Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Как сдать ЕГЭ по химии?

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 68 RSS
←   Август 2011   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://mihail-barmin2010.narod.ru/
Открыта: 20-05-2010
Адрес автора: job.education.khimia4ege-owner@subscribe.ru

Автор
mik2005

Статистика

68 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Как сдать ЕГЭ по химии?


2.6.1.ЭЛЕМЕНТЫ ВТОРОЙ ГРУППЫ ПОБОЧНОЙ ПОДГРУППЫ (П B) В побочную подгруппу второй группы входят элементы: цинк Zn, кадмий Cd и ртуть Hg. Первые два элемента в соот¬ветствии с номером группы в своих соединениях двухвалент¬ны. Для ртути же известны соединения, в которых она одновалентна. Однако эти соединения всегда димеризованы, напри¬мер, в хлориде ртути Cl - Hg - Hg - Cl атомы ртути связаны с обеих сторон, так что формально ртуть двухвалентна, но име¬ет степень окисления +1. Во второй группе сходство между элементами главной и побочной подгрупп больше, чем в первой. Цинк и кадмий в некотором отношении близки к магнию. Например, состав двойных и комплексных солей этих элементов и магния аналогичен. Для элементов побочной подгруппы второй группы, так же как и для магния, характерно образование алкильных соединений. Общим для элементов главной и побочной подгрупп второй группы являются также сравнительно низкие температуры «давления и относительно хорошая летучесть. Среди всех ме¬таллов ртуть имеет наиболее низкую температуру плавления. В отличие от элементов главной подгруппы второй груп¬пы, металлы побочной подгруппы являются тяжелыми метал¬лами. В этом отношении они близки к элементам побочной под¬группы первой группы. Электрохимический характер в ряду Zn - Cd - Hg изменяется так же, как в ряду Cu - Ag - Au, т. е. обратном порядке по сравнению с главной подгруппой. Легкость отдачи электрона заметно падает при переходе от цинка ртути. В электрохимическом ряду напряжений цинк и кад¬мий стоят левее водорода, ртуть - правее. По своему характе¬ру она уже приближается к благородным металлам. Хотя Hg и образует непосредственно с кислородом оксид, но при незна¬чительном нагревании HgO разлагается с выделением свобод¬ного металла. Так же как и оксиды элементов побочной подгруппы первой группы, оксиды металлов подгруппы цинка окрашены, правда, ZnO - только при нагревании. Гидроксиды этих элементов очень мало растворимы и имеют лишь слабоосновной характер. Гидроксид цинка обладает ярко выраженными амфотерными свойствами. При добавлении к растворам солей ртути гидроксил-ионов, так же как и в случае серебра, вместо гидроксида выпадает в осадок оксид. Сульфиды металлов подгруппы цинка, в отличие от сульфидов щелочно-земельных металлов, нерастворимы в воде. В этом отношении они близки к сульфидам подгруппы меди. Подоб¬но последним сульфиды ртути (черный) и кадмия (желтый) окрашены; сульфид цинка — белого цвета. Все элементы подгруппы цинка образуют твердые соеди¬нения с водородом вида МеН2. Их получают взаимодействием иодидов с аланатом лития LiAlH4. Эти гидриды метастабильны, и устойчивость их понижается от цинка к ртути. ZnH2 раз¬лагается при температуре 90 С (медленно уже при комнатной температуре), CdH2 - при -20 0С, a HgH2 -даже при -125 0С. Распределение электронов в атомах элементов побочной подгруппы второй группы следующее: Zn ls22s22p63s23p63d104s2 Cd ls22s22p63s23p63d104s24p64d105s2 Hg 1 s22s22p63s23p63d 104s24p64d 104f145s25p65d106s2 Отсюда видно, что положение наиболее слабо связанных, валентных электронов в атомах элементов как главной, так и побочной подгрупп второй группы, аналогично. Если сопостав¬лять распределение электронов по энергетическим уровням в ' атомах кальция и цинка, то видно, что атомы цинка отличаются тем, что в них между орбиталями 4s2 и 3s23p6 (оболочка бли¬жайшего инертного газа аргона) имеются еще десять 3d-электронов. У цинка, в отличие от меди, они настолько прочно свя¬заны, что не оказывают влияния на его валентность, хотя проч¬ность связи обоих валентных электронов зависит от наличия d-орбитали. Увеличение заряда ядра атома от 20 до 30 вызы¬вает значительное сжатие остова атома. Вследствие этого оба 45-электрона цинка расположены ближе к ядру, чем у кальция, и связаны прочнее. Этим объясняется тот факт, что цинк ме¬нее активный металл, чем кальций. Аналогичное различие на¬блюдается между атомами кадмия и стронция, а также ртути и бария. Но у ртути по сравнению с барием, помимо промежуточной оболочки с десятью 5d-электронами, имеется еще и обо¬лочка с четырнадцатью 4f-электронами. От цинка к кадмию заряд ядра атома возрастает на 18 единиц, а при переходе к ртути - на 32. Следствием этого является то, что при переходе от кадмия к ртути способность отдавать электроны понижает¬ся гораздо сильнее, чем при переходе от цинка к кадмию. В парообразном состоянии частицы металлов подгруппы цинка состоят из отдельных атомов. Следует отметить, что металлы подгруппы цинка, так же как подгруппы меди, очень легко образуют сплавы. Металлы побочной подгруппы второй группы образуют многочислен¬ные соединения с другими металлами. При этом металлы внутри подгруппы не соединяются, не соединяются они и с метал¬лами главных подгрупп III и IV групп. 2.6.2.Историческая справка В Европе металлический цинк стал известен только к концу Средних веков вследствие сложности извлечения его из руд. Но в виде сплавов с медью (латунь) он был известен Гомеру еще в древности. Цинк в больших количествах стали получать лишь с конца XVIII в. До этого цинк ввозили из Индии. Видимо, в Индии и в Китае этот металл был известен давно. Кадмий был открыт в 1817 г. при исследовании карбоната в оксида цинка. Новый элемент получил название в связи с тем, что он часто встречается в оксиде цинка, который был из¬вестен еще древним грекам под названием %ос5цеш (у Плиния - cadmia, что означает цинковая руда). Ртуть известна с доисторических времен в Китае, Индии. Ртуть и ее получение из киновари были известны древ¬ним грекам и римлянам. Уже около конца VI в. н. э. ртуть использовали для добычи золота из золотых руд. В начале вто¬рой половины XV в. в Мексике ввели амальгамирование серебряной руды. Особое предпочтение ртути отдавали алхимики, считавшие ее общей составной частью всех металлов. Лечебные свойства ртути, например, киновари, были известны еще в древности. 2.6.3.Распространение в природе Металлы подгруппы цинка содержатся в земной коре в малых количествах: цинк - 7 ∙10-3 %, кадмий -10-5 %, ртуть – 7 ∙ 10-6 % по массе, но их значение для промышленности велико. Соединения цинка встречаются во многих местах. Важнейшей рудой является цинковая обманка (ZnS). Из других руд, содержащих цинк, следует отметить цинковый шпат (ZnCO3), цинкит (ZnO), каламин (Zn2SiO4). Кадмий встречается в природе в виде кадмиевого блеска (CdS) и карбоната (CdCO3). Он всегда сопровождает соответ¬ствующие соединения цинка и поэтому является побочным продуктом при добыче цинка. В природе ртуть иногда встречается в свободном состоянии в виде капель, включенных в горные породы. Из ртутных руд чаще всего встречается киноварь (HgS), сульфид ртути (П). 2.6.4.Получение цинка, кадмия и ртути Металлический цинк получают главным образом из цин¬ковой обманки, которую вначале обжигом переводят в оксид ZnS + 3/2O2 → ZnO + SO2, а затем восстанавливают углем ZnO + С → Zn + СО Цинк образуется в парообразном состоянии, его отводят в приемники, где и конденсируют. Для электролитического получения цинка обожженную руду растворяют в серной кислоте ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + Н2O, а раствор сульфата подвергают электролизу. Руд кадмия не существует, поэтому металлический кадмий получа¬ют из цинковой пыли, образующейся при получении цинка. В цинковой пыли кадмий накапливается вследствие меньшей по сравнению с цинком способностью к конденсации. После до-бавления кокса для восстановления оксида цинковую пыль под¬вергают повторной фракционированной перегонке, причем кад¬мий, как более летучий, накапливается в первых фракциях. Кадмий можно получить и электролитическим способом. Растворы сульфата цинка, приготовляемые для его электро¬литического выделения, содержат некоторое количество кад¬мия. Металлический кадмий имеет меньший электродный по¬тенциал, чем цинк, и поэтому цинк в виде цинковой пыли осаж¬дает кадмий из его солей: CdO + H2SO4 → CdSO4 + H2O CdSO4 + Zn → Cd↓ + ZnSO4 Высокой степени чистоты металлический кадмий получа¬ют электролизом раствора сульфата кадмия. Металлическую ртуть получают обжигом или самой кино¬вари, или ее смеси с известью: HgS + O2 → Hg + SO2 2HgS + 2CaO → 2Hg + 2CaS + O2 2.6.5.Свойства простых веществ Цинк - синевато-белый металл, обладающий относитель¬но низкой температурой плавления 420 С. При обычной тем¬пературе цинк хрупок, при 100-150 C он становится мягким, и тогда его можно прокатывать в тонкие листы и вытягивать в проволоку. Кадмий - серебристо-белый металл, очень мягкий, с Т пл 320 С. Ртуть — белый блестящий металл. Это единствен¬ный металл, находящийся при обычной температуре в жидком состоянии, ее Т равна 39 С. В электрическом разряде пары рту¬ти дают интенсивное свечение и являются источником ультра¬фиолетового излучения. Химическая активность металлов подгруппы цинка при переходе от цинка к ртути падает, как и для металлов подгруп¬пы меди. Цинк и кадмий стоят в электрохимическом ряду на¬пряжений до водорода, а ртуть располагается далеко за ним. Цинк и кадмий - довольно активные металлы. На воздухе цинк достаточно устойчив, так как покрывает¬ся тонкой плотной пленкой оксида или основного карбоната. При нагревании на воздухе до кипения горит ярким пламенем: Zn + l/2O2→ ZnO На воздухе пары кадмия воспламеняются и горят коричне¬вым пламенем с образованием оксида кадмия CdO. Чистая ртуть на воздухе не изменяется, загрязненная по¬крывается оксидной пленкой. Выше 300 C ртуть окисляется кислородом воздуха до оксида: Hg + 1/2O2↔HgO который при дальнейшем нагревании до 400 C распадается на простые вещества. Цинк, кадмий и ртуть активно взаимодействуют с расплав¬ленной серой (ртуть - даже при комнатной температуре образуя сульфиды ZnS, CdS, HgS. Упругость паров ртути над жидкой ртутью велика, ее пары чрезвычайно ядовиты, это отравление проявляется и поздно и лечению не поддается. Пролив ртути уничтожают добавлени¬ем молотой серы или серного цвета: Hg + S → HgS При взаимодействии металлов подгруппы цинка со всеми галогенами образуются галогениды типа МеГ2 , а для ртути - HgCl2 и Hg2Cl2. Цинк и кадмий не взаимодействуют с водой ввиду образо¬вания на их поверхности прочной оксидной пленки, но актив¬но реагируют с кислотами-неокислителями Zn → Zn+2 + 2e
В избранное