химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

н наблюдается, прямо нлн Косвенно

связаны с присоединением к Эп* электронов.

71) Схематически показанный на рнс. ХШ-63 переход ионной структуры в непэ-лярную отвечает наиболее обычному («нормальному») изменению характера химической связи по мере усиления взаимной деформации образующих соединение частиц. Вместе с тем он не является единственно возможным. Так, уже при рассмотрении термической

р5+ v5+

S6* Cr6* Cl7* МП7*

зб О

20

*04s

60

As

3s 3rf p4+ V4+

80

4s

3s 3d S5* Cr5*

/00

днссоцнацнн галоидных солей отмечалось, что усиление деформации одного иона другим может приводить к полному одностороннему перетягнва'нню электрона и связанному с этим распаду соединения. С другой стороны, вполне возможны (н иногда действительно наблюдаются) случаи, когда в результате наличия сильно выраженных деформаций орбиты отдельных электронов оказываются хотя и принадлежащими приблизительно в равной степени обоим ядрам, но лишь весьма слабо связанными с ними. По мере усиления деформации здесь, следовательно, имеет место переход нонной связи в металлическую. Примером может служить ряд CuSCU—CuO— CuS—CuSe—CuTe, в котором CuS04 представляет собой типичное нонное соединение, CuTe — ТИПИЧНЫЙ металл, а остальные члены ряда образуют переход между обонмн состояниями.

3s

Г20

3С!6* Мп6*

Рис. ХШ-78. Энергии присоединения электрона ионами.

72) Другой хороший пример перехода ионной связи в металлическую дают некоторые твердые вещества, обладающие кристаллической структурой, характерной, в частности, для соединения Ni с As. Как видно из рис. ХШ-79, структура эта, подобно типу NaCI, характеризуется координационным числом 6, причем, однако, расстояния от данной частицы до окружающих ее частиц другого элемента не вполне одинаковы (4 из них расположены несколько ближе, чем 2 другие). Образование кристаллической структуры типа NiAs связано с заметным уменьшением расстояний в решетке по сравнению с суммой эффективных раднусов нонов. Например, для FeS имеем d = 2,45 А вместо 0,83+1.74 = 2,57 А.

Необходимым условием возникновения структур тнпа NiAs является одновременное наличие в бинарном соединении сравнительно большого и легко деформируемого аннона наряду с катионом, характеризующимся незаконченностью внешнего электронного слоя. Значительную роль играет, однако, и поляризующее действие .катиона (усиливающееся с уменьшением

его радиуса), как это видно, например, из приводимого ниже перехода структур:

Ионы s»- , Se2" Te*~

Мп** (0.9J А) NaCl NaCI NaCl NiAs

Fe** (0,83 А) NaCI NIAs NIAs NiAs

Аналогично Fe2* ведут себя Co2* (0,82 А) и Ni2* (0,78 А), между тем как соответствующие соединении близких к ним по радиусам катионов с законченными внешними оболочками (например, Mg2* — 0,78 А и Zn2* — 0,83 А) кристаллизуются в решетках типа NaCI или ZnS.

Переход от структуры NaCl к структуре NiAs сопровождается резким изменением свойств кристалла. Вместо веществ прозрачных нлн просвечивающих и практически не проводящих электрического тока получаются вещества непрозрачные, похожие по внешнему виду на металлы и отличающиеся сравнительно хорошей электропроводностью. Интересно то, что в кристалле, например, FeS можно зам'енить часть атомов железа на равное число атомов серы без изменения структуры кристалла и его устойчивости. Хотя природа структурных элементов решеток тнпа NiAs точно не установлена, однако сами по себе решетки эти дают характерный пример перехода ионной связи в металлическую (нли одновременного сочетания обоих видов связи).

XIV

Элементы триад

28

27

26

N1

58,71

2 16 8 2

Со 2

15

58,9332 !

55,847 2

45

44

46 Pd

106,4

о

18 18 8 2

I

16

18

8 2

Ru A Rh

101,07 S 102,9055

76

77

78 Pt

195,09

Ir

2 М 32 18

190,2 2

2 15 32 18

192,22 2

l

17 32 18 8 2

Входящие в триады 9 элементов середин больших периодов ранее объединяли под названием VIII группы периодической системы. Это было неудачно по двум основным причинам. Во-первых, такая VIII группа принципиально отличалась от всех остальных по своей структуре, так как не имела аналогов в малых периодах. Во-вторых, название VIII группы естественно должно принадлежать заканчивающим периоды элементам, т. е- инертным газам.

Исходя из наличия во внешних слоях всех рассматриваемых атомов не более двух электронов, можно ожидать, что тенденция к их дальнейшему присоединению не будет для этих атомов характерна. Элементы триад должны, следовательно, иметь только металлический характер.

Опыт показывает, что по свойствам Fe, Со и Ni довольно близки друг к другу и существенно отличаются от остальных шести элементов. Ввиду этого представляется рациональным совместное рассмотрение Fe, Со и Ni как членов семейства железа. С другой стороны, сходство многих свойств Ru — Rh — Pd и Os — Ir — Pt позволяет объединить их в семейство платиновых металлов.

§ I. Семейство железа. Из всех трех членов данного семейства к числу наиболее распространенных элементов относится лишь само ш~У лезо: на его долю приходится около 1,5% от общего числа атомов земной коры. Содержание кобальта (0,001%) и никеля (0,003%) уже несравненно меньше.1-9

Большая часть железа верхних слоев Земли находится в виде кислородных соединений, из которых наиболее важны промышленные руды этого металла—лимонит (РегОз-НгО), гематит (FejOa) и магнетит (Fe20s*FeO). Кроме того, скопления железа встречаются в виде минерала сидерита (FeCOs), а также в соединениях с серой и мышьяком. Для кобальта и никеля наиболее характерно совместное нахождение с последними двумя элементами (и отчасти сурьмой) в виде

минералов типа 3S, 3As2, 3AsS и т. п., примерами которых могут служить пентланднт (FeS-NiS) и кобальтин (CoAsS).10

Из элементов семейства Fe совершенно исключительное практическое значение имеет само железо, являющееся основой всей современной техники. Для характеристики его особой роли достаточно отметить, что ежегодное мировое потребление железа составляет более 500 млн. т.

о Руда

AtffJtC

о Ф/Ш

Доменный газ

Восстановление

ЗГе,0,* СО» СО, ? 1ТЕР4 FesO| ? Со - со, - зя#о FeO-CO-COj-Fe

КАЛЬЦИНАЦИЯ

СаСО, - С«0 ? СО,

Восстановление РЕО * С-СО »Fe

Образование шлака

CaO+Sto,»CaSiOj

НАУГЛЕРОЖИВАНИЕ ГЕ+С-Сгорание со,»с-гсо

C*Oj«CO,

Горячий Иездух

ь-Шлак •-Метало

Гораздо меньше потребление никеля и еще меньше — кобальта. Оба последних элемента используются главным образом в составе различных сплавов с другими металлами, в частности с железом. 12

Выплавка железа из руд производится в специальных вертикальных печах высотой до нескольких десятков метров, со стальной внешней оболочкой и внутренней обкладкой из огнеупорного кирпича. Печи эти носят название доменных («домны»). Производительность их доходит до 10 тыс. т металла в сутки.

Рис. XIV-1. Схема доменного процесса.

По характеру своей работы домна (рнс. XIV-1) является печью непрерывного действия. Будучи раз введена в эксплуатацию («задута»), она затем безостановочно функционирует в течение нескольких лет. ДЛЯ поддержания процесса, сводящегося в основном к восстановлению железа из его окислов, сверху через колошник вводится «шихта», т. е. последовательные слои железной руды, кокса и т. н. флюсов — специальных добавок (чаще всего СаС03), необходимых для придания легкоплавкости образующемуся шлаку. Снизу через фурмы в домну все время вдувается воздух, предварительно сильно нагретый. За счет сгорания кокса температура в нижней части домны поддерживается иа уровне приблизительно 1800°С. По направлению кверху температура постепенно понижается и у колошника равна около 400 °С. Накапливающиеся на дне печи расплавленный металл и жидкий шлак периодически выпускаются через специальные отверстия. Последовательный ход доменного процесса виден из рис. XIV-1.

На каждую тысячу тонн выплавляемого металла при доменном процессе расходуется около 2 тыс. т железной руды, 900 т кокса, 300 т известняка и 3 тыс. г воздуха. Помимо 1 тыс. т металла получается около 600 т шлака и 4,6 тыс.

страница 133
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 2" (12.92Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить цветы полянка
Рекомендуем компанию Ренесанс - деревянная лестница фото - доставка, монтаж.
кресло 994
хранение вещей круглосуточно

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)