Н.С. Ахметов - Общая и неорганическая химия (1109650), страница 92
Текст из файла (страница 92)
Для калия и его аналогов выдеОяд К вЂ” НЬ вЂ” <'в т лены и изУчены все члены РЯда Ээбп, плоть до и = б (тогда как дли !х(а до и = 5, а для Ь! до п = 2). О к с и д ы (белый КгО, желтый НЬ<0 и оранжевый СвэО), подоб- ноНаО,— ое — ч пь реакционноепособные веще<тва, энергично взаимодействуют г водой, образуя гидроксиды. Об усилении химической активности в ряду Ь!40 — !х!аэΠ— К40 — НЬ 0 — СвэО можно судить по изменению значений энергии Гиббса для реакций </эЭ 0(к) + </эНэО(г) = ЭОН(к) которая для Ь<ОН составляет — 47 кДж/моль, для ХаОН вЂ” 78, дли КОН вЂ” !бг, д. НЬ Н— 0 — !05, для СвОН вЂ” 11! кДж/моль.
Этот же пример свидетельствует о значительном изменении свой: св йств при переходе от Ь! к э!а и от !<!а к К. К. ЭэО можно получить восстановлением ЭОа металлами. КОэ + ЗК = 214 0 Гидпокси ы д ЭОН вЂ” бесцветные очень гигроскопические ,, вещества. При накаливании они, подобно !х!аОН, возгоняют<я без разложения. Хо ошо ас в р р т оряются в воде; при этом выделяется зна[ чит на ело и я л и ельное количество теплоты.
В раста<" ЭОН <ре ионизированы почти нацело и являются самыми сильными основаниями — Шезочажа. Из них наибольшее значение в технике имеет КОН <.д 'с пас ха<<к . Гго ,„» получают электролизом водного раствора КС!. ,н м < и.а ихоксо~ хлО ' ' ы, э а нитритОкОбалътаВпо о р тив положность аналогичным соедиие ия Ь ' Н ' хлораты (ЧП) ЭС!О<, хлороплатинаты (!Ч) Ээр<С1щ нитритокобальта(П1) Ээ[ ( э)в) и некоторые другие труднорастворимы Из производных по г и д ру пы наибольшее значение имеют производ" ,нью калия.
Около ОО 9 е солей калия потребляется в качестве удобре',; ний. Его еое единения применяются также в производ<тве стекла, мыла . Идр 53< ГЛАВА10. з- О. И р-ЭЛЕМЕНТЫ УШ ГРУППЫ ЕН ЕЕВА ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Д.И.М ДЕЛ п 'ззП1 г ппы входят гелий Не, неон Хе, аргон В главную подгруппу гру г ппы криптона — криптон г, ксенон е, Аг и элементы подгруп г ию внешнего электронНп. Их атомы имеют завершенную конфигурацию вне ного слоя 152(Не) и аззаро: зоХе мАг зоКг ззХе зойп [222) Не 0,22 6.10 го ~ 1. ГЕЛИЙ наиболь- Гелий Не по сравнению с д ругими элементами обладает за и атома (24,59 эВ).
Особая устойчивость элект- шей энергией ионизации атома 24, э . со ая химических гелий от всех остальных хи ронной структуры атома отличает элементов пер д ио ической системы. лее близок к молекулярному Гелий по физическим свойствам наиболее лизок й поля изуемости атомов гелия у него о о оду. Вследствие ничтожной поляризу я — 269 'С) и плавления (— ( — 272 'С самые низкие температуры кипения ( — ' и о е и д гих растворите- Г й х же других газов растворяется в воде и дру ели хуже тся п и 0 'С менее 10 мл Не, т.е лях. В 1 л воды, например, растворяется при С1. е чем Н, и в 51 000 раз меньше, чем Н в два с лишним раза меньше, чем г, и в р, ном ски инертен, но при силь В обычных условиях гелий химичес он может образовывать молекулярные ионы возбуждении атомов он мож ы н "; ахватывая В обычных условиях эти ионы н у ы не стойчивы; з асп аются на два нейтральных атома недостающий электрон, они распад ек л НеН' 252.
Возможно также о р образование ионизированных молекул Не ' [25,). 538 Атомная масса .. Валентные электроны........ Радиус атома Э, им......... Энергия ионизации Э вЂ” Э', эВ......... Содержание в земной атмосфере, 98 (об, доли) .. 4,0026 20,984 39,948 83,80 131,30 (2)2У2р~ (8)3Ф3р (18)4~4ро(18)5~5ро (18)6~бр 0,122 0,160 0,192 0,198 0,218 24,59 21,57 15,76 14,00 12,13 10,75 5.10-5 1 8.10-з 9 3.10-2 1 1.10-4 8 6.10-о Гелий — наиболее распространенный после водорода элемент кос— моса — состоит из двух стабильных изотопов: зНе и зНе. Спектральный анализ показывает присутствие его в атмосфере Солнца, звезд, в метеоритах. Накапливание ядер 5Не во Вселенной обусловлено термоядерной реакцией, служащей источником солнечной и звездной энергии: В земной коре гелий накапливается за счет о-распада радиоактивных элементов, содержится растворенным в минералах, в самородных металлах.
Изотоп 5Не образуется за счет ядерных реакций, вызываемых космическим излучением, например: 4'Н = ~Но + 22Р + 2-„ з г '~Х + 'и = ггС + зТ зГ зН + о — о Ядра гелия (а-частицы) чрезвычайно устойчивы и широко используются для проведения различных ядерных реакций. В промышленности гелий в основном выделяют из природных газов методом глубокого охлаждения. При этом он, как самое низко- кипящее вещество, остается в виде газа, тогда как все другие газы конденсируются. Газообразный гелий применяется для создания инертной атмосферы при сварке металлов, при консервации пищевых продуктов и др.
Жидкий гелий применяется в лаборатории в качестве хладоагента в физике низких температур 1 2. НЕОН Неон, как и гелий, обладает очень высоким ионизационным потенциалом (21,57 эВ), поэтому соединений валентного типа не образует. Основное отличие его от гелия обусловливается относительно боль— шей поляризуемостью атома, т.е. несколько большей склонностью ,' образовывать межмолекулярную связь. Неон имеет очень низкие тем, пературы кипения ( — 245,9 ' С) и плавления ( — 248,6 'С), уступая лишь )12 гелию и водороду. По сравнению с гелием у неона несколько бблыпая ~~: растворимость и способность адсорбироваться.
Как и гелий, неон при сильном возбуждении атомов образует молег 1 кулярные ионы типа Хе'. 25го "225гхз т*5 25ч. 5 5 5 ср 5З 5 Неон получают совместно с гелием в качестве побочного продукта в , процессе сжижения и разделения воздуха. Разделение гелия и неона 539 осуществляется за счет адсорбции или конденсации. Адсорбционный метод основан на способности неона в отличие от гелия эдсорбироваться активированным углем, охлажденным жидким азотом. Конденсацнонный способ основан на вымораживании неона при охлаждении смеси жидким водородом. Неон применяется в электровакуумной технике для наполнения стабилизаторов напряжения, фотоэлементов и других приборов.
Различные типы неоновых ламп с характерным красным свечением употребляют на маяках и в других осветительных устройствах, в световой рекламе и т.п. Природный неон состоит из трех стабильных изотопов; м5!е и ззНе. 1 3. АРГОН Валентный слой атома аргона, как и неона, содержит восемь электронов. Вследствие большой устойчивости электронной структуры атома (энергия ионизации 15,76 эВ) соединения валентного типа для аргона не получены. Имея относительно больший размер атома (молекулы), аргон более склонен к образованию межмолекулярных связей, чем гелий и неон. Поэтому аргон в виде простого вещества характеризуется несколько более высокими температурами плавления ( — 184,3 'С) и кипения ( — 185,9 'С). Он лучше адсорбируется.
Аргон образует молекулярные соединения включения — клатраты — с водой, фенолом, толуолом и другими веществами, Гидрат аргона примерного состава Аг 6Н40 представляет собой кристаллическое вещество, разлагающееся при атмосферном давлении и температуре — 42,8 'С Его можно получить непосредственным взаимодействием аргона с водой при 0 'С и давлении порядка 1,5 ° 104 Па.
С соединениями Нзэ, ЯОъ СОъ НС! аргон дает двойные гидраты, т.е. смешанные клатраты. Аргон получают при разделении жидкого воздуха, а также из отходов газов синтеза аммиака. Аргон применяют в металлургических и химических процессах, требующих инертной атмосферы (аргоно-дуговая сварка алюминиевых и алюмо-магниевых сплавов), в светотехнике (флюоресцентные лампы, лампы накаливания, разрядные трубки), электротехнике, ядерной энергетике (ионизационные счетчики и камеры) и т.п. На Земле аргон значительно более распространен, чем остальны< благородные газы. Его объемная доля в земной атмосфере составляет (0,93%). Он находится в виде смеси трех стабильных изотопов; 4оАг (99,600%), эзАг (0,063%) и эаАг (0,337%).
Изотоп 4оАг образуется е 540 4оК !. — „4оА„ ш 18 ~ 4. ПОДГРУППА КРИПТОНА Криптон Кг, ксенон Хс и радон Нп характеризуются меньшей энергией ионизации атомов, чем типические элементы ЧП1 группы. Поэтом элементы о у и дгруппы криптона дают соединения обычного типа. Так, ксенон проявляет степени окисления +2, +4, +6 и +8. По характеру соединений ксенон напоминает близкий к нему по значению энергии ионизации иод.
Элементы по г ппы к д ру риптона отличаются от других благородных газов ббльшими размерами атомов (молекул) и большей их поляризуемостыо. Увеличение поля из р уемости молекул по мере роста размера атомов в ряду Не — Не — Аг — Кг — хе у — — — — Хе характеризуется следующими соотношениями: 1:2:3:1 2:о 20 (поляризуемость молекуля Хе в 20 раз выше, чем Не) Возрастание поля из е р у мости сказывается на усилении межмолекулярного взаимо ейс д ствия, а это последнее на возрастании тем ператур кипения и плавления простых веществ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
