Реферат: Химические свойства неметаллических элементов
Водень.
Водень – перший елемент періодичної системи, його електронна формула 1S1 . Ступені окислення водню можуть дорівнювати –1, +1, а також 0 (у простій речовині). За значеннями ступенів окислення водень схожий з лужними металами (+1) та із галогенами (-1). Тому в періодичній системі для нього зазначено два положення – відповідно в обох підгрупах цих елементів. Однак найбільш стійким ступенем окислення у водню – (+1). Таким чином, особливості будови електронної оболонки та його властивостей не дозволяють однозначно визначити його положення в періодичній системі.
Вміст водню у земній корі 30 ат.%. В усіх природних сполуках водень має ступінь окислення +1. Переважна кількість водню існує у вигляді Н2 О. Водень входить до складу горючих газів, у природних сумішах углеводнів (нафти) та інших органічних сполук. Добування водню в усіх випадках – це відновлення із +1 до 0. Найбільше значення у промисловості має реакція метану з водяною парою:
СН4 + Н2 О = СО + 3Н2
СО + Н2 О = СО2 + Н2
Водень можна також отримати реакцією водяної пари з розжареним коксом:
С + Н2 О = СО + Н2
СО + Н2 О = СО2 + Н2
Для добування водню застосовують також електроліз водяних розчинів солей, кислот, лугів. Наприклад:
Zn+2HCl=ZnCl2 +H2
2Al+6NaOH+6H2 O=2Na3 [Al(OH)6 ]+3H2
Водень – безбарвний без запаху газ. Водень мало розчинний у воді. Вільний водень в 0 ступені може бути окисником і відновником. Відновні властивості виявляє в реакціях з неметалами, а також по відношенню до оксидів і галогенів:
2H2 +O2 =2H2 O
H2 +Cl2 =2HCl
CuO+H2 =Cu+H2 O
WO3 +3H2 =W+3H2 O
У реакціях з активними металами є окисником, утворює гідриди:
2Na+H2 =2NaH
З деякими елементами, наприклад, кремнієм, фосфором, водень не реагує. При нагріванні водень реагує з багатьма d – металами. Сполуки що містять водень в степені окислення +1, є їх окислювальні властивості, а в –1 – відновні.
NaH+HOH=NaOH+H2
Водень застосовують для добування ряду металів (Мо,W, Fe, Cu). У великих кількостях Н2 використовують у виробництві аміаку та органічних синтезах.
Кисень.
Кисень – найпоширеніший у природі елемент (58 ат.%). Більшість його знаходиться в ступені окислення –2 у вигляді сполук солей кремнієвих кислот (силікатів), піску (SiO2 ), води, карбонатів, фосфатів, сульфатів. Невелика частина кисню перебуває у вільному стані в атмосфері. Незначні кількості кисню отримують у лабораторії термічним розкладом кисневмісних сполук. Наприклад:
2KClO3 =2KCl+3O2
2KMnO4 =K2 MnO4 +MnO2 +O2
Кисень є типовим окисником, він вступає в реакцію з металами, неметалами, складними речовинами. Продуктами цих реакцій найчастіше є оксиди:
4Fe+3O2 =2Fe2 O3
C+O2 =CO2
CH4 +2O2 =CO2 +2H2 O
2ZnS+3O2 =2ZnO+2SO2
Однак в реакціях з деякими найактивнішими металами утворюють сполуки зв’язок між атомами кисню в яких збеігається:
2Na+O2 =Na2 O2 (пероксид натрію)
K+O2 =KO2 (надпероксид калію)
Li+O2 =Li2 O (оксид літію)
Озон О3 – алотропічна модифікація кисню. Його добувають дією тихого електричного розряду або ультрафіолетового проміння на кисень:
3O2 =2O3
Цей несамодільний процес відбувається за стадіями:
O2 +hv=O2 *
O2 +O2 * =O3 +O
O2 +O=O3
О3 – дуже сильний окисник за рахунок атомарного кисню, який утворюється на початкових стадіях реакцій О3 з різними відновниками. Наприклад:O3 =O2 +O
2KI+O3 +H2 SO4 =I2 +K2 SO4 +O2 +H2 O
O O2
Бінарні сполуки з киснем можна розділити на кілька видів:
Оксиди - кисень має ступінь окислення –2, у тому числі основні ( Na2 O, CaO), кислотні (СО2 , P2 O5 ), амфотерні (ZnO, Al2 O3 ), несолетвірні (N2 O, NO).
Пероксидні сполуки – речовини, атоми кисню в яких зв’язані між собою хімічними зв’язками: пероксиди (N2 O2 , ВаО2 ), надпероксиди (КО2 ), озоніди (КО3 ).
Субоксиди – сполуки з металічними зв’язками ( Ті6 О, Ті3 О).
Розглянемо властивості сполук кисню з воднем.
Вода. Це стійка речовина ( Нутв. = -286 кДж/моль). Лише за температури понад 1000о С помітним стає розкладання на прості речовини:
2H2 O=2H2 +O2
Понад 5000о С розкладання відбувається практично повністю.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--