20.Водород и его соединения

общая характеристика водорода. Элемент водород Н занимает особое

положение в Периодической системе. Его помещают и 1-группу и в 7-

группу периодической системы.

1. Водород, как и щелочные металлы, проявляет в большинстве

соединений степень окисления +1.

2. Подобно щелочным металлам, водород обладает ярко выра-

женными восстановительными свойствами.

Fe2O3 + 3 H2 = 2 Fe + 3 H2O

3. Водород и щелочные металлы легко замещают друг друга в хи-

мических реакциях.

NаОН + НС1 = NаС1 + Н2О

Соединения водорода с менее электроотрицательными элементами называют гидридами.

Промежуточное значение ЭО (2,1) позволяет водороду образовывать химические соединения

с различной степенью полярности химической связи, поэтому их классифицируют следующим образом:

ионные (солеобразные) соединения (с s-элементами), ковалентно-полярные (с p-элементами),

металлоподобные фазы внедрения (с переходными металлами)

21.Вода.Диаграмма состояния воды.

Вода -это химическое вещество в виде прозрачной жидкости, не имеющей цвета (в малом объёме),

запаха и вкуса (при нормальных условиях). Химическая формула: Н2O. В твёрдом состоянии

называется льдом или снегом, а в газообразном — водяным паром.

Около 71 % поверхности Земли покрыто водой (океаны, моря, озёра, реки, лёд на полюсах).

Вода — весьма

распространенное на Земле вещество. Почти 3/4

поверхности земного шара покрыты водой, образующей

океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в

виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда лежит она круглый год

на вершинах высоких гор и в полярных странах. В недрах земли также находитcя вода, пропитывающая почву и горные породы.

Диаграмма состояния (или

фазовая диаграмма) представляет собой графическое изображение зависимости между

величинами, характеризующими состояние системы, и фазовыми превращениями в

системе (переход из твердого состояния в жидкое, из жидкого в газообразной и т. д.). Диаграммы

состояния широко применяются в химии. Для однокомпонентных систем обычно

используются диаграммы состояния, показывающие зависимость фазовых превращений

от температуры и давления; они называются диаграммами

состояния в координатах Р—Т.Диаграмма

показывает те состояния воды, которые термодинамически устойчивы при определенных

значениях температуры и давления. Она состоит из трех кривых, разграничивающих

все возможные температуры и давления на три области, отвечающие льду, жидкости

и пару.

22. 7 –А группа.Фтор и его соединения.

Фтор и его соединения. К этой группе относятся элементарный фтор, моноокись фтора и некоторые другие его соединения.

Фтор и его соединения чрезвычайно сильные окислители. Фтор считается наиболее активным из всех химических элементов.

Даже инертные газы, не вступающие ни в какие химические соединения, при определенных условиях реагируют с фтором.

В качестве окислителя фтор применяется в жидком виде. Жидкий фтор имеет желтый цвет, непрерывно кипит, выделяя ядовитые пары.

1. 2F2 + 2H2O ® 4HF + O2

2. H2 + F2 ® 2HF (со взрывом)

3. Cl2 + F2 ® 2ClF

Фтор в организме

Фтор постоянно входит в состав животных и растительных тканей; микроэлементов. В виде неорганических соединений содержится главным образом в костях животных и человека - 100-300 мг/кг; особенно много фтора в зубах. Кости морских животных богаче фтором по сравнению с костями наземных. Поступает в организм животных и человека преимущественно с питьевой водой, оптимальное содержание фтора в которой 1-1,5 мг/л. При недостатке фтора у человека развивается кариес зубов

23. 7-а группа.Хлор и его соединения.

Хлор - элемент главной подгруппы седьмой группы, третьего периода периодической системы химических

элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 17. Обозначается символом Cl.Химически активный неметалл.

Входит в группу галогенов.

ХЛОР И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ. Свободный хлор и его соединения (хлорамин, хлорная известь) широко используются

в текстильной и бумажной промышленности, а также в качестве дезинфектантов в медицине и ветеринарии.

В водоемы он может поступать с хлорированными промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами.

1) Реакции с металлами:

2Na + Cl2 ® 2NaCl

Ni + Cl2 ® NiCl2

2Fe + 3Cl2 ® 2FeCl3

2) Реакции с неметаллами:

H2 + Cl2 –hn® 2HCl

2P + 3Cl2 ® 2PClЗ

3) Реакция с водой:

Cl2 + H2O « HCl + HClO

4) Реакции со щелочами:

Cl2 + 2KOH –5°C® KCl + KClO + H2O

3Cl2 + 6KOH –40°C® 5KCl + KClOЗ + 3H2O

Cl2 + Ca(OH)2 ® CaOCl2(хлорная известь) + H2O

24. 7-а группа .Бром и его соединения

Бром — элемент главной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы химических

элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 35. Обозначается символом Br.Химически активный неметалл,

относится к группе галогенов.

1) Реагирует с металлами:

2Al + 3Br2 ® 2AlBr3

2) Реагирует с неметаллами:

H2 + Br2 « 2HBr

2P + 5Br2 ® 2PBr5

3) Реагирует с водой и щелочами :

Br2 + H2O « HBr + HBrO

Br2 + 2KOH ® KBr + KBrO + H2O

4) Реагирует с сильными восстановителями:

Br2 + 2HI ® I2 + 2HBr

Br2 + H2S ® S + 2HBr

25. d-элементы.Хром и его соединения.

К d-элементам относят те элементы, атомы которых содержат валентные электроны на (n – 1)d ns-уровнях и

составляют побочные (IIIВ–VIIВ, IВ, IIВ) подгруппы, занимая промежуточное положение между типичными

s-металлами (IА, IIА) и p-элементами.Атомы d-элементов характеризуются общей электронной формулой (n – 1)d^1–10*ns^0–2

При обычных условиях хром реагирует только со фтором. При высоких температурах (выше 6000C)

взаимодействует с кислородом, галогенами, азотом, кремнием, бором, серой, фосфором.

4Cr + 3O2 2Cr2O3

2Cr + 3Cl2 2CrCl3

2Cr + N2 2CrN

2Cr + 3S Cr2S3

В раскалённом состоянии реагирует с парами воды:

2Cr + 3H2O Cr2O3 + 3H2

25. d-элементы.Марганец и его соединения

Марганец — элемент побочной подгруппы седьмой группы четвёртого периода периодической системы

химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 25. Обозначается символом Mn.

Металл средней активности. На воздухе покрывается тонкой плёнкой оксидов. Реагирует с неметаллами,

например, с серой:

Mn + S MnS

Растворяется в кислотах:

Mn + 2HCl MnCl2 + H2

(При этом образуются соединения двухвалентного марганца).

Соединения Mn(II)

Оксид марганца (II) MnO получается восстановлением природного пиролюзита MnO2 водородом:

MnO2 + H2 MnO + H2O

Гидроксид марганца (II) Mn(OH)2 - светло-розовое нерастворимое в воде основание:

MnSO4 + 2NaOH Mn(OH)2 + Na2SO4

Mn2+ + 2OH- Mn(OH)2

25. d-элементы.Железо и его соединения.

Железо — элемент побочной подгруппы восьмой группы четвёртого периода периодической системы

химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 26. Обозначается символом Fe.

С соляной и разбавленной (приблизительно 20%-й) серной кислотами железо реагирует с образованием солей железа (II):

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2

При взаимодействии железа с приблизительно 70%-й серной кислотой реакция протекает с образованием

сульфата железа (III):

2Fe + 4H2SO4 = Fe2 (SO4)3 + SO2 + 4H2O

Оксид железа (II) FeО обладает основными свойствами, ему отвечает основание Fe(ОН)2.

Оксид железа (III) Fe2O3 слабо амфотерен, ему отвечает еще более слабое, чем Fe(ОН)2,

основание Fe(ОН)3, которое реагирует с кислотами:

2Fe(ОН)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O

Гидроксид железа (III) Fe(ОН)3 проявляет слабо амфотерные свойства; он способен реагировать

только с концентрированными растворами щелочей:

Fe(ОН)3 + КОН = К[Fe(ОН)4]

25. d-элементы.Медь и его соединения

Медь — элемент побочной подгруппы первой группы, четвёртого периода периодической системы

химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 29. Обозначается символом Cu.

Из соединений двухвалентной меди Cu 2+ наиболее важны: окись меди CuO — соединение черного цвета,

применяется в стекольной и эмалевой промышленности, как окислитель в органическом анализе; сульфат

меди — из водных растворов кристаллизуется с пятью молекулами воды, образуя синие кристаллы медного

купороса CuS04 • 5Н2О, применяется при получении минеральных красок, для пропитки древесины, для

борьбы с вредителями и болезнями в сельском хозяйстве (бордосская жидкость), в гальванических

элементах, в медицине; основные карбонаты меди в природе встречаются в виде минералов малахита,

лазурита.

Соединения одновалентной меди Сu+: однохлористая медь Cu2Cl2 применяется в органичеcком синтезе, в

газовом анализе. Сульфиды меди (Cu2S, CuS) используются при пирометаллургических методах получения

меди, для ее отделения. Все соли меди ядовиты, поэтому медную посуду лудят, т. е. покрывают изнутри

слоем олова.

25. d-элементы.Серебро и его соединения.

Серебро— элемент побочной подгруппы первой группы, пятого периода периодической системы

химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 47. Обозначается символом Ag.

а) оксиды серебра. Оксид дисеребра (Ag2O) представляет собой коричневато - черный порошок,

малорастворимый в воде. На свету он становится черным.

б) галогениды серебра. Хлорид серебра (AgCl) - белая масса или плотный порошок, не растворимый в воде,

темнеющий на свету; его упаковывают в темноокрашенные непрозрачные контейнеры. Используется в

фотографии, в производстве керамики, в медицине и для серебрения.

в) сульфид серебра. Искусственный сульфид серебра (Ag2S) - тяжелый серо - черный порошок,

не растворимый в воде, используется для получения стекла.

г) нитрат серебра (AgNO3) - белые кристаллы, растворимые в воде, токсичные, повреждают кожу.

Используется для серебрения стекла или металлов; для окрашивания шелка или рога; в фотографии;

для производства несмываемых чернил; как антисептик или средство против паразитов.

д) прочие соли и неорганические соединения.

25. d-элементы.Цинк и его соединения.

Химические свойства элементов. 13. d-Элементы

d-Элементы

К d-элементам относят те элементы, атомы которых содержат валентные электроны на (n – 1)d ns-уровнях и составляют побочные (IIIВ–VIIВ, IВ, IIВ) подгруппы, занимая промежуточное положение между типичными s-металлами (IА, IIА) и p-элементами. Из 109 элементов периодической системы 37 относятся к d-элементам; из них последние 7 радиоактивны и входят в незавершенный седьмой период. Электронное строение атомов d-элементов определяет их химические свойства. 3d-Элементы по химическим свойствам существенно отличаются от 4d- и 5d-элементов. При этом элементы IVВ–VIIВ подгрупп очень схожи по многим химическим свойствам. Это сходство обусловлено лантаноидным сжатием , которое из-за монотонного уменьшения радиусов при заполнении 4f-орбиталей приводит к практическому совпадению радиусов циркония и гафния, ниобия и тантала, молибдена и вольфрама, технеция и рения. Элементы этих пар очень близки по физическим и особенно по химическим свойствам; первые шесть элементов встречаются в одних рудных месторождениях, трудно разделяются; их иногда называют элементами-близнецами.

Увеличение числа электронов иногда сопровождается немонотонностью заселения d-орбиталей. Это обусловлено сближением энергий (n – 1)d- и ns-орбиталей и усилением межэлектронного взаимодействия к концу периода.

Электронные формулы и типичные степени окисления d -элементов.

По мере увеличения числа d-электронов в периоде они могут переходить с одного уровня на другой для достижения требуемой правилами Гунда одной из наиболее устойчивых конфигураций (d 5, d10).

ЦИНК И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ : Цинк

Встречается в природе в составе многих минералов (галмей, цинковая обманка и др.).

Применяется для получения сплавов с цветными металлами (латунь, томпак, нейзильбер); в производстве гальванических элементов и аккумуляторов; для защиты стальных изделий от коррозии.

Получается электролизом растворов солей цинка.

Физические свойства. Голубовато-серебристый металл. Т. плавл. 419,5°; т. кип. 906,2°; плотн. 7,14; давл. паров 0,0013 мм рт. ст. (300). Растворяется в кислотах и щелочах. Нижний предел взрывоопасной концентрации цинковой пыли в воздухе ... >>>

ЦИНК И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ : Окись цинка

Встречается в воздухе рабочих помещений в виде аэрозоля везде, где Zn нагрет выше температуры его плавления.

Применяется в качестве белого пигмента для красок; в качестве наполнителя резины; в производстве стекла, керамики, спичек, целлулоида, типографских красок, зубного цемента, косметических средств; в гальванотехнике и текстильной промышленности.

Получается прокаливанием ZnCO3; сжиганием металлического Zn.

Физические свойства. Белый кристаллический порошок. Т. возг. 1800°; плотн. 5,6; раств, в воде 0,00016 г/100 г (20°). Растворяется ... >>>

ЦИНК И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ : Сульфат цинка (Цинковый купорос)

Применяется в производстве вискозы; в гальванотехнике; для приготовления минеральных красок; для консервирования древесины.

Получается растворением цинковых отходов в серной кислоте.

Физические свойства. Бесцветные кристаллы, устойчивые до 38,8°. При более высоких температурах обезвоживается. Плотн. 1,97; раств, в воде 165 г/100 v (20°).

Токсическое действие. Животные. Кратковременное воздействие аэрозоля ZnSО4 (1,1 мг/м3 в течение 1 ч) раздражает у морских свинок верхние дыхательные пути (Admur, Corn). Отравление белых крыс через рот вызывает ... >>>

ЦИНК И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ : Стеарат цинка

Применяется как свето- и термостабилизатор поливинилхлорида.

Получается при взаимодействии стеариновой кислоты с Zn.

Физические свойства. Порошок, нерастворимый в воде и не смачиваемый ею. Растворяется в бензине, толуоле, скипидаре, диоктилфталате.

Токсическое действие. Животные. Интратрахеальное введение крысам 100 мг С. Ц. вызывало быструю гибель от отека легких всех животных, 50 мг - примерно половины. У выживших не наблюдалось развития фиброзов. При попадании в желудочно-кишечный тракт малотоксичен (Коростелев, Тарадин; Шаба-дина, Спиридонова).

Человек. В США известно много бытовых отравлений при применении С. Ц. в качестве детской ... >>>

ЦИНК И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ : Цинкалкилдитиофосфаты

Применяются в виде добавок к нефтепродуктам как ингибиторы коррозии.

Токсическое действие. Малотоксичные соединения. При введении в желудок белых мышей ЛД50 = 2,13 - 3,7 г/кг. Умеренно раздражают кожу, более сильно- слизистую глаз. Через кожу кроликов не проникают (Dooley).

ЦИНК И ЕГО СОЕДИНЕНИЯ : Хлорид цинка

Применяется для консервирования древесины; в целлюлозно-бумажной промышленности; в производстве вискозных волокон, цинковых красок; в качестве флюса при горячем цинковании, лужении и паянии.

Получается растворением цинковых отходов в соляной кислоте.

Физические свойства. Бесцветные гигроскопичные кристаллы. Т. плавл. 315°; т. кип. 730°; плоти. 2,91; давл. паров 1,0 мм рт. ст. (428°); раств, в воде 375 г/100 г (20°).

Токсическое действие. Животные. После однократного введения в трахею 1 мг ZnCl2 у 15% белых крыс развиваются злокачественные опухоли ...>>>