Н.С. Ахметов - Общая и неорганическая химия (1109650), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Кроме того, селен используют в стекольной промышленности для получения сте- кол рубинового цвета и др. Изотоп г'оРо (Т = 138,4 дня) приме: ч.от /г как источник а-частиц, Соединения сепена, теллура и полония (-П). У селена, теллура и полония степень окисления — 2 проявляется соответственно в селенидаз, теллувидах и пояонадас — соединениях с менее электроотрицательны- ми, чем они сами, элементами. В этих типах соединений проявляется аналогия элементов селена и теллура с кислородом и серой. Например: Оксиды ........,....... Н20 ХагО С02 Селениды ......,....Н23е !!агре СЯег Сульфиды ............Н28 !4агБ СЯ2 Теллуриды .....,..
Н2Те МагТе СТег По методам получения, кристаллической структуре, растворимости и химическим свойствам селениды и теллуриды аналогичны сульфидам. СРеди них имеютсЯ основные (Кзоте, КгТе) и кислотные (Серег, СТег) соединения: Кое + Н20 КНЯе+ КОН; Серег + ЗН20 = НгСО8+ 2Н2Яе основный кислотный Вследствие больших размеров и низкой электроотрицательности -г атомов Бе и Те в качестве лигандов выступают редко. Поэтому реакции между селенидами и тем более между теллуридами разной химической природы не характерны. В соответствии с усилением металлических признаков простых веществ в ряду Π— Б — Бе — Те — Ро возрастает склонность к образованию 369 ий типа металлидов.
Большая группа селенидов т УР— полупроводники. Наибольшее применение в качестве полупроводников имеют селениды и туллуриды элементов подгруппы цинка. Селенид водорода Н2Бе и теллурид водорода Н2Те в обычных условиях — газы с очень неприятным запахом, по структуре и свойствам напОминатот Н2Б: Н,О 0 100 0,096 Н25 Н25е Н2Те -85,6 — 65,7 51 — 60,4 -41,4 -2 0,133 0,146 0,169 Т. пл., 'С Т.
кип., 'С дЭН нм Е, кДж/моль (НЭН ЬН', кДж/моль 347 276 238 104,5' -285, 8 92,2' 91,0' 90' -21 33 99,7 АС ., Дж/ Каь в водном растворе 85,2 -237,2 -33,8 19,7 18 10тв 1 10т 17 104 10'102 А12Тсз + ОН20 = 2А1(ОН)т + ЗН2Те Растворы в воде Н2Бе и Н2Те — слабые кислоты (сслеквввдврвдиал и тсллурвввдврвдкал). Как видно из значений констант ионизации Кат, в ряду Н20 — НгЯ вЂ” Н2Бс — НгТе сила кислот возрастает, что объясняется уменьшением энергии связи ЭН. В этом же ряду растет восстановительная способность Н2Э.
Селенид водорода и его производные я д о в и т ы. Соединения гелена (1Ч), теллура (1Ч) и полония (1Ч). Степень окисления +4 селена, теллура и полония проявляется в диоксидах ЭОь тетрагалогенидах ЭНа!4, оксодигалогенидах ЭОНа12, а также в соответствующих им анионных комплексах, например типа ЭОгз, ЭНа1в .
Для полония (1Ч), кроме того, характерны солеподобные сое- 2. динения типа Ро(504)2, Ро(!4!Оз)4. 370 Как видно из приведенных данных, в ряду Н20 — Н2Б — Н2Бе — Н2Те по мере увеличения длины и уменьшения энергии связи ЭН устойчивость молекул падаег. В отличие от оксида и сульфида водорода его селенид и теллурид — эндотермические соединения (с40 > О).
При / нагревании Н2Те легко распадается, а водородное соединение полония разлагается уже при получении. Селенид и теллурид водорода можно получить действием воды или кислот на селениды и теллуриды некоторых металлов, например: В отличие от се ы ры у селена и его аналогов диоксиды ЭО2 в обычных условиях — полимерные соединения. В я ЯеО— р ду 2 — Те02 — РОО2 отчетливо наблюдается ослаб е лотных свойств, ак, свойств, "'ак, е02 легко растворяется в воде, образуя сслекистую кислоту Н2БеОз'. Яе02 + НгО = НгЯе02 Диоксид телл а в ур воде не растворяется, но взаимодейств е рами щелочей: с ует с раство- ТеОг + 2!4!аОН = !4!агТс02 + Н20 Диоксид же полония с е о щ л чами реагирует только при сплавлен с кислотами взаимодействует как оснбвный оксид; Ро02 + 2Н2БО4 — — Ро(504)2 + 2Н,О П оизво ДНЫЕ З НаЗЫВаЮтСЯ Свлситттажи, 2- киталти.
теллуритажтт и ивлвотличие от ~2502 триоксоселенат (!Ч) водорода Нгое02 выделен в свободном состоянии. Это — тв — твердое вещество, которое легко теряет воду (при 70 С и п ев а ает р ращается в ' Бе02. Аналогичное соединение телл а — Н ур — г~е02 склонно к полимеризации, и о , и поэтому при действии кислот на телл иты вы Те02 иН20. УР тделяется осадок переменного сос состава Теграгалогени ы, д, кроме жидкого ЯеГ4, — твердые вещества (т.
пл. 100 — 350 С). Они образ ются п и Б у тся при взаимодействии простых веществ. удучи кислотными соединениями, ЭН 1 а 4 довольно легко (в особен- ности ЯеНа14) гидролизуются. ЯсС14 + ЗН20 = Н28е02 -! 4НС1 и взаимодеиству с Оснавными ОГеНИдами 2К1 + Тс14 — Кг(Те1з]; 2КС1 + РОС! = К [РОС!„) Оксид Яе02 и ЯеОзз по сравнению с 502 и ЯО~ зпроявляют в б шей степени окислит ельные свойства, чем восстановительные. Нап имер, Яе02 легко окисляет ЯО: 2 ьные. апри- 2502 + Яе02 —— Яе + 2502 нео ходимы сильные окисДля окисления же производных Э(1Ч б лители. 371 Сое ения селена (Ч1) теллура (Ч1) и полония (Ч1).
Для селена (Ч!) и теллура (Ъ'1) известны бинарные соединения с кислородом и фтором; Яе02 ТеОз ЯеГв ТеГв Яе0~2 ТеОв — ТеР2 Соединения полония (Ъ'!) неустойчивы. Как и 802, т р и о к с и д селена Яе02 (т. пл. 118,5 С, т, разл. ) 185 'С) — белого цвета, известен в виде стекловидн о и ной и асбестовидной модификаций. С водой Яе02 взаимодействует очень энергично, образуя селеяоеую кислоту Н25е04. Триоксид теллура ТеОз также имеет дв д ф е мо ификации.
В воде практич ически не растворяется, но взаимодейству щ ет со елочами. Три- 1 аТеО оксид селена БеОз получают действием эОз на селенаты (Ч ), а е обезвоживанием гексаоксотеллурата (Ч1) водорода: К28е04 + 802 = К2804 + ЯеОз, НвТеОв — ТеОз + ЗН20 Тетраоксоселенат (Ъ'1) водорода Н28е04 — белое кристаллическое вещество (т.
пл. 62,4 'С). Как и Н2804, он жадно поглощает воду, обугливает органические вещества. Его в д р р о ный аство — сильная (селеновая) кислота (К.,1 — 1 10, Квз — 1, . ), р' —,2 ° 10 2), Из астворов выделяются кристаллогидраты (Н28е04 Н20, Н28е04. г .О ° 2Н О, Н28е04 '4Н20), являющиеся селенатами оксония. Для теллура (Ч1), как и для других р-элементов 5-го периода, . устойчивое координационное число по кислороду р , р авно 6. П оизводные гексаоксотеллурат(Ч1)-иона ТеОв вобразуются при сплавлении со щелочами производных Те (!Ъ') в присутствии окислителей.
Гексаоксотеллурат (Ъ'1) водорода НвТеОв — белое кристаллическое вещество, хорошо растворимое в горячей вод . ур е. Телл оная кислота очень слабая (Каз — — 2 ° 10 в, Кзз = 5 1О и), При нейтрализации НвТеОв цзелочью образуются оксогидроксотеллураты, наприм р [ ( ') 1, е М[ТеО(ОН)в), Мз[Те02(ОН)4]. Получены также производные типа АйвТеОв, Н82ТеОв.
Г е к с а ф т о р и д ы ЯеРв (т. возг. -46,6 С) и ТеРв (т, возг. -38,6'С) — бесцветные газы; их молекулы имеют форму октаэдра. В отличие от ЯРв и ВеРв гексафторид теллура легко гидролизуегся. то обусловлено координационной ненасыщенностью теллура: ТеГв + 6Н20 = НвТеОв + 6НР 372 По этой же причине ТеРв дает фторотеллураты (Ч!), например Сзз[ТеРв), Ва[ТеРтвзз, Ва[ТеРв) Соединения селена (Ч!) менее устойчивы (см. рис. 143), чем соответствующие соединения серы (Ч1). Так, при нагревании Бе02 и Н28е04 разлагаются с выделением кислорода. Поэтому Н28е04 — более сильный окислитель, чем Н2804.
Яе04~- + 4Н" + 24 = Н28еОз .!. Н О 804~ + 4Н' + 24 = Н250 + Н О г' — 0 17 В Например, Н28е04 окисляет концентрированную соляную кислоту; Н28е04 + 2НС! Н28е02 + С!2 + Н20 ав За счет выделения атомного хлора смесь Н28е04 и НС! — сильнейший окислитель, растворяет золото и платину. Окислительные свойства у НвТеОв выражены слабее, чем у Н28е04. Помимо полупроводниковой техники соединения селена и теллура используются в химическом синтезе, в частности, для получения разнообразных селен- и теллурорганических соединений. Многие соединения селена и теллура токсичны. Полоний еще опаснее ввиду его радиоактивности.
Г Л А В А 5. !з-ЭЛЕМЕНТЫ Ч ГРУППЫ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА Элементы главной подгруппы Ч группы — азот Н, фосфор Р, мышьяк Аз, сурьма ЯЪ, висмут ВЪ Согласно электронным конфиругациям их атомов 1 422 422рз 2422рвЗв Зр Ав 3423рвЗУз4424рз БЪ 4424рв444з5425рз Вз 42248444!4з4)44542584541в6426!42 азот и фосфор относят к типическим элементам, а мышьяк, сурьму и висмут объединяют в подгруппу мышьяка.
Основные константы рэлементов Ч группы приведены ниже: 373 ,2В ыбЪ 151 208,98 64-'брз 121,75 5Ибрз 74,92 404рз 30,97 згзр' Атомная масса ............,....... 14,01 Валентяые электроны ......... 25-'2рз Атомный радиус; металлический, нм,...... 0,071 ковалентный, нм ........... 0,070 Условный радиус иона Эз, нм .........,........ 0,148 иона Эз', нм .................. 0,015 Энергия нонизапии Эо -+ -Ь Э', эВ ..........,............,.
14,53 Содержание в земной коре, % (мол. доли) ..............,........ 0,25 !4Ч Природные изотопы ........... (99,64%) 15Х (0,36%) 0,13 0,110 О, 182 0,146 0,161 0,136 О, 148 0,118 0,213 0,074 0,208 0,062 0,192 0,047 0,186 0,035 7,287 8,639 10,484 9,81 1,7 10 о 205 В| (100%) 5 105 121ЯЪ (57,3%) 125 чЪ (42,7%) 1,5 104 !|Аз (1ОО%) 0,05 З|Р (100%) Как видно из приведенных данных, в Р ду я Аа — ЯЪ вЂ” В| размеры атомов и ионов увеличиваются, энергии ионизации уменьшаются. Этим обусловлено ослабление признаков неметал аллических элементов и усиление признаков металлических элементов.
з 1. АЗОТ 374 Азот (152202рз) — типичный немегаллический элемент, по электро- отрицательности (3,0) уступает лишь фт ру р а н кисло оду. Степени окисления азота в соединениях -3, -1, +1, +, +,. 3, +5, а также -2, +2 и + 4. й по: '4Х Природны азот состоит из двух устойчивых изото в: (99,635%) и '5Х (0,365%). Содержание азота на Земле составляет 0,03 т ( . ). Основная масса его входит в состав атмосферы , 3 %о (мол. доли). [78% (об. доли)) в виде простого вещества. Из минералов промышленное значение имеют чилийская ХаХОз и инд ийская КХОз селит1|ы.
белковых тел всех растительных и животных Азот входит в состав организмов, о наруж б ен в газовых туманностях и солнечной атмосфере, на Уране и Нептуне и др. П вещества. Электронная конфигурация молекулы аз та Хз ростов вещее |22 о*2 24 о2 .з 5 у.,о н что отвечаег тройной связи между атомами азота: ХШХ (з7 = 0,1095 нн нм). Вследствие этого молекула Хз исключительно прочна: 25Н;оз =- 945 кДж, К „= 10-12о Д~~ пр 3000 С степень диссоциации молекулярного азот н достигает всего лишь 0,1%. Вследствие прочности молекулы !Хз многие соединения азота эндотермичны. Кроме того, энтропия их образования отрицательна (Хз— газ). Отсюда молекулярный азот химически малоактивен, а соединения азота термически малоустойчивы и относительно легка разлагаются при нагревании.
Поэтому азот на Земле находится главным образом в свободном состоянии. Молекула азота Хз слабо поляризуется. Силы взаимодействия между молекулами Хз очень слабые и не могут препятствовать беспорядочному движению молекул (энтальпийный фактор проявляется значительно слабее, чем энтропийный).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
