33. Благородные газы.

Ине́ртные, или благоро́дные газы — элементы главной подгруппы VIII группы. В группу входят гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон. Инертные газы отличаются крайне низкой химической активностью. Наиболее «инертны» неон и гелий: чтобы заставить их вступить в реакцию, нужно применить много усилий, искусственно ионизируя каждый атом. Ксенон же, наоборот, слишком активен (для инертных газов) и реагирует даже при нормальных условиях, демонстрируя чуть ли не все возможные степени окисления (+1, +2, +4, +6, +8). Радон тоже имеет высокую химическую активность, но он сильно радиоактивен и быстро распадается, поэтому подробное изучение его химических свойств осложнено, в отличие от ксенона.

Инертные газы бесцветны и не имеют запаха. В небольшом количестве они присутствуют в воздухе и некоторых горных породах.

Инертные газы обладают биологическим действием, которое проявляется в их наркотическом воздействии на организм и по силе этого воздействия располагаются в следующем порядке (в сравнении приведены также азот и водород): Xe — Кr — Ar — N₂ — H₂ — Ne — He.

Молекулы благородных газов одноатомны. В природе эти газы за исключением гелия встречаются очень редко. При нагревании благородных газов с фтором при температуре 700 градусов и давлении 500 атмосфер можно получить соединения: XeF2, XeF4,

34. Металлы первой и второй побочных подгрупп периодической системы.

Подгру́ппа ме́ди — химические побочной подгруппы I группы. В группу входят переходные металлы, из которых традиционно изготавливают монеты: медь Cu,серебро Ag и золото Au. Все элементы подгруппы являются относительно химически инертными металлами. Характерны также высокие значения плотности, температур плавления и кипения, высокая тепло- и электропроводность.

На внешнем электронном слое атомы данных элементов содержат 1 электрон на s-подуровне. Предпоследний электронный слой заполнен полностью и содержит (n-1)s2(n-1)p6(n-1)d10 электронов. В образовании химических связей могут участвовать не только электрон с внешнего электронного уровня, но и с предпоследнего d-подуровня. Химическая активность элементов убывает с возрастанием атомного номера.

Особенностью элементов подгруппы является наличие заполненного предвнешнего  -подуровня, достигаемое за счёт перескока электрона с ns-подуровня. Причина такого явления заключается в высокой устойчивости полностью заполненного d-подуровня. Эта особенность обусловливает химическую инертность простых веществ, их химическую неактивность, поэтому золото и серебро называют благородными металлами. Они являются отличными проводниками электричества, самыми лучшими среди всех металлов. Серебро также является самым лучшим теплопроводящим элементом и самым лучшим отражателем света, а также имеет такое необычное свойство, как чернение, образование на его поверхности тёмного слоя, при этом электроводность его не ухудшается. Химическая активность небольшая, убывает с увеличением атомного номера. Получение :1.      Пирометаллургия( CuO + C = Cu + CO ,CuO + CO = Cu + CO2) 2.      Гидрометаллургия (CuO + H2SO4 ® CuSO4 + H2O, CuSO4 + Fe ® FeSO4 + Cu) электролиз: 2CuSO4 + 2H2O ® 2Cu + O2­ + 2H2SO4                 (на катоде) (на аноде)

Химические свойства: 1)Взаимодействует с неметаллами при высоких температурах:  Медь стоит в ряду напряжений правее водорода, поэтому не реагирует с разбавленными соляной и серной кислотами, но растворяется в кислотах – окислителях: Сплавы меди с оловом - бронзы, с цинком - латуни. Серебро и его соединения: благородный металл, устойчивый на воздухе. В ряду напряжений находится правее водорода, поэтому растворяется только в кислотах – окислителях.  В соединениях серебро обычно проявляет степень окисления +1. Золото - мягче Cu и Ag, ковкий металл; легко образует тончайшую фольгу; благородный металл, устойчив как в сухом, так и во влажном воздухе. Растворим только в смеси концентрированных соляной и азотной кислот.  Подгру́ппа ци́нка — химические элементы побочной подгруппы II группы. В группу входят цинк Zn, кадмий Cd и ртуть Hg. Все элементы этой группы являются металлами. Близость металлических радиусов кадмия и ртути обусловлено косвенным влияниемлантаноидного сжатия. Таким образом, тренд в этой группе отличается от тренда в группе 2 (щёлочноземельные металлы), в которой металлический радиус плавно увеличивается от верхней к нижней части группы. Все три металла имеют сравнительно низкие температуры плавления и кипения, что говорит о том, что металлическая связь относительно слабая, с относительно небольшим перекрытием между валентной зоной и зоной проводимости. Таким образом, цинк близок к границе между металлами и металлоидами, которая обычно помещается между галлием и германием, хотя галлий присутствует в полупроводниках, таких как арсенид галлия. Цинк является наиболее электроположительным элементом в группе, следовательно, он является хорошим восстановителем. Окислительно-восстановительный статус группы равен +2, причём ионы имеют достаточно стабильную d¹⁰ электронную конфигурацию, с заполненными подуровнями. Однако, ртуть легко переходит к статусу +1. Все три иона металлов образуют тетраэдрические молекулярные формы, такие как MCl₄²⁻. Когда двухвалентные ионы этих элементов формируют тетраэдрическийкоординатный комплекс, он подчиняется правилу октета. Цинк и кадмий могут также формировать октаэдрических комплексы, такие как ионы [M(H₂O)₆]²⁺, которые присутствуют в водных растворах солей этих металлов. Ковалентный характер достигается за счет использования 4d или 5d-орбиталей соответственно, формируя sp³d²гибридные орбитали. Ртуть, однако, редко превышает координационное число четыре. Когда это происходит, должны быть вовлечены 5f-орбитали.

 На внешнем электронном слое атомы данных элементов содержат два электрона на s-подуровне, предпоследний d-подуровень заполнен полностью. Для всех элементов характерна степень окисления +2, в некоторых соединениях ртуть может быть формально одновалентной, образуя ион Hg22+ (–Hg–Hg–). Химическая активность элементов убывает с увеличением заряда ядра.

Физические  свойства:  1.  Сходство элементов главной и побочной подгрупп во II группе больше, чем в I группе. 2. Значения плотности r и атомного объема повышаются с увеличением атомной массы.

Химические свойства: 1. Химическая активность уменьшается с увеличением атомной массы (в главной подгруппе–наоборот). 2. Хорошие комплексообразователи (в отличие от элементов главной подгруппы).    

     Цинк - металл серебристо-белого цвета. В соединениях проявляет только одну степень окисления +2; цинк растворяется в   разбавленных кислотах и щелочах  Zn + 2НCl ® ZnCl2 + H2 . Цинк не разлагает воду, т.к. в водном растворе он быстро покрывается защитной пленкой оксида, которая предохраняет его от коррозии. Цинк - сильный восстановитель и вытесняет менее активные металлы (стоящие справа в ряду напряжений) из растворов их солей: Zn + CuSO4 ® ZnSO4 + Cu  Кадмий - белый, блестящий, мягкий, ковкий металл; очень мало растворяется в неокисляющих кислотах, хорошо растворяется в разбавленной  HNO3. Кадмий является хорошим комплексообразователем (координационное число 4). 

Ртуть -  серебристо-белый, блестящий, единственный жидкий при комнатной температуре металл; обладает низкой электропроводностью и большим коэффициентом термического расширения. На воздухе проявляет устойчивость. Реагирует с серой и галогенами.