- •Часть I. Химия s- и р-элементов
- •Предисловие
- •Раздел I. Химические элементы главных подгрупп (s- и p-элементы)
- •1. Щелочные металлы
- •1.1. Характеристика элементов
- •Некоторые свойства элементов главной подгруппы I группы
- •Распространенность щелочных металлов в земной коре
- •1.2. Простые вещества
- •Некоторые свойства щелочных металлов
- •1.3. Соединения щелочных металлов
- •1.4. Применение
- •2. Элементы II группы главной подгруппы
- •2.1. Характеристика элементов
- •Некоторые свойства элементов II группы главной подгруппы
- •Распространенность элементов II группы главной подгруппы в земной коре
- •2.2. Простые вещества
- •Некоторые свойства металлов II группы главной подгруппы
- •2.3. Соединения
- •Растворимость гидроксидов элементов II группы главной подгруппы
- •2.4. Применение
- •3. Элементы III группы главной подгруппы
- •3.1. Характеристика элементов
- •Некоторые свойства элементов главной подгруппы III группы
- •Распространенность элементов III группы главной подгруппы в земной коре
- •3.2. Простые вещества
- •Некоторые свойства простых веществ III группы главной подгруппы
- •3.3. Соединения
- •3.4. Применение
- •4. Элементы IV группы главной подгруппы
- •4.1. Характеристика элементов
- •Некоторые свойства элементов главной подгруппы IV группы
- •Распространенность элементов IV группы главной подгруппы в земной коре
- •4.2. Простые вещества
- •4.3. Соединения
- •Изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств оксидов элементов главной подгруппы IV группы
- •Изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств гидроксидов элементов главной подгруппы IV группы
- •4.4. Применение
- •5. Элементы V группы главной подгруппы
- •5.1. Характеристика элементов
- •Длины связей атомов азота и фосфора с водородом и кислородом
- •Некоторые свойства элементов главной подгруппы V группы
- •Валентности и степени окисления атомов элементов главной подгруппы V группы
- •Распространенность элементов V группы главной подгруппы в земной коре
- •5.2. Простые вещества
- •5.3. Соединения
- •Некоторые свойства соединений с водородом элементов главной подгруппы V группы
- •Свойства оксидов элементов главной подгруппы V группы
- •Свойства гидроксидов элементов главной подгруппы V группы
- •Продукты восстановления азотной кислоты в реакциях с металлами
- •5.4. Применение
- •6. Элементы VI группы главной подгруппы
- •6.1. Характеристика элементов
- •Некоторые свойства элементов главной подгруппы VI группы
- •Валентности и степени окисления атомов элементов главной подгруппы VI группы
- •Распространенность элементов VI группы главной подгруппы в земной коре
- •6.2. Простые вещества
- •6.3. Соединения
- •Температуры плавления и кипения водородных соединений элементов главной подгруппы VI группы
- •Константы диссоциации кислот состава н2э
- •Свойства оксидов элементов главной подгруппы VI группы
- •Свойства гидроксидов элементов главной подгруппы VI группы
- •6.4. Применение
- •7. Элементы VII группы главной подгруппы
- •7.1. Характеристика элементов
- •Некоторые свойства элементов главной подгруппы VII группы
- •Валентности и степени окисления атомов элементов главной подгруппы VII группы
- •Распространенность элементов VII группы главной подгруппы в земной коре
- •7.2. Простые вещества
- •7.3. Соединения
- •Температуры кипения и плавления галогеноводородов
- •Относительно устойчивые оксиды галогенов
- •Свойства гидроксидов элементов главной подгруппы VII группы
- •7.4. Применение
- •8. Элементы VIII группы главной подгруппы
- •8.1. Характеристика элементов
- •Некоторые свойства элементов главной подгруппы VIII группы
- •8.3. Соединения
- •Формулы и некоторые свойства известных фторидов благородных газов
- •8.4. Применение
- •Литература
7.4. Применение
Фтор, хлор, бром и иод используются для синтеза ряда галогенорганических соединений, для приготовления органических и неорганических препаратов. Фтор необходим для разделения изотопов; хлор находит применение в качестве сильного окислителя в химической промышленности, для стерилизации питьевой воды, получения брома; бром – для дезинфекции; иод – как антисептик в медицине, для получения высокочистых металлов (Zr).
Водород используется в химической промышленности для получения аммиака, хлороводорода, спиртов, альдегидов, кетонов; для гидрогенизации твердого и жидкого топлива, жиров; для очистки продуктов переработки нефти; при сварке и резке металлов кислородно-водородным пламенем (t 2800С), при атомарно-водородной сварке (t 4000С); в металлургии для восстановления металлов из их оксидов; изотопы водорода – дейтерий и тритий – используются в атомной энергетике.
Хлороводород широко используется в металлургической, текстильной, пищевой промышленности, медицине. Фтороводород применяется для травления стекла, разложения силикатов в химическом анализе, удаления песка с металлического литья.
Соединения галогенов используются также для отбелки бумаги и тканей (гипохлориты, хлоит натрия, оксид хлора (IV)) дезинфекции (оксид хлора (IV), гипохлориты), в качестве окислителей ракетных топлив (фторид кислорода, пентафторид брома, перхлораты), для борьбы с вредителями сельского хозяйства (хлорат натрия, соединения фтора), в качестве катализаторов (соединения фтора, хлорид и бромид алюминия), для приготовления взрывчатых веществ (хлорат калия, хлорит аммония), в медицине (хлорат калия, соединения брома и иода), в фотографии (бромид серебра).
Широко применяются следующие соединения водорпода: гидриды лития, натрия, кальция, аммиак, пероксид водорода, фтороводород, хлороводород и др. Пероксид водорода используется для отбелки различных материалов, в медицине для дезинфекции, в пищевой промышленности для консервирования, в сельском хозяйстве для протравливания семян, в производстве ряда органических веществ, полимеров и т. д. Сведения о применении других соединений водорода приведены в соответствующих разделах.
8. Элементы VIII группы главной подгруппы
В подгруппу входят благородные газы – гелий (Не), неон (Ne), аргон (Ar), криптон (Kr), ксенон (Хе) и радон (Rn).
8.1. Характеристика элементов
Строение атомов. Атом гелия содержит 2 спаренных s-электрона (электронная формула – 1s2). Электронная формула внешнего электронного слоя атомов остальных благородных газов – ns2nр6. Таким образом, атомы всех благородных газов имеют завершенный внешний электронный слой.
Электронное строение атома неона 1s22s22р6. Все электроны в атоме спарены, атом не имеет свободных d-орбиталей, поэтому не может образовать ни одной химической связи.
Атомы других благородных газов имеют вакантные d-орбитали на внешнем электронном слое и могут переходить в возбужденные состояния, увеличивая число неспаренных электронов. За счет этого степени окисления атомов могут быть равными +2, +4, +6 и +8.
С увеличением порядкового номера элементов в подгруппе радиусы атомов увеличиваются; энергии ионизации, сродство к электрону, электроотрицательности атомов уменьшаются (табл. 8.1).
Валентности и степени окисления атомов элементов главной подгруппы VIII группы приведены в табл. 8.2.
Элементы подгруппы встречаются в природе исключительно в свободном состоянии, преимущественно в атмосфере (табл. 8.3).
Таблица 8.1