Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Общая, неорганическая и физическая химия.






    1. Щелочные металлы – способы получения, химические свойства, применение. Гидриды – получение, химические свойства, применение.

    Щелочны́ е мета́ ллы — элементы главной подгруппы I группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева: литий Li, натрий Na, калий K, рубидий Rb, цезий Cs и франций Fr. Эти металлы получили название щелочных, потому что большинство их соединений растворимо в воде. При растворении щелочных металлов в воде образуются растворимые гидроксиды, называемые щёлочами.

    В Периодической системе они следуют сразу за инертными газами, поэтому особенность строения атомов щелочных металлов заключается в том, что они содержат один электрон на новом энергетическом уровне: их электронная конфигурация ns1. Очевидно, что валентные электроны щелочных металлов могут быть легко удалены, потому что атому энергетически выгодно отдать электрон и приобрести конфигурацию инертного газа. Поэтому для всех щелочных металлов характерны восстановительные свойства. Это подтверждают низкие значения их потенциалов ионизации (потенциал ионизации атома цезия — один из самых низких) и электроотрицательности (ЭО).

    Все металлы этой подгруппы имеют серебристо-белый цвет (кроме серебристо-жёлтого цезия), они очень мягкие, их можно резать скальпелем. Литий, натрий и калий легче воды и плавают на её поверхности, реагируя с ней.

    Химические свойства щелочных металлов.

    Из-за высокой химической активности щелочных металлов по отношению к воде, кислороду, азоту их хранят под слоем керосина. Чтобы провести реакцию со щелочным металлом, кусочек нужного размера аккуратно отрезают скальпелем под слоем керосина, в атмосфере аргона тщательно очищают поверхность металла от продуктов его взаимодействия с воздухом и только потом помещают образец в реакционный сосуд.

    1. Взаимодействие с водой. Важное свойство щелочных металлов — их высокая активность по отношению к воде. Наиболее спокойно (без взрыва) реагирует с водой литий.

    При проведении аналогичной реакции натрий горит жёлтым пламенем и происходит небольшой взрыв. Калий ещё более активен: в этом случае взрыв гораздо сильнее, а пламя окрашено в фиолетовый цвет.

    2. Взаимодействие с кислородом. Продукты горения щелочных металлов на воздухе имеют разный состав в зависимости от активности металла.

    Только литий сгорает на воздухе с образованием оксида стехиометрического состава.

    При горении натрия в основном образуется пероксид Na2O2 с небольшой примесью надпероксида NaO2.

    В продуктах горения калия, рубидия и цезия содержатся в основном надпероксиды.

    Для получения оксидов натрия и калия нагревают смеси гидроксида, пероксида или надпероксида с избытком металла в отсутствие кислорода.

    Для кислородных соединений щелочных металлов характерна следующая закономерность: по мере увеличения радиуса катиона щелочного металла возрастает устойчивость кислородных соединений, содержащих пероксид-ион О22-и надпероксид-ион O2-.

    Для тяжёлых щелочных металлов характерно образование довольно устойчивых озонидов состава ЭО3. Все кислородные соединения имеют различную окраску, интенсивность которой углубляется в ряду от Li до Cs.

    Оксиды щелочных металлов обладают всеми свойствами, присущими основным оксидам: они реагируют с водой, кислотными оксидами и кислотами.

    Пероксиды и надпероксиды проявляют свойства сильных окислителей.

    Пероксиды и надпероксиды интенсивно взаимодействуют с водой, образуя гидроксиды.

    3. Взаимодействие с другими веществами. Щелочные металлы реагируют со многими неметаллами. При нагревании они соединяются с водородом с образованием гидридов, с галогенами, серой, азотом, фосфором, углеродом и кремнием с образованием, соответственно, галогенидов, сульфидов, нитридов, фосфидов, карбидов и силицидов.

    При нагревании щелочные металлы способны реагировать с другими металлами, образуя интерметаллиды. Активно (со взрывом) реагируют щелочные металлы с кислотами.

    Щелочные металлы растворяются в жидком аммиаке и его производных — аминах и амидах.

    При растворении в жидком аммиаке щелочной металл теряет электрон, который сольватируется молекулами аммиака и придаёт раствору голубой цвет. Образующиеся амиды легко разлагаются водой с образованием щёлочи и аммиака.

    Щелочные металлы взаимодействуют с органическими веществами спиртами (с образованием алкоголятов) и карбоновыми кислотами (с образованием солей).

    4. Качественное определение щелочных металлов. Поскольку потенциалы ионизации щелочных металлов невелики, то при нагревании металла или его соединений в пламени атом ионизируется, окрашивая пламя в определённый цвет.

    Литий служит сырьем в атомной энергетике, используется в ракетной технике. В металлургии применяется для удаления остатков водорода, азота, кислорода, серы. Гидроксидом дополняют электролит в щелочных аккумуляторах. Натрий необходим для атомной энергетики, металлургии, органического синтеза. Цезий и рубидий используются при изготовлении фотоэлементов. Широкое применение находят гидроксиды и соли, особенно хлориды, нитраты, сульфаты, карбонаты щелочных металлов. Катионы обладают биологической активностью, особенно важны для организма человека ионы натрия и калия.

    Гидриды — соединения водорода с металлами и с имеющими меньшую электроотрицательность, чем водород, неметаллами.

    Гидриды металлов – обладают только сильными восстановительными свойствами.

    Химические свойства:

    · Взаимодействие ионных гидридов с водой:

    NaH + H2O → NaOH + H2↑

    CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2↑

    · Взаимодействие с оксидами металлов:

    2CaO + CaH2 → 2Ca + Ca(OH)2

    3ZnO + 2AlH3 → 3Zn + 2Al + 3H2O

    · Термическое разложение:

    2LiH → 2Li + H2↑

    2NaH → 2Na + H2↑

    · Взаимодействие с азотом:

    3СаН2 + N2 → Ca3N2 + ЗН2

    Ионные гидриды получают взаимодействием простых веществ:

    2Na + H2 → 2NaH

    Гидриды широко применяются для проведения различных синтезов, для получения водорода и в химическом анализе. Гидрид кальция используется в качестве осушителя для удаления следов влаги.

    Гидрид натрия применяют для очистки железа от магнетита. В органической химии он используется в качестве конденсирующего и полимеризующего агента. Раствор в гидроксиде натрия применяют для снятия окалины с тугоплавких металлов и специальных сталей.

     

    2. Кислородные соединения щелочных металлов – получение, свойства, применение. Соли, их свойства.

    Продукты горения щелочных металлов на воздухе имеют разный состав в зависимости от активности металла.

    · Только литий сгорает на воздухе с образованием оксида стехиометрического состава:

    · При горении натрия в основном образуется пероксид Na2O2 с небольшой примесью надпероксида NaO2:

    · В продуктах горения калия, рубидия и цезия содержатся в основном надпероксиды:

    Для получения оксидов натрия и калия нагревают смеси гидроксида, пероксида или надпероксида с избытком металла в отсутствие кислорода:

    Для кислородных соединений щелочных металлов характерна следующая закономерность: по мере увеличения радиуса катиона щелочного металла возрастает устойчивость кислородных соединений, содержащих пероксид-ион О22− и надпероксид-ион O2.

    Для тяжёлых щелочных металлов характерно образование довольно устойчивых озонидов состава ЭО3. Все кислородные соединения имеют различнуюокраску, интенсивность которой увеличивается в ряду от Li до Cs:

    Формула кислородного соединения Цвет
    Li2O Белый
    Na2O Белый
    K2O Желтоватый
    Rb2O Жёлтый
    Cs2O Оранжевый
    Na2O2 Светло-жёлтый
    KO2 Оранжевый
    RbO2 Тёмно-коричневый
    CsO2 Жёлтый

    Оксиды щелочных металлов обладают всеми свойствами, присущими основным оксидам: они реагируют с водой, кислотными оксидами и кислотами:

    Пероксиды и надпероксиды проявляют свойства сильных окислителей:

    Пероксиды и надпероксиды интенсивно взаимодействуют с водой, образуя гидроксиды:

    Солями называются сложные вещества, молекулы которых, состоят из атомов металлов и кислотных остатков (иногда могут содержать водород). Например, NaCl – хлорид натрия, СаSO4 – сульфат кальция и т. д.

    Практически все соли являются ионными соединениями, поэтому в солях между собой связаны ионы кислотных остатков и ионы металла:

    Na+Cl – хлорид натрия

    Ca2+SO42– – сульфат кальция и т.д.

    Соль является продуктом частичного или полного замещения металлом атомов водорода кислоты. Отсюда различают следующие виды солей:

    1. Средние соли – все атомы водорода в кислоте замещены металлом: Na2CO3, KNO3 и т.д.

    2. Кислые соли – не все атомы водорода в кислоте замещены металлом. Разумеется, кислые соли могут образовывать только двух- или многоосновные кислоты. Одноосновные кислоты кислых солей давать не могут: NaHCO3, NaH2PO4 ит. д.

    3. Двойные соли – атомы водорода двух- или многоосновной кислоты замещены не одним металлом, а двумя различными: NaKCO3, KAl(SO4)2 и т.д.

    4. Соли основные можно рассматривать как продукты неполного, или частичного, замещения гидроксильных групп оснований кислотными остатками: Аl(OH)SO4 , Zn(OH)Cl и т.д.

    Соли – это твёрдые вещества, обладающие самой различной растворимостью в воде.

    Химические свойства солей определяются свойствами катионов и анионов, которые входят в их состав:

    1. Некоторые соли разлагаются при прокаливании:

    CaCO3 = CaO + CO2

    2. Взаимодействуют с кислотами с образованием новой соли и новой кислоты. Для осуществления этой реакции необходимо, чтобы кислота была более сильная, чем соль, на которую воздействует кислота:

    2NaCl + H2 SO4 → Na2SO4 + 2HCl↑.

    3. Взаимодействуют с основаниями, образуя новую соль и новое основание:

    Ba(OH)2 + Mg SO4 → BaSO4↓ + Mg(OH)2.

    4. Взаимодействуют друг с другом с образованием новых солей:

    NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3 .

    5. Взаимодействуют с металлами, которые стоят в раду активности до металла, который входит в состав соли:

    Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.