Федеральное агенТство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Технологический институт

Кафедра физической и аналитической химии

«Химия элементов. Индивидуальные задания для самостоятельной работы студентов»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

по дисциплине «Общая и неорганическая химия»

для практических и лабораторных занятий студентов 1 курса

всех форм обучения

Часть 1

Тюмень, 2008 г.

Кафедра физической и аналитической химии

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ.

Индивидуальные задания для самостоятельной работы студентов

Методические указания по дисциплине «Общая и неорганическая химия» для практических и лабораторных занятий . Часть 1.

Составили: доц., к.х.н. Карнаухова Т.М.,

доц., к.х.н. Севастьянова Г.К.,

доц., к.х.н. Балабанова Е.А.

Методические указания обсуждены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры физической и аналитической химии, протокол № 4 от 15 ноября 2007 г.

© Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Тюменский государственный нефтегазовый университет»

Общая характеристика р-элементов

Общая электронная формула p-элементов ns²np^16, где n – главное квантовое число. Большинство p-элементов относятся к неметаллам. Такие элементы, как Al, Ga, In, Tl, Sn, Pb, Sb, Bi, Po условно рассматриваются как металлические, хотя они сохраняют многие свойства неметаллов. Все валентные электроны p-элементов находятся на внешнем уровне, поэтому они относятся к главным подгруппам.

Атомы p-элементов способны проявлять как положительные, так и отрицательные степени окисления. Как правило, атомы p-элементов проявляют переменную валентность, причем, в четных группах она четная, а в нечетных – нечетная.

В периоде, по мере увеличения числа p-электронов на внешнем уровне в атомах элементов, уменьшается радиус атомов, возрастает энергия ионизации и энергия сродства к электрону, т.е. усиливаются окислительные свойства (способность принимать электроны) атома. p-элементы, являясь окислителями, могут проявлять и восстановительные свойства, поэтому большинство p-элементов способны к реакциям диспропорционирования. Например:

CaO + 3C = CaC₂ + CO

2As + 3NaOH = AsH₃ + Na₃AsO₃

3S + 6KOH = 2K₂S + K₂SO₃ + 3H₂O

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:

в III периоде Al³⁺, Si⁴⁺, Р⁵⁺, S⁶⁺

в VI периоде Tl¹⁺, Pb²⁺, Bi³⁺, Po⁴⁺

отсюда можно сделать вывод, что соединения Tl³⁺, Pb⁴⁺, Bi⁵⁺ – сильные окислители, а соединения Ga¹⁺, Ge²⁺, As³⁺ – восстановители.

Прочность водородных соединений в главных подгруппах сверху вниз уменьшается вследствие увеличения радиуса атома. Например:

CH₄  SiH₄  GeH₄  SnH₄  PbH₄; NH₃  PH₃  SbH₃  BiH₃.

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:

HClO  HClO₂  HClO₃  HClO₄; H₂SO₃  H₂SO₄; HNO₂  HNO₃.

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 (H₂O₂, N₂H₄, NH₂OH, HNO₂, H₃PO₂, H₂SO₃ и т.п.).

p-элементы VII группы (галогены)

План работы по теме:

1. Общая характеристика свойств p-элементов VII группы, нахождение в природе, получение. Физические и химические свойства простых веществ.

2. Соединения в низшей степени окисления: галогеноводороды, галогеноводородные кислоты и их соли. Получение. Восстановительные свойства.

3. Соединения в положительных степенях окисления: кислородсодержащие кислоты, их получение, устойчивость, сила кислот и окислительно-восстановительные свойства. Соли кислородсодержащих кислот, получение, химические свойства.