Курсовая работа: Цинк и его свойства

Образовавшийся возбужденный атом цинка владеет двумя не спаренными электронами, электронное облако одного электрона соответствует состоянию 4s, а другого состоянию 4p. При затрате некоторой энергии вместо исходных орбита лей могут образовываться две равноценные гибридные орбитали (sp – орбитали). У атома цинка в бинарных соединениях будет наблюдаться sp –гибридизация. Гибридные sp –орбитали будут вытянуты в противоположных направлениях, как это показано на рисунке.

Рис. 1. Строение молекулы ZnF₂ .

5. Соединение данного химического элемента с неметаллами.

5.2. С галогенами.

Решение.

Газообразные фтор, бром, хлор, иод не реагируют с цинком на холоду. Но в присутствии паров воды реакция может проходить с воспламенение металла и выделением большого количества теплоты (для фтора 172 ккал, для хлора 95,6 ккал на моль цинка)

В реакции с галогенами получаем галоген производные цинка: фториды, хлориды, броматы.

5.4. С азотом.

Решение.

С азотом, даже в парах цинк не реагирует, но довольно легко реагирует при температуре красного каления с аммиаком с выделением нитрида цинка .

5.5. С углеродом.

Решение.

Цинк непосредственно не реагирует с углеродом и карбид цинка мы можем получить только через промежуточные реакции. Карбид цинка мы можем получить при нагревании цинка в токе ацетилена при температурах около 200 – 300 С.

Карбид цинка довольно нестойкое соединение, которое легко разлагается водой и кислотами.

6.1. Запишите ряд оксидов данного химического элемента (прогноз по электронной формуле иковалентности).

Решение.

Для цинка характерна степень окисления +2. поэтому цинк имеет только один оксид: ZnO. Другие оксиды цинка неизвестны. Возможно существование пер оксида цинка ZnO₂ . ковалентность цинка в пер оксиде равна двум, строение его молекулы приведено на рисунке.

Ковалентность цинка в оксиде ZnOравна двум.

Запишем электронную формулу для ZnO:

6.2. Прогнозируйте характер оксидов (основной, кислотный, амфотерный) по величине Э.О. и правилухимических свойств ряда оксидов.

Решение.

Во второй побочной подгруппе периодической системе кроме цинка находится также и кадмий и ртуть. Все эти металлы имеют основные оксиды, кадмий проявляет также и амфотерные свойства. Поэтому можно прогнозировать, чтооксид цинка будет проявлять также амфотерные свойства.

Рассмотрим электроотрицательности оксида цинка:

Разница электронегативностей для ZnO равна 3,5 – 1,8 = 1,7. Для основных оксидов Na₂ O, CaO, BaO эта разница составляет около 2,5, а для кислотных оксидов SO₂ , SO₃ , P₂ O₅ около 1÷1,3. как видно оксид цинка лежит посредине этих значений, как металл он будет обладать амфотерными свойствами.

6.3. Запишите соответствующие гидроксиды (основания и кислоты). Определите принадлежность к сильнымили слабым электролитам.

Решение.

Для цинка характерен только один гидроксид.