nekrasovI (1114433), страница 76
Текст из файла (страница 76)
Р ! П Периодическая система эеементов оъ со 1 Ф о дт х х — о Р й — Р— Я а /// ма,. / / / ////// / / а о М вЂ” О///// — О— / ''Л/ /// / / т - Ы ',/;/ // / 'Л'Х / / к о(и/'Л / 'к о оо /;,/ / 'Л /и/ /- '/' '/ 'о о '/ 'к х ','З Л,/ ','," /, о о т Й 'Л е. Ф х а О и о Ю и 'о 5 4. Злекмронные аналоги стоят совершенно особняком, Следовательно, водород является не полн ми ан а л огон фтора.
Блнзость его к семейству галондов согласуется н со всей совонупностью фнзнческнх свойств водорода. 2) Помимо рассмотренной выше формальной аналогнн водорода со щелочнымп металламн пп строенню внешней электронной оболочки, помещение его в первую группу часто мотявнруется тем, что прн хнмнческпх взаимодействиях водород обычно «ведет себя, как металл».
Прн этом большей частью упускается нз внду, что подобное поведенне водорода характерно для него лншь прн реакциях, осуществляющихся в водных растворах, Хотя нненно с такого рода реакцнямн водорода чаще всего прнходнтся встречаться на практике, однако прн характеристике его к а к з л ем ечта нм нельзя отвадить определяющей роли, так как хнмнческав функпня атома резко искажена здесь особымн свойствами положнтелького нона (голого протона). Степень металлнчностн элемента оценивается по легкости отщеплення электрона его атомом. Сопоставнм с этой точки зрения натрий, водород н хлор: Ма+!18 ккал ч=ь Ма'+е С! + 300 ккал ч-.=н С!' + е Н+ 315 ккал ч=ь Н'+е Как показывают этн данные, знергня ноннзацнн водорода не только резко превосходят энергню ноннзацнн натрчя, но н несколько превышает энергию ноннзацин хлора.
Такнм образом, нн о какой характерностн металлической функцнн для свободного атома водорода не может быть н речи. В прнсутствнн воды появляется дополннтельный эффект — г н д р а т а ц н я попов. Из нптересующнх нас здесь величин одна — знергня гндратацнн нояа С)'— непзвестна, но для данного орнентнровочного расчета можно принять ее равнон энергии гндратацнн нона Ма'. Тогда имеем: Ма'+ ап ж=е 5)а'+ 101 ккал С!'+ ай ч=~ С!'+ 101 ккал Н'+ай ч=ь Н'+265 ккал Складывая почленно все трн уравнения с прелыдущнмн, получаем результаты, с ум м а р н о характернзующне поведенне атомов в водной среде; )»)а+ай+17 ккал ч=ь На'+е С!+ ай+ 199 ккал ч=Ф С!'+ е Н + ай + 50 ккал ч=еь Н' + е Как видно нз этих результатов, в водной среде водород стонт гораздо блнже к 5)а, чем к С1, т. е. прн этнх условнях действительно приобретает сходство с метал. лами.
Однако сходство это присуще не самому атому, как таковому, а потому н не может служнть основанием для определения положения водорода в перноднческой системе. Структурная однотнпность его атома с атомами элементов первой груп. пы имеет такой же формальный характер, как одиотнпность атома гечня с атомамн элементов второе группы. Седьмая группа периодической системы 1 Н 1,0079 ! У В 7 18,99840 17 С! 35,458 25 13 2 55 Вг ~в в 79,904 Тс и 1в 98,9082 в 55 7 1в ~в 125,9045 75 цс 32 !в в 186,2 85 и А1 32 ~в [210] ф 3. Фтор. На земной поверхности фтор встречается исключительно в составе солей. Общее его содержание в земной коРе равняется Из членов данной группы водород был рас1 смотрен ранее.
Непосредственно следующие за ним элементы — г, С], Вг и 1 — носят общее название галоидов (или галогенов). К ннм же следует отнести н элемент № 85— астат (А1). Другую часть группы составляют элементы подгруппы и а р г а н ц а (Мп, Тс, Г2Е). Как видно из приводимых электронных структур, атомы галоидов имеют 7 электронов во внешнем слое.
Основываясь на этом, можно наметить некоторые черты нх химической характеристики: так как до устойчивой конфигурации внешнего слоя не хватает лишь по одному электрону, наиболее типичными для галондов должны быть соединения, в которых эти элементы играют роль одновалентных металлоидов. С другой стороны, их максимальную положительную валентность можно ожидать равной семи. Иначе обстоит дело в подгруппе марганца.
Здесь незаконченнымн являются уже д в а внешних слоя. Так как в наиболее удаленном от ядра слое находится только 2 электрона, тенденции к дальнейшему присоединению электронов не будет. Наоборот, при их отдаче в образовании валентных связей могут принять участие и 5 электронов следующего слоя. Поэтому максимальную положительную ьалентность элементов подгруппы марганца также можно ожидать равной семи. Таким образом, по своим основным тенденциям элементы обеих подгрупп сильно отличаются друг от друга: тогда как галоиды должны в первую очередь характеризоваться резко выраженной металлоидностью, марганец и его, аналоги будут вести себя как металлы. у д Фгор 0,02%.» Основная масса фтора распылена по различным горным породам.
Из отдельных форм его природных скоплений наиболее важен минерал флюорнт — СаРт.' '. Элементарный фтор получают путем электролиза фтористых соединений, причем он выделяется на аноде по схеме: 2Р -~' 2е+2Р— 2е+ Рт! Электролитом обычно служит смесь состава КР.2НР (часто с добавкой ) !Р). Процесс проводят при температурах около !00'С в стальных электролизерах со стальными катодами и угольными анодами.а Свободный фтор состоит из двухатомных молекул и представляет собой почти бесцветный (в толстых слоях зеленовато-желтый) газ с резким запахом. Он сгущается в светло-желтую жидкость при †1'С и затвердевает прн †220 'С.а С химической стороны фтор может быть охарактеризован как одновалентный металлонд и притом самый активный из всех металлондов.
Обусловлено это рядом причин, в том числе легкостью распада молекулы Рт на отдельные атомы — необходимая для этого энергия составляет лишь 38 ккал/нодо (против 118 ккад/хсодл для Оа и 58 ккал/хсоло для С!т). Атомы фтора обладают значительным сродством к электрону и сравнительно малыми размерами. Поэтому их валентные связи с атомами других элементов оказываются прочнее аналогичных связей прочих металлоидов (например, энергия связи Н вЂ” Р составляет 135 ккал/моль против 1!О ккал/хсоль для связи Н вЂ” О и 103 ккал/моль для связи Н вЂ” С1).а ' Подавляющее большинство металлов соединяется с фтором уже при обычных условиях. Однако взаимодействие часто ограничивается образованием плотной поверхностной пленки фтористого соединения, которая предохраняет металл от дальнейшего разъедания.
Так ведут себя, например, Сц, % и Мд, которые поэтому оказываются практически устойчивыми по отношению к фтору (в отсутствие воды). Так как фтористые производные м е т а л л о и д н ы х элементов обычно легколетучи, образование их не предохраняет поверхность металлоида от дальнейшего действия фтора. Поэтому взаимодействие его с металлоидами часто протекает значительно энергичнее, чем со многимн металлами.
Например, кремний, фосфор и сера воспламеняются в газообразном фторе. Аналогично ведет себя аморфный углерод (древесный уголь), тогда как графит реагирует лишь при температуре красного каления. С азотом и кислородом фтор непосредственно не соединяется. От водородных соединений других элементов фтор отнимает водород. Большинство окислов разлагается им с вытеснением кислорода.
В частности, вода взаимодействует по схеме Рт+НтΠ— » 2НР+О причем вытесняемые атомы кислорода соединяются не только друг с другом, но частично также с молекулами воды и фтора. Поэтому, помимо газообразного кислорода, при этой реакции всегда образуются перекись водорода и окись фтора (РтО). Последняя представляет собой бледно-желтый газ, похожий по запаху на озон.т-" Практическое использование свободного фтора развилось сравнительно недавно. Потребляется он главным образом для фторирования » Приводимые данные о распространенности алемеитои асвду выражены и а том.
н ы х пропеитах !ср. 11 й 3). 'гг!. Седьмая груааа аериадииесяод системги органических соединений (т. е. замены в них водорода на фтор), Процесс этот приобрел большое значение, так как многие фторорганические производные обладают весьма ценными свойствами. Необходим фтор и для получения соединений инертных газов. м В отличие от свободного фтора ф т о р и с т ы й в о д о р о д (НР) и многие его производные используются уже с давних пор. Непосредственное соединение фтора с водородом сопровождается значительным выделением тепла: Н, + Рз — — 2НР + 130 клал Реакция протекает обычно со взрывом, который происходит даже при сильном охлаждении газов и в темноте.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
