Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Учаева И.М., Сафарова М.И. Химия элементов и их соединений. Часть 2 - файл n1.doc


Учаева И.М., Сафарова М.И. Химия элементов и их соединений. Часть 2
скачать (992 kb.)

Доступные файлы (1):

n1.doc992kb.06.01.2013 12:52скачать

Загрузка...

n1.doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...






С


АРАТОВСКИЙ ВОЕННЫЙ ИНСТИТУТ

БИОЛОГИЧЕСКОЙ И ХИМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
И.М. Учаева, М.И. САФАРОВА

ХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

И ИХ СОЕДИНЕНИЙ
Часть II
Учебное пособие


САРАТОВ – 2007




ББК 24.1

У-90

УЧАЕВА И.М., САФАРОВА М.И. Химия элементов и их соединений. Ч. II. – Учебное пособие. – Саратов: СВИБХБ, 2007. – 58 с.

Учебное пособие составлено в соответствии с программой изучения II раздела дисциплины «Общая и неорганическая химия» и предназначено для курсантов первого курса института. Содержит учебный материал по свойствам простых веществ и соединений элементов побочных подгрупп I, II, VI,VII групп периодической системы Д.И. Менделеева.
Рецензенты: кандидат химических наук, доцент Большакова Е.Г.,

кандидат химических наук, доцент Родионцев И.А.


 Саратовский военный институт биологической и химической

безопасности, 2007

ВВЕДЕНИЕ
Второй раздел «Химия элементов и их соединений» курса «Общая и неорганическая химия» изучается по группам периодической системы Д.И. Менделеева.

В этом учебном пособии рассмотрены наиболее важные свойства d– элементов побочных подгрупп I, II, VI, VII групп и их соединений.

Свойства простых веществ элементов изучаются по схеме:

­ – общая характеристика подгруппы;

– атомные свойства элементов;

– нахождение в природе;

– получение;

– физические свойства;

– химические свойства (отношение к простым и сложным веществам).

Химические свойства простых веществ изучаются согласно общей схеме:

– отношение к простым веществам (взаимодействие с водородом, галогенами, кислородом, серой, азотом, углеродом, бором и металлами);

– отношение к сложным веществам (взаимодействие с водой, разбавленными кислотами (HCl, H2SO4) и кислотами окислителями (разбавленной и концентрированной HNO3, концентрированной H2SO4, «царской водкой» и другими смесями кислот (например, HNO3 + HF) со щелочами, окислителями или восстановителями).

Далее рассматриваются свойства важнейших соединений элементов (водородных, кислородных и других).

В конце каждого раздела приводится информация о токсичности, а также применение простых веществ и соединений элементов.
1. ЭЛЕМЕНТЫ ПОБОЧНОЙ ПОДГРУППЫ

I ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА
Побочную подгруппу I группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева образуют медь, серебро и золото (подгруппа меди).

Медь – происхождение русского названия не установлено. Лат. Cuprum (Cu) – от греч. купрос (название о. Кипр); по месту добычи медных руд.

Медь известна человечеству с древнейших времен (5000-3500 лет до н.э.). Подробно описаны ее свойства Агриколой (1550-1556 г.г.), Василием Валентином (1599-1602 г.г.). Сплавы меди сыграли заметную роль в развитии цивилизации.

Серебро – возможно, от ассир. сарпу (светлый); по цвету металла. Лат. Argentum (Ag) от греч. аргос (белый, восходит к санскр. арганта – светлый).

Серебро было известно уже с 5000 – 4000 г.г., вновь открыто В. Бирингуччо (1560 г.), Агриколой (1550 – 1556).

Золото – одного корня с русск. желтый; по цвету металла. Лат. Aurum (Au) – от аурора (утренняя звезда); по блеску металла.

Золото добывалось и обрабатывалось задолго до н.э. (5000 лет до н.э.), большой вклад в его изучение внесли В. Бирингуччо (1540 г.), П.Р. Багратион (1843 г.).

1.1. Атомные свойства



Элементы подгруппы меди являются предпоследними d-элементами (каждый в своем периоде). В атомах элементов должны находиться по 9 d-электронов. Однако, поскольку d-подуровень близок к завершению, энергетически оказывается более выгодным переход одного s-электрона в d-состояние (таблица 1.1). Поэтому энергетическое состояние валентных электронов выражается общей формулой (n – 1)d10ns1 («провал» электрона).

Таблица 1.1. Атомные свойства элементов подгруппы меди и их соединений

Элементы

Символ

Валентные

электроны

Радиус атома,

нм

ОЭО

Медь



3d104s1

0,123

1,75

Серебро



4d105s1

0,144

1,42

Золото



5d106s1

0,144

1,42

У элементов подгруппы меди в образовании химической связи могут участвовать s-электрон внешнего энергетического уровня и 1 или 2 d-электрона предвнешнего энергетического уровня. Поэтому возможные степени окисления +1, +2, +3. Причем для меди характерно состояние окисления +2, для серебра +1, для золота +3.

Сродство к электрону у Cu, Ag, Au значительно больше, чем у s-эле-ментов I группы, а у Au даже выше, чем у кислорода и серы. Этот факт объясняется эффектом проникновения s-электронов внешнего уровня к ядру.

В соединениях с низшими степенями окисления элементы подгруппы меди проявляют основные свойства, а в соединениях с высшими степенями окисления – амфотерные.
1.2. Нахождение в природе
Среди элементов данной подгруппы наиболее распространенной является медь, а серебро и золото – редкие элементы. Медь, серебро и золото встречаются в природе, как в самородном состоянии, так и в виде соединений (таблица 1.2).

По минеральному составу медные руды делятся на три группы: сульфидные, окисленные и самородные.

Чистое серебро сопутствует золоту. Золото в природе чаще встречается в самородном состоянии. Из химических соединений золота, имеющих промышленное значение, известны минералы – теллуриды.

В морской воде содержится около 0,05 мг/т.

Таблица 1. 2. Содержание элементов подгруппы меди в земной коре

Элемент

Содержание в земной

коре, % мол. доли

Минералы

Медь

Cu

3,6  10–3

Cu2O – куприт;

Cu2S –халькозин;

CuCO3Cu(OH)2 – малахит;

2CuCO3Cu(OH)2 – азурит;

Cu3FeS4 – борнит

Серебро

Ag

1,6  10–4

Ag2S – серебряный блеск, аргентит;

AgCl – роговое серебро, хлораргирит;

AgBr – бромаргирит;

Ag3SbS3 – пираргирит;

Ag3AsS3 – пираргирит

Золото

Au

5  10–-8

AuTe2 – калаверит;

AuAgTe4 – сильванит


1.3. Получение

Для получения меди используют пиро- и гидрометаллургические процессы.

Выплавка меди из ее сульфидных руд – сложный процесс. Большинство металлов подгруппы меди получают обжигом сульфидов и дальнейшим их восстановлением:

Cu2O + C = 2Cu + CO

2Cu2O + Cu2S = SO2 + 6Cu

Процесс извлечения меди из халькопирита можно выразить суммарной реакцией:

2CuFeS2 + 5O2 + 2SiO2 = 2Cu + 2FeSiO3 + 4SO2

В результате таких процессов получают черную медь. Для получения чистой (рафинированной) меди (99,9-99,99% Cu) ее очищают электролизом.

Гидрометаллургические методы получения меди основаны на растворении минералов, содержащих медь, в разбавленных растворах H2SO4 или NH3. Из полученных растворов медь вытесняют железом или выделяют электролизом.

Наиболее чистые металлы получают электролизом солей.

Серебро и золото получают из руды, где они находятся в самородном состоянии (с содержанием ~ 0,001%), амальгированием ртутью, а также цианированием с помощью цианидов натрия или калия, при этом образуются растворимые в воде комплексные соли, из которых металлы восстанавливают цинковой пылью:

Ag2S + 4KCN = 2K[Ag(CN)2] + K2S

AgCl + 2KCN = K[Ag(CN)2] + KCl

Аналогично получают золото из золотоносного песка:

4Au + 8NaCN + 2H2O + O2 = 4Na[Au(CN)2] + 4NaOH

2Na[Au(CN)2] + Zn = Na2[Zn(CN)4] + 2Au
1.4. Физические свойства

Медь, серебро и золото – блестящие металлы красного, белого и желтого цветов. Они отличаются высокой плотностью, тепло- и электропроводностью. Металлы подгруппы меди обладают высокими температурами кипения и плавления (таблица 1.3), а также высокой (особенно золото) пластичностью. Из них могут быть получены тончайшие проволока и фольга. Они превосходят другие металлы по тепло- и электропроводности, а именно, серебро и медь занимают по этим показателям I и II места среди металлов.
  1   2   3   4



Скачать файл (992 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru