Лекция №20




Скачать 86.35 Kb.
НазваниеЛекция №20
Дата конвертации21.11.2013
Размер86.35 Kb.
ТипЛекция
ЛЕКЦИЯ №20.

P – металлы.

Общие закономерности соединения Р – металлов с разными окислительными числами. Получение и их применение.

Al. Основные соединения. Апротонная кислота AlCl3. Взаимодействие Al с кислотами и щелочами. Амфотерные свойства оксида и гидроксида Al.

К р-элементам III группы относятся типические элементы – бор и Al и элементы подгруппы галия – Ga, In и Tl.



С увеличением атомного номера элементов энергия ионизации атомов уменьшается: бор – неметалл, Tl – типичный металл.

Бор

В большинстве своем проявляет степень окисления +3 (диагональное сходство с кремнием Si). (B2O3 – бор-й ангидрид, Na2B4O7 – бура, тетраборат Na, H3BO3 – борная кислота, BN – нитрид бора).

Природные ресурсы

3·10–4 % в земной коре не в свободном виде, а в виде Ca и Mg солей полиборных кислот и в виде буры и борной кислоты.

Получение:

1) магнийтермический метод



2) восстановлением галогенидов водородом:



Химические свойства и физические свойства

Бор известен в аморфной (коричневой) и кристаллической (черной) форме. Кристаллическая решетка очень прочная. Высокая t° плавления, полупроводник.

В – бор первый р–элемент в периодической системе. В невозбужденном состоянии имеет 2s2p1; в возбужденном состоянии 2s1 p1x p1y и далее sp2 – гибридное состояние (где имеется донорно –акцепторная связь).

В обычных условиях бор малоактивен.

При комнатной t° реагирует только с

1) фтором



2) с H2 бор не реагирует

бороводороды или бораны получают косвенным путем.

а)

б)

в)

B2H6 имеет строение:

3) с кислородом бор образует борный оксид.



B2O3 является кислотным оксидом



H3BO3 – очень слабая кислота.

При реакции нейтрализации образуется не ион Be33–, а тетрабораты или другие соли.



Широко применяется соль Na2B4O7·10H2O – бура.

4) продолжение (Химические свойства)

В кислотах являющихся окислителями бор не растворяется. Он реагирует при t° с конц. H2SO4, HNO3 и в царской водке с выделением SO2 или оксидов азота и образует H3BO3.

5) крист В почти не реагирует со щелочами в отличие от аморфного:



6) с галогенами образуются галогениды

BF3 – и BCl3 – газы

BBr3 – жидкость

BI3 – кристаллическое вещество.

галогениды легко реагируют с водой с образованием 2х кислот – борной и галогенводородной.



7) при с серой образуется сульфид:



8) с азотом бор, B2O3 с NH3

реагирует с образованием BN – нитрида бора, имеющего гексогональную форму.

BN – полимер из шестичленных колец.


гетерогенный аналог графита, жирный на ощупь, легко разделяется на чешуйки. Известны и другие полимеры бора с азотом.

9) с углеродом бор образует карбид



10) при нагревании бор реагирует со многими металлами, образуя бориды.



Применение:

Бор идет добавкой к сплавам, увеличивая жаропрочность и износостойкость, бор используют для защиты от нейтронов и в атомных реакторах (борсодержащая сталь).

Бораты входят в состав моющих средств.

B2O3 – в эмалях, глазурях, стекле, в химической посуде.

BF3 – катализатор многих органических реакций (полимеризации, этерификации и т.д.)

графитоподобный бор – изолятор и т.д.

Алюминий

Характерная степень окисления +3.

Важнейшие соединения: Al2O3, AlCl3, Al2(SO4)3·18H2O, KAl(SO4)2·12H2O.

Природные ресурсы: 8,8 % в земной коре. Входит в состав 250 минералов в основном алюмосиликатов.

Al2O3 – глинозем.

чистый Al2O3 – корунд (рубин (Cr2O3) и сапфир – кристаллы корунда).

Получение:

1) электролизом раствора Al2O3 в расплавленном криолите Na3AlF6.

2) Для получения особо чистого Al (99,9999 %)

технич. Al t° в парах AlF3.



Физические и химические свойства

Al – сереб. бел. металл. Изготовляют проволоку и фольгу. Обладает металлическими свойствами.

На воздухе покрывается оксидной пленкой Al2O3, поэтому при комнатной температуре не реагирует с Н2 и H2O и др.

Al – 3s23p

в возбужденном состоянии 3s1 3p1x 3p1y + свободные p и d орбитали.

Обладает большей реакционной способностью, чем бор.

Для Al известны соединения:

Al+ – галогениды AlF и AlCl

оксид Al2O существует только при высокой . Химическая связь в соединениях Al более ионная, чем в соединениях бора; так BF3 – газ, галоген ангидрид, а AlF3 – твердое соединение с высокой температурой плавления, его можно назвать солью.

Ион Al+3, обладая малым радиусом и большим зарядом, проявляет склонность к комплексообразованию: с H2O, OH, F, Cl, Br, I к.ч. = 4,6.

Соединения:

1) Al не реагирует с водородом, его получают косвенным путем.



(AlH3)4 – полимер, белый порошок.

в избытке LiH образуется Li[AlH4] – алюмогидрид лития.



2) при t° Al энергично взаимодействует с O2.



известны 3 его модификации: α, β, γ. Чаще встречаются α–форма – корунд. Гидроксид алюминия получают действием щелочи на растворы солей Al:



Формула Al(OH)3 – условна, т.к. содержит много воды. Точнее писать:



3) Металлический Al, поверхность которого покрыта защитной пленкой Al2O3 не реагирует с H2O.

Однако, если эту пленку разрушить, например амальгированием, происходит бурное взаимодействие Al с H2O с образованием Al(OH)3 и H2.



4) с кислотами Al взаимодействует с образованием водорода:



Однако очень разбавленные кислоты и очень концентрированные HNO3 и H2SO4 не действует на Al. Они его пассивируют



5) со щелочами Al взаимодействует энергично.



существуют и другие комплексы:



Это зависит от pH, t˚ и т.д.

6) Al энергично взаимодействует с галогенами



безводные AlCl3, AlBr3, AlI3 нельзя получить, т.к. происходит гидролиз:



7) с азотом при высокой t˚ 800˚С Al образует AlN или же:



8) с серой, если поджечь смесь; образуется сульфид Al2S3:



9) с углеродом образуется карбид Al4C3 в электрической печи при t˚≈2000˚C



10) Известно много солей алюминия, которые подвергаются гидролизу.

Al2(SO4)3·18H2O называется квасцами. Это изоморфные соединения. Известно несколько десятков этих соединений.

Часто используются алюмокалиевые квасцы: KAl(SO4)2·12H2O.

Применение:

Второй после Fe металл по применению в современной технике (млн тонн в год)

Al – чистый и сплавы.

дюралюминий (дюраль) ≈ 4% Cu, ≈ 1,5% Mg, ≈ 0,5% Mn. (применяется в самолетостроении)

Применяется Al проволока (более дешевая). Первый искусственный спутник Земли изготовлен из Al.

Алюмотермия (получение других металлов)

Метод Бекетова в 1859 году (Mn, Cr, W, V и др.)

Большое практическое значение имеет Al2O3 из него изготовляют керамику и сапфиры и рубины для лазеров.

Соединения Al применяются в силикатной промышленности (цемент, фарфор и др.)

AlCl3 – используется в технологии органических веществ в качестве катализатора (реакция Фриделл – Крафтса и др.). Сульфатом Al очищают воду:



и т.д.

Похожие:

Лекция №20 iconЛекция жинағы, тезистер, оқу құралдар
Азаматтық іс жүргізу заңдарды қолданудың теориясымен практикасы (лекция тезистері)
Лекция №20 iconЛекция Евангельские притчи. Классификация и истолкование Лекция Экзегетический разбор Евангелия от Иоанна; Глава 1
Приложение № Словарь значений некоторых имен, упоминаемых в Священном Писании
Лекция №20 iconИнтернетте программалау Лекция 7 Лекция 7
Гиперсілтеме құру тэгінің қасиеттері. Html тілі Web-құжатқа суреттерді, кестелерді енгізу мүмкіндігін береді. Сонымен қатар желідегі...
Лекция №20 iconЛекция I. Кологна, 28 Декабря 1912 Лекция II. Кологна, 29 Декабря 1912
Духовном движении и ввиду этой точки зрения я выбрал название этого курса лекций. В самом начале нашего Антропософского дела мы будем...
Лекция №20 iconКурс лекций Москва 2002 Лекция 1 о критериях и смысле периода Новое время
Лекция 1 о критериях и смысле периода Новое время «Все части нашего мира так связа­ны и соединены одна с другою, что я полагаю невозможным...
Лекция №20 iconЛекция: 15 сағат

Лекция №20 iconЛекция: 15 сағат

Лекция №20 iconЛекция: 15 сағат

Лекция №20 iconЛекция: 15
Абстракт
Лекция №20 iconЛекция: 15 сағат
Алғы сөз
Разместите кнопку на своём сайте:
kaz2.docdat.com


База данных защищена авторским правом ©kaz2.docdat.com 2013
обратиться к администрации
kaz2.docdat.com
Главная страница