
- •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
Некоторые свойства элементов главной подгруппы VIII группы
Элементы |
Hе |
Ne |
Ar |
Kr |
Xe |
Rn |
Радиус атома, нм |
0,122 |
0,160 |
0,192 |
0,198 |
0,218 |
0,220 |
Энергия ионизации I, эВ |
24,59 |
21,56 |
15,76 |
14,00 |
12,13 |
10,75 |
Сродство к электрону, эВ |
–0,22 |
–0,22 |
–0,37 |
–0,42 |
–0,45 |
– |
Электроотрицательность: |
|
|
|
|
|
|
Относительная по Полингу |
– |
– |
– |
3,00 |
2,60 |
– |
Относительная по Оллреду |
5,50 |
4,84 |
3,20 |
2,94 |
2,40 |
2,06 |
Абсолютная, эВ |
12,3 |
10,6 |
7,70 |
6,8 |
5,85 |
5,1 |
Таблица 8.2
Степени окисления атомов элементов главной подгруппы VIII группы
Элементы |
Hе |
Ne |
Ar |
Kr |
Xe |
Rn |
Отрицательные степени окисления |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
Положительные степени окисления |
– |
– |
– |
+2, +4 |
+2, +4, +6, +8 |
+2, +4, +6 |
Таблица 8.3
Распространенность элементов VIII группы главной подгруппы в природе
Элементы |
Hе |
Ne |
Ar |
Kr |
Xe |
Rn |
Содержание в земной атмосфере, Объемная доля, % |
5,2410–4 |
1,810–3 |
0,93 |
310–4 |
910–6 |
610–18 |
8.2. Простые вещества
Строение и физические свойства галогенов
Молекулы благородных газов одноатомные. Все благородные газы при обычных условиях – бесцветные газы. Некоторые физические свойства простых веществ приведены в табл. 8.4.
Таблица 8.4
Физические свойства простых веществ
элементов главной подгруппыVIII группы
Элемент |
He |
Ne |
Ar |
Kr |
Xe |
Rn |
Плотность, г/л (293 К) |
0,1785 |
0,89994 |
1,784 |
3,7493 |
5,8971 |
9,73 |
Температура плавления, С |
–272,05 (при р = 10 МПа) |
–248,52 |
–189,22 |
–156,4 |
–111,7 |
–71 |
Температура кипения, С |
–268,784 |
–245,9 |
–185,71 |
–152,15 |
–106,9 |
–61,6 |
Растворимость в 1 л воды при 20С, мл |
8,6 |
10,5 |
33,6 |
59,4 |
108,1 |
230,0 |
Способы получения. Не, Ne, Ar, Kr, Хе – побочные продукты при ректификации жидкого воздуха.
Гелий получают методом глубокого охлаждения из природных газов. Все газы смеси, кроме Не, сжижаются, а Не остается в виде газа, как самое низкокипящее вещество, сжижается только при повышенном давлении.
Аргон – побочный продукт при синтезе аммиака.
Радон получается при радиоактивном распаде радия:
.
Химические свойства. В обычных условиях Не, Ne, Ar химически инертны, соединений валентного типа не образуют.
Kr, Хе, Rn ведут себя как неметаллы, образуют обычные химические соединения со степенями окисления +2, +4, +6, +8. Они непосредственно реагируют только со фтором и некоторыми фторидами. Соединения Kr, Хе, Rn с остальными элементами получают косвенным путем из фторидов. Наибольшее значение имеют соединения ксенона. Соединения криптона немногочисленны, существуют только при низкой температуре. Получению и изучению свойств соединений радона мешает его высокая радиоактивность, которая обусловливает специфику работы с такими соединениями и их неустойчивость.
Благородные газы (кроме гелия и неона) образуют молекулярные соединения включения типа клатратов с водой, фенолом, толуолом и другими веществами. При низкой температуре они образуют друг с другом твердые растворы (кроме гелия).