химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

ответствующие линиям /С, L и М). Хороший пример четко выраженной периодической закономерности дают атомные объемы, т. е. объемы, занимаемые грамм-атомамн элементов в твердом состояний.

Линейный характер зависимости для частот колебаний обусловлен тем, что они определяются непосредственно величиной положительного заряда ядра. Напротив, периодически изменяющиеся свойства связаны с внешними частями атома, т. е. пространственным распределением окружающих ядро электронов. Но основная сущность периодического закона именно и заключается в том, что идущее по мере увеличения положительного заряда ядра (а следовательно, и числа внешних электронов) последовательное развитие атомных структур протекает с периодическим образованием сходных электронных систем. Поэтому все свойства, связанные с распределением электронов в атомах, должны также изменяться периодически, что и наблюдается, в частности, для атомных объемов.

Так как в ряду аналогичных элементов электронные структуры сходны, но не тождественны, при переходе по каждому такому ряду от одного элемента к другому наблюдается не простое повторение свойств, а их более или менее отчетливо выраженное закономерное изменение в том или ином направлении. Последнее определяется главным образом увеличением радиусов аналогичных элементов по мере возрастания в них числа электронных слоев.

§ 1. Элементы. Одной из важнейших практических характеристик элементов является их распространенность в природе. Ниже сопоставлены величины атомных процентов для наиболее распространенных в земной коре элементов:

1. О 52,32

2. Н 16,95

3. S1 16,67

4. AI 5,53

5. Na 1,95

6. Fe 1,50

7. Са 1,48

8. Mg 1,39

9. К 1,08

10. Т1 0,22

11. С 0,14

12. Р 0,04

13. Мп 0,03

14. N 0,03

15. S 0,03

Как показывают приведенные данные, из общего числа составляющих земную кору (все три оболочки1— воздушную, водную и верхнюю часть твердой) атомов 99,4% приходится на долю только 15 элементов, а содержание всех остальных вместе взятых составляет лишь 0,6%. Интересно отметить, что наиболее распространенные элементы обладают сравнительно малыми положительными зарядами ядер.|_а

Хотя для большинства элементов при обычных условиях характерно существование в виде какого-либо одного простого вещества, многие из них характеризуются наличием аллотропии (II § 4). Последняя, вообще говоря, может быть обусловлена как различием в кристаллической структуре (например, графит и алмаз), так и различной атомностью молекул (например, кислород и озон). В обоих случаях соответствующие простые вещества более или менее сильно отличаются друг от друга по свойствам. При дальнейшем изложении во внимание принимаются, главным образом, наиболее обычные формы элементов.9-17

Газообразны при обычных условиях только Н, N, О, F, С1 и инертные газы, т. е. элементы, расположенные в верхней и правой части периодической системы. Жидки при обычных условиях Вг и Hg. Вследствие легко наступающего переохлаждения в жидком состоянии нередко сохраняются также Cs (т. пл. +28°С) и Ga (+30°С). Остальные элементы при обычных условиях тверды.18'.19

В свободном состоянии подавляющее большинство элементов имеет металлический вид с оттенками от серебристо-белого до темно-серого, причем это относится не только к типичным металлам, но и к ряду металлоидов: С (графит), Si, As, Se, Те. Лишь немногие элементы при сохранении общего металлического вида имеют иные оттенки. Так, Си окрашена в красный цвет, Аи — в желтый, Bi характеризуется красноватым оттенком, РЬ — синеватым, I — темио-фиолетовым. Из элементов, не имеющих металлического вида, S имеет желтый цвет, F — очень бледный зеленовато-желтый, О — желто-зеленый и Вг — красно-коричневый. Бесцветными являются Н, N, О и инертные газы, а из твердых элементов—только фосфор (белый) и углерод (алмаз). Как показывает приведенный перечень, для всех элементов 4—7 периодов, кроме брома и инертных газов, характерен металлический вид. Не имеющие его элементы сосредоточены в верхней правой части развернутой формы периодической системы (стр. 4).

Такие физические свойства, как температура плавления, плотность, твердость и т. д., зависят от типа кристаллической решетки и, строго говоря, могут подвергаться сравнению только при его одинаковости для сопоставляемых элементов. В общем все эти свойства показывают более или менее отчетливо выраженную периодическую зависимость от положительного заряда ядра.20-25

По своему общему химическому характеру большинство элементов является металлами. Все они располагаются в левой и нижней частях системы, причем пограничными представителями можно считать Be, Al, Ge, Sb и Ро. Правую верхнюю часть системы заполняют элементы металлоидного характера, причем их пограничными представителями являются В, Si, As и Те. Таким образом, приблизительную границу между металлами и металлоидами можно провести по линии, проходящей между обоими приведенными рядами элементов.

При переходе слева направо или снизу вверх в малых периодах (кроме первого) наблюдается -отчетливое ослабление металлического или усиление металлоидного характера элементов. Сложнее обстоит дело в больших периодах, где для рядов аналогов 1—3 (см. стр. 4) и 14—17 сохраняется, в общем, та же закономерность, тогда как переход по рядам 4—13 слева направо не сопровождается четким последовательным изменением свойств, а переход снизу вверх обычно ведет не к ослаблению, а к усилению металлического характера элементов. Из сопоставления друг с другом рядов, входящих в одну и ту же группу (1 и 11, 2 и 12 и т. д.), вытекает, что элементы левого ряда всегда имеют более отчетливо выраженные металлические свойства, чем правого. Особняком в ряду своих аналбгов стоит водород, металлоидный характер которого (из-за малого заряда ядра) выражен слабее, чем у иода. В общем, следовательно, наиболее активными металлами являются элементы левого нижнего угла (Fr, Cs, Ra), наиболее активными металлоидами — элементы верхнего правого угла (F, О, С1) периодической системы.

Взаимодействие между элементами протекает, как правило, тем более энергично, чем сильнее они отличаются друг от друга по своему химическому характеру. Поэтому, например, теплоты образования соединений между членами одного и того же периода обычно тем больше, чем дальше они расположены друг от друга. В качестве иллюстрирующего эту закономерность примера ниже приводятся теплоты образования некоторых соединений между элементами 3 и 2 периодов. Так как формулы этих соединений различны, данные для них непосредственно сопоставляться не могут и должны быть предварительно приведены к сравнимому виду. Для этого теплоты образования грамм-молекул делят на число имеющихся в соединении валентных связей и получают таким образом величины, отнесенные к одному грамм-экви-ЕАЛЕНТУ (теплоты образования «на связь»). Последние уже могут быть сопоставлены друг с другом. Ход расчета виден из данных приводимой ниже таблицы.26-28

Хотя валентность химических элементов, вообще говоря, зависит от природы обоих взаимодействующих атомов (а также и от внешних условий), однако у многих элементов она остается практически постоянной. Для других (например, Мп, Ru) наблюдается, наоборот, проявление очень большого ее разнообразия. У подобных элементов с переменной валентностью максимальная наблюдается обычно в кислородных или фтористых соединениях, минимальная — в соединениях с некоторыми нейтральными молекулами — (СО и др.) и в комплексных цианидах.

Из элементов малых периодов (1—3) переменная валентность характерна только для N, Р, S и С1. Гораздо распространеннее она среди членов больших периодов (4—7), причем в началах этих периодов тенденция к образованию соединений низших валентностей при переходе по рядам (4—10) снизу вверх усиливается, а в их концах (ряды аналогов 13—16) ослабевает.

Переход нейтрального атома в иои сопровождается изменением всех основных поляризационных характеристик элемента — его з а-ряда, радиуса и типа внешней электронной оболочки. Совокупность перечисленных признаков в общи

страница 195
< 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 цифры номера
купить стул для компьютера в интернет магазине
завод верстаков
P405-8833/1

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
(24.01.2017)