Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон - Основы неорганической химии (DJVU) (975556), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Дити4зкарбаматы цинка, марганца и железа применяются УГЛЕРОД 5 м с — х 5 !4,Н Х = МНК ГЗКю ОК ели 5К, 0,5 ю»5 — 5 При окислении в водных растворах действием НзОш С!з или озО~ происходит образование тиурамдисульфидов. 1а + 2(СНз)з?4С5з — ь (СНз)зн — С вЂ” 5 — 5 — С вЂ” Ы(СНа)з + 21 5 5 Тиурамдисульфиды являются сильными окислителями и используются как инициаторы полимеризации (так как при нагревании они распадаются с образованием свободных радикалов) и ускорители вулканнзации.
Тетраэтилтиурамдисульфид под названием «антабус» применяется для лечения алкоголизма, так как вызывает аллергию к этиловому спирту. Ионтрольиые вопросы А 1. В основном состоянии атом углерода имеет электронную структуру 1ззззз2р„2рм Почему углерод обычно образует четыре одинарные связи, н не две? 2. Принелите примеры устойчивых карбонневых ионов, карбанионов н свободных радикалов. Что такое карбен? 3. Что такое катенирование? Почему способность кремния к образованию цепей значительно меньше, чем у углерода? Можно ли то же сказать об азоте? 4.
Опишите метод синтеза н основные свойства алмаза. 5. Что такое графит? Нарисуйте его структуру и объясните, почему его свойства отличаются от свойств алмаза. б. Перечислите способы получения оксида углерода СО. 7. Перечислите способы получения диоксида углерода СОз. 8. В какую сторону сдвинуто равновесие СОа (гидр.) + 2НзО ~ НаО+ + НСОа? 9, Почему СаСО, в некоторой степени растворяется в воде, насыщенной дионсидом углерода? Напишите и уравняйте коэффициенты в уравнениях реакций. как фунгициды в сельском хозяйстве, а цинковые соли являются также ускорителями вулканизации каучука. Днтиокарбамат-ионы образуют комплексы со многими металлами. Группа Соз в них, а также в ксантатах, тиоксантатах и тиокарбонатах обычно выступает как хелатный лиганд (14.11), но известны и комплексы с мостиковыми и концевыми дитиокарбаматными группами.
ГЛАВА !4 316 10. Как можно получить днцизи в лаборатории? Напишите реакции и уравняйте коэффициенты. 11. Перечислите сходство между (С)4)з и СН-, с одной стороны, С!з и С1- — с другой. $2, Почему водные растворы КС)4 имеют щелочную реакцию? 13. Опишите промышленный метод синтеза синильной кислоты и ее основные свойства.
14. Как получить С5з? Напишите уравнения реакций с этилатом натрия в зтнловом спирте и с днэжгламином в присутствии водного ИаОН. 15. Как из карбоната бария ВаСОз, меченного нзотопамн "С илн мС (ои и является основным исходным веществом для синтезов с меченым углеродом), можно получить: а) йй(*СО)6 б) *СзНз! в) *СНч! г) ьС5з н д) «СНзОН? !. Опишите подробно, что происходит прн растворении СОз (г.] в воде. 2. Длина связи С вЂ” С в графите равна 1,42 А.
Сравните ее с длинами свнзей в алмазе, этнлене и беизоле Как объяснить порядок С вЂ” С-связн в графите? 3. Дайте описание изоэлектронных молекул СО н ?(з в рамках метода МО. Можно лн на основании различий МО предполагать большие различия в химических свойствах? 4. Опишите строение н молекулярные орбитали изоэлектронных молекул СОз и аллена.
Каких различий в нх химических свойствах можно ожидать? 5. При полимеризвцин НС?) образуются днмеры, тримеры, тетрамеры, пента- меры и полимеры. Напишите возможные структуры этих молекул. 6. Объясните, почему в водном растворе НС)4 является слабой кислотой, а в чистом виде это сильная кислота, 7. Каков вероятный механизм реакции 5п(~?)(СэНз)з)з с С5з, приводящей к дитиокарбамату олова? 8. Дитиокарбамат цинка — линер. Предложите структуру. 9. Как приготовить цнанамид? Каково его строение? В промышленности его тримернзуют в меламин (для пластмасс), который представляет собой 2,4,6- триаминотрназан-1,3,5.
Как зта тримеризацня может протекать? Глава 14 Руководство к изумвкию Содержание н цель. Большая часть химии элемента углерода относится к области органической химии. Химики-неорганнки, однако, на законных основа- киях рассматривают некоторые ее аспекты, которые очень важны я традиционно не включаются в круг интересов органической химии. Эти аспекты включают почти все химические свойства элементного углерода, химию соединений, в ко. торых углерод связан с металлами и неметалламя, а также химические свойства многих простых бинарных соединений с неметалламн (окснды, циаииды, галогеннды). Область химии элементоорганнческик соединений, которую мы рассматриваем в гл.
29 и 30, занимает промежуточное положение. Материал этой главы разнообразен и «ак целое не охвачен в обзорной литературе. Дополнительная литература Соков К А., 9?1)йщзпп б., лбчапсеб 1погцап(с Сйегп!з1гу, Згб ед., 'й?1!еу, 1972. (Имеется перевод: Коттон Ф., Умлкинсон Дж. Современная неорганическая химия. — Мл Мир. 1969). В гл. 10 этой книги дан более детальный обзор и большее число бнблиографяческих ссылок.
Элементы 1ЧБ группы: иремннй„германий, олово и свинец 1аЛ. Введение Кремний — второй элемент после кислорода по распространенности в природе (около 28% в земной коре). Он встречается в огромном разнообразии силикатных минералов н как кварц 51Оь Германий, олово и свинец †редк элементы, их природное содержание около 10-г% . Олово и свинец были известны с древних времен, так как они легко получаются из соответствующих Руд Касситерит 5пОг встречается как примесь в гранитах, песках и глинах.
Свинец встречается в основном в виде галенита РЬЯ. Германий был открыт в 1886 г. после того, как его существование было предсказано Менделеевым. Это широко распространенный, но рассеянный элемент, который получается из глин и концентратов цинковых руд. Германий, олово и свинец используются в основном в виде металлов, но алкильные производные олова и свинца также получаются в больших количествах (гл. 29). Положение элементов в периодической системе и их некоторые общие свойства, в том числе и причины существования степени окисления П, обсуждались в разд.
8.11. Некоторые из свойств элементов приведены в табл. 8.4. Кратные связи. В отличие от углерода этн элементы не образуют устойчивых кратных р. — р„-связей. Сходство стехнометрического состава может наблюдаться, например, для следующих пар СОз и 810з, (СН,)гСО и (СН,)г810, но строение и химические свойства этих соединений совершенно различны. Диоксид углерода СОг — это газ, строение которого выражается формулой О=С=О, а 810з — гигантская полимерная молекула, в которой каждый атом кремния связан простыми связями с четырьмя атомами кислорода, что приводит к образованию тетраэдров Б!Оз, соединенных друг с другом (равд. 5.4). р,„— рп-Связи не могут здесь быть образованы, но для образования кратных связей эле- Э!8 ГЛАВА |З (~~ О ~б ОЭ ~ 0© Ваканяная Зжарбявакь заполненная |рк-нааняаяь Пнрекрнаанне Рис. |В.!.
Образование е|я — р„-связи между кремнием и азотом в трисилиламине. та.2. Выделение и свойства элементов Кремний в своей обычной форме, поступающей в продажу, получается восстановлением 5102 углем или карбидом кальция в электрических печах. Германий получают аналогично восстановлением Ое02 углеродом или водородом. Кремний и германий использу- менты могут использовать е(-орбитали. Поэтому некоторые особенности структуры и химического поведения соединений кремния и германия, в частности тех, которые содержат связи 8| — О и 51 — Ы, лучше объясняются с точки зрения частично двойного характера ря — е(я-типа.
Например, молекула Х(Б(НЗ)з плоская, в то время как Ы(СНз)з пирамидальная. Этот факт можно объяснить ря — е( -связыванием, возникающим за счет перекрывания 2р;орбитали азота с вакантной 3|1, -орбиталью кремния (рис. 15.1). Стереохимия четырехвалентного состояния. В отличие от углерода соединения этих элементов могут иметь координационные числа 5, 6, а в одном случае, для Вп(ЫОЗ)о известно координационное число 8.
Вот примеры; Координационное число В (СНз)зэпС!ру, З|Р, Координационное число б БпС!круз, (Сье(СзО,)з)з18|(аеас)з)+, РЬС!',. Степень окисления П. Во многих соединениях Япн и в меньшей степени для Оен и РЬн наличие неподеленной пары электронов приводит к важным структурным и химическим следствиям.
Во-первых, структуры таковы, что неподеленные пары занимают положение, которое могла бы занимать связь. Так, ион БпС!з имсст пирамидальное строение с неподеленной парой, такой же, как в молекуле ИНз (равд. 16.1). Во-вторых, соединения двухвалентнаго олова, в частности ВпС12 и 5пС!з, могут выступать как доноры по отношению к переходным металлам, например, в комплексе:[Р1ц (8нС1з) в) ' . З1Э элвмкиты ша ггуппы м, ое, зп и Рь ются как полупроводники, в особенности в транзисторах. Для этих целей требуются материалы сверхвысокой чистоты (содержание примесей меньше 10-' ат.070) и необходимы специальные методы для их получения. Сначала элементы превращают в тетрахлориды, которые затем снова восстанавливают до металла водородом при высоких температурах.
Элементы сплавляют в бруски и подвергают очистке с помощью золной плавки. Брусок металла нагревают с одного конца так, что в нем образуется прослойка расплавленного кремния. Примеси лучше растворимы в расплаве, чем в твердом веществе, поэтому они концентрируются в расплаве. Затем начинают медленно смещать зону расплава вдоль бруска, передвигая источник нагрева. Прн этом примеси вместе с зоной расплава смещаются в конец бруска. Процесс можно повторить, а конец бруска с примесями отрезать.
Сверхчистый германий получают так жс. Олово и свинец получают восстановлением оксидов или сульфидов углеродом. Для дальнейшей очистки металлы можно раство ить в кислоте и подвергнуть соли электролизу. ремний обычно весьма инертен. Он взаимодействует с гало- генами, образуя тетрагалогениды, и растворяется в щелочах, образуя растворы силикатов. Кислоты, кроме плавиковой, не действуют на него.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
