химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

ых молекул. То же в большей нли меньшей степени относится и ко многим другим элементам в парах. Как видно из рнс. XV-9, энергия диссоциации элементарных двухатомных молекул является отчетливо выраженной п е-рноднческой функцией положительного заряда ядра (с минимумами во второй и максимумами в пнтой группе).

19) Интересные результаты дает сопоставление следующих параметров:

о? °7

» • • 1,12 1.21 1.2а

154 119 98

Как видно из показанной на рнс. XV-10 схемы 2/7-орбнт атомов кислорода я молекулы 02, изолированные электроны находятся на разрыхляющих уровнях. Поэтому естественно, что снятие одного из таких электронов (02 —? Oj) ведет к закреплению

связи, а добавление лишнего (02—> 02)—к ее ослаблению. Напротив, у молекулы азота все валентные электроны находятся иа связывающих уровнях и поэтому переход

N2—*? N* сопровождается увеличением ндерного расстоянии (от 1,095 до 1,116 А) и ослаблением связи (от 226 до 202 ккал/моль).

Подобно кислороду ведут себя молекулы фтора (рис VI-7) и

ш ш

ЯГ Г

"ГТГП

Рис. XV-10. Схема 2р-орбит атомов кислорода и молекулы О].

других галондов, у которых отрыв электрона сопровождается резким увеличением энергии диссоциации (ккал/моль):

2

за

2 58

Вг

2

46

36

* 2 77

С'2+ 93

Вг

2

73

2

68

Хотя у кнслорода при переходе Э2 —*? Ъ\ уходит один из двух разрыхляющих электронов внешнего слоя, а у галондов только одни из четырех, относительное укрепление связи во втором случае значительнее. Вместе с тем удаление электрона со связывающей орбиты в молекулах щелочных металлов тоже сопровождается

повышением энергии диссоциации: Ы2(26) —*• Li2 (36) и Naz(17) —? Na2(24). Причины и того и другого неясны.

Несмотря на этн неясности, сама возможность предвидения характера энергетических изменений молекул, возникающих в результате нх ноннзацнн, является одной из больших заслуг теории молекулярных орбнт (VI § 3 доп. 14). Однако ие следует ее переоценивать. «Теория МО, так же как и квантовая теория атома, дает просто модель— чрезвычайно полезную, но все же лншь модель, а не «сущность» саму по себе» (Райд).

20) Одной из важных числовых характеристик атомов являются значения их ионизационных потенциалов. Величины этн, относящиеся к отрыву от нейтрального атома первого электрона, сопоставлены для ряда элементов на рнс. XV-11. Как видно из рисунка, первый ионизационный потенциал элементов является отчетливо выраженной периодической функцией положительного заряда ядра.

21) Не столь отчетливо выраженный, но все же периодический характер имеют магнитные свойства элементов (точнее, простых веществ). Как видно из рис. XV-12, диамагнетизм и парамагнетизм характерны для иих примерно в одинаковой степени. Интересно отметить, что некоторые элементы (Be, Р, Вг, Sb) более диамагнитны, чем ближайшие к ним инертные газы.

>1 1 1— I Г f г f. f >

О W 20 30 iO SO-SO 70 80 90 Положительный заряд ядра

Рнс. XV-11. Первые ионизационные потенциалы элементов.

22) Более трех четвертей всех мест в периодической системе Д. И. Менделеева занимают, элементы, являющиеся типичными металлами. Их общие физические свойства следует-поэтому сопоставить несколько подробнее.

Положительный заряд ядра Рис. XV-I2, Магнитные свойства элементов.

Большинство металлов кристаллизуется по одному из трех типов пространственной решетки, характеризующихся высокой плотностью упаковки (XII § 2 доп. 37). В приводимые ниже сопоставления структур включены также кратчайшие расстояния {d в А) между ядрами соседних атомов:

Решетка центрированного куба

Cs Rb К ва Na U Nb Та W Mo V Cr Fe

5,24 4,87 4.62 ' 4,34 3.71 3,03 2,85 2,85 2.73 2.72 2.63 2.49 2.49

Решетка куба с центрированными гранями

Sr Са Се Th Pb Sc Ад Au Al Pt Pd Ir Rh Си N1

4.30 3.93 3,64 3.59 3.49 3,21 2.88 2.88 2.86 2,77 2.75 2.7] 2.68 2.55 2,49

Решетка гексагональной плотной упаковки

U Y Gd Lu Tl Mg Zr Hf He Cd Tl Re Os Zn Ra Co Be

3.73 3,59 3,55 3.44 3.40 3,19 3,16 3,14 3.00 2.97 2.91 2.76 2.67 K2.63 2,64 2,50 2,22

Подобно большинству других свойств элементов, атомные радиусы металлов

(приведенные к одинаковому координационному числу 12) показывают довольно четкую периодическую зависимость от положительного вар яда ядра (рис. XV-13).

Положительный заряд ядра

Рве. XV-19. Атомные радиусы металлов.

Ниже сопоставлены некоторые другие свойства металлов:

Одним из важнейших для практики свойств металлов является их электропроводность. Как видно уже из приведенных выше данных, у отдельных металлов она очень различна по абсолютной величине. Однако общим дли всех них является более или менее быстрое уменьшение электропроводности с повышением температуры.

23) Весьма интересно поведение некоторых металлов при очень низких температурах— вблизи абсолютного нуля. Последовательно увеличиваясь по мере понижения температуры, электропроводность их затем более нли менее внезапно становится практически бесконечной, т. е, переходит в сверхпроводимость, Каждому отдельному

случаю отвечает определенная температура такого перехода (рнс. XV-14). Некоторые металлы (Ли, Си и др.) не обнаруживают сверхпроводимости, но существование последней установлено для ряда сплавов и соединений типа карбидов, нитридов и т. п. Например, у Nb и Sn сверхпроводимость возникает соответственно при 9 и 4*К, тогда как у Nb3Sn —уже при 18 °К.

24) при теоретической трактовке сверхпроводимости основная роль отводится происходящему под влиянием силовых полей кристаллической решетки попарному объединению свободных электронов (за счет их обмена фо-иоиамн). Нарушение устойчивости таких электронных пар (нагреванием, электрическим током, магнитным полем) ведет к снятию сверхпроводимости.

25) Очень перспективно использование сверхпроводимости для создания мощных электромагнитов. Пригодные для этого вещества должны сохранять сверхпроводимость при возможно высокой плотности тока я возможно сильных магнитных полях. На рис. XV-15 показана схема установки, применяемой для оценки таких качеств сверхпроводников: как только плотность тока нли магнитное поле достигает критической величины, утеря сверхпроводимости находящимся в жидком гелии образцом обнаруживается по отклонению стрелки вольтметра. В частности, было установлено, что при плотности тока 100 тыс. о/сл8 и магнитном поле в 88 тыс. гс сверхпроводимость NbjSn еще ие теряется. ,

При помощи этого интерметаллида уже были созданы электромагниты (рис. XV-16) с силой поля в 70 тыс. гс. Из-за чрезвычайной хрупкости Nb3Sn для

изготовления из него проволоки пришлось прибегнуть к специальной технологии: вытягиванию (с последующим отжигом при 1000 °С) подвергалась трубка из монельметалла, внутри которой находилась трубка из ниобия, плотно набитая порошком NbsSn. Ожидается, что таким путем могут быть созданы поля порядка 200 тыс, гс (а с помощью VjGa, сохраняющего сверхпроводимость до 14°К,— даже порядка 400 тыс. гс). Для дальнейшего развития данного иапрввления весьма важно изыскание веществ, сохраняющих сверхпроводимость до возможно более высоких температур: переход от жидкого гелия к жидкому водороду и тем более к жидкому азоту резко упростил бы техническое оформление и улучшил экономику процесса. Первый из этих рубежей уже почти преодолен: интерметаллическое соединение состава GeAUNbt3 становится сверхпроводником около 21 °К, т. е. при температуре кипения водорода под обычным давлением. Существует предположение, что сверхпроводником при температурах, близких к обычной, может быть металлический водород (доп. 17). По сверхпроводимости имеется монография *.

26) При пользовании теплотами образования соединений для получения тех или иных выводов относительно свойств элементов необходимо помнить, что сами этн теплоты являются величинами весьма сложными. Например, теплота образования Na

страница 198
< 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 футбольную форму дешево
рекламный щиток
полировка авто свао стоимость
вентс рн 900х900

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
(24.11.2017)