Простые вещества и соединения

8 ХИМИЯ МЕТАЛЛОВ

Начинаем раздел с рассмотрения химии металлов, учитывая их очень важное значение для техники. Ограничения по объему учебни­ка не позволяют изложить свойства всех металлов, в основном будут рассматриваться наиболее применяемые элементы, причем главным образом будут обсуждаться общие свойства металлов по группам и семействам.

Рассмотрению свойств металлов предшествует краткая классифи­кация простых веществ и химических соединений.                                                                                       I

8.1. Простые вещества и соединения

Аллотропия простых веществ. Простыми называются вещества, состоящие из атомов одного и того же элемента. Простое газообраз­ное вещество состоит из одно- и многоатомных молекул, в конденси­рованном состоянии — из атомов и молекул. Общее число простых веществ (более 400) значительно больше числа элементов. Это обу­словлено существованием простых веществ в различных аллотроп­ных модификациях. Различают аллотропии состава и формы. В пер­вом случае аллотропные модификации отличаются составом просто­го вещества, например О₂ и О₃. Аллотропия формы (полиморфизм) обусловлена различным расположением частиц в пространстве. При­мерами полиморфных форм служат дикислород и озон или серая и желтая сурьма. Аллотропные модификации обозначают греческими буквами а, Р, у и т.д., причем буква а обозначает самую низкотемпе­ратурную модификацию. Более высокотемпературная модификация обозначается буквой р и т.д.

Металлы и неметаллы. Все простые вещества можно разделить на металлы и неметаллы, поскольку их свойства существенно разли­чаются (табл. 11.1).

Таблица 11.1. Некоторые характерные свойства металлов и неметаллов

Граница между металлами и неметаллами размыта, между ними находятся полуметаллы (рис. 11.1). Полуметаллы обладают свойст­вами как металлов, так и неметаллов. Например, серый мышьяк име­ет металлический блеск и электрическую проводимость, однако он хрупок, а желтый мышьяк - имеет чисто неметаллические свойства.

Большинство элементов являются металлами. Из рис. 11.1 следу­ет, что имеются s-, р-, d- и f-металлы, к неметаллам относятся р - элементы и два S - элемента.

Химические соединения. Существуют двухэлементные (бинарные), трехэлементные и многоэлементные соединения. Бинарные соедине­ния подразделяются на оксиды, сульфиды, галогениды, нитриды, кар-

Вместе с этой лекцией читают "Феномен отчуждения".

биды и другие сложные вещества. Различаются соединения постоян­ного (дальтониды) и переменного (бертоллиды) состава. Для дальто-нидов справедливы законы постоянства состава и кратных отноше­ний, например NH₃, Н₂О, SO₂. Состав бертоллидов может изменяться в определенных пределах. В принципе, любое твердое вещество, за исключением веществ с молекулярными кристаллическими решетка­ми (Н₂, N₂, СО₂ и др.), является бертоллидом. Как было показано в гл. 4, строение реальных кристаллов отличается от строения идеальных кристаллов. В реальных кристаллах могут быть вакантными узлы решетки и соответственно создается дефицит по какому-либо веще­ству, или некоторые частицы могут размещаться в междуузлиях, что приводит к избытку другого вещества.

Вопросы для самоконтроля

11.1.Какие аллотропные модификации олова вы знаете и какими буквами их
следует обозначать?

11.2.Напишите уравнения реакций оксидов NO₂ и SrO, на основании которых
можно судить о металлических и неметаллических свойствах элементов.

11.3.Приведите примеры соединений постоянного и переменного состава. К ка­
кому типу соединений относятся лед и сульфид свинца?