химический каталог




Основы общей химии. Том 2

Автор Б.В.Некрасов

ди и ее аналогов оии верны лишь, наполовину: в смысле отсутствия у них тенденции к присоединению электронов. Вместе с тем их наиболее удаленный от ядра 18-электронный слой оказывается еще не вполне закрепленным и при известных условиях способен к частичной потере электронов. Последнее обусловливает возможность существования наряду с одновалентными Си, Ag и Аи также и соединений рассматриваемых элементов, отвечающих их более высокой валентности.

Подобное расхождение выведенных из атом-•ных моделей предположений и результатов опыта показывает, что рассмотрение свойств элементов на" основе только электронных структур атомов и без учета остальных особенностей не всегда достаточно для химической характеристики этих элементов даже в самых грубых чертах.

§ 1. Щелочные металлы. Применяемое к элементам ряда Li—Cs название щелочные металлы связано с тем, что их гидроокиси являются сильными щелочами. Натрий и калий относятся к наиболее распространенным элементам, составляя соответственно 2,0 и 1,1% от общего числа атомов земной коры. Содержание в ней лития (0,02%), рубидия (0,004%) и цезия (0,00009%) уже значительно меньше, а франция — ничтожно

мало.

В природе встречаются только соединения щелочных металлов, Натрий и калий являются постоянными составными частями многих силикатов. Из отдельных минералов натрия важнейший — поваренная соль

(NaCl) входит в состав морской воды и на отдельных участках земной

поверхности образует под слоем наносных пород громадные залежи

каменной соли (в СССР — Соликамск, Артемовск, Илецк и т. д.). Верхние слои подобных залежей иногда содержат скопления солей калия

в виде пластов сильвинита (тКСЦ/iNaCi), карналлита

(КО • MgCb • 6Н80) и др., служащие основным источником получения

соединений этого элемента. Имеющих промышленное значение природных скоплении калийных солей известно лишь немного. Важнейшим из

них является Соликамское месторождение.5-8 '

Для лития известен ряд минералов, но скопления их редки. Рубидий и цезий встречаются почти исключительно в виде примесей к калию. Следы франция всегда содержатся в урановых рудах.9

Соединения натрия имеют огромное значение для жизни. Достаточно напомнить хотя бы то, что человек потребляет ежегодно в среднем 5 кг NaCl. Подобным же образом для растений необходимы соли калия. В связи с этим около 90% всех добываемых калийных соединений употребляются для удобрения почв. Остальные 10%, равно как и громадные количества различных соединений натрия, используются э промышленности. Лишь сравнительно небольшое по объему применение находят пока производные лития и весьма ограниченное—соединения Rb и Cs.10-15

В свободном состоянии щелочные металлы могут быть выделены электролизом их расплавленных хлористых солей. Основное практическое значение имеет натрий, ежегодная мировая выработка которого составляет более 200 тыс. г.1в-17

При отсутствии воздуха литий и его аналоги представляют собой серебристо-белые (за исключением желтоватого цезия) вещества с более или менее сильным металлическим блеском. Все щелочные металлы характеризуются небольшими плотностями, малой твердостью, низкими температурами плавления и кипения и хорошей электропроводностью. Их важнейшие константы сопоставлены в приводимой сводке:

LI Na К Rb Cs

. . . 0,53 0,97 0,86 1,53 1.87

... 0,6 0,5 0.4 0,3 0,2

. . 0,84 0,29 0,17 0,08 0,05

. . . 11 21 14 8 5

... 180 98 63 89 29 ... 1360 900 776 686 670

Ход изменения констант по ряду Ц—Cs виден из рис. ХШ-1.

Франций в элементарном состоянии не получен. По химинеским свойствам он очень похож на рубидий и цезий.18_*4

Благодаря малой плотности Li, Na И К всплывают на воде (Li — даже на керосине). Щелочные металлы легко режутся ножчщ» а твердость наиболее мягкого из них цезия —г не превышает твердость воска. Несветящееся пламя газовой гррелки щелочные металлы и их летучие соединения окрашивают в характерные цвета, из которых "наиболее интенсивен присущий натрию ярко-желтый.?5_?9

С химической стороны литий и его аналоги являются исключительно реакционноспособными металлами (причем активность их по направлению от Li к Cs обычно возрастает). Во всех еврих соединениях щелочные металлы одновалентны. Располагаясь в крайней левой части

ряда напряжений, они энергично взаимодействуют с водой по схеме

2Э -f 2Н20 = 2ЭОН + Н2

При реакции с Li и Na выделение водорода не сопровождается его

воспламенением, у К оно уже происходит, а у Rb и Cs взаимодействие

протекает со взрывом. Л v

В соприкосновении с воздухом свежие разрезы Na и К (в меньшей степени и Li) тотчас покрываются рыхлой пленкой продуктов окисления. Ввиду этого Na и К хранят обычно под керосином. Нагретые на воздухе Na и К легко загораются, а рубидий и цезий самовоспламеняются уже при обычной температуре.30-35

/400 /200 /ООО 800

2520 ?/5 /О YS

2.0

/80 /40

/00-? 60 20

[08 \ / \

0,4

0.3

0,2 <ч. 0.1

0,8 Vk

ипс""я goo

as^^Г»- 0.4 \ 1.5 i0

'.О 0,5

х. ч>ч ^

К

—р—т»

Li Na

ВЬ Са

Рис ХНЫ. Физические свойства щелочных металлов.

При наличии следов влаги щелочные металлы воспламеняются в атмосфере хлора. Взаимодействие Cs, Rb и К с жидким бромом сопровождается сильным взрывом, тогда как Na и Li при обычных температурах реагируют только поверхностно. С иодом реакции протекают подобным же образом, но менее энергично. Во всех случаях взаимодействия с галоидами продуктом реакции является соответствующая соль (ЭГ).

Образование сульфида (Эг5) при растирании щелочного металла с порошком серы сопровождается взрывом. При нагревании в атмосфере водорода литий и его аналоги образуют гидриды (ЭН), имеющие характер типичных солей, в которых отрицательным ионом является водород (Н_). С азотом и углеродом непосредственно соединяется только литий. Образование его нитрида (Li3N) медленно идет в атмосфере азота уже при обычных температурах. Напротив, карбид лития (УгСг) может быть получен из элементов лишь при нагревании. Теплоты образования соединений щелочных металлов сопоставлены на рис. XIII-2.36-«

При сгорании щелочных металлов в избытке кислорода образуются соединения следующего состава и цвета:

LiaO Na202 К02 Rb02 Cs02

белый белый желтый желтый желтый

Из всех этих веществ нормальным окислом является только 1лгО, а остальные представляют собой перекисные соединения.

Практическое применение находит главным образом перекись натрия (Na202). Технически ее получают окислением при 350°С распыленного металлического натрия:

2Na -j- Оа = Na202 + 122 ккал

Образующийся продукт обычно представляет собой порошок или крупинки желтоватого цвета.

Взаимодействие Na202 с водой сопровождается гидролизом:

Na202 + 2Н20 Z=± 2NaOH + Н202 + 34 ккал

На выделении Н202 при этой реакции основано использование перекиси натрия для отбелки различных материалов. Взаимодействие Na202 с двуокисью углерода по схеме

2Na202 + 2С02 = 2Na2C03 + 02 + 111 ккал

служит основой применения перекиси натрия как источника кислорода в изолирующих противогазах и на подводных лодках. С легко окисляющимися веществами перекись натрия реагирует настолько энергично, что взрыв может иногда последовать уже при простом соприкосновении. 43-55

Нормальные окислы щелочных металлов (за исключением 1Л2О) могут быть получены только косвенным путем. Они представляют собой твердые вещества следующих цветов:

Li20 Na20 К20 Rb20 Cs20

белый белый белый желтый оранжевый

Окись лития гидратируется сравнительно медленно. Напротив, окислы остальных щелочных металлов реагируют с водой весьма энергично. Взаимодействие протекает по схеме Э20 + НгО = 2ЭОН и сопровождается большим выделением тепла.

Гидроокиси (ЭОН) щелочных металлов представляют собой бесцветные, очень гигроскопичные вещества, разъедающие большинство соприкасающихся с ними материалов. Отсюда их иногда употребляемое в практике название — едкие щелочи. Все они сравнительно легкоплавки и летучи без разложения (кроме отщепляющей воду LiOH).

В воде гидроокиси щелочных м

страница 89
< 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
мультимедийное оборудование в аренду
Компания Ренессанс: ограждение от детей для лестницы - доставка, монтаж.
стул посетителей самба
переезд хранение вещей москва

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
(09.12.2016)