Семинары (1) (791988), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

1.1).в) Число формульных единиц в ячейке (Z) – количество формульных единиц соединения,содержащихся в одной элементарной ячейке. Для расчета Z необходимо для каждого видаионов рассчитать N (число ионов данного вида в элементарной ячейке) с учетомрасположения ионов этого вида в элементарной ячейке (таблица 1.4).г) В ионной кристаллической структуре каждый катион окружен анионами, а каждыйанион – катионами, число ближайших соседей данного иона – его координационное число(КЧ).10Таблица 1.4. Основные характеристики кристаллических структур NaCl и CsCl.СтруктураРасчет N и ZN(Na+) = 8●NaClКЧ и координационные полиэдры11+ 6● = 482N(Cl–) = 1●1 + 12●КЧ (Na+) = 6 (октаэдр)1=44КЧ (Cl–) = 6 (октаэдр)N(Na+) = N(Cl–) = 4Z(NaCl) = 4N(Cs+) = 1●1 = 1N(Cl–) = 8●CsCl1=18КЧ (Cs+) = 8 (куб)КЧ (Cl–) = 8 (куб)N(Cs+) = N(Cl–) = 1Z(CsCl) = 1Общие закономерности строения ионных соединенийа) Расчет числа формульных единиц в ячейке производится при помощи уравненияN=A / k,N – число ионов данного вида в элементарной ячейке;А – число ионов данного вида, принадлежащих данной элементарной ячейке;k – число элементарных ячеек, которым одновременно принадлежит данный ион.Таблица 1.5.

Алгоритм расчета k.Расположение иона в ячейке Значение kВнутри1На грани2На ребре4В вершине8б) Если соединение имеет формулу AmBn, то m●КЧ (А) = n●КЧ (В), то есть связи междукатионом и анионом взаимно насыщены.в) Чем больше отношение r(A)/r(B), тем выше КЧ (А).8.

Гидриды щелочных элементовПолучение: взаимодействие щелочных металлов с водородом при нагреванииСтроение: солеобразные соединения M+H–.Взаимодействие с водой: MH + H2O = MOH + H2.119. Малорастворимые соединения щелочных элементовСоли лития – с маленькими анионами – LiF, Li3PO4, Li2CO3, Li2SiO3, LiOH.Соли натрия – с анионами среднего размера – Na[Sb(OH)6].Соли K-Cs – с крупными анионами – MHC4H4O6 (гидротартрат – кислая соль виннойкислоты H2C4H4O6), MClO4, M2[SiF6], M2[PtCl6] (гексахлороплатинат (IV)), M3[Co(NO2)6](гексанитритокобальтат (III)).10. Окрашивание пламени солями щелочных элементовВ пламени: M+ (г) + e (г) = M (г), ns1  np1 (возбуждение)  ns1 + hv (излучение ввидимой области спектра)Li – карминово-красный;Na – желтый (самое интенсивное окрашивание, маскирует все остальные);K – фиолетовый;Rb и Cs – розово-фиолетовый.11.

ЗадачиНа семинаре. Используя в качестве единственного источника натрия глауберову соль,предложите способ получения гидрида натрия. Напишите уравнения реакций и укажитеусловия их проведения.Домашнее задание1. Поясните, как и почему изменяется термическая устойчивость следующих соединенийщелочных элементов при переходе от лития к цезию:а) оксидов;б) перхлоратов;в) озонидов;г) нитридов.2. На рисунке 1.2 изображены кристаллические структуры соединений LiAl и LiAl3.12Рис. 1.2.

Кристаллические структуры соединений LiAl и LiAl3.1) Определите, сферами какого цвета на рисунке изображены атомы лития, а какого –атомы алюминия.2) Заполните таблицу 1.6.Таблица 1.6. Основные характеристики кристаллических структур LiAl и LiAl3.LiAl LiAl3Номер рисункаN(Li)N(Al)ZРекомендованная литератураА. А. Дроздов, В. П.

Зломанов, Г. Н. Мазо, Ф. М. Спиридонов. Неорганическая химия. Т. 2:Химия непереходных элементов. Под ред. Ю.Д.Третьякова — М.: Издательский центр«Академия», 2004, с 28–47.Ю.Д. Третьяков, Л.И. Мартыненко, А.Н. Григорьев, А.Ю. Цивадзе. Неорганическаяхимия. Т. 1.

— М.: Изд-во. МГУ; ИКЦ «Академкнига», 2007, с 25–96.Н.С. Ахметов. Общая и неорганическая химия. — М.: Высш. шк.; Академия, 2001, с 527–537.Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон. Современная неорганическая химия. Т. 2. — М.: Мир, 1969,с 57–65, с 259–270.Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон.

Основы неорганической химии. — М.: Мир, 1979, с 258–268.13Семинар 2. Элементы 2 группыПлан семинара1. Общая характеристика.2. Нахождение в природе и получение.3. Физические свойства простых веществ.4. Химические свойства простых веществ.5. Кислородные соединения.6. Соли.7. Кристаллические структуры флюорита и сфалерита.8. Гидриды.9. Жесткость воды.10.

Задачи.1. Общая характеристика4Be12Mg20Ca38Sr56Ba88Raконфигурация [благородный газ]ns21.121.601.972.152.172.23атомный радиус (Å)0.270.721.001.261.421.48ионный радиус M2+ (Å)900738590550503509первая энергия ионизации (кДж/моль)Особенности химии элементов 2 группы:а) металлические свойства простых веществ;б) восстановительная активность растет вниз по группе;в) основная степень окисления +2;г) условное разделение на три подгруппы:Be – склонность к образованию ковалентных связей, амфотерность гидроксида;Mg – диагональный аналог лития;Ca – Ra – щелочноземельные элементы, образуют ионные соединения, гидроксиды –сильные основания.2.

Нахождение в природе и получениеВ свободном виде не встречаются, только в виде солей и сложных оксидов.14Основные минералыБериллий – вместе с алюминием (алюмосиликаты) Be3Al2Si6O18 – берилл,BeAl2O4 –хризоберилл.Магний и кальций – (Mg, Fe)2SiO4 – оливин (в мантии и ядре Земли), MgCO3 – магнезит,CaCO3 – кальцит (мел, мрамор, известняк), CaCO3●MgCO3 – доломит,CaSO4●2H2O – гипс.Стронций и барий – сульфаты и карбонаты (SrSO4 – целестин, BaSO4 – барит, SrCO3 –стронцианит, BaCO3 - витерит).Радий – радиоактивен – урановые руды и ядерные реакции.ПолучениеБериллий – будет рассмотрено на семинаре 3.Магний: из доломитаtCCaCO3●MgCO3 = CaO + MgO + 2CO2;tC2MgO + 2CaO + FeSi (ферросилиций) = 2Mg + Ca2SiO4 + Fe (Mg отгоняют, так как егоТкип.

ниже, чем у Fe).Кальций – барий:а) MCl2 = M + Cl2 (электролиз расплава);б) 4MO + 2Al = 3M + MAl2O4 (в атмосфере инертного газа).3. Физические свойства простых веществ4Be12Mg20Ca84238Sr76956Ba72988Ra128965070024721090 1494 1382 1805 1500–2500 –1931 –1586 –1456 –1316 –1297температура плавления (С)температура кипения (С)энтальпия гидратации ионов M2+ (кДж/моль)4. Химические свойства простых вещества) Взаимодействие с водойM + 2H2O = M(OH)2 + H2:Be – не взаимодействует;Mg – медленно (из-за оксидной пленки) и только при нагревании;Ca – Ra – взаимодействие протекает быстро.б) Взаимодействие с кислородом 2M + O2 = 2MO (M=Be – Sr, для бария примесь BaO2).15в) Взаимодействие со щелочами – только бериллийBe + 2NaOH + 2H2O = Na2[Be(OH)4] + H2.г) Специфические реакции (в водной среде)Be + 4NH4F = (NH4)2[BeF4] + 2NH3 + H2Mg + 2NH4Cl = MgCl2 + 2NH3 + H2.Оксидные пленки (BeO и MgO) в этих условиях также растворяются.5.

Кислородные соединения5.1. Оксиды MOПолучение:а) сжигание металлов в кислороде2M + O2 = 2MO;б) термическое разложение солейCaCO3 = CaO + CO2 (нагревание).С водой взаимодействуют только если M = Ca – Ba:MO + H2O = M(OH)2.5.2. Пероксиды MO2Получение:а) обменная реакция M(OH)2 + H2O2 = MO2 + 2H2O (M = Mg – Ba) – на холоду;б) сжигание металлов в кислороде M + O2 = MO2 (высокое давление кислорода).С водой идет гидролиз (реакция, обратная реакции получения по уравнению а).Реакция BaO2 + H2SO4 = BaSO4 + H2O2 используется для получения H2O2.5.3. Гидроксиды M(OH)2Таблица 2.1.

Синтез и свойства гидроксидов элементов 2 группы.ПолучениеСвойстваBe2+ + 2(NH3●H2O) = Be(OH)2 + 2NH4+Слабое основание (соли сильноОсаждать щелочью нельзя:гидролизованы в водных растворах),Be(OH)2 + 2OH– = [Be(OH)4]2–амфотерный гидроксидMBeОснование средней силы,Mg–Mg + 2OH = Mg(OH)22+амфотерные свойства выраженыочень слабоCa – Ra16MO + H2O = M(OH)2Сильные основания (щелочи)Дополнения:1) Термическая устойчивость гидроксидов и их растворимость в воде возрастают отBe(OH)2 к Ba(OH)2, причем последний очень хорошо растворим в воде. Аналогия сгидроксидами щелочных элементов.2) Амфотерность Be(OH)2.[Be(H2O)4]2+H+Be(OH)2OH–[Be(OH)4]2–Важное замечание: осаждать Be(OH)2 растворами щелочей нельзя, так как гидроксидбериллия растворяется в избытке щелочи.3) Бериллаты (например, K2BeO2) получают твердофазным спеканием!tCBe(OH)2 + 2KOH = K2BeO2 + 2H2O.4) Специфическая реакция для M(OH)2 (кроме M = Be, особенно важна для M = Mg):M(OH)2 + 2NH4+  M2+ + 2(NH3●H2O).Причина: M(OH)2 – более сильное основание, чем NH3●H2O.Важное замечание: полностью осадить Mg(OH)2 водным раствором аммиака нельзя.6.

Соли6.1. ГалогенидыПолучение безводных хлоридов из гидратов.Бериллий – невозможно – пирогидролиз:tCBeCl2●4H2O = BeO + 2HCl + 3H2O.Выход: хлорирование оксида в присутствии угляtCBeO + C + Cl2 = BeCl2 + CO.Магний – также идет гидролизtC2(MgCl2●6H2O) = Mg2OCl2 + 2HCl + 11H2O.Выход: особые методыMgCl2●6H2O = MgCl2 + 6H2O (нагревание с NH4Cl или в токе HCl);MgCl2●6H2O + 6SOCl2 = MgCl2 + 6SO2 + 12HCl.Кальций, стронций, барий – гидролиза нет – гидраты хлоридов обезвоживаются простымнагреванием.6.2. СульфатыMSO4 (M=Ca – Ba) – малорастворимы, растворимость падает от CaSO4 к BaSO4.Переведение BaSO4 в растворимые соединения17tCBaSO4 + 4C = BaS + 4COtCBaSO4 + 4H2 = BaS + 4H2OПревращения гидратов сульфата кальцияt1t2>t1t3>t2CaSO4●2H2OCaSO4●1/2H2O  CaSO4  CaOГипсалебастрангидритоксид6.3.

Характеристики

Список файлов семинаров