S-элементы
Особенности соединений s-элементов. Химические свойства водорода. Ионные, ковалентные и металлические гидриды как соединения элементов с водородом. Вода как главное соединение водорода, обладающее уникальными свойствами. Основные элементы IА-группы.
| Рубрика | Химия |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 08.08.2015 |
| Размер файла | 139,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Получение. Бериллий получают магнийтермическим восстановлением фторидов бериллия:
Мg + ВеF2МgF2 + Ве.
Магний получают электролизом расплава:
сталь | МgС12, КС1 | С (гр).
Кальций получают электролизом расплава:
Сu | СаСI2, KCI, CaF2 | C (гр),
а, также алюмотермическим методом:
2А? + 4СаОСаОА?2О3 + ЗCа.
Аналогично получают стронций и барий:
2A? + 4SrO (BaO) SrO (BaO) А?2O3 + 3Sr (Ва).
Химические свойства. Все эти металлы за исключением бериллия и магния неустойчивы на воздухе, они покрываются тонкой оксидной пленкой и теряют блеск. Ca, Sr, Ва хранят без доступа воздуха в герметически закрытых сосудах, под слоем керосина или парафинового масла. Радий сильно радиоактивен, период полураспада 1620 лет, подвержен - распаду, при распаде превращается в радон.
Таблица 6
Свойства элементов IIA группы
|
Свойства |
Ве |
Мg |
Са |
Sr |
Ва |
Rа |
|
|
Содержание в земной коре, % |
610-4 |
2,1 |
2,96 |
З,410-2 |
б.510-2 |
1210-10 |
|
|
Металлический радиус, rмет, нм yv |
0,112 |
0,160 |
0, 197 |
0,215 |
0,217 |
0,223 |
|
|
Температура плавления,°С |
1287 |
650 |
842 |
768 |
727 |
969 |
|
|
Температура кипения,°С |
2507 |
1095 |
1495 |
1382 |
11805 |
1500 |
|
|
Плотность, г/см3 |
1,84 |
1,74 |
1,55 |
2,63 |
3,63 |
5,8 |
|
|
Стандартный электродный потенциал, В |
-1,85 |
-2,36 |
-2,87 |
-2,89 |
-2,90 |
-2,92 |
|
|
Электроотрицательность |
1,47 |
1,23 |
1,04 |
0,89 |
0,87 |
0,87 |
|
|
Энергия ионизации, эВ |
9,32 |
7,64 |
6,11 |
5,69 |
5,21 |
5,28 |
|
|
Тип решетки |
Гексогональная плотная упаковка (Г.Ц. К.) |
О.Ц.К. |
Все металлы подгруппы II А являются сильными восстановителями. Be и Мg разлагают воду при нагревании, а Ca и Sr при обычной температуре:
Ве (Мg) + 2Н2O = Ве (Мg) (OH) 2 + H2,Са + 2Н2O = Са (ОН) 2 + Н2.
Все металлы подгруппы IIА растворяются в разбавленных кислотах:
Mg + 2HCI = MgCl2 + H2,3Мg + 8НNОз = 3Мg (NO3) 2 + 2NO + 2Н2О,
4Ca + 10HNO3 = NH4NO3 + 4Ca (NO3) 2 + 5H2O.
Бериллий взаимодействует со щелочами:
Be+2NaOH+H2O= Na2 [Be (OH) 4] +H2,Sr, Ва
пассивируются концентрированной HNOПри нагревании Ca,Sr,Ba легко реагируют с водородом, образуя гидриды ЭН2:
Ca + Н2 = СаН2,Sr + Н2 = SrH2.
CaH2, SrH2, BaH2 - это кристаллические вещества, окисляющиеся на воздухе и легко реагирующие с водой:
CaH2 (k) + O2 =Ca (OH) 2 (k); G0=-328кДж.
СаН2 (к) + 2Н2О (ж) = Са (ОН) 2 (кр) + 2Н2 (г); G0 = - 272 кДж.
Магний взаимодействует с водородом только при высоком давлении и в присутствии катализатора I2:
Mg + H2 MgH2.
Гидрид бериллия получают по реакции:
BeCl2 + 2LiH = BeH2 + 2LiCI.
Гидриды Be и Mg - твердые вещества, при слабом нагревании разлагаются:
ВеН2. Ве + Н2, MgН2 Mg + H2.
Восстановительная активность Mg настолько высока, что магний горит в атмосфере углекислого газа:
2Mg + CO2 = 2MgO + C.
В промышленности и лаборатории оксиды элементов подгруппы IIA получают не из металлов, а при термическом разложении карбонатов или гидроксидов:
СаСО3 СаО + СО2.
Мg (ОН) 2 МgО + Н2O.
Из оксидов элементов подгруппы IIА амфотерными свойствами обладает оксид бериллия ВеО, что подтверждается реакциями:
BeO + SiO2 = BeSiO
амфот. кислот. силикат Be
оксид оксид
BeO + Na2О = Na2BeO2.
амфот. основн. бериллат Na
оксид оксид
Оксид бериллия с водой и соляной кислотой не взаимодействуют, а оксиды МgО и СаО проявляют большую активность:
МgО + НСI = МgСI2+ Н2О,
СаО + Н2О = Са (ОН) 2.
При взаимодействии оксидов с избытком кислорода при нагревании образуются пероксиды:
ВаО + ЅO2 = ВаО2 (к); G0 = - 21 кДж.
Пероксиды других металлов подгруппы IIА получают действием концентрированного раствора пероксида водорода на соответствующие гидроксиды:
Са (ОН) 2 + Н2O2 = СаО2 + 2Н2О.
Все пероксиды подвергаются сильному гидролизу, образуя гидроксид и пероксид:
ВаО2 + 2НОН Ва (ОН) 2 + Н2О2.
Пероксиды металлов подгруппы IIА разлагаются кислотами:
ВаО2 + Н2SO4 ВаSO4 + Н2О2.
Гидроксиды элементов группы IIА Э (ОН) 2 - более слабые основания, чем гидроксиды щелочных металлов. Растворимость и основной характер гидроксидов возрастает от Be (ОН) 2 к Ва (ОН) 2:
Be (ОН) 2, Мg (ОН) 2, Са (ОН) 2, Sr (OH) 2, Ва (ОН) 2.
амфотерный слабое основны гидроксиды,
гидроскид основание
При пропускании углекислого газа через растворы гидроксидов получают карбонаты:
Са (ОН) 2 + СО2 = СаСОз + Н2О, Ва (ОН) 2 + СО2 = ВаСО3 + Н2О.
Амфотерность гидроксида бериллия подтверждается реакциями:
Be (ОН) 2 + 2HNO3 Be (NO3) 2 + 2Н2О.
В расплаве:
Be (OH) 2 + 2NaOH Na2BeO2. +2H2О,
и в растворе:
Be (OH) 2 + 2NaOH Na2 [Be (OH) 4].
тетрагидроксобериллат Na
Na2 [Be (ОН) 4] Na2BeО2 + 2Н2О.
При взаимодействии металлов подгруппы IIА с серой образуются сульфиды:
Ba + S = BaS,
Ca + S = CaS.
Сульфиды легко подвергаются гидролизу:
CaS + 2HOH = Ca (ОН) 2 + H2S,
BaS + 2HOH = Ba (ОН) 2 + H2S.
Карбиды этих металлов получают при нагревании их оксидов с углеродом:
СаО + C CаС2 + CО.
карбид Са
Карбиды имеют различный состав (Мg2С3, Ве2С, МgС2). Карбиды также легко гидролизуются:
СаС2 + 2НОН Са (ОН) 2 + С2Н2,Ве2С + 4НОН2Ве (ОН) 2 + СН4.
Из солей металлов подгруппы IIА хорошо растворимы в воде нитраты: Ba (NO3) 2, Ca (NO3) 2; перхлораты Са (CIО4) 2, ацетаты: Ва (СНзСОО) 2, Са (СH3СОО) 2. Сульфаты, карбонаты, силикаты, фосфаты, арсенаты, фториды (кроме BeF2) нерастворимы.
При действии СО2 на осадок карбоната кальция и магния образуются гидрокарбонаты:
CaCO3 + CO2 + H2O Ca (НСО3) 2.
Гидрокарбонаты Са (НСО3) 2 и Мg (НСО3) 2 существуют только в растворах.
Соединения бериллия очень ядовиты, вызывают тяжелое заболевание - бериллоз. Недопустимо попадание их на кожу и дыхательные пути. Ядовиты все растворимые соли бария.
Применение. Бериллий в виду его легкости, твердости, высокой коррозионной стойкости широко используется в космической технике. В атомной промышленности применяют в отражателях и замедлителях нейтронов. Применение бериллия ограниченно высокой стоимостью. Сплавы бериллия с медью - бериллевые бронзы обладают высокой химической и механической стойкостью. Оксид бериллия (ВеО) - один из лучших огнеупорных материалов (tпл = 2580°С), такими же свойствами обладает оксид магния. Мg используют в металлотермических процессах, широко используют сплавы на основе магния. Барий легко реагирует со всеми газообразными веществами, кроме благородных газов, его используют в качестве геттера - поглотителя газов в вакуумных приборах.
Значение кальция велико. Организм человека содержит 0,7-1,4%Са, основная масса которого приходится на костную ткань. Суточная потребность кальция для человека 1 г. Ион кальция с ионами Mg2+, K+ - незаменимые элементы в жизнедеятельности клетки.
СаСО3 основной компонент в производстве цемента и извести.
Большое применение находят природные силикаты магния: тальк 3MgO·4SiO2·H2O и асбест СaO·3MgO·4SiO2. Тальк применяют в керамической промышленности (изоляторы, глазури, эмали). В производстве светостойких и огнестойких красок. Асбест хороший теплоизоляционный материал.
Соли магния содержатся в небольшом количестве во всякой почве и необходимы для питания растений, так как магний входит в состав хлорофилла.
Библиографический список
1. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия. - М.: Химия, 199 - 590 с.
2. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. Учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 2001. - 679 с.
Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. - М.: Высш. шк., 1997.527 с.
4. Дроздов Д. А, Зломанов В.П., Мазо Г.Н., Спиридонов Ф.М. Неорганическая химия. В 3-х томах. Т.2. Химия непереходных элементов. / Под ред. Ю.Д. Третьякова - М.: Изд. "Академия", 2004, 368с.
5. Тамм И.Е., Третьяков Ю.Д. Неорганическая химия: В 3-х томах, Т.1. Физико-химические основы неорганической химии. Учебник для студентов ВУЗв / Под ред. Ю.Д. Третьякова - М.: Изд. "Академия", 2004, 240с.
6. Коржуков Н.Г. Общая и неорганическая химия. Учеб. Пособие. /Под ред В.И. Деляна-М.: Изд. МИСИС: ИНФРА-М, 2004, 512с.
7. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С., Книжник А.З. Общая химия. Биофизичческая химия. Химия биогенных элементов. Учебник для ВУЗов. /Под ред. Ю.А. Ершова.3-е изд., - М.: Интеграл-Прес, 2007.728 с.
8. Глинка Н.Л. Общая химия. Учебное пособие для ВУЗов. Изд.30-е исправленное. / Под ред.А.И. Ермакова. - М.: Интеграл-Пресс, 2007, 728 с.
9. Черных, М.М. Овчаренко. Тяжелые металлы и радионуклиды в биогеоцинозах. - М.: Агроконсалт,, 2004.
10. Н.В. Гусакова Химия окружающей среды. - Ростов-на-Дону, Феникс, 2004.
11. Балецкая Л.Г. Неорганическая химия. - Ростов-на-Дону, Феникс, 2005.
12. М. Хенце, П. Армоэс, Й. Ля-кур-янсен, Э. Арван. Очистка сточных вод. - М.: Мир, 2006.
13. Коровин Н.В. Общая химия. - М.: Высш. шк., 1998. - 558 с.
14. Петрова В.В. и др. Обзор свойств химических элементов и их соединений. Учебное пособие по курсу "Химия в микроэлектронике”. - М.: Изд-во МИЭТ, 199 - 108 с.
15. Харин А.Н., Катаева Н.А., Харина Л.Т. Курс химии. - М.: Высш. шк., 198 - 511 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Положение водорода в периодической системе химических элементов и особенности строения его атома. Свойства газа, распространенность и нахождение в природе. Химические реакции получения водорода в промышленности и лабораторным путем и способы применения.
презентация [2,2 M], добавлен 13.02.2011Общая характеристика элементов І группы, их химические и физические свойства, история открытия и особенности способов получения. Литий и его соединения. Закономерности в строении атомов щелочных металлов. Правила хранения некоторых элементов этой группы.
презентация [1,2 M], добавлен 30.11.2012Металлоорганические соединения. Щелочные металлы первой подгруппы. Органические соединения лития, способы получения, химические свойства. Взаимодействие алкиллития с карбонильными соединениями. Элементы второй группы. Магнийорганические соединения.
реферат [99,3 K], добавлен 03.12.2008Переходные металлы - элементы побочных подгрупп периодической системы химических элементов. Элементы VIIB и VIIIB группы: химические и физические свойства. Соединения марганца. Применение перманганата калия. Соединения кобальта и никеля и их свойства.
презентация [73,6 K], добавлен 02.05.2013Общая характеристика химических элементов IV группы таблицы Менделеева, их нахождение в природе и соединения с другими неметаллами. Получение германия, олова и свинца. Физико-химические свойства металлов подгруппы титана. Сферы применения циркония.
презентация [1,8 M], добавлен 23.04.2014Английский естествоиспытатель, физик и химик Генри Кавендиш - первооткрыватель водорода. Физические и химические свойства элемента, его содержание в природе. Основные методы получения и области применения водорода. Механизм действия водородной бомбы.
презентация [4,5 M], добавлен 17.09.2012Изотопы водорода как разновидности атомов химического элемента водорода, имеющие разное содержание нейтронов в ядре, общая характеристика. Сущность понятия "легкая вода". Знакомство с основными достоинствами протиевой воды, анализ способов получения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 31.05.2013Периодическая система химических элементов. Строение атомов и молекул. Основные положения координационной теории. Физические и химические свойства галогенов. Сравнение свойств водородных соединений. Обзор свойств соединений p-, s- и d-элементов.
лекция [558,4 K], добавлен 06.06.2014Общая характеристика р-элементов III группы, их основные физические и химические свойства. Описание самых распространенных элементов: бора, алюминия, подгруппы галлия. Их биологическая роль, применение и распространенность. Причины парникового эффекта.
дипломная работа [221,3 K], добавлен 08.08.2015Физические свойства элементов главной подгруппы III группы. Общая характеристика алюминия, бора. Природные неорганические соединения углерода. Химические свойства кремния. Взаимодействие углерода с металлами, неметаллами и водой. Свойства оксидов.
презентация [9,4 M], добавлен 09.04.2017
