Общая и Неорганическая химия с примерами решения задач

Rn (радон) является радиоактивным элементом. Ограничено растворение их в жидкости. Например, в 100 объемах воды растворяется 1 объем He, 6 объемов Ar, 50 объемов Rn. И.Г. имеет низкие температуры кипения и плавления. tкип He = 2,19° K

He – является «Квантовой жидкостью». Он обладает свойствами сверхтекучести и сверхпроводимости.

Химические свойства

Впервые в 30–е годы Л.Поменгом была предсказана возможность образования химических соединений при взаимодействии И.Г. с сильными окислителями (F). Но эксперименты по обнаружению их не увенчались успехом. В тоже время известно, что некоторые И.Г. образуют некоторые соединения включения или клатрат. Клатраные соединения (кристаллической структуры), в полости могут находиться атомы И.Г. В этом случае не происходит образование химической связи ковалентного типа, а образуются межмолекулярные химические связи.

Xe ∙ 6H2O

В 1967 г. Дж. Бартлетт впервые показал, что при взаимодействии сильного PtF6 происходит образование кристаллического вещества по следующей схеме:

Xe+PtF6 = Xe[PtF6] – компл. соединение (крист.оранж.цвета)

При повышении температуры и давления удалось получить:

XeF2, XeF4, XeF6, XeF8

Затем удалось получить производные Kr; KrF2; KrF4; производные Rn и, как считается в литературе, производная Ar. В настоящее время не известны соединения Ne, He. Oказалось, что эти соединения могут взаимодействовать с различными хими-ческими веществами:

XeF2 + H2 = Xe + 2HF

NeF2 + KJ = Xe + KF + J2

NeF6 + SiO2 = NeOF2 + SiF4

Все производные И.Г. c F – сильные окислители. При взаимодействии их с водой происходит образование оксидов:

XeF6 + H2O → XeO3 + HF

Оксид Xe: XeO3 – является ангидридом Xe-ой кислоты (H6XeO6), кислоты неустойчивой, но известны ее соли:

Na6XeO6, Ba3XeO6

XeO3 представляет собой сильный окислитель (кристаллическое вещество, устойчивое при нормальных условиях), обладает сильными взрывчатыми свойствами, рассматривается как перспективный окислитель ракетных топлив. В настоящее время

известно свыше 300 химических производных И.Г. (за исключением He и Ne).

Примечание:

широкое применение в ядерной энергетики, при создании аппаратов искусственного дыхания, используется при создании новых конструкционных материалов

в газосветных лампах (оранжевый цвет).

в металлургии, при получении урана, тория, циркония и др. элементов, используемых при сварке металлов, в лампах накаливания (голубой цвет)

в медицине (наркотик)

ЛЕКЦИЯ №16.

VIII – B – элементы (d-элементы). Группа железа.

Свойства

Fe

Rn

Os

Электронное строение

6 2

7 1

6 2

3d 4s

4d 5s

5d 6s

R, нм

0,126

0,134

0,135

J, эв

7,89

7,36

8,5

P, г/см3

7,8

12,4

Содержание, %

2

10-7

5·10-7

Важнейшие степени окисления:

Fe – +2, +3 (встречаются – +2,0, +4, +6)

К.ч. – 4,6

В природе Fe встречается в виде различных минералов: Fe3O4 – (магнетит) магнетич. железняк,

Fe2O3 – красный железняк,

FeCO3 – шпатовый железняк и бурые железняки FeS2 – железный колчедан

Rn (рутений) и Os (осмий) являются рассеянными элементами, соответствующими группе платиновых элементов.

Rn и Os – серебристо-белого цвета Ме, может быть (Os – го-лубовато-белый) в зависимости от строения кристаллической решетки.

Для Fe известно 4 кристаллических модификации: 1) α – Fe (до Т = 760°)

Структура – пространственно-объемно-центрированная кубическая решетка. Обладает ферро-магнитными свойствами.

2) Β – Fe (от 770 – 911°С)

Кристаллическая объемно-центрированная решетка. Рассто

яние между атомами больше. 3) γ – Fe (до Т= 1394° С)

Гранецентрированная кубическая решетка. Свойства паромагнитные.

4) δ – Fe (Т выше 1394°С до Т плавления). Происходит образование объемно-центрированной кубической решетки.

По химическим свойствам Fe – металл средней активности. Взаимодействует практически со всеми металлами и неметаллами. Например, C, N, Si, P, S, As. В этом случае образуются соединения переменного состава. Fe активно взаимодействует с разбавленными минеральными кислотами (без доступа кислорода с образованием Fe со степенью окисления +2)

Fe+3 + 1e = Fe +2

Fe не взаимодействует с концентрированными H2SO4 и HNO3 (При нагревании взаимодействует с умеренно конц. H2SO4 и H2NO3 с образованием соответствующих солей Fe (III) и выде-лением SO 2 и NO.При нормальных условиях Fe не растворяется в щелочах, Rn и Os – малоактивны.

Fe + 5CO₂ = Fe(CO)₅ пентакарбонил Fe

ЛЕКЦИЯ 17 Соединения железа

Fe (0)

При высоком давлении (Р = 10 Па7) и высокой температуре (200° С) железо активно взаимодействует с оксидом углерода по

схеме:

Fe(CO)5

Представляет собой достаточно подвижную жидкость (температура кипения +103° С)

Таким образом в промышленности можно получать железо высокой степени чистоты. Аналогичным методом можно получить пентакарбонилы, которые также используются для получе-ния чистых элементов.

Fe (II)

Полученное при обработке железо разбавляют кислотами в отсутствии кислорода воздуха или при взаимодействии железа

активными химическими соединениями (F2,Cl2). В водных растворах образуются аквакомплексы катионого плана.

[Fe(H2O)]+2

Поэтому цвет солей Fe(II) (светло-зеленый) определяется