Курс общей химии. Мингулина, Масленникова, Коровин_1990 -446с (996867), страница 63
Текст из файла (страница 63)
По виду химической связи между атомами А и В двойные соединения бывают: ионные ((.1Р), ковалеитиые (Нт8), металлические (Арап), а также со смешанной химической связью. Физические и химические свойства двойных соедииеиий прежде всего зависят от вида химической связи между атомами. Так, например, ионные двойные соединения (КС1, Ь)аС( и др.) являются электролитами, их расплавы и водные растворы 254 Ы,О Степень ионности химической ,ой........ 88 ВеО Веоа Сох Меоа ЗЗ 24 !! 5 Ыаао МИО Аьоа ЭЧОа Раоа ЗОа С!ао~ Степень ионностн химической связи, ',4 8! 35 3! 23 !3 6 1 Двойные химические соединения могут иметь постоянный и переменный состав. Постоянный состав имеют вещества в газообразном состоянии, молекулярные жидкости и кристаллы.
Число атомов в молекулах выражается целочисленными индексами в химических формулах, например (х(Нз, СОш НхО и т. д. Твердые соединения с атомными, металлическими и ионными кристаллическими решетками могут иметь переменный состав. Химический состав этих веществ может изменяться в определенных пределахв, например оксид титана в зависимости от условий получения имеет состав от Т!Оо,в до Т(Оьв. Теория соединений переменного состава базируется на представлениях о строении реальных кристаллов. Принято считать, что в идеальных кристаллах атомы или ионы занимают все узлы кристаллической решетки и в то же время вне узлов решетки атомов или ионов нет.
Однако на практике свойства твердых тел не всегда отвечают представлениям об идеальных кристаллах. В реальных кристаллах может нарушаться система заполнения атомами или ионами узлов кристаллических решеток. Например, в бинарном кристалле АВ могут быть незаняты некоторые узлы решетки атомами (ионами) А или В; в то же самое время избыточные атомы (ионы) А или В могут оказаться в междоузлиях кристалла. Например, в кристаллической решетке диоксида титана часто недостает атомов кислорода и формула соединения отвечает составу ТЮ!ш. Соединения постоянного состава получили название дальтомидов, переменного состава — бертоллидов. Следует отметить, что стехиометрические законы химии (постоянства состава, эквивалентов, кратных отношений) справедливы только для дальтонндов. " У многих твердых соединений, не имеюнсих молекулярной решетки, отклонения от стехиометрии ничтожно малы, 255 характеризуются ионной электрической проводимостью.
С другой стороны, металлические двойные соединения (Адан, АиНп и др.) являются проводниками 1-го рода и характеризуются электронной электрической проводимостью. В соответствии с периодическим законом Д. И. Менделеева в свойствах однотипных двойных соединений элементов проявляется определенная периодичность. С этой точки зрения показательно уменьшение доли ионной связи в оксидах элементов П и П1 периодов при движении в периоде слева направо: Водородные соединения. К числу двойных соединений относятся соединения металлов и неметаллов с водородом. Степень окисления водорода в соединениях с неметаллами (НтО, НтЯ и т.
д.) всегда равна + !. Химическая связь между атомами в молекулах ковалентная полярная. Сродство неметаллов к водороду возрастает в периодах слева направо, а в подгруппах снизу вверх. Мерой химического сродства между элементами является энергия Гиббса образования соединения Лб,е„. чем отрицательнее величина Лб„„, тем более устойчиво соединение; РНз Нтэ НС! + 12,5 +33,3 — 95,3 Соединение . а!уме кцжг'мол~ . 5!Н, +57,2 Соединение 56'„гм, кцжггмоль . НР НС! НВг Н! — 296,6 — 95,3 — 53,5 + !,3 Степень окисления водорода в соединениях с металлами (НаН, КН и др.) равна — !. Гидриды металлов могут быть ионными, металлическими и ковалентными.
Гидриды щелочных и щелочноземельных металлов, магния и некоторых лантаноидов представляют собой солеобразные соединения с ионной структурой (содержат ион Н ). В расплавленном состоянии они обладают ионной проводимостью. Для них характерна высокая восстановительная способность. Они активно взаимодействуют с водой с выделением водорода: ь В соединении фтора с кислородом ГгО степень окисления кислорода +2. Это соединение следует называть фторндом кислорода.
256 КН+НОН=КОН+Нг При взаимодействии с влажным воздухом ионные гидриды металлов могут воспламеняться. Они применяются для восстановления оксидов металлов до металла, получения металлических порошков и водорода. Гидриды переходных металлов по внешнему аиду и некоторым свойствам подобны металлам. Характер химической связи в этих гидридах близок к металлической. Они также обладают восстановительными свойствами, но менее активны, чем ионные гидриды.
Большинство из них с водой взаимодействует слабо. Гидриды бериллия, алюминия, олова, свинца, металлов подгрупп галлия и цинка имеют ковалентные химические связи. Они термически малоустойчивы. Легко реагируют с окислителями. Оксиды. К числу оксидов относятся соединения элементов с кислородом, в которых степень окисления кислорода — 2а. СуществУют также пеРоксиды, содеРжащие ионы От т((ь(атОт, ВаО,) и От (КОт). Различают основные, кислотные и амфотерные оксиды. Основные (или солеобразные) оксиды характеризуются ионной или сильно полярной химической связью (ХааО, СаО и др.). При вза- имодействии с водой образуют гидроксиды — основания: МазО+Н,0=2МаОН Оксиды неметаллов н малоактивных металлов характеризуются ковалентной химической связью н обладают кислотным характером (СОь 50а, Р70а).
При взаимодействии с водой образуют кислоты, например: ЯОз+НзО=НзЯОз Промежуточное положение занимают амфотерные оксиды (А!,Оа, 8пО). Кислотные свойства оксидов элементов одного периода растут с увеличением порядкового номера элемента и его степени окисления. Оксиды получают окислением элементов кислородом и термическим разложением солей или гидроксидов, например: 2Ва-1-0,=2ВаО СаСОз=СаО+ СОз Са (ОН) з — Сао+ Нзо Сульфиды — соединения серы с металлами н электроположительными неметаллами — Эльба, где и — ' степень окисления элемента Э. Степень окисления серы в сульфидах равна — 2.
Важнейшим сульфидом является сероводород. Это токсичное вещество с неприятным запахом. Сероводород входит в состав природного газа некоторых месторождений, поэтому разрабатываются экономически оправданные методы отделения сероводорода от других газов с получением водорода и серы. Сульфиды металлов, являясь солями слабой сероводородной кислоты (Кзз зла=0,87 ! О '), подвергаются гидролизу, приводящему к увеличению рН среды; Мазэ+НОН, МаНЯ+МаОН Сульфиды металлов — кристаллические вещества с ионными, ионно-ковалентными и ковалентно-металлическими связями. По мере уменьшения разности электроотрицательности серы и металла снижается доля ионности связи.
У сульфидов некоторых г(-элементов, например 8п8ъ проявляются полупроводниковые свойства. Сульфиды получают взаимодействием серы с металлами, Н28 с неметалламн, их оксидамн или солями, восстановлением сульфатов металлов. Галлогениды — соединения галогенов с менее электроотрнцательными элементами, в которых степень окисления галогена равна — !.
Общая формула галогенидов ЭНа1„, где п — степень окисления элемента Э. С уменьшением разности электроотрицательности между элементом и галогеном связь в соединениях изменяется от ионной (у галогенидов щелочных металлов) к ионно-ковалентной (у переходных металлов) и к ковалентной 257 (у неметаллов). Соответственно изменяются химические свойства галогенидов от типичных солей (галогениды металлов) к кислотообразующим (галогениды фосфора, кремния, мышьяка и др.). Галогениды получают взаимодействием галогенов с простыми веществами, галогеноводородных кислот с металлами, оксидами и гидроксидамн металлов, сульфидами и др. Галогеннды широко применяются в технике, например для получения хлора и щелочи (МаС!), веществ высокой чистоты (Т114, Хг14 и др.), в фотографии (галогениды серебра) и т, д.
Нитриды — соединения азота с металлами и более электро- положительными неметаллами. Нитриды неметаллов — вещества с ковалентной связью. Они являются диэлектриками или полупроводниками. Нитриды щелочных и щелочноземельных металлов — солеобразные вещества, реагирующие с кислотами и подвергающиеся гидролнзу: Са~)ха+ам~О=2!ЧН,ОН+ЗСа(ОЕ!) ~ Нитриды переходных металлов 1Ъ' — Ч групп — металлоподобные химически устойчивые соединения.
Для ннх характерны высокие твердость и температура плавления (ТПЧ, Еггч, Н1гч) а для некоторых — сверхпроводимость (ХЮ) . Нитрнды широко применяются в технике, как абразивы (й-ВМ), огнеупоры (А1М, 8!аМ4), сверхпроводники (Х5Х), диэлектрики (А!М), а также входят в состав антикоррознонных и термостойких покрытий (А!М, Т!М) и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
