внесённые в раствор соли менее активного металла, иногда вытесняют его в виде простого вещества:

2AgNO₃ + Cu¯ = Cu(NO₃)₂ + 2Ag¯.

Более активные металлы имеют более отрицательный электродный потенциал (стоят в ряду напряжений левее). Вытесняются металлы, начиная с хрома и стоящие правее него.

Ряд напряжений для наиболее важных металлов:

Li^+

K^+

Ba^2+

Ca^2+

Na^+

Mg^2+

Al^3+

Cr^2+

Zn^2+

Fe^2+

Ni^2+

Pb^2+

H^+

Cu^2+

Ag^+

Hg^2+

Au^+

-3,05

-2,92

-2,91

-2,87

-2,71

-2,36

-1,70

-0,85

-0,76

-0,44

-0,23

-0,13

+0,34

+0,80

+0,85

+1,69

Указан стандартный электродный потенциал для водных растворов в вольтах.

4. Восстановление электрическим током (на катоде при электролизе)

Na⁺ + e^- ® Na (в расплаве NaCl).

Электролизом расплавов хлоридов в промышленности получают также K, Be, Mg, Ca, процессы идут при 500–900^ОС.

Важнейший промышленный метод – получение металлического алюминия: используют раствор Al₂O₃ в расплаве криолита Na₃AlF₆. Процесс идёт при 950^ОС и требует больших затрат электроэнергии.

Упрощённая схема процесса выглядит так.

В расплаве происходит диссоциация Al₂O₃:

Al₂O₃ ® AlO⁺ + AlO₂^-,

на катоде получается алюминий:

AlO⁺ + 3e^- ® Al + Al₂O₃,

анодом служат постепенно сгорающие угольные пластины:

4AlO₂^- – 4e^- ® O₂­ + 2Al₂O₃,

(C + 4AlO₂^- – 4e^- ® CO₂­ + 2Al₂O₃ ).

16. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ

В виде простых веществ металлы проявляют восстановительные свойства.

Они могут окисляться неметаллами:

Cu + Cl₂ ® Cu⁺²Cl₂^–1,

2Mg + O₂ ® 2Mg⁺²O^–2,

Zn + S ® Zn⁺²S^–2,

3Mg + N₂ ® Mg₃⁺²N₂^–3.

Чем активнее металл, тем интенсивнее идёт взаимодействие и больше тепловой эффект. Эти реакции – экзотермические (DH⁰<0).

С кислородом взаимодействует при обычных условиях или нагревании большинство металлов, кроме благородных (Ag, Au, Pt). Их оксиды имеют положительную энтальпию образования, они получаются разложением гидроксида, а не окислением металла. При дальнейшем повышении температуры они разлагаются с образованием металла и кислорода.

На поверхности некоторых металлов (Al, Cr, Ni) имеется прочная плёнка оксида (Al₂O₃, Cr₂O₃, NiO), которая предохраняет их от дальнейшего окисления. Они также устойчивы на воздухе.

Реакция активных металлов с кислородом приводит к разным продуктам. Литий, кальция и стронций сгорают с образованием нормальных оксидов (кислород в степени окисления –2) Li₂O, CaO, SrO. Так ведёт себя большинство других металлов. Натрий, барий и радий окисляются с образованием пероксидов (кислород в степени окисления –1) Na₂O₂, BaO₂, RaO₂. Пероксиды (перекиси) можно считать солями перекиси водорода H₂O₂. Калий, рубидий и цезий в кислороде переходят в надпероксиды (супероксиды), содержащие анион O₂^–: KO₂, RbO₂, CsO₂.

Наиболее активные металлы (щелочные, щелочноземельные) уже при комнатной температуре легко реагируют с водой:

2Na + H₂O ® 2 NaOH + H₂­.

Окислителем при этом является катион водорода воды.

Поскольку в подгруппе щелочных металлов активность сверху вниз возрастает, реакция лития с водой идёт менее активно, а калия с водой – более активно, в сравнении с натрием. От выделяющегося тепла эти металлы часто загораются, окрашивая пламя в характерные цвета (натрий – жёлтый, калий – фиолетовый).

Менее активные металлы реагируют с водой при нагревании:

Mg + 2H₂O ® Mg(OH)₂ + H₂­ (кипячение);

Fe + H₂O ® FeO + H₂­ (при 800°C).

Металлы реагируют с кислотами. При этом из кислот-неокислителей (HCl, разбавленной H₂SO₄) восстанавливается водород:

Zn + 2HCl ® ZnCl₂ + H₂­.

В таких реакциях участвуют металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода.

Однако некоторые из них реагируют с кислотами медленно из-за нерастворимости получаемой соли:

Pb + H₂SO₄ (разбавленная) = PbSO₄¯ + H₂­.

На этом основана возможность работы свинцового аккумулятора – иначе свинцовые пластины быстро растворялись бы в кислоте.

C кислотами-окислителями (HNO₃, концентрированная H₂SO₄) реагируют почти все металлы, в том числе стоящие в ряду напряжений после водорода, кроме золота, платины и некоторых других.

При этом глубина восстановления металла зависит не только от концентрации кислоты, но и от активности металла:

3Ag + 4HNO₃ (разбавленная) ® 3AgNO₃ + NO­ + 2H₂O,

5Mg + 12HNO₃ (разбавленная) ® 5Mg(NO₃)₂ + N₂­ + 6H₂O;

Cu + 2H₂SO₄ (концентрированная) ® CuSO₄ + SO₂­ + 2H₂O;

4Mg + 5H₂SO₄ (концентрированная) ® 4MgSO₄ + H₂S­ + 4H₂O.

Некоторые d-металлы с прочной связью реагируют только со смесью кислот.

Смесь азотной и плавиковой кислот растворяет 4d- и 5d-металлы 4–6 группы, у которых d-электроны ещё удерживаются непрочно (Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W). Эти металлы переходят в высшую групповую степень окисления с образованием маленьких «жёстких» катионов с конфигурацией благородного газа.

3Nb + 5HNO₃ + 21HF = 3H₂[Nb⁺⁵F₇] + 5NO­ + 10H₂O;

При этом возникают прочные связи первого типа (между жёстким комплексообразователем и жёстким лигандом F^-).

Смесь азотной и соляной кислот («царская водка») растворяет благородные 4d- и 5d-металлы 8 и 1 группы, у которых d-подуровень заканчивает заполняться и d-электроны удерживаются прочно (Pd, Pt, Au). Эти металлы переходят в сравнительно низкие степени окисления с образованием «мягких» катионов с конфигурацией d⁸):

Au + 4HCl + HNO₃ = H[Au⁺³Cl₄] + NO­ + 2H₂O.

Возникают прочные связи второго типа (между мягким, легко поляризуемым комплексообразователем и мягким лигандом Cl^-).

Прочные связи второго типа являются причиной устойчивости и малой растворимости в воде сульфидов, хлоридов, иодидов, цианидов d-металлов с конфигурацией катионов d¹⁰ (AgCl, AgI, HgS, HgI₂) и p-металлов с конфигурацией катионов ns² (Sn

Дата добавления: 2013-12-13