Библиотека, читать онлайн, скачать книги txt

БОЛЬШАЯ БИБЛИОТЕКА

МЕЧТА ЛЮБОГО


Восстановительные свойства химических элементов - Восстановительными свойствами обладают... Окислительно-восстановительные свойства

Поскольку данный практикум не является теоретическим пособием по химии элементов, то сведения о них приведены в сжатой форме, более детальная информация изложена в []. Одним из способов классификации химических элементов является их разделение на семейства.

К настоящему времени получено элементов, которые подразделяют на семейства s- p- d- и f-элементов. Семейство s-элементов включает элементы главных подгрупп I и II групп. Элементы IА группы называют щелочными, так как их гидроксиды представляют собой щелочи.

К ним относятся литий, натрий, калий, рубидий, цезий и франций. Во IIA группу входят бериллий, магний, кальций, стронций, барий и радий, причем последние четыре элемента имеют групповое название — щелочноземельные элементы. Исходя из факта увеличения радиуса, уменьшения энергии ионизации атомов в группах сверху вниз, следует, что металлические восстановительные свойства от Li к Fr и от Be к Ra усиливаются.

От I группы к II эти свойства ослабевают вследствие уменьшения радиусов и увеличения энергии ионизации атомов s-элементов, а также 2- или 8-электронная конфигурация предпоследнего электронного слоя обусловливают: Все металлы I и II групп главных подгрупп ввиду высокой активности в природе находятся только в виде соединений, главным образом в виде хлоридов, сульфатов и карбонатов. По этой же причине s-металлы хранят в инертной атмосфере или под слоем жидких углеводородов.

Na 2,63K 2,41Mg 1,95 и Ca 3, Остальные встречаются значительно реже, а франций вообще не встречается. Среди методов получения металлов наиболее распространённым является электролиз расплавов солей. Все s-элементы — металлы белые, или светло-серые с серебристым блеском. Низкие температуры плавления щелочных металлов объясняются тем, что энергия образования плотной упаковки решётки металлов относительно мала.

Mg тягуч, из него можно вытягивать проволоку и прокатывать тонкие листы. Щелочные металлы окрашивают пламя в характерные цвета: Li — карминово-красный, Na — жёлтый, К, Rb, Cs — фиолетовый. Интересная особенность щелочных и щелочно-земельных металлов заключается в способности растворяться в жидком аммиаке с образованием голубых электропроводящих растворов. Щелочные металлы растворяются в ртути.

Литий входит в состав многих сплавов, примером являются свинцово-подшипниковые. Натрий — исходный продукт для получения ряда веществ: Na 2 CO 3Na 2 S 2 O 3NaCN, Na 2 O 2Na 2 NCN натрий цианамидNaNH 2 амид натрия, применяется для получения индиго и витамина А ; амальгама натрия применяется в органических синтезах как восстановитель; в осветительной технике, в ядерной энергетике — как теплоноситель; входит в состав некоторых сплавов. Калий и цезий используются в фотоэлементах. Бериллий входит в состав ряда сплавов.

Сплавы эти являются коррозионно-устойчивыми, применяются в самолётостроении, электротехнике, атомной технике. Например, сплав Be c Cu используется в изготовлении матриц для литья под давлением. Магний применяется в пиротехнике и фотографии, так как при горении его выделяется много света; чтобы при горении стеариновых свечей получить такое же количество света, которое выделяется при горении магниевой проволоки, необходимо сжечь стеарина в раз.

Кальций входит в состав сплавов, главным образом со свинцом подшипниковые. В подгруппе IIIА обычно рассматривают отдельно B, Al и подгруппу галлия Ga, In, Tlв IVА — C, Si и подгруппу германия Ge, Sn, Pbв VА — N, P и подгруппу мышьяка As, Sb, Biв VIА — O и подгруппу халькогенов S, Se, Te, Poв VIIА — галогены F, Cl, Br, I, Atв VIIIА — Ne, Ar и подгруппу криптона Kr, Xe, Rn. В отличие от s-элементов, p-элементы поливалентны. Высшие положительные степени окисления равны номеру группы, отрицательные — числу неспаренных электронов для элементов IVА—VIIА подгрупп.

Для элементов подгруппы Kr возможны только формально положительные четные степени окисления. При переходе сверху вниз в подгруппах возрастает разница энергий s- и p-подуровней, поэтому легким элементам свойственны высшие степени окисления, тяжелым — низшие. Восстановительные свойства p-элементов в группе сверху вниз усиливаются, а окислительные ослабевают.

Окислителями и восстановителями являются соединения, в которых элементы находятся в неустойчивых степенях окисления и в ходе реакции переходят в более устойчивые.

Периодичность изменения общих химических свойств элементов

Большинство p-элементов способны к реакциям диспропорционирования. В пределах подгруппы сверху вниз по мере роста порядкового номера элемента неметаллические свойства p-элементов ослабляются и усиливаются металлические, поэтому наиболее характерная положительная степень окисления уменьшается.

Например, характерная степень окисления элементов: Прочность водородных соединений в главных подгруппах сверху вниз уменьшается вследствие увеличения радиуса атома. Почти все p-элементы — кислотообразователи, причем, устойчивость и сила кислородсодержащих кислот растет по мере увеличения степени окисления p-элемента.

Например, сила кислот увеличивается в рядах: Окислительно-восстановительные свойства соединений p-элементов зависят, как правило, от степени окисления их атомов, входящих в состав данных соединений.

Соединения, в которых атом p-элемента находится в промежуточной степени окисления, могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства H 2 O 2N 2 H 4NH 2 OH, HNO 2H 3 PO 2H 2 SO 3 и т.

Атмосфера Земли состоит, в основном, из молекул p-элементов: Углерод, кислород, азот, фосфор являются биогенными элементами. Углерод в виде аллотропной модификации графита используется в карандашной промышленности, для получения графитовых электродов и специальной смазки; алмаз в качестве абразивного материала благодаря исключительной твердости и в ювелирном деле.

Активированный уголь — прекрасный адсорбент, в Первую мировую войну он был впервые применен в противогазах для защиты органов дыхания от отравляющих газов, в современных противогазах он также практически незаменим; в медицине используют для выведения токсинов. Углерод в виде ископаемого топлива: Алюминий имеет исключительное значение как стратегический металл. Он необходим для самолётостроения, танкостроения, артиллерии, средств связи, производства взрывчатых веществ, осветительных и зажигательных снарядов, изготовления посуды кастрюли, котелки, фляги, термосы и пищевой упаковки в виде фольги; в алюминотермии и др.

Бор находит применение в виде добавки при получении коррозионно-устойчивых и жаропрочных сплавов, его карбиды обладают высокой твердостью используются в качнстве абразивных материалов. Ранее их широко использовали для изготовления сверл, применяемых зубными врачами отсюда название бормашина.

Бор в виде волокон служит упрочняющим веществом многих композиционных материалов. Сам бор и его соединения — нитрид BN и другие — используются как полупроводниковые материалы и диэлектрики. Бор используют для получения так называемых боросиликатных стекол.

В медицине бура и борная кислота в виде водно-спиртовых растворов находят применение как антисептические средства. Фосфор используют в основном для производства фосфорных удобрений, ортофосфорной кислоты, изготовления спичек и т.

Периодичность изменения общих химических свойств элементов

Данный блок представляет собой часть периодической таблицы с элементами от 1Б до 8Б группы короткопериодного варианта табл. Элементы заполняют d-оболочку d-электронами, которая у элементов начинается ns 2 n-1 d 1 первая группа и заканчивается ns 2 n-1 d 10 восьмая группа.

Однако существуют некоторые нарушения в этой последовательности, например, у хрома 4s 1 3d 5 но не 4s 2 3d 4. Однако точные границы, отделяющие переходные металлы от остальных групп химических элементов, ещё не проведены.

В природе, в основном, встречаются в чистом виде, в виде оксидов или солей, из которых их обычно восстанавливают угле- или кремнетермическим методами. Особо чистые металлы можно получить через стадию синтеза карбонилов. Особенностью этих элементов является непропорционально медленное возрастание атомного радиуса с возрастанием числа электронов. Относительно медленное изменение радиусов объясняется так называемым лантаноидным сжатием вследствие проникновения ns-электронов под d-электронный слой.

В результате наблюдается незначительное изменение атомных и химических свойств d-элементов с увеличением атомного номера. Сходство химических свойств проявляется в характерной особенности d-элементов образовывать комплексные соединения с разнообразными лигандами. Важным свойством d-элементов является переменная валентность и, соответственно, разнообразие степеней окисления. Эта особенность связана главным образом с незавершенностью предвнешнего d-электронного слоя кроме элементов IБ- и IIБ-групп.

Возможность существования d-элементов в разных степенях окисления определяет широкий диапазон окислительно-восстановительных свойств элементов. В низших степенях окисления d-элементы проявляют свойства металлов. С увеличением атомного номера в группах Б металлические свойства закономерно уменьшаются. В растворах кислородсодержащие анионы d-элементов с высшей степенью окисления проявляют кислотные и окислительные свойства. Катионные формы низших степеней окисления характеризуются основными и восстановительными свойствами.

В периоде с увеличением заряда ядра наблюдается уменьшение устойчивости соединений элементов в высших степенях окисления.

Параллельно возрастают окислительно-восстановительные потенциалы этих соединений. Наибольшая окислительная способность наблюдается у феррат-ионов и перманганат-ионов. Следует отметить, что у d-элементов при нарастании относительной электроотрицательности усиливаются кислотные и неметаллические свойства.

С увеличением устойчивости соединений при движении сверху вниз в Б-группах одновременно уменьшаются их окислительные свойства. Наряду с ферментами, гормонами, витаминами и другими биологически активными веществами они участвуют в процессах обмена нуклеиновых кислот, белков, жиров и углеводов.

Из d-элементов важную роль в организме играют железо, кобальт, цинк и молибден. Биологические функции микроэлементов в живом организме связаны главным образом с процессом комплекообразования между аминокислотами, белками, нуклеиновыми кислотами ионами соответствующих металлов.

Соединения d-элементов используются в качестве лекарственных препаратов, в избыточных концентрациях они ядовиты это связано с тем, что d-элементы образуют с белками нерастворимые соединения. Железо - важнейший металл современной техники. В чистом виде Железо из-за его низкой прочности практически не используется, хотя в быту "железными" часто называют стальные или чугунные изделия.

Основная масса железа применяется в виде весьма различных по составу и свойствам сплавов. Соединения марганца применяют и при изготовлении гальванических элементов; в производстве стекла и в керамической промышленности; в красильной и полиграфической промышленности, в сельском хозяйстве и т.

Хром в виду его жаропрочности, твердости и устойчивости против коррозии используют для выплавки хромистых сталей. Соединениями хрома протравливают ткани при крашении. Некоторые его соли используются как составная часть дубильных растворов в кожевенной промышленности; PbCrO 4ZnCrO 4SrCrO 4 - как художественные краски. Из смеси хромита и магнезита изготовляют хромомагнезитовые огнеупорные изделия. Медь — основной материал для изготовления проводов в электротехнической промышленности, а платина — для изготовления сплавов, термоэлементов, ее соли употребляются в фотографии, для живописи по фарфору и платинирования стекла.

В данное семейство входят лантаноиды и актиноиды.

Неметаллы (Химия 11 класс) — Гипермаркет знаний

Семейство лантаноидов лантанидов состоит из 14 элементов 4f-элементыследующих за La, общий символ Ln. Ce — Gdа потом по второму электрону подсемейство тербия: Уменьшение атомных ионных радиусов приводит к лантаноидному сжатию, вследствие которого элементы, следующие за Lu, по своим свойствам оказываются очень похожими на своих предшественников по группам Zr и Hf, Nb и Ta, Mo и W, Tc и Re.

С H, B, C, N, O, халькогенами, галогенами образуют вполне устойчивые соединения.



copyright © highdriveproductions.gayfm.biz