
- •17.Элементы va группы: азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут. Общая характеристика элементов.
- •Получение: Получают либо взаимодействием солей с nh3 в водном растворе, либо действием газообразного или жидкого nh3 на твердые соли. Например, аммиачный комплекс меди образуется в результате реакции:
- •Получение: Чистый n2o3 может быть получен в виде голубой жидкости при низких температурах (–20 с) из эквимолекулярной смеси no и no2.
- •Химические свойства:
- •Строение:в газовой фазе планарная молекула азотистой кислоты существует в виде двух конфигураций цис- и транс-. При комнатной температуре преобладает транс-изомер.
- •Получение:
- •Химические свойства:Типичный кислотный оксид. N2o5 легко летуч и крайне неустойчив. Разложение происходит со взрывом, чаще всего — без видимых причин:
- •Строение:
- •Стибин, или гидрид сурьмы, SbH3 — ядовитый газ, образующийся в тех же условиях, что и арсин. При нагревании он еще легче, чем арсин, разлагается на сурьму и водород.
- •Синтез:
- •Физические свойства:
- •Химические свойства:
- •Металлургия
- •Катализаторы
- •Термоэлектрические материалы
- •Детекторы ядерных излучений
- •Легкоплавкие сплавы
- •Измерение магнитных полей
- •Производство полония-210
- •Химические источники тока
- •Обработка прочных металлов и сплавов
- •Ядерная энергетика
- •Магнитные материалы
- •Медицина
- •Пигменты
- •Косметика
Стибин, или гидрид сурьмы, SbH3 — ядовитый газ, образующийся в тех же условиях, что и арсин. При нагревании он еще легче, чем арсин, разлагается на сурьму и водород.
Получают действием атомарного водорода на соединения сурьмы или при действии кислот на антимониды магния, цинка. Или, как правило, последовательной реакцией катиона Sb3+ с анионом H− и образуется Sb3− и H+
Кроме того, соединения с Sb3− реагируют с протонными реагентами (даже с водой), давая стибин в виде нестабильного газа:
Na3Sb + 3H2O → H3Sb + 3NaOH.
Синтез:
Получается при воздействии на гидроксид сурьмы(III) водородом:
Так же существует возможность реакции антимонида магния в избытке разбавленной соляной кислоты. Получается стибин и хлорид магния:
Оба метода получение, имеют недостаток, заключающейся в том, что в результате газообразный стибин состоит в смеси с водородом. При охлаждении газа до уровня ниже −17 °C этот недостаток может быть устранен, потому что стибин конденсируется при такой температуре.
Методом, который позволяет не получить такой недостаток, является гидрирование хлорида сурьмы(III) с использованием борогидрида натрия в растворе соляной кислоты:
Физические свойства:
Стандартная энергия Гиббса
составляет 148 кДж/моль
Стандартная энтропия образования
составляет 233 Дж/(моль·K)
Химические свойства:
Бесцветный легковоспламеняющийся газ с неприятным запахом. Сильный восстановитель, ядовит.
Химические свойства H3Sb схожи с арсином. Типичная для тяжелых соединений с водородом (например, AsH3, H2Te, SnH4) неустойчивость между составляющими элементами так же подойдет под определение стибина. Газ медленно разлагается при комнатной температуре, зато быстро при температуре 200 °C:
Образует катион H4Sb+ (Аналог аммония) Разложение происходит с помощью автокатализа, которое может быть взрывоопасным:
Стибин легко окисляется кислородом O2 или даже воздухом:
2H3Sb + 3O2 → Sb2O3 + 3H2O
Стибин может быть депротонирован. В данном случае выделяется аммиак и дигидросурьмид натрия:
АНТИМОНИДЫ.
Сурьма образует соединения с металлами — антимониды — которые можно рассматривать как продукты замещения водорода в стибине атомами металла. В этих соединениях сурьма, как и в SbH3, имеет степень окисленности —3. Некоторые из антимонидов, в частности AlSb, GaSb и InSb, обладают полупроводниковыми свойствами и используются в электронной промышленности.
ВИСМУТ.
Последний член подгруппы — висмут— характеризуется преобладанием металлических свойств над неметаллическими и может рассматриваться как металл.
Висмут — мало распространенный в природе элемент: содержание его в земной коре составляет 0,00002 % (масс). В природе он встречается как в свободном состоянии, так и в виде соединений — висмутовой охры Bi2O3 и висмутового блеска Bi2S3.
В свободном состоянии висмут представляет собой блестящий розовато-белый хрупкий металл плотностью 9,8 г/см3. Его применяют как в чистом виде, так и в сплавах. Чистый висмут используют главным образом в энергетических ядерных реакторах в качестве теплоносителя. С некоторыми металлами висмут образует легкоплавкие сплавы; например, сплав висмута со свинцом, оловом и кадмием плавится при 70 °С. Эти сплавы применяют, в частности, в автоматических огнетушителях, действие которых основано на расплавлении пробки, изготовленной из такого сплава. Кроме того, они используются как припои.
ОКСИД И ГИДРОКСИД ВИСМУТА (III).
Оксид висмута(III) Bi2O3 образуется при прокаливании висмута на воздухе, а также при разложении нитрата висмута. Он имеет основной характер и растворяется в кислотах с образованием солей висмута(III).
Гидроксид висмута(III), или гидроокись висмута, Bi(OH)3 получается в виде белого осадка при действии щелочей на растворимые соли висмута:
Bi(NO3)3 + ЗNаОН = Bi(OH)3↓ + 3NaNO3
Гидроксид висмута (III)—очень слабое основание. Поэтому соли висмута(III) легко подвергаются гидролизу, переходя в основные соли, мало растворимые в воде.
СОЛИ ВИСМУТА (III).
Соляная и разбавленная серная кислоты на висмут не действуют. Он растворяется в азотной кислоте невысокой концентрации и в горячей концентрированной серной:
Bi + 4HNO3 = Bi(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
2Bi + 6H2SO4 = Bi2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
Нитрат висмута, Вi(NO3)3*5Н2O, выкристаллизовывается из раствора, получающегося в результате взаимодействия висмута с азотной кислотой. Он растворяется в небольшом количестве воды, подкисленной азотной кислотой. При разбавлении раствора водой происходит гидролиз и выпадают основные соли, состав которых зависит от условий. Часто образуется соль состава BiONO3. Радикал ВiO — в и с м у т и л — играет роль одновалентного металла:
Bi(NO3)3 + H2O = BiONO3 + 2HNO3
Хлорид висмута BiCl3 — гигроскопичные кристаллы, гидролизующиеся водой до хлорида висмутила BiOCl.
Сульфид висмута Bi2S3 образуется в виде черно-бурого осадка при действии сероводорода на растворы солей висмута. Осадок не растворяется в сульфидах щелочных металлов и аммония: в отличие от мышьяка и сурьмы, висмут не образует тиосолей.
Соединения висмута (III) применяются в медицине и ветеринарии.
СОЕДИНЕНИЯ ВИСМУТА (V) – ВИСМУТОВАЯ КИСЛОТА (И ЕЕ ПРОИЗВОДНЫЕ- не нашла)Висмутовая кислота получается при пропускании хлора в кипящий крепкий раствор едкого кали (уд. в. 1,38), в котором размешана окись висмута в виде тонкого порошка; жидкость сперва окрашивается, затем осаждается красный порошок, соединение висмутового ангидрида и окиси калия; его промывают кипящей водой, затем крепкой азотной кислотой, затем более и более слабой, наконец снова водой. Висмутовая кислота BiHO3, высушенная при 100°, представляет светло-красный порошок, теряющий при 130° воду и превращающийся в ангидрид, который при этой температуре начинает разлагаться с выделением кислорода. Этот гидрат к основаниям относится как слабая кислота, более слабая, чем сурьмяная. Соли ее со щелочными металлами легко разлагаются водой и поэтому мало исследованы.
Действием очень сильных окислителей на соединения висмута (III) можно получить соединения висмута (V), Важнейшие из них это висмутаты—соли не выделенной в свободном состоянии висмутовой кислоты, например висмутат калия КВiO3. Эти соединения представляют собой очень сильные окислители.
Висмутин, или гидрид висмута, BiH3 очень нестоек и разлагается уже при комнатной температуре.
ОКИСЛИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПРОИЗВОДНЫХ ВИСМУТА (V).(не нашла)
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ.