Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон - Основы неорганической химии (DJVU) (975556), страница 78
Текст из файла (страница 78)
Известно также несколько соединений криптона. Химия радона должна быть более широкой и разнообразной, но короткие периоды полураспада его изотопов делают исследования невозможными. Ксенон непосредственно взаимодействует только с фтором, но кислородные соединения можно получить из фторидов. Некоторые соединения очень устойчивы, и их можно получить в больших количествах. В табл. 21.2 перечислены некоторые из нанболес важных соединений и их свойства. Фториды. Термодинамнческое исследование реакции ксенона с фтором показало, что существуют только три фторида: Хе >;Ра-— ХеРа ХеРа + Ра = ХеР4 ХеР4 + Ра = ХеР, Равновесие устанавливается быстро только прн температуре выше 250'С, и синтез нужно проводить при более высоких температурах. Все три фторида — летучие вещества, легко возгоняющиеся при 25'С.
Их можно хранить в никелевых сосудах, но Хера и ХеРа исключительно легко гидролизуются, и необходимо исключить даже следы воды. ГЛАВА а! Таблица 2А2 Некоторые соединения ксенона Состоякае окмелеккя Ссеанненке т. ол„ Структура Замечания 'С Форма Д Хега Всецветные 129 кристаллы Линейная Гндролизуется до Хе+ Оь слабо растворяя в жидкой НР Устойчиво '!'о же 1Ч Хега То же !!7 Квадратная Ч! Хега » Ч9,6 Сложная, см.
текст Асимметрич- Устойчиво до нзя антнприз- 499 "С ма СлзХега Желтое вещест- во Устойчиво Квадратная ци- рамида Пирамидаль- ная Бесцветная жидкость Бесцветные кристаллы ХеОга Взрывчато, гигроскопично, устойчиво в расгворак Взрывчато ХеОа Ч!!1 ХеО< Бесцветный газ Тетраэдрнче- ская Суогествуют также анионы НХе02 . НаХе02 н НзкеО ° Октаэдриче- ская ХеОе Бесцветные со- ли Растворы ХеР, обладают сильным окислительным действием.
Они окисляют НС1 до С!а н Се'+ до Се'+. По отношению к органическим соединениям ХеРт является также мягким фторирующим агентом. Он, например, переводит бензол в СеНаР. Тетрафторид ксенона образуется легче, чем тетрафториды двух других благородных газов. При нагревании до 400'С и при давлении около 6 атм в течение нескольких часов смеси Хе и Ра состава 1:5 зто'вещество образуется с количественным выходом. Оно во всем похоже на ХеРз, за исключением отношения к гидролизу, что уже обсуждалось выше, ХеРа избирательно фторирует ароматические кольца в соединениях, подобных толуолу.
Дифторид ксенома лучше всего получать взаимодействием ксенона с Ра (недостаток) при высоком давлении. Он растворяется в воде, и растворы ХеРа имеют едкий запах. В кислых растворах гидролиз идет медленно, но в присутствии щелочей он протекает быстро 1 ХеРа +2ОН Хе + 2 0» +2Р +НаО 4О! БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ Рис. 2!.!. Тетрамерный (слева) н гексамерный (справа) фрагменты 1ХеРа" Р-)с, на которых состоит кристаллннескаи структура Хепк Гексафторид ксенона получается при взаимодействии ХеРА и Рт под давлением или прямо Хе и Рх прп температурах выше 250'С и давлениях больше 50 атм.
Он чрезвычайно реакционно- способен и реагирует даже с кварцем: З(Оа -(-2Хера = 2ХеОга+ о!Р Бесцветные кристаллы содержат тетрамеры и гексамеры, каждый из которых построен нз фрагментов ХеРа, связанных несимметричными угловыми мостиками из ионов Р, как это показано на рис. 21.1. Раствор в (Рв5)тО ниже — 45'С содержит, по-видимому, только тетрамеры Хе,Ра,. Все атомы фтора в спектре ЯМР проявляются как эквивалентные, поскольку быстрый обмен между различными положениями в молекуле приводит к усреднению. Мономерный ХеРе в жидкости и в паровой фазе обладает желто-зеленой окраской и имеет искаженную октаэдрнческую структуру, обусловленную наличием неподеленной пары электронов. Комплексы фторидов ксенона. Фториды реагируют с сильными кислотами Льюиса, содержащими фтор, такими, как БЬРа и.
АБРа, с образованием аддуктов. Во всех случаях, кроме ХвРх-1Ра, когда образуется молекулярная решетка, происходит перенос иона Р и получаются твердые вещества, содержащие 402 ГЛАВА 2! ионы ХеГ", ХеГ5 и ХееГ5. Например: (ХееГе5) (АВГ5) или (ХеГ5) (Р1Ге). Ион ХееГ5 имеет плоское строение Г 214 Д Хе ' ~' Хе 1,9ОА Г 151" Г 21.1 Исследования показали, что реакция, предложенная первоначально Бартлетом, лучше описывается следующими уравнениями: 25 'С Хе +Р1Г, — ~- ХеР1Г, 25 'С 60 'С ХеР1Г4 + Р1Ге — 2 ХеГ'Р1Ге + Р1Г5 — ~- ХеГ"Р12Гп Гексафторид может взаимодействовать с ионом Г- как кислота Льюиса и превращаться прн этом в гептафтор- н октафторксенат-анионы: ХВГе + КЬГ = КЬХеГ2 Рубидиевая н цезиевая соли самые устойчивые из всех известных соединений ксенона.
Они разлагаются только при температурах выше 400 'С. Натриевая соль менее устойчива, н ее можно использовать для очистки ХеГ,, поскольку она Разлагается ниже 100 'С. Соединения ксенона с кислородом. Триоысид ысеыаыа образуется при гндролнзе ХеГ4 н ХеГе зхеГ, + бн20 = хеО, + 2хе -1- е/2 О, +! 2нГ ХеГ, -) ЗН2О = Хе02 + 6НГ Бесцветные устойчивые водные растворы Хе05 не имеют запаха и„по-видимому, содержат молекулы ХеО,. При выпаривании ХеО5 получается в виде белого легко расплывающегося на воздухе твердого вещества, которое чрезвычайно взрывчато.
В щелочном растворе образуется ксенат (Ч[)-ион: Хе02 + ОН = НХеО~ Но этот ион медленно диспропорционнрует с образованием перксенат(Ч!11) -иона: 2нхеО, +20н =хеО1 +хе+02+2н20 Перксеыате1 образуются не только при днспропорционированин НХе04, по также при его окислении озоном. Растворы перксенатов имеют желтый цвет. Это мощные и быстро действующие окис- БЛАГОРОДНЫЕ ГАЗЫ Лители. Соли, такие, как НагХе06.8Н90, устойчивы и плохо растворимы в воде. В щелочных растворах псрксенаты лишь очень медленно восстанавливаются водой и образуют НХеОЗ в качестве основного иона. Но в кислых растворах восстановление проходит почти мгновенно: НзХе09 + Н" = НХе04 + Н90+ Нз 09 В качестве промежуточного соединения в этом процессе возникает гидроксид-радикал.
При нагревании перксената бария с концентрированной Н9309 образуется тетроксид ксепона в виде неустойчивого взрывчатого газа. Химические свойства водных растворов соединений ксенона можно описать следующими потенциалами: ЦЗ6 В г,шв Кислый раствор Н4Хе06 — ь Хе06 — + Хе Цеч В Хере — + Хе 9,94 В Ь26 В НХеО,'- — ь НХеОр — >. Хе 74елачной раствор Контрольные вопросы 1.
Кзк был обнаружен гелий? 2. Почему температуры кипения блвгороднык газов систематически изменяются с ростом атомного номера? 3. Кзк получить Хер„Хер, и Хер, из ксенона? 4. Напишите полные уравнения реакций воды с Херь ХеР4 и Хере. 5. Кзк получают ксенаты и перксензты? 6. Напишите уравнение реакции для восстановления ХеО, до газообразного ксенона ионом 1- в кислом растворе.
7. Кзк лучше интерпретировать взаимодействие Хе с РГР6? 8. Какое строение имеют Хера ХеО, н ХсО', ? Глава 2! Руководство к изучению Дополнительная литература 1. Ваг?!еп Ф., Т)ге Скеппмгу о1 1)ге Ноые Оззез, Е)зеч)ег, 1971. 2, Но!!ошау У. Н., )4оЫе Паз С)геш161гу, Ме))шеп, 1968. 3. Маойр О, Д, А 1?есабе о1 Хепоп СЬеш161гу, з. СЬеп. Еб., 51, 628 П974). Цинк, кадмий и ртуть 22.1.
Введение Положение цинка, кадмия и ртути в периодической системе обсуждалось в гл. 2, а некоторые их свойства приведены в табл.8.2. Хотя для этих элементов характерно образование двухзарядных катионов, они мало похожи на элементы группы Ве, Мц, Са — Ка, за исключением некоторого сходства в свойствах между Уп, Ве и Мд. Так, ВеО, Ве(ОН), и ВеЯ имеют те же структуры, что и ЛпО, Уп(ОН)~ и ХпЯ, а химия растворов и комплексных соединений магния н цинка имеет некоторые общие черты. Основной причиной различий между ионами элементов ПА- и 11Б- групп служит легкая деформируемость заполненной г(-оболочки последних по сравнению с электронными оболочками подобных инертным газам ионов группы НА.
Ртуть так сильно отличается по своим свойствам, что ее нельзя рассматривать как элемент, сходный с цинком и кадмнем. 22.2. Нахождение в природе, выделение и свойства элементов Эти элементы имеют относительно низкое природное содержание (порядка 10 4% в земной коре для Хп и Сд), но известны уже давно, поскольку они легко добываются из руд. Цинк распространен широко, его главный источник — сфалерит (Хире)3, обычно встречающийся вместе с галенитом РЬЯ.
Кадмиевые минералы бедны, но из-за своего большого сходства с цинком кадмий способен замещать его почти во всех рудах и содержится в них. Методы выделения основаны на флотации и обжиге. Цинк и свинец получают совместно в воздушных печах. Кадмий всегда является побочным продуктом, который обычно отделяют от цинка перегонкой или осаждением пз сернокислых растворов цинковой пылью 2п + СР+ = 2п'~ -)- Са Самой важной рудой, содержащей ртуть, является киноварь Нц8. При обжиге из нее образуется оксид, который в свою оче- ЦИНК, КАДМИИ И РТУТЬ редь разлагается при температуре около 500 'С, а ртуть испаряется. Цинк и кадмий представляют собой белые блестящие, но быстро тускнеющие на воздухе металлы.
Их структуры отклоняются от плотнейшей гексагональной упаковки за счет удлинения осей шестого порядка. Ртуть при обычных температурах представляет собой блестящую жидкость. Все три элемента обладают очень высокой летучестью для тяжелых металлов, а ртуть в этом отношении поистине уникальна. Ртуть дает моноатомный пар и имеет заметную упругость пара (1,3 10 — ' мм рт. ст,) при 20'С. Она также удивительно хорошо растворима в полярных и неполярных жидкостях. Насыщенный раствор ртути в иоде при 25'С имеет концентрацию 6 10-' г/мл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
