 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Кулажанов К.С., Сулейменова М.Ш. Неорганическая химия. Учебник для студентов специальностей 5В072700 и 5В072800, обучающихся по кредитной технологии/ Алматы: 2012. 209-226 стр
3.Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М.,Абекова Р.С. Жалпы химия курсы бойынша есептер мен жаттығулар. – Семей,2012 – 127-136 беттер.
Дәріс 15. VI B, II B, ІВ топша элементтері
15.1 VI B топша элементтері. Элементтердің жалпы сипаттамасы. Алу, қасиеттері. Тұздары, алу, қасиеттері, қолданылуы.
15.2 I B топша элементтері. Жа лпы сипаттамасы, электрондық формулалары. Тотығу дәрежелеріне байланысты қосылыстары. Комплексті қосылыстары, алу, қасиеттері.
15.3 II B топша элементтері. Табиғатта кездесуі, алу.Элементтердің химиялық қасиеттері, қолданылуы. Қосылыстары, алу, қасиеттері.Комплексті қосылыстары, алу, қасиеттері
… 3d54s1 24 Cr)2)8)12)2 d5 орбиталь тұрақты болғандықтан 3d44s2 болу керек, орбитальдар 3d54s1 Cr, Мо 4d55s1 болып 1электрон «секіреді». Аяқталған 4f14 соң болғандықтан W 4f145d46s2 болады. Cr жер қыртысында 2.10-2%; Мо, W~10-4%
r0 0,127 0,139 0,140 болғандықтан, W,Мо қасиеттері ұқсас. Тб 1875 2620 3395 0C.
γЭ3+/Э = -0,744 (хром) -0,20 - (молибден) Алу: Хлористый железняк (хромит) FeO . Cr2O3, қорғасын хроматы PbCrO4 MoS2 молибден жылтыры; CaWO4-шеелит, PbWO4-штольцит, Fe4Mn1-x WO4, WS2 ; Тұздарының балқымасы→эл-з Э; Э2О3+C карботермия, (АІ, мырыш), металлотермия. Қара металлургияда қолданылады, феррохром, ферромолибден. Таза металлдары Э2О3+Al, H2→ 2Э + АІ2 О3 , Н2 О;
Қасиеттері: Бұл металлдардың сыртында жұқа оксид қабаттары болғандықтан (Cr2O3 , WO3, MoО3) элементтер инертті, яғни суда, ауада өзгеріске ұшырамайды, оксидтік қабатты еріткен соң реакцияға түседі. Э(Cr, Mo) + HCl (H2SO4)→ ЭCl3+H2 Қышқылдар қоспасында жақсы ериді, егер бір қышқыл тотықтырғыш болса: Э+HNO3+HF→H2[ЭF8]+NO2+H2O; Э+ O2→ Cr2O3 , MoО3, WO3 .
Қосылыстары: +2, +3, +4, +6 т.д. сәйкес қосылыстары бар – хромда: CrO, Cr2О3, СrО2, СrО3 Мо +4, +5, +6. МоО2, МоО5, МоО3, W +4, +6: WO2 , WO3 ;
(NH4)2 Cr2O7 →t0 Cr2О3 +N2+H2O; Молекула ішіндегі ТТР: Cr(ОН)3 ↓, соңдықтан жанама жолмен алады CrCl3+3NaOH→…; Cr2(SO4)3 + 6NH4OH→ Cr(ОН)3 +(NH4)2SO4
CrO-қара негіздік оксид Cr2О3 СrО3
Cr(ОН)2 сары амф. Cr(ОН)3 НсrO2 H2CrО4
CrОН)3 ↓+3HCl→; Cr(ОН)3 ↓+3NaOH→ CrCl2+2NaOH→ ЭO3 алу: W, Мо+O2→t0 ЭO3 (Вольфрам, молибден),
ал хром - СrО3 алынбайды, оны K2 Cr2O7+H2SO4конц.→ K2 SO4 + 2СrО3(қызыл кристалл)+H2O; ЭO3+H2O→↓ H2CrО4-хром қышқылы; ↓ H2МоО4 – молибден қышқылы; ↓ H2WО4 –вольфрам қышқылы күші әлсірейді, әлсіз қышқылдар: Тұздары: CrО4 2- сары, МоО42-, WО42- - түссіз, хромат, молибдат, вольфрамат.
VI B топшаэлементтері жоғарғы т.д. полиқосылыстар түзеді. Ерітінді концентрациясы өскен сайын алдымен дихромат Cr2О72- , сосын трихромат Cr3О102- - қызыл, тетрахромат Cr4О132- - қызыл-қоңыр болады, қышқылдары тұрақсыз, тұздары бар: дихромат суда жақсырақ ериді: H2O+ Cr2О72- (тоқ сары)↔ 2 CrО42- (сары))+ 2H+ қышқыл ортада, сулы не сілті ортада.K2Cr2O7+2КОН→2К2CrО4 +H2O; К2CrО4 + H2SO4→ K2 Cr2O7+ K2 SO4 + H2O Хроматтар күшті тотықтырғыш, әсіресе қышқыл ортада.
Н2CrО4 + H2O2→ H2O+ CrО5(СrО3+ O2) пероксид, көк 2H+ + CrО42- → CrО5 + H2O O22- + 2е- → О2- O22- - 2е- → О20
W, Мо изополиқышқылдар, гетерополиқышқылдар түзеді: (NH4)6Mo7O24; Na10W12O41 (NH4)3(PMo12O40)- аммонийдің фосфомолибдаты. [(NH4)3(PMo3O10)4] H2ЭO4 – қышқылдары; ЭO2(OH)2+HCl→ ЭO2 Cl2+2H2O ЭO22+ - хромил, молибденил, вольфрамил; SO2Cl2 - сульфурил CrО2Cl2 өзара ұқсас Э+Г2→ ЭГ3 ; Э + S → Э2 S3
Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар:
1. Хромның тотығу дәрежесіне байланысты қосылыстарының қасиеттері
2. Элементтердің қышқылдарының қасиеттерінің өзгеруі, сәйкес тұздары
3. Қосылыстарының қолданылуы
15.2 I B топша элементтері. Жа лпы сипаттамасы, электрондық формулалары. Тотығу дәрежелеріне байланысты қосылыстары. Комплекс қосылыстары, алу, қасиеттері
Cu, Ag, Au элементтерінің химиялық активтігінің төмендегі 2 себебпен: I: (n-1) d-қабатқа бір s-электронның өтуі, (Au(n-2)f қабаты бар): Cu IV период 3d94s2 болуы керек, 3d104s1 Ag V период 4d95s2 болуы керек, 4d105s1Au VI период 5d96s2 болуы керек, 5d106s1 II: I A топ элементтеріне қарағанда радиустары өте аз. (0,236) rk >rCu(0,128 нм); (0,248)rRb>rAg(0,144 нм); (0,267)rCs>rAu(0,144 нм); IB топ элементтері +1,+2, +3 т.д. көрсетеді; Cu+1,+2; Ag+1; Au+1,+3.; Бұл элементтер комплекс қосылыс түзуге өте бейімді. Ag -ақ сұр түсті, жылтыр. Cu-қызыл,
Au –сары.
Кездесу, алу. 3.10-3 % - Cu; 6.10-6 % Ag; 4.10-7 % Au. Cu2S, CuFeS2 –мыс колчеданы;
Cu2O - куприт; (CuOH)2CO3 – малахит. Ag2S -аргентин; Ag-полиметалл кендерінде;
AuTe2-кавалерит, самородный.
Алу: Cu2S+2O2→2CuO+SO2 2|2Cu+-2e-→2Cu2+
Пирометаллургия: O2+4e-→2O2-
2SO2+O2↔2SO3 ; Өндірістен шыққан күкіртті газды күкірт қышқылына айналдырады. SO3+H2O→H2SO4 , пирометаллургия нәтижесінде түзілген мыс оксиді күкірт қышқылымен әрекеттесіп, мыс сульфатын түзеді: CuO+H2SO4→CuSO4+H2O, бұл тұз ерітіндісінен гидрометаллургия (сулы тұз ерітіндісінің электролизі) арқылы мыс алынады. 2CuSO4(ерітінді)→ эл-з Cu0+O2+H2SO4
Қалдықсыз технология.
Қалған қалдықтарды (шлам) Ag, Au, Te, Se, т.б. алады.
Ag, Au. Ag, Au + NaCN→ауаNa[Ag(CN)2], Na[Au(CN)2]; 2Na[Au(CN)2]+Zn→Na2[Zn(CN)4]+2Au –цементация деп аталады, алтынды мырышпен ығыстыру.
II алу. Металдар Hg ериді –амальгама, Ag|Hg→ t0 Hg +Ag
Қасиеттері: Cu Ag Au
Е0Э1/Э, в: 0,521 0, 799 1, 691
Е0Э2+/Э, в: 0, 337 - -
Е0Э3+/Э, в: - - 1, 50
E плюс мәні көп болған сайын тотықтырғыш ретінде күштірек. Тб ~1000 0С Электр өткізгіштіктері өте жоғары. Ауада: Cu,Ag түсі өзгереді Ag2S қара, СuS, яғни ауадан күкіртпен қосылып.
Қосылыстары: Э2O: Cu2O; Ag2O; Au2O
2Cu+O2→ t0 Cu2O; не күміс пен алтынды: 2 ЭOH → t0 Ag2O, Au2O + H2O
AgOH болады→негіздік қасиет көрсетеді, CuOH, AuOH болмайды: Ag2O; Au2O + H2O;
CuO, Au2O3 тұрақты 2Cu+O2→2CuO;
2Au(OH)3→ t0 Au2O3+3H2O CuCl2+2NaOH→Cu(OH)2↓+2NaCl AuCl3+3NaOH→Au(OH)3↓+3NaCl
арқылы алып, гидроксидтерді айырады. Cu(OH)2 және Au(OH)3 амфотерлі;
Cu(OH)2 ↓+NaOH→ Na2[Cu(OH)4] Au(OH)3↓+NaOH=Na[Au(OH)4]
Тұрақсыз Cu2O3 алу үшін 2CuSO4+2NaOH+H2O2→Cu2O3(гранатовокрасн.)+Na2SO4+H2SO4+H2O
2|Cu2+-1e-→Cu3+ 1|O22-+2e-→2O2-
Cu2O3 – күшті тотықтырғыш. Cu2O3 →120С Сu2O+O2
|Cu3++4e-→2Cu+
|2O2--4e-→O02
Cu2O3 +6HCl→Cl2+2CuCl2+3H2O
2Cu3++2e-→2Cu2+
2Cl- -2e-→Cl2 , тотығу дәрежесі +1 тұрақты тек Ag+ Ag Г↓ белгілі: AgCl ЕК=10-10;
AgBr ЕК =10-13; AgI ЕК =10-16; +2 т.д. тұрақты тек Cu2+ бірақ CuI2 жоқ, +3 т.д. тұрақты Au3+ барлық галогенидтері бар, бірақ қыздырғанда AuГ3→ t0 AuГ+Г2 айрылады;
Э+S→Cu2S(CuS) бұл қосылыстар табиғатта да бар. Ag2S, Ag2Se, Ag2Te түзеді,
ал 2Au+3S→Au2S3
Комплексті қосылыстар: [Ag(CN)2]- pK=21,1 [Ag(CN)2]-↔Ag++2CN- ;
Kтз = [Ag+][CN-]2/[Ag(CN)2]- = 9×10-22 [H+]=10-11 моль/л;
рН = -lg[H+] = -lg10-11 = 11; pK = -lgK = - lg9×10-22 = 22- lg9 = 21,1; [Cu(CN)2]- pK=16,0 [Ag(CN)2]- pK=21,1 [Au+(CN)2]- pK=38,3 [Au3+(CN)4]- pK=56,0 →тұрақтылық артады. [Ag(S2O3)2]3- күміс комплекстерінің ішіндегі маңыздысы (керектісі),
фотоматериалдарды бекіту үшін. AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr Аммиакаттар тұрақты:
[Ag(NH3)] + pK=3,2; [Ag(NH3)2]+ pK=7,0 лиганда саны артқан сайын, тұрақтылығы артады. Ал тек «патша арағында» ериді. Au+HNO3+4HCl=H[AuCl4]+NO+H2O Қолдану: 50%-тен астамы мыс сымы ретінде; балқымасы- жез(латунь) Cu+Zn,бронза
(Cu+Al, не Cu+Be, Cu+Sn); мельхиор Cu+Ni (20%); константан Cu+40% Ni. Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар:
1. Табиғатта кездесетін қосылыстары, алу
2. Оксидтері, гидроксидтері, алу, қасиеттері, ерекшеліктері
3. Комплекс қосылыстары, қасиеттері, алу, қолданылуы
4. Элементтердің және қосылыстарының қолданылуы
15.3 II B топша элементтері. Табиғатта кездесуі, алу.Элементтердің химиялық қасиеттері, қолданылуы. Қосылыстары, алу, қасиеттері. Комплексті қосылыстары, алу, қасиеттері
Zn, Cd, Hg (n-1)d10 ns2 d-элементтерді аяқтайды. Zn 10-3%; Cd~10-5%; Hg~ 10-6% жер қыртысында Э2+ тұрақты:
r 0,139нм 0,156нм 0,160 нм
Е0Э2+/Э, в: -0,763 -0,403 +0,854
Тб0C 420 321,3 -38,7
ZnS- сфалерит; ZnCO3-галмей; CdS-гринокит.; Zn+Cd- көбінесе бірге болады. HgS-киноварь.
Алу: пирометаллургия ZnS(CdS)+O2→ZnO(CdO)+SO2 ЭО+СО(С)→ Zn (Cd); карботермия + СО(СО2) ZnO+H2SO4→ZnSO4+H2O CdO+H2SO4→CdSO4+H2O
Қасиеттері: Cd, Zn –жұмсақ металлдар, Hg-сұйық металл Э: Cd, Zn +О2(S)→ CdS, ZnS, ЭO.Hg +S→ Hg S; ZnО- амфотерлі, CdO, HgО- негіздік оксид.
Zn(ОH)2↓ pEK 11- амфотерлі, ерігіштік көбейтіндісінің көрсеткіші.Cd(OH)2 pEK 14;
Hg(ОH)2 pEK 16; бұл гидроксид тұрақсыз. Zn(ОH)2↓+2NaOH→Na2[Zn(OH)4] ZnO+Na2CO3→балқытып Na2ZnO2+CO2
ЭГ2- түссіз, кристалды заттар, суда ерйді, гидролизге түседі. ZnS pEK 24; CdS pEK 27,
сондықтан мырыш сульфиді тұз қышқылында ериді, кадмий сульфиді – ерімейді.
(Cd2+)Zn2+ +S2-→ ZnS↓, CdS↓ ZnS, CdS- люминофорлар, шамда қолданылады. ZnSe, HgSe (ZnTe, HgTe)-шала өткізгіштер; Э(NO3)2, ЭSO4 суда жақсы ериді, гидролизге ұшырайды.
ЭCO3 тек CdCO3, ZnCO3 белгілі, суда ерімейді. HgCO3 белгісіз.
6Hg+8HNO3=3Hg(NO3)2+2NO+4H2O
2Hg-2e-→Hg22+
N5++3e-→N2+
NO3- - Hg+-Hg+-NO3-, т.д. +1, валенттілігі II
Hg22+ = Hg2++Hg диспропорциялану
Hg22+ -2e-=2Hg2+
Hg22+ +2e-→2Hg
Комплекс қосылыс тары: [Zn(OH)4]2- pK тз 15,5; [Zn(NH3)4]2+ pKтз 9,46;
[Cd(NH3)4]2+ pK тз 7,12; [Hg(NH3)4]2+ pKтз 19,28. Бұл элементтерге тән комплекс қосылыстардың тұрақтылығы артады.
Қолдану: Zn 40% темірді жабуға қолданады. Cd нейтрон ұстауға атом реакторларында,
Cd-сілтілік аккумуляторда қолданады. ZnO – ақ болғандықтан, бояу ретінде қолданылады.
CdS, ZnS- шала өткізгіштер. Тұздары гидролиз ге ұшырайды. Бейорганикалық химияны оқығанда элементтердің периодтық жүйедегі сипаттамаларын, жай қосылыстарының құрылысын, олардың алыну жолдарын, элементтер қосылыстарының қышқылдық-негіздік және тотығу-тотықсыздану қасиеттерін оқумен қатар, элементтердің табиғатта таралу формалары мен адам өміріне қолданылуын, қатынасын қарау керек.
Адам ағзасында периодтық жүйенің 70-ке жуық элементі табылған.
Мына 6 элемент: С, О, Н, N, P, S- ағза массасының 97,4% құрайды. Тірі заттағы химиялық элементтердің мөлшеріне байланысты оларды макро- және микроэлементтер деп бөлуге болады. Макроэлементтерге С, О, Н, N жатады. Бұлардың үлесіне тірі зат массасының 96% және І, Сl, Fe, N, Mo, Cu, Co, Zn (1% массасының) жатады.
Биологиялық неғұрлым керек металдарға (биометалдарға) мына 10 элемент: К, Nа, Са, Мg, Fe, Cu, Co, Mn, Zn, Mo; металл еместерден О, Н, S, С, N, Р, Сl, І жатады, сондықтан осы элементтердің қасиеттерін бейорганикалық химия пәнінің зертханалық сабағында да оқисыздар. Көміртегі мен сутегі органикалық заттардың негізін құрайтын болғандықтан, ол элементтерді органикалық химия пәнінде тереңірек оқисыздар.
Осы дәрістер материалдарымен (элементтер химиясы) танысқан соң, мына мағлұматтарды:
Биогенді элементтердің физиологиялық ролін, металдар мен бейметалдардың атомдарының электрондық құрылысы бойынша салыстырмалы сипаттамаларын, элементтер қосылыстарының қышқыл-негіздік қасиеттерінің, тотығу-тотықсыздану қасиеттерінің ұқсастықтары мен айырмашылығын салыстыра білу керек.
Өзін-өзі тексеру сұрақтары
1.Биометалдардың ролі
2. d – металдарына неге көп тотығу дәрежелері сәйкес келеді?
3. d – металдары гидроксидтерінің қышқыл-негіздік қасиеттерін көрсетіңдер
4.d – металдарына сәйкес комплекс қосылыстарды көрсетіңдер, олардың ағзадағы ролі.
Осы тақырып бойынша көрсетілген әдебиеттердің мына беттерін оқу керек:
Поиск по сайту: