Химия s - элементов (окончание). Особенности свойств Mg и Be. Химия p - элементов. Общая характеристика элементов VIIA -группы (галогены). Фтор
Амфотерность Be + 2 HCl = BeCl 2 + H 2 Be + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 [Be(OH) 4 ] + H 2 Be + 2NaOH (т) = Na 2 BeO 2 + H 2 H 3 O + OH – [Be(H 2 O) 4 ] 2+ [Be(OH) 4 ] 2 – Be(OH) 2 ( ПР 10 – 22 ) t °( сплавление )
Mg + H 2 O Mg + 2H 2 O = Mg(OH) 2 + H 2 t ° Mg + 2NH 4 Cl + 2H 2 O = = MgCl 2 + 2NH 3 ·H 2 O + H 2 H 3 O + OH – [Mg(H 2 O) 6 ] 2+ Mg(OH) 2 ( ПР 10 – 10 )
Mg(OH) 2 (т) + 2 NH 4 Cl = MgCl 2 + 2NH 3 ·H 2 O Mg(OH) 2 (т) + 2 NH 4 + = Mg 2+ + 2NH 3 ·H 2 O Mg 2+ + 2OH – 2NH 4 + + 2Cl – 2NH 3 ·H 2 O
Действие избытка щелочи : Be 2+ + 4OH – = [Be(OH) 4 ] 2– Mg 2+ + 2OH – = Mg(OH) 2 Действие NH 4 Cl + NH 3 ·H 2 O : Be 2+ + 2 NH 3 ·H 2 O = Be(OH) 2 Mg 2+ + NH 3 ·H 2 O + NH 4 +
Осаждение хроматов : Sr 2+ + CrO 4 2 – = SrCrO 4 Ba 2+ + CrO 4 2 – = BaCrO 4 Растворение хромата стронция в уксусной кислоте : 2SrCrO 4 (т) + 2CH 3 COOH = = SrCr 2 O 7 + Sr(CH 3 COO) 2 + H 2 O
SrCrO 4 (т) + CH 3 COOH ? Sr 2+ + CrO 4 2 – H 3 O + + CH 3 COO – 2HCrO 4 – +H 2 O; K к 10 – 5 Cr 2 O 7 2 – + H 2 O +H 2 O; K к 10 – 7 ПР 10 –5 Sr 2+ + Cr 2 O 7 2 – + CH 3 COO – + H 2 O BaCrO 4 (т) + CH 3 COOH ПР 10 – 10
BaCrO 4 (т) + HCl ? Ba 2+ + CrO 4 2 – H 3 O + + Cl – H 2 CrO 4 +H 2 O H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O +H 2 O; K к 10 – 7 ПР 10 – 10 Ba 2+ + H 2 Cr 2 O 7 + Cl – + H 2 O 2HCrO 4 – 2BaCrO 4 (т) + 4HCl = 2BaCl 2 + H 2 Cr 2 O 7 + H 2 O
3LiCl + Na 3 PO 4 = Li 3 PO 4 + 2NaCl LiCl + Na 2 HPO 4 Li 3 PO 4 + … Na 2 HPO 4 = 2Na + + HPO 4 2 – HPO 4 2 – + H 2 O H 2 PO 4 – + OH – HPO 4 2 – + H 2 O PO 4 3– + H 3 O + 3LiCl = 3 Li + + 3Cl – 2HPO 4 2 – H 2 PO 4 – + PO 4 3– 3LiCl + 2Na 2 HPO 4 Li 3 PO 4 + NaH 2 PO 4 + 3NaCl
Общая электронная формула: […] ns 2 ( n– 2) f 14 ( n– 1) d 10 np 1 6 Степени окисления (от – IV до + VII ). Отличие свойств последнего элемента группы (6 период) : стабилизаци я низ ше й степени окисления. Например, в IIIA -групп е таллий( I ) ; в IVA -групп е свин ец( II ) ; в VA -групп е висмут( III ) и т.д. Х арактерно образование кратных ( - и -) связей ; тип гибридизации атомных орбиталей преимущественно sp 3.
Для простых и сложных веществ: к атенаци я – образовани е структур типа –Э—Э—Э– … ( O 3, P 4, S 8, Na 2 Se 5, HN 3 … ) и –Э—О—Э—О—Э– … ( H 2 S 2 O 7, Na 2 B 4 O 7...). Н еметаллические свойства : склонность к образованию одноатомных анионов ( S 2–, Cl – и т.д.), к образованию только сложных катионов ( NH 4 +, NO + и т.д.), окислительные свойства. С увеличением порядкового номера элемента (сверху вниз по группе) усилива е тся металлич ность.
Общая электронная формула: […] ns 2 ( n– 1) d 10 np 5 E i 1700 кДж/моль E e – 385 кДж/моль Г стремятся образовать анион Г – Степени окисления: F: –I, 0 Cl, Br, I, At: –I, 0, +I, …. +VII
F Cl Br I At z 9 17 35 53 85 A r 18,998 35,45 79,90 126,90 209,99 4,10 2,83 2,74 2,21 1,90
Иод Бром Фтор Хлор
F 2 Cl 2 Br 2 I 2 159 243 194 153 F 2 Cl 2 Br 2 I 2 9 17 35 53 z E св Cl Cl -связь F F -связь + дативный механизм
Кларк 0,03% Флюорит ( плавиковый шпат ) CaF 2 Криолит Na 3 [ AlF 6 ] Фторапатит 3 Ca 3 ( PO 4 ) 2 · CaF 2 Фторапатит Флюорит Криолит
т.пл. – 220 ° С, т.кип. – 183 ° С Э + F 2 Э + F –I ( - высшая возможная степень окисления; Э – все, кроме He, Ne, Ar, N 2, O 2 ) NH 3 + 3 F 2 = NF 3 + 3 HF H 2 O + F 2 = 2HF + [O] [O] + F 2 = OF 2 O n F 2 (n = 1 8) 2 F 2 + 2 KOH (разб.) = 2 KF + OF 2 + H 2 O SiO 2 + 2F 2 = SiF 4 + O 2
Фтороводород HF : ( HF ) n т.кип. +19,5 ° С, неограниченно растворим в воде Автопротолиз: H 2 F 2 + HF HF 2 + H 2 F +, K s = 2,1 · 10 – 11 Протонодонорные свойства : HF + H NO 3 F – + H 2 NO 3 + В водном р-ре – слабая кислота: HF + H 2 O F – + H 3 O +, K К = 6,67. 10 4 (25 °C)
SiO 2 + 4HF( г ) = SiF 4 + 2H 2 O ( травление стекла ) SiO 2 + 6HF ( изб.) = = H 2 [ SiF 6 ] + 2 H 2 O
Фтор впервые получен в 1886 г. (А. Муассан, электролиз смеси HF и KF ) Анри Муассан ( 1852 - 1907 ) Установки для получения фтора
В промышленности : электролиз расплав а KHF 2 (т. пл. 239 °C) или KH 2 F 3 (т. пл. 70 °C) Катод (–) : 2 HF + 2 e – = H 2 + 2 F – Анод (+): 2 F – – 2 e – = F 2 В лаборатории : 2CoF 3 = 2CoF 2 + F 2 K 2 [NiF 6 ] = 2KF + NiF 2 + F 2 Получение HF : CaF 2 + H 2 SO 4 ( конц ) = CaSO 4 + 2 HF ( 150-300 С )
В одоподготовка (обеззараживание воды фторированием) Фторуглеродные соединения ( фреоны, фторкаучуки, фторопласты (тефлоны ) и т.п. HF: получение синтетического криолита для производства алюминия, катализаторы, травление стекла и металлов, получение фторидов урана, олова и др.
Slide-Share