Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Хімічні властивості берилію та його сполук.




Берилій є типовим амфотерним елементом: в звичайних умовах він не утворює простих іонів; для нього характерні комплексні іони, як катіонного так і аніонного типу. В усіх стійких сполуках ступінь окиснення берилію +2. Для Ве(ІІ) найбільш характерне координаційне число 4(sp3 – гібридизація валентних орбіталей).

При нагріванні берилій згоряє в кисні і на повітрі; взаємодіє з сіркою, азотом. З галогенами реагує при слабкому нагріванні або при звичайній температурі.BeO, BeS, Be3N2, BeCl2, BeF2, BeI2, BeBr2.

Захисна оксидна плівка перешкоджає взаємодії берилію з водою. Але, подібно до алюмінію, він реагує з кислотами і лугами:

 

 

В концентрованих колоїдних HNO3 i H2SO4 берилій (як і Al) пасивується.

Хімічні властивості сполук Ве(ІІ).

Більшість неорганічних сполук Ве(ІІ) є в звичайних умовах полімерними і є кристалічними речовинами білого кольору. Координаційне число незалежно від типу кристалічної решітки у берилію рівне 4. У кислих водних розчинах іони Ве2+ знаходяться у вигляді міцних аквакомплексів [Be(H2O)4]2+; в сильно лужних розчинах – в вигляді іонів [Be(OН)4]2+.

Оксид ВеО.

При сплавлянні реагує з основними і кислотними оксидами:

BeO + SiO2 = BeSiO3

основний

BeO + Na2O = Na2BeO2

Кислотний

При нагріванні взаємодіє з кислотами ілугами:

BeO + 2H+ + 3H2O = [Be(OH2)4]2+,

Основний

BeO + 2OH- + H2O = [Be(OH)4]2+.

Гідроксид Ве(ОН)2 – полімерна сполука, нерозчинна у воді. Отримання гідроксиду берилію і його відношення до кислот і лугів можна виразити наступною сумарною схемою:

OH- OH-

[Be(OH2)4]2+ Û Be(OH)2 Û [Be(OH)4]2-

H3O+ H3O+

Як показує схема, в кислих розчинах (надлишок іонів Н3О+) стійкі аквакомплекси берилію(ІІ), в лужних (надлишок іонів ОН-) – тетрагідроксоберилат(ІІ) – комплекси. При кристалізації сполук з кислих водних розчинів аквакомплекси переходять в склад кристалогідратів з 4 молекулами води: BeSO4 × 4H2O, BeCl2 × 4H2O,Be(NO3)2 × 4H2O. Виділення кристалогідратів з меншою чи більшою кількістю молекул води свідчить про утворення похідних поліядерних комплексів.

Внаслідок відносно високої поляризуючої дії іона Ве2+ його солі піддаються помітному гідролізу:

[Be(OH2)4 +H2O Û [Be(OH)(H2O)3]+ + OH3+.

В залежності від концентрації розчину і типу присутні в розчині аніонів механізм гідролізу може виявитися істотно різним. Зокрема, гідроксокомплекси складу [Be(OH)(H2O)3]+ можуть полімеризуватися в багатоядерні комплекси, наприклад [Be3(OH)3(H2O)6]3+ імовірно наступної будови або 3Ве2+ + 3НОН Û[Be3(OH)3]3+ + 3H+. При зв’язуванні протонів Н+ (Н3О+) наприклад, аніонами СО32-, SH-, полімеризація може проходити аж до утворення полімерного гідроксиду:



BeS + 2HOH = Be(OH)2¯ + H2

Гідроксоберилати у водних розчинах існують лише при великому надлишку лугу, інакше вони повністю гідролізують.

Сульфід берилію BeS.

З простих речовин при великому нагріванні (1350°С); отримати можна дією H2S:

Be + H2S = BeS + H2­

Сульфід повністю гідролізує у гарячій воді. Йому питаманна амфотерна природа, яка виявляється при сплавлянні з основними і кислотними сульфідами:

Na2S + BeS = Na2BeS2,

кисл

BeS + SiS2 = BeSiS3.

Сульфідоберилати (ІІ) водою руйнуються:

Na2BeS2 + 4H2O = 2H2S­ + Be(OH)2¯ + 2NaOH.

Галогеніди берилію. (галіди берилію).

Найбільше значення має хлорид і фторид: BeCl2 i BeF2. Амфотерність BeHal2 найбільш чітко проявляється у фториду. Так при нагріванні BeF2 з основними фторидами утворюються фтороберилати:

2KF + BeF2 = K2[BeF4]

При взаємодії з кислотними фторидами утворюються солі берилію:

BeF2 + SiF4 = Be[SiF6]

Схильність утворювати катіонні й аніонні комплекси у берилію проявляється і при розплавленні його солей:

BeCl2 + BeCl2 Û BeCl3 + BeCl+.

При утворенні сполук типу ВеХ2, наприклад, BeCl2, атоми берилію переходять у збуджений стан.

При цьому за рахунок розпаровування електронів утворюється 2 ковалентні зв’язки і відбувається sp – гібридизація: валентні електрони утворюють 2 рівноцінні sp – гібридні хмари, витягнуті в протилежних напрямах. Отже, молекули ВеХ2 мають лінійну будову.

Загальне число валентних електронів у молекулах, подібних до BeCl2, недостатнє для того, щоб цілком заповнити зовнішній електронний шар атома берилію. Тому такі молекули називаються електроннодефіцитними. Так, в молекулі BeCl2 у зовнішньому шарі атома берилію розміщено лише 4 електрони. Тому атом берилію здатний бути акцептором електронних пар й утворювати ще два ковалентні зв’язки за донорно-акцепторним способом. В той же час кожний атом хлору (чи будь-якого галогену), що входять до складу молекули BeCl2, має неподілені електронні пари і може виступати як їхній донор. Тому при охолодженні газоподібного хлориду берилію між окремими молекулами BeCl2 виникають нові ковалентні зв’язки.



Нітрид берилію Be3N2.

Утворюється з елементів при сильному нагріванні (t > 1000°С). розкладається водою при нагріванні:

Be3N2 + 6H2O = 3Be(OH)2 + 2NH3­

При дії кислот розклад значно активніший:

Be3N2 + 8HCl = 3BeCl2 + 2NH4Cl

Гідрид берилію ВеН2.

З простих речовин не утворюються. Отримують взаємодією гідриду літію з хлоридом берилію в ефірному розчині:

BeCl2 + 2LiH = BeH2 + 2LiCl

Гідрид берилію – активний сильний відновник; реагує (з розкладом) з водою:

BeH2 + 2H2O = Be(OH)2 + 2H2­

BeH2 + 2CH3OH = Be(OCH3)2 + 2H2­

Солі берилію.

Для берилію дуже характерні подвійні солі:

Na2SO4 + BeSO4 = Na2[Be(SO4)2]

(NH4)2CO3 + BeCO3 = (NH4)2[Be(CO3)2]

Нерозчинними є BeCO3, Be3(PO4)2.

Схожість берилію з алюмінієм (діагональна схожість).

Ця подібність проявляється в атмосферних властивостях берилію і його сполук. Аналогія властивостей по діагоналі проявляється в групах неперехідних елементів, зокрема для Li – Mg, Be – Al, B – Si, і меншою мірою для Na – Ca, K – Sr. Яскраво виражену подібність, як правило, пояснюють або близькими розмірами, або близькими значеннями відношень заряду до радіусу.

 


mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2019 год. (0.008 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал