Fejezet IX kémiai tulajdonságainak egyszerű anyagok

Home | Rólunk | visszacsatolás

Változása tulajdonságainak elemek növekvő atommal láb sugarú (lefelé halad a alcsoport) TH-Sec fordul élesebben, mint a nagyobb alcsoportba VII és VI csoportok. Az első két elem (nitrogén és foszfor) jellemző nem fémek, arzén már jeleit mutatja a-metallicitás, nagymértékben fokozódik a sur-mi és bizmut, amely tartozik a fémek. Ezek a különbségek mutatkoznak a tulajdonságainak egyszerű anyagok alakos elemei és a tulajdonságait a komplex vegyületek, különösen az oxidok és a hidroxidok.

Kémiai tulajdonságait az elemek V-Agruppy

Csak az ilyen aktív fémek például lítium, kalcium, magnézium, nitrogén reagál hevítve viszonylag alacsony hőmérsékleten. A legtöbb más elemet, a nitrogént reagál, magas hőmérsékleten és a katalizátorok jelenlétében. Jól tanulmányozott vegyületek oxigén, nitrogén N2 O, NO, N2 O3. NO2 és N2 O5. Ezek közül a közvetlen kölcsönhatása elemek (4000 ° C) NO-oxid képződik, amely lehűléskor könnyebben oxidált-oxid (IV) NO2. A levegő nitrogén-oxidok során képződött légköri kisülések. Ezek úgy állíthatók elő is a műveletet a keveréket nitrogén oxigénnel ionizáló sugárzásnak. Amikor vízben oldjuk, nitrogén és nitrogén-N2 O3 N2 O5 anhidridek rendre kapott HNO2 salétromossavval és a salétromsavat, HNO3. sóképzésre - nitrátok és nitritek. Nitrogén kötődik hidrogénnel csak magas hőmérsékleten, és a katalizátor jelenlétében, és ammónia keletkezne NH3. Továbbá az ammónia, ismertek és számos egyéb nitrogénvegyületek hidrogén, mint a hidrazin H2N-NH2. HN = NH diimid, azoimid HN3 (HN = N≡N), oktazon N8 H14 és mások; Nitrogén legtöbb vegyület hidrogénnel kiosztott csak formájában szerves származékai. Halogénekkel Nitrogén nem lépnek közvetlen, úgy, hogy az összes nitrogén-halogenidek kapott csak közvetve, mint például a nitrogén-fluorid NF3 - reakciójával fluor- ammóniával. Jellemzően, a nitrogén-halogenidek - malostoykie vegyület (kivéve NF3); ellenállóbb oxi-halogenidek Nitrogén - NOF, NOCl, nobr, NO2 F és NO2 Cl. A kén is előfordul közvetlen kapcsolat nitrogén; dinitrogén-kén-N4 S4 reakciójával kapott kén és a folyékony ammónia. Reagáltatva izzólámpa koksz képződött nitrogén ciano- (CN) 2. Nitrogén fűtési acetilénnel C2 H2 akár 1500 ° C-nyerhető hidrogén-cianid HCN. A kölcsönhatás nitrogén és a fém magas hőmérsékleten képződéséhez vezet a nitridek (például Mg3 N2).

Az intézkedés alapján a hagyományos elektromos kisülések Nitrogén [nyomását 130-270 N / m 2 (1-2 Hgmm. CT.)] Vagy aktív nitrogén lehet kialakítani bomlása nitridek A, Ti, Mg, Ca, valamint az elektromos kisülések a levegőben , molekulák keverékét és nitrogénatomok, amelynek megnövekedett az energiatartalom. Ellentétben a molekuláris, aktív nitrogén erőteljesen reagáltatjuk oxigén, hidrogén, kén-gőzt, foszfor és egyes fémek.

A nitrogén egy része számos fontos szerves vegyületek (aminok, amino-, nitro-, és mások).

A külső elektron konfiguráció foszforatomot 3s 3p 2 3; a vegyületek legjellemzőbb oxidációs állapotban +5, +3 és -3. Mint a nitrogén, foszfor-vegyületek, elsősorban a kovalens a. Ionos vegyületek, mint például foszfidok Na3 P, Ca3 P2. nagyon kevés. Ellentétben a nitrogén, a foszfor az a 3D-pályák mentes viszonylag kis energia, amely ahhoz vezet, hogy a lehetőséget, hogy a koordinációs számának és a kialakulása egy donor-akceptor kötés.

A foszfor a kémiailag aktív, a legnagyobb aktivitást egy fehér foszfor; vörös és fekete foszfor kémiai reakciók sokkal passzív. Oxidációja fehér foszfor történik egy olyan mechanizmus útján láncreakció. Oxidációja foszfor általában együtt kemilumineszcencíával. Az égési foszfor oxigén feleslegben formákban oxidok (V) P4 O10 (vagy P2 O5), a hiány - elsősorban oxid (III) O6 P4 (vagy P2 O3). Spektroszkópiai létét, a P4 O. 7. pár. P4 O8. P2 O6. PO és más foszfor-oxidok. Foszfor-oxid (V) kapjuk ipari méretekben az elemi foszfor elégetésével feleslegben száraz levegő. Utólagos hidratálási P4 O10 termel orto- (H3 PO4) és a poli (Hn + 2 Pn O3n + 1) foszforsav. Ezen túlmenően, foszfor formák foszforossav H 3PO 3. hipofoszforsav, H4 P2 O6, és hipofoszforsav, H3 PO2. és persavak: nadfosfornuyu H4 P2 O8 és mononadfosfornuyu H3 PO5. Széles körben használják sója foszforsav (foszfátok), kisebb mértékben - a foszfitok és Hipofoszfitok.

Foszfor közvetlenül kapcsolódik az összes halogén, hogy kiadja nagy mennyiségű hőt és a formáció trihalogenidek (RH3 ahol X -. Halogén) -halogeniddel (RH5) és oxi-halogenidek (például, ROH3). Amikor kondenzált foszfor kénnel 100 ° C alatt a kialakulását szilárd oldatok alapuló foszfor és a kén, és a 100 ° C felett az exoterm reakció kialakulásának szulfidok kristallichicheskih P4 S3. P4 S5. P4 S7. P4 S10. amelyek közül csak P4 S5 hevítve 200 ° C felett bomlik, P4 S3 és P4 S7. és a fennmaradó olvad bomlás nélkül. Ismert foszfor oxiszulfidjai: P2 O3 S2. P2 O2 S3. P4 O4 S3. P6 O10 S5 és P4 O4 S3. Foszfor képest a nitrogén kevésbé képes alkotnak vegyületet hidrogéngázzal. Foszfin foszfin PH3 és P2 H4 difoszfin nyerhetők csak közvetetten. A foszforvegyületek nitrogénnel nitridek ismert PN, P2 N3. P3 N5 - kemény, kémiailag ellenálló anyagból, érünk el a nitrogént gőz foszfor keresztül a villamos ív; polimer fosfonitrilgalogenidy - (PNX2) n (például, polifosfonitrilhlorid) kapott pentahalogenidek reakciót ammóniával különböző körülmények között; amidoimidofosfaty - vegyületek jellegzetesen polimer, tartalmazó, valamint a P-O-P kötéseket P-NH-P kapcsolatot.

Foszfor képez számos szerves foszforvegyület.

A külső elektron konfiguráció 3d arzén atom 10 2 4s 4p 3. B vegyületek Arzén oxidációs állapota +5, +3 és -3. Szürke Arzén sokkal kisebb, mint a kémiailag aktív foszfor. Amikor levegőn hevítjük 400 ° C felett Arzén világít, alkotó As2 O3. Halogénekkel Arzén kötődik közvetlenül; Normál körülmények között AsF5 - gáz; AsF3. AsCl3. AsBr3 - könnyen illó színtelen folyadék; AsI3 és AS2 I4 - vörös kristályok. Amikor melegítjük kénnel arzén-szulfidokat kapjuk: narancs-vörös AS4 S4 és citromsárga As2 S3. Halványsárga-szulfid kicsapódik As2 S5 átadásával H2 S jégbe hűtött oldatához arzénsavval (vagy annak sói) füstölgő sósav: 2H3 AsO4 + 5H2 S = As2 S5 + 8H2 O; körülbelül 500 ° C-on bomlik, hogy As2 S3 és kén. Minden arzén szulfidok oldhatatlanok vízben és híg savakban. Erős oxidálószerek (keveréke HNO3 + HCI, HCI + KClO3) alakítjuk keveréke H3 AsO4 és H2 SO4. Szulfid As2 S3 könnyen oldható szulfidok és poliszulfidok ammónium- és alkálifém-sók képző savval - H3 AsS3 tiomyshyakovistoy és tiomyshyakovoy H3 AsS4. A oxigén ad Arzén-oxid:-oxid, arzén (III) As2 O3 - arzén anhidridet és az arzén-oxid (V) As2 O5 - arzén anhidridet. Ezek közül az első van kialakítva az oxigén hatására a arzén vagy szulfidok, így például 2As2 S3 + 9O2 = 2As2 O3 + 6SO2. As2 O3 gőzöket kondenzáljuk egy színtelen üvegszerű tömeg, amelyet idővel válik átlátszatlan képződése miatt kis kristályok köbös rendszerű, sűrűsége 3,865 g / cm 3. A sűrűsége a gőz megfelel a képletnek, AS4 O6; 1800 ° C felett gőz áll As2 O3. A 100 g vízben feloldunk 2,1 g As2 O3 (25 ° C-on). Az arzén-oxid (III) - vegyület amfoter-ing, túlnyomórészt a sav tulajdonságainak. Ismert sók (arzenitek) megfelelő savak ortomyshyakovistoy H3 AsO3 és metamyshyakovistoy HAsO2; maguk a savak is nem kapunk. A vízben oldható csak arzenitek alkálifémek és ammónium. AS2 O3 és arzenitek általában redukálószerekkel (például AS2 O3 + 2i2 + 5H2 O = 4HI + 2H3 AsO4), de lehet oxidáló (például AS2 O3 + 3C = 2AS + BPC).

Arzén-oxid (V) történő melegítéssel kapjuk arzénsavval H3 AsO4 (200 ° C). Színtelen, körülbelül 500 ° C-on bomlik As2 O3 és O2. Arzén savat hatásával nyert tömény HNO3 As vagy As2 O3. arzén-só (arzenát) vízben oldhatatlanok, kivéve az alkálifém- és ammóniumsói. Ismert sók, savak felelős ortomyshyakovoy H3 AsO4. metamyshyakovoy HAsO3 és piromyshyakovoy H4 As2 O7; Utolsó két sav nem kapott szabad állapotban. Amikor ötvözőfémek Arzén többnyire vegyületeket képez (arsenides).

A külső elektron konfiguráció atomok 2 Sb 5s 5p 3. A vegyületek oxidációs elsősorban +5, +3 és -3. Kémiailag antimon maloaktivna. A levegő nem oxidálódik akár az olvadási hőmérsékletet. A nitrogén és hidrogén nem reagál. Carbon kismértékben oldódik olvadt antimon. Fém aktívan kölcsönhatásba lép klór és más halogének, alkotó antimon-halogenidek. Reagáltatjuk oxigénnel feletti hőmérsékleten 630 ° C hőmérsékleten, így Sb2 O3. Amikor kondenzált kén előállított szulfidok antimon, szintén kölcsönhatásba lép foszfor és arzén. Az antimon stabil tekintetében vízzel és híg savak. Koncentrált sósavat és kénsavat lassan feloldódik, antimon-klorid, és SbCl3-szulfát Sb2 (SO4) 3; koncentrált salétromsavat oxidálódik magasabb antimon-oxid hidratált vegyületekként képződnek Un2 xSb2 O5 · O. gyakorlati érdeklődés nehezen oldódó sója antimonic sav - antimonát (MeSbO3 · 3H2O, ahol Me - Na, K) sót nem izoláljuk metasurmyanistoy sav - metaantimonity (MeSbO2 · 3H2 O), amelyek redukáló tulajdonságokkal. Antimont csatlakozik a fém, alkotó antimonides.

A bizmut stabil a száraz levegőben, felületi oxidációját nedves levegőben észlelik. 1000 ° C feletti melegítés esetén kékes láng keletkezik Bi2 O3 oxid képződésével. A feszültségek sorozatában a bizmut a hidrogén és a réz között van, ezért nem oldódik híg kénsav és sósavban; a koncentrált kén- és salétromsavban történő feloldódás az SO2 felszabadulását és a megfelelő nitrogén-oxidokat eredményezi.

Bizmut mutat vegyértéke 2, 3 és 5. A vegyületek alacsonyabb vegyérték-bizmut bázikus, magasabb - sav. A bizmut oxigénvegyületek közül a Bi2O3-oxid a legfontosabb. fűtött állapotban, sárga színét vörösesbarna színre változtatja. A Bi2O3 bizmut sókat állít elő. Híg oldatokban a bizmut sókat hidrolizálják. Klorid BiCl3 hidrolizált-oxi-klorid csapadék BiOCl, nitrát Bi (NO3) 3 - kicsapás egy bázikus só, BiONO3 · BiOOH. A bizmut sók hidrolizálásának képessége megtisztítására szolgál. Az 5-valens bizmutvegyületeket nehézségekkel nyerjük; erős oxidálószerek. Sol KViO3 (megfelelő anhidrid Bi2 O5) van kialakítva, mint egy barnás-vörös csapadék egy platina anódot a elektrolízise forrásban levő oldatához KOH keverékét KCl és szuszpendált Bi2 O3. A bizmut könnyen összekeveri a halogéneket és a ként. Az intézkedés alapján savak bizmut ötvözetet magnéziummal képződik bizmutin (vismutisty hidrogénatom) BiH3; szemben az arzin AsH3-mal. biszmutin - a vegyület instabil és tiszta formában (nincs felesleges hidrogén). Bizonyos fémekkel (ólom, kadmium, ón) a bizmut formálható eutektikumokat; nátrium -, kálium -, magnézium - és kalcium - intermetallikus vegyületek, amelyek olvadáspontja jóval magasabb, mint az eredeti komponensek olvadáspontja. Alumínium, króm és vas olvadása esetén a bizmut nem kölcsönhatásba lép.