химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

твие гидролиза растворы их показывают сильнощелочную реакцию.

Важнейшим для практики боратом является натриевая соль тетра-борной кислоты — бура. Она выделяется из раствора в виде бесцветных кристаллов состава' Na2B407 • 10Н2О, выветривающихся на воздухе и при обычных условиях малорастворимых в воде.

Так как безводные бораты чрезвычайно устойчивы по отношению к нагреванию, при высоких температурах борная кислота выделяет большинство других кислот из их солей. В этом отношении (как и по своей слабости) она похожа на кремневую кислоту.19-36

Галоидные соединения бора общей формулы ВГ3 могут быть получены взаимодействием элементов при нагревании. Они представляют собой бесцветные вещества, дымящие во влажном воздухе. Фторид (BF3) и хлорид (ВСЬ) при обычных условиях газообразны, ВВг3— жидкость и В13 — твердое тело. Водой галиды бора (кроме BF3) разлагаются по схеме

ВГ3 + ЗН20 = В(ОН)з + ЗНГ

В отличие от своих аналогов BF3 гидролизуется незначительно.37-61

Для галогенидов бора весьма характерны реакции присоединения к ним молекул различных других веществ, в частности многих органических соединений. Наибольшее значение из таких производных имеет продукт присоединения HF к BF3 — комплексная фтороборная кислота H[BF4]. Сама она устойчива только в растворе, причем ее кислотные свойства выражены гораздо сильнее, чем у HF. Большинство солей HBF4 (фтороборатов) бесцветно и хорошо растворимо в воде.62-71

С водородом бор практически не соединяется, однако при действии кислот на сплавы бора с магнием, помимо свободного водорода, выделяются небольшие количества смеси различных бороводородов (иначе, бораиов), среди которых преобладает отвечающий формуле В4Ню. Последний легко распадается на В2Н6 и ряд других боранов, более бедных водородом. Простейшие бораны бесцветны и очень ядовиты. По физическим свойствам они похожи на углеводороды и сила-ны аналогичного состава, как это видно из приводимого ниже сопоставления точек плавления и кипения (°С):

С2Нв В2Нв SI2HB 4 C4Hto B4H10 Sl4Hio

—172 —165 —132 Точка плавления —138 —120 —84 —88 —93 —14 Точка кипения " 0 +16 +107

По химическим свойствам простейшие бораны похожи на силаны. Так же как последние (и в еще большей степени), они при обычных условиях неустойчивы. В частности, водой бораны постепенно разлагаются с выделением водорода по реакции, например

В2Нв + 6Н20 — 6Н2 -f 2Н3В03 а получаемая при разложении кислотами сплавов бора с магнием газовая смесь на воздухе самовоспламеняется. Горение боранов сопровождается выделением огромного количества тепла (например, 485 ккал/моль В2Нб против 341 ккал!моль С2Нб), что создает возможность их эффективного использования как реактивного топлива.72-98 Из производных диборана (В2Н6) наиболее важны аналогичные фтороборатам по строению соли типа М[ВН4] (бор гидр иды, или боранаты), известные для ряда металлов. Примером может служить бесцветный кристаллический NaBH4, устойчивый при обычных условиях и хорошо растворимый в воде. Водород в анионе [ВН4]_ отрицателен и играет роль атома галоида. Все боранаты являются сильными восстановителями. "-130

Дополнения

\) Бура была известна алхимикам и упоминается еще в сочинениях Гебера. Элементарный бор впервые получен в 1808 г. Природный элемент слагается из двух изотопов, относительное содержание которых подвержено небольшим колебаниям: ,0В (19,6—19,8%) и "В (80,4—80,2%). Поэтому атомный вес его дается с точностью до ±0,003. По бору имеется монография *.

2) В основном состоянии атом бора имеет внешнюю электронную оболочку 2s22p и одновалентен. Возбуждение его до трехвалентного состояния (2s2p2) требует затраты 82 ккал/г-атом. Последовательные энергии ионизации атома бора равны 8,30; 25,15 и 37,92 эв, а его сродство к электрону оценивается в 8 ккал/г-атом.

3) Небольшие количества бора входят в состав буровых вод нефтяных месторождений и золы многих каменных углей. Наземные растения содержат 0,0001—0,01 вес.% бора от сухого вещества (причем в злаках его меньше, а в корнеплодах больше). Животные организмы гораздо беднее бором. Внесение в почву соединений бора часто ведет к существенному повышению урожайности культурных растений (в частности, льна и сахарной свеклы). Особенно сильно сказывается это влияние бора на подзолистых почвах.

4) Весьма чистый (99,999%) элементарный бор был получен восстановлением ВСЬ водородом при 1200 °С. Он может быть получен также термическим разложением паров ВВгз на нагреваемой электрическим током до 1500 °С танталовой проволоке. Образующиеся очень мелкие кристаллы бора по твердости лишь немногим уступают алмазу. Они известны в четырех различных кристаллических формах (имеющих сложное внутреннее строение), обладают металлическим блеском и при обычных условиях довольно плохо проводят электрический ток, но нагревание до 800°С вызывает повышение электропроводности приблизительно в миллион раз (причем электронный характер низкотемпературной проводимости меняется при высоких температурах па дырочный). Теплота плавления бора оценивается в 5,4, теплота испарения — в 129, а теплота атомнзацни (при 25 СС)—в 134 ккал/г-атом. Помимо отдельных атомов пары бора частично содержат молекулы Вг, энергия диссоциации которых оценивается в 66 ккал/моль.

5) Термическим разложением В13 при 900 °С была получена аллотропическая форма бора, имеющая красный цвет (вероятно, от следов иода) и более простое строение кристаллической решетки. Выше 1500 °С она переходит в обычную форму.

6) Атомный радиус бора равен 0,97, а радиус нона В3+ оценивается в 0,20 А. Переходу В+3 + Зе = В отвечают нормальные потенциалы —0,87 (кислая среда) и —1,79 в (щелочная среда).

7) Химическая активность бора сильно зависит от степени его дробления. В явно кристаллическом состоянии он гораздо более инертен, чем в обычно получаемом мелко

•Самсонов Г. В.. Марковский Л. Я., Жнгач А. Ф., В а л я ш к о М. Г. Бор, его соединения и сплавы. Киев, Изд во АН УССР, 1960, 590 с.

раздробленном («аморфном»). Например, кристаллический бор устойчив по отношению к крепким растворам щелочей даже при кипячении, тогда как аморфный медленно реагирует с ними (по схеме, например, 2В + 2NaOH + 2Н20 = 2NaB02 + ЗН2). Даже расплавленные щелочи более или менее быстро взаимодействуют с кристаллическим бором лишь в присутствии окислителей.

8) Подобно нитридам, карбидам и силицидам, некоторые из боридов по своему составу формально отвечают валентностям, известным для соответствующих элементов. Таковы, например, МпВ, МпВ2. СгВ, СгВ2, МоВ2, WB2, VB, TIB. В других случаях это не соблюдается: примерами могут служить бориды обшей формулы ЭВ2, где Э —Mg, V, Nb, Та, Ti, Zr, Hf. Как правило, бориды образуются из элементов с выделением тепла (например, 77 ккал/моль дли ZrB2), обладают большой твердостью и хорошей электропроводностью. Многие из них отличаются очень высокими точками плавления. Например, для ZrB2 и НШ2 они лежат соответственно при 3040 и 3250 °С. Кермет из борида циркония с металлическим хромом (как связкой) находит использование в ракетной технике. Устойчивость большинства боридов по отношению к кислотам довольно высока. Для типа ЭВ2 оиа возрастает по ряду MgB2 < VB2 < СгВ2 < ZrB2 < TiB2 < NbB2 < TaB2, причем MgB2 разлагается не только любыми кислотами, но и водой, а на ТаВ2 (т. пл. 3200 °С) не действует даже кипящая царская водка. По боридам имеется обзорная статья *. Интересным смешанным производным является оксоборид пятивалентного ниобия — ONbB.

9) Теплота образования кристаллической формы В2Оз из элементов равна 305, а обычной стеклообразной — 300 ккал/моль. Последняя обладает высокой твердостью, но начинает размягчаться уже выше 200 °С и не имеет четкой температуры плавления. Кристаллическая форма плавится при 450 (теплота плавления 5,9 ккал/моль) и кипит при 2200 °С. Пар борного ангидрида состоит из термически устойчивых молекул В20з, строение которых выражается формулой 0=В—О—В=0 с плоской угловой структурой и следующими параметрами: d[B = О) = 1,20, d(B — О) =• 1,36 A, Z ВОВ =

страница 2
< 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
курсы по 3 д максу интерьера
ремонт холодильников томилино
Baxi ECO Compact 1.14 F
3 декабря песня года в олимпийском из нижнего новгорода

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
(03.12.2016)