Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар

1.Электролиз арқылы алу процесі, механизмі, галогендердің хим.қасиеттері

2.Оксидтері, гидроксидтері, қасиеттері, алынуы

3.Сутектік қосылыстары, қасиеттері.

Оттегі - жердегі ең көп тараған элемент - 50% массалық үлесі. ЭТ ~ 3,5 болғандықтан барлық зерлік элементтермен әрекеттеседі. VI A топша элементтерінің V A топша элементтеріне қарағанда сутекті қосылыстары берігірек, себебі олардың ЭТ- гі (электр терістігі) жоғары, керісінше VI A топша элементтерінің оттекті қосылыстарының беріктігі азырақ.

Атмосферада 10¹⁵ т., адам организмінде 65%. 1) 1.ауаны айдап; 2) 2H₂O →^{электролиз} 2H₂ + O₂

100 км жер бетінен жоғары атом күйінде болады, УФ-сәулесі О₂ →^{фотолиз} О+O.

О₃ – озон оттегінің аллотропиялық түр өзгерісі, молекуласы диамагнитті. O₂ –түссіз, О₃ – көк түсті газ, полярлығы және полярлылануы жоғары O₂ –ге қарағанда 3O₂ →^{эл.разряд} 2О₃

Атмосферада 3O₂ найзағай 2О₃ О₃ +2H⁺+2e^-→ O₂ +H₂O E⁰=+2,07в

O₂ +4H⁺+4e^- →2 H₂O E⁰=+1,23в, соңдықтан О₃ өте күшті тотықтырғыш Химиялық активтігі бойынша O₂ тек F₂ кейін. Г₂ , инертті газ, Pt, Au +O₂ → жүрмейді. Oттегі коваленттілігі - 4, max валенттілігі II. Металл еместер оксиді: He+O₂→ жүрмейді; Ne+O₂→ жүрмейді;

Ar+O₂→ жүрмейді. Қалған металл еместер O₂ әрекеттеседі. ЭТоттегі және металл еместер айырмашылығы аз болғандықтан, оксидтері ковалентті байланыс түзеді. Соңдықтан металл емес оксидтері - газдар, ұшқыш сұйықтар, тез еритін қатты заттар. Металл емес оксидтері суда еріп, қышқыл түзеді. СО, NO, N₂O тұз түзбейтін оксидтер, суда ерімейді, себебі ол молекулалар өте берік. Металл еместің оксидтегі тотығу дәрежесі өскен сайын, олардың қышқылдық қасиеті артады: P₄O₁₀(к)+6H₂O(су)=4H₃PO₄

SO₃(к)+H₂O(с)=H₂SO₄

Cl₂O₇(г)+H₂O(с)=2HClO₄ Металлдардың оксидтері: негіздік, қышқылдық, амфотерлік. Сілтілік және сілтілік- жер металдар оксидтері суда ериді, бұл оксидтерде иондық байланыс. Металдардың тотығу дәрежесі өскен сайын оксидтерде коваленті байланыс болады.

K+O₃→K⁺O₃^- oзонидтер қызыл түске боялады. K-1e^-→K⁺ O₃+1e^-→O₃^-

K+O₂→K⁺O₂^- супероксидтер

K-1e^-→K⁺ O₂+1e^-→O₂^-

2K₂+O₂→K₂O₂ перосксид

2K-2e^-→2K⁺

O₂+2e^-→O₂ ^2-
13.5 Алу, қасиеттері, қолданылуы

3d- орбиталь болғандықтан, IV, VI валенттілік көрсетеді. Күкірт атомдары арасындағы байланыс өте берік, жер бетінде 0,05 % : самород (бос) күйінде, сульфидтер FeS₂-пирит , PbS-галонит, CaSO₄- ангидрит, BaSO₄- барит кездеседі. Минералды су көздерінде - H₂S газ күйінде болады. Алу. Самород ( бос ) кендерден.

sp³ – гибридтелу

S₈ ↔⁴⁵⁰_0C↔S₆ ↔⁶⁵⁰_0C↔S₄ ↔⁹⁰⁰_0C↔S₂↔¹⁵⁰⁰_0C↔S

S₂ парамагнитті О₂ сияқты, қалғандары диамагнитті.

S+Me→ t⁰ сульфидтер Ме₂ S_n - металл валенттілігіне байланысты.

S+ О₂→ SО₂

S+ Г₂→ SCl₂ …

3S+6NaOH=2Na₂S^2-+Na₂SO₃⁺⁴ +3H₂O диспропорциалану реакциясы.

S+2e^-→S^2-

S-4e^-→S⁴⁺

S+ О₂→ SО₂ (4+) т.д. SО₂ +H₂O↔ H₂ SO₃↔H⁺+HSO₃^-↔2 H⁺+SO₃^2- SО₂ + NaOH→ NaHSO₃-гидросульфит ; SО₂ + 2NaOH→ Na₂SO₃(сульфит) +H₂O S⁴⁺ тотықтырғыш та, тотықсыздандырғышта болады SО₂ +2H₂S→3S+ 2H₂O;

2 Na₂SO₃ + О₂→2Na₂SO₄ ;2 NaHSO₃-гидросульфиттер → ^t0 Na₂S₂O₅+H₂O пиросульфитке айналады, бірақ H ₂S₂O₅ - пирокүкірт қышқылы жоқ.

SО₂ +PCl₅→POCl₃(оксихлорид) + S⁺⁴O^-2Cl₂^- (тионилхлорид) тотықсыздандырғыш SОCl₂+2H₂O→2HCl+H₂SO₃ ; Na₂SO₃ +S→ Na₂S₂O₃ – тиосульфат

Na₂S₂O₃+HCl →2NaCl + H₂S₂O₃ - тиокүкірт қышқылы күкірт қышқылы сияқты күшті қышқыл, бірақ тұрақсыз H₂S₂O₃→ S+ SО₂ +H₂O Тиосульфаттар тотықсыздандырғыш, Na₂S₂O₃+J₂→2NaJ+Na₂S₄O₆ S⁺⁴O₂ +Cl₂→^hυ S⁺⁶O^-2₂Cl₂^- -хлорлы сульфурил . Ыстық суда ыдырайды SОCl₂+2H₂O→2HCl+H₂SO₄ SО₂ + О₂→^NO2 2SO₃; SO₃ + H₂O→ H₂SO₄; H₂SO₄ - май тәріздес, түссіз, иіссіз моногидрат; H₂SO₄ - күшті тотықтырғыш ; Сілтілік және сілтілік- жер металдар сульфаттары термиялық тұрақты, ал активтігі төмен металдар сульфаттары айрылады: ZnSO₄ →ZnO +SO₃;

AgSO₄ →2Ag+SO₂+O₂; Гидросульфаттарды балқытса:

2NaHSO₄→ ^t0 Na₂S₂O₇ + H₂O дисульфат (пиросульфат); H₂S₂O₇→ H₂SO₄+SO₃ ерітсе. Егер H₂SO₄-те SO₃ ерітсе, олеум (май тәріздес деген сөз) түзіледі. Олеум күшті тотықтырғыш, су тартқыш. H₂SO₄ алу: контакт әдісі (V₂ O₅ -катализатор) , нитроза әдісі (NO₂ - катализатор). Al, Fe, Cr суық конц. H₂SO₄ пассивтеледі, оксид қабаты пайда болады.

Жеңіл металдар (ρ<5 г/см³) + H₂SO_{4 конц.} →MeSO₄+ H₂S+ H₂O; (Pt- тобы металдарынан басқа) Ме + H₂SO_{4 ыстықконц.} → SO₂ (S, H₂S) металл активтігіне байланысты +MeSO₄+H₂O ;

H₂SO_4конц. +Me → H₂ шықпайды, не SO₂ , не S, не H₂S түзіледі. H₂SO_{4 конц.} HJ, HBr тотықтырады, HCl –ды тотықтырмайды. H₂SO₄ +8 HJ→ H₂S+J₂ +4H₂O; H₂SO₄ +4 HBr→ SO₂+2Br₂+2H₂O;H⁺₂SO₄ сұйытылған +Me→ H₂ бөлінеді + металл сульфаты.

Сұйытылған күкірт қышқылы + Pb→ жүрмейді, себебі Pb беті PbSO₄↓ жабылады.

H₂SO₄ тұздары → сульфат, гидросульфат түзіледі. Көп сульфаттарда кристалданған суы болады: Na₂SO₄ ×10 Н₂О глаубер тұзы. CaSO₄×2H₂O - гипс ; CaSO₄×H₂O – алебастр; CuSO₄×5H₂O;FeSO₄×7H₂O – мыс, темір купоростары; қос тұздары асудас (квасцы) деп аталады KAl(SO₄)₂×12H₂O; KCr(SO₄)₂×12H₂O

S ^2- - қосылыстары: H₂ S газ, судағы ерітіндісі, Н₂ + S ® H₂ S ; Әлсіз қышқыл

H₂ S↔ H⁺+HS^-↔ H⁺+S^2- H₂S газ, улы газ , гемоглобин құрамындағы Fe ²⁺ әрекеттеседі. H₂S →сульфид →гидросульфидтер суда жақсы ериді

Тұздары түсті HgS-қызыл, CdS- тоқ сары; ZnS – сары.

1). суда еритін сульфидтер: сілтілік, сілтілік- жер металдар сульфидтері, гидролизге ұшырайды.

2) cуда ерімейді, бірақ қышқылдарда (HCl, H₂SO₄) ериді. ЕК <10^-26

3) азот қышқылда еритін CuS+4HNO₃ конц. →Cu(NO₃)₂ +S+NO₂+2H₂O

Өзін - өзі тексеруге арналған сұрақтар

1.Элементтердің жалпы сипаттамасы.

2. Оттегінің металдармен, металл еместермен қосылыстары, қасиеттері

3. Күкіртті сутек, алу, қасиеттері, тұздары, қасиеттері

Fe …3d⁶4s² Co …3d⁷4s² Ni…3d⁸4s²

Атомдық радиустары, нм 0,126; 0,125; 0,124

И.э., в 7,89 7,87 7,63

Е_Э2+/Э,в -0,44 -0,277 -0,25

Бұл көрсеткіштерден 3 элементтің қасиеттері жақын екендігі көрінеді. Бұл элементтерге тән т.д. +2,+3. Темір үшін +3 т.д. сәйкес қосылыстар тұрақтырақ. d⁵ болғанда берік конфигурация болады, темірде тек 1 ғана артық электрон болғандықтан 3d⁶4s² , ал Со 2 электрон артық 3d⁷4s² , соңдықтан +3, +2 қосылыстар тұрақтылығы бірдей, ал никельде +2 қосылыс тұрақты. Fe max. т.д. +6, Co +5, Ni +4, бірақ Co 5 + және Ni 4 + сәйкес қосылыстар әлі белгісіз. Бұл элементтерде т.д. « ноль» болатын карбонилдер белгілі [Fe(CO)₅] .

Кездесу:O₂, Si, Al, Fe- төртінші орында. Fe мен Ni негізгі массасы жер ядросында. Fe оксид, сульфид ретінде: Fe₃O₄- магнетит, Fe₂O₃-гематит, Fe₂O₃×H₂O -лимонит, FeS-пирротин, FeS₂-пирит, FeAsS -арсенопирит, FeCO₃-сидерит.Метеоритте, вулкандарда темір бос күйінде болады.

Темір O₂, Si, Al, Fe-4-ші орында табиғатта кездеседі. Co, Ni көбінесе бірге кездеседі.

Co,Ni көбінесе сульфидті қосылыс түзеді.

Алу. Fe₂O₃ +3C→2Fe+3CO карботермия (кокс).

Fe₂O₃ + CO→2Fe+3CO₂ шойын, болат (домна пештерінде).

Т_б Fe(1536); Co(1493); Ni (1453⁰C) қиын балқитын металлдар, балқу t⁰-сы азаяды, себебі

3d- қабатта жұпталмаған электрон саны азаяды. Бұл металлдар активтігі орташа. Сутегіге дейін тұрғандықтан, қышқылдан H₂ ығыстырады. Концентрациясы H₂SO₄>70% болса,Fe пассивтеледі. Концентрлі HNO₃ Fe, Co, Ni үшеуінде пассивтейді, Co + қымыз қышқылында ериді,[Co(C₂O₄)₃]^3- қосылыс түзеді. Егер Fe құрамында қоспалар (примесь) болса, коррозияға тез түседі. 4Fe+6H₂O+3O₂=4Fe(OH)₃

Қосылыстары: ЭО және Э₂O₃ ; Э+O₂→себебі оксидтер қоспасы түзіледі. Э(ОН)₂→ ^t0 ЭО+H₂O ; Э(ОН)₃→ ^t0 Э₂О₃+H₂O; Co₂O₃ және Ni₂O₃ тұрақсыз, айрылып ЭО береді. Ni₂O₃ →2NiO+1/2O₂ ; Co₃O₄ және Fe₃O₄ болады, бірақ олар оксидтер қоспасы, Fe₂O₃×FeO;

ЭО +қышқыл → Э²⁺ ( тұзы) + Н₂ О ЭО + H₂O→ жүрмейді. Fe(OH)₂-ақ, Co(OH)₂-алқызыл, Ni(OH)₂- жасыл. 4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃↓ қоңыр ; Fe³⁺→Co³⁺→Ni³⁺ оттегіне тұрақтылығы артады, себебі +3 т.д. тек Fe³⁺ тән. 2Ni(OH)₂+2NaOH+HBr₂→2Ni(OH)₃+2NaBr 2Fe(OH)₃+3H₂SO₄→Fe₂(SO₄)₃+6H₂O; Ал Co(OH)₃+H₂SO₄→CoSO₄+O₂+H₂O

Co³⁺+e^-→Co²⁺

4OH^- -4e^-→2H₂O+O₂ молекула ішіндегі ТТР, H₂SO₄ тотықтырғыш емес Ni(OH)₃+НCl→NiCl₂+Cl₂+H₂O

Ni³⁺+e^-→Ni²⁺

2Cl^- - 2e^-→Cl₂ ; Fe²⁺ → Fe³⁺ →Fe⁶⁺ : FeO Fe₂O₃ FeO₃ - жоқ Fe(OH)₂ Fe(OH)₃ H₂FeO₄

негіздік амфотер. қышқылдық қасиет көрсетеді

Fe(OH)₃ + NaOH→^t0 Na⁺Fe⁺³O₂^2- (феррит)+H₂O;HFeO₂ – темірлі қышқыл.

Fe₂O₃ +Na₂CO₃→^{балқытып} NaFeO₂+CO₂

Fe(OH)₃ + 3NaOH→Na3[Fe(OH)] сулы ортада

Fe(OH)₃ + КOH+Br₂→K₂FeO₄(феррат)+KBr+H₂O; HFeO₄ – темір қышқыл. Фераттар күшті тотықтырғыш. Металл еместермен қосылыстары тек Г₂, S валенттіліктеріне сәйкес қосылыстар түзеді Fe +Cl₂→FeCl₃ Co, Ni +Cl₂→ЭCl₂; Fe+S →FeS; Э+S → ЭS; Э(ЭО)+HCl →ЭCl₂+H₂O ЭF₂ ғана суда ерімейді, Co +S→CoS; CoCl₂+(NH₄)₂S→CoS↓+2NH₄Cl Сульфаты: Э+H₂SO₄(сұйыт.)→ ЭSO₄ +H₂ ; Ерітіндіден олар кристаллогидрат ретінде бөлінеді: ЭSO₄ ×7H₂O(купорос): FeSO₄×7H₂O - ашық жасыл, CoSO₄×7H₂O- қызыл , NiSO₄×7H₂O –жасыл.

Fe₂O₃ +H₂SO₄(конц.)→ Fe₂(SO₄)₃+3Н₂О; Fe₂(SO₄)₃×6Н₂О не Fe₂(SO₄)₃×10Н₂О

Нитраттар: Э+HNO₃(сұйыт.)→ Э(NO₃) ₂+NO+H₂O

Э(NO₃) ₂6Н₂О тек Fe(NO₃)₃ белгілі ; Fe+HNO₃(25%)→ Fe(NO₃)₃ ×6H₂O+NO₂+H₂O;

Карбонаттар: FeCO₃; CoCO₃ .6H₂O, NiCO₃ .6H₂O

Қос тұздар (шениттер): (NH₄)₂[Fe(SO₄)₂]: (NH₄)₂[Fe(SO₄)₂] Мор тұзы,

Ашудастар (NH₄)₂SO₄× Fe₂(SO₄)₃×24 H₂O ; (NH₄)₂SO₄×Co(SO₄)₃×24 H₂O; Fe³⁺ аңықтау үшін (сапалық реакция) . Fe³⁺ +NH₄CNS – роданид: Fe(CSN)₃ ; Ni⁺² + диметилглиоксим→қызыл↓Чугаев реактивы; Fe²⁺ + гем.→гемоглобин;

He, Ne- инертті, Ar, Kr, Xe, Rn- асыл газдар

1. Электрондық формулалары арқылы қосылыстарын анықтау

2. Физикалық және химиялық қасиеттері

3. Оксидтері, гидроксидтері, қасиеттері

Mn … 3d⁵4s² Tc…4d⁵5s² Re … 5d⁵6s²

r=0,130нм 0,136 нм 0,137нм

Радиусына байланысты қарасақ, Tc мен Re қасиеттері ұқсас болуы керек. Tc –жасанды элемент, жер қыртысында жоқ. Mn~9.10^-2 %(темірден кейін), Re – 1.10^-7 %

t_бС 1244 2200 3180 ⁰C

ρ 7,44 11,49 21,04 г/см³

γЭ²⁺/Э -1,18 0,4 γЭ⁺³/Э 0,3

0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 тотығу дәрежесіне сәйкес қосылыстары бар.Карбонил Mn, Re т.д. ноль болады. Mn +2, +4, +7 т.д. сәйкес қосылыстары көбірек. Re +7 т.д. сәйкес қосылыстары тұрақты ; Tc +4, +6, +7 т.д. көбірек тән.

3| 8Mn²⁺+2e^-→Mn⁰

|2Mn³⁺+6e^-→Mn⁰

8| Al- 3e^-→Al³⁺Алюмотермия

Кендегі Re Re₂O₇ айналады, Re₂O₇ +2KOH→2KReO₄(перренат)+H₂O

2KRe⁺⁷O₄+7H₂^O →2Re⁰(порошок-ұнтақ)+2KOH+6H₂⁺O

2|Re⁷⁺+7e^-→Re⁰

7|H₂-2e^-→2H⁺

Re ұнтағын →^t0(дуга) металл спиткасына айналады

⁹⁸₄₂Mo +¹₀n(нейтрон)→⁹⁹₄₂Mo→^{-ß 99}₄₃Tc

¹⁰⁴₄₄Ru +¹₀n→¹⁰⁴₄₃Tc+¹₁H

Ядерлық реакторларда 1кг плутонийден (Pu) 25 г Tc алады.

Mn+4HNO₃(сұйық) →Mn (NO₃)₂ +2NO+2H₂O

2 Tc, Re+7 HNO₃ →HЭO₄ +7NO+2H₂O

HTcO₄-технеций қышқылы ; HReO₄-рений қышқылы

Mn+Г₂→ Mn⁺²Г₂ Tc, Re+F₂, Cl₂→^100C+Br₂→^300C Mn элементы т.д. байланысты оксидтер мен гидроксидтердің қышқыл негіздік қасиетінің өзгеруін көрсететін «модельді» элемент ретінде қарауға болады. Элемент төменгі т.д. –де негіздік, жоғары т.д. қышқылдық қасиет көрсетеді.

MnO, Mn₂O₃ – негіздік; MnO₂, Mn₂O₅-амфотерлік; MnO₃, Mn₂O₇ Mn(OH)₂,Mn(OH)₃ MnO(OH)₂, Mn(OH)₄ H₂MnO₄ H₂⁺Mn⁺⁴O₃^-2 HMnO₄ H⁺Mn⁺⁵O₃^-2 Mn⁺⁵O^-2(OH^-)₃ Сонымен бірге т.д. байланысты бұл элемент ТТ-қасиеттерінің өзгеруін және

т.д.-не әр түрлі орта әсерін де көруге болады.

H+→_+5e- Mn²⁺

Mn⁷⁺O₄^- →OH-→_+1e- MnO₄^2-

H₂O→_+3e- MnO₂

Mn⁺⁴O₂+H₂→Mn⁺²O+H₂O

4MnO₄→^300C 2Mn⁺³₂O₃+O₂

2KMnO₄+2H₂SO₄(конц.)→Mn₂O₇(жасыл сұйық зат)+2KHSO₄+H₂O

Tc, Re+O₂→^t0Э₂O₇

Re₂O₇+CO→2ReO₃+CO₂

3Re⁺⁶O₃ →^t0 Re₂⁺⁷O₇+ Re⁺⁴O₂

тек Э₂O₇+H₂O→H ЭO₄ ~10%

HMnO₄→HTeO₄→HReO₄ күші азаяды, себебі металдық қасиет артады. HMnO₄ күші HCl күшіне жақын, яғни диссоциацияға толық түседі. Бұл қышқылдар тұздары перманганат, пертехнат, перренат. Сілтілік ортада Н₂ЭO₄ тұрақтырақ. Бейтарап, қышқыл ортада диспропорция реакциясына түседі: 3ЭO₄^2-+2H₂O→2 ЭO₄^-+ ЭO₂+4OH^- тұздары манганат, технат, ренат. Н₂ЭO₄ – бос күйінде жоқ, тек тұзы ғана болады.

2KMnO₄+Na₂SO₃+2KOH→2K₂MnO₄+Na₂SO₄+H₂O ;

2|Mn⁷⁺+1e^-→Mn⁶⁺

|S⁴⁺-2e^-→S⁶⁺

ЭO₄^2- - жасыл. MnO₄^- қызыл, TcO₄^- қызыл-сары , ReO₄^- - түссіз. MnO₂+KOH+O₂→K₂MnO₄+H₂О ; Re+KOH+O₂→K₂ReO₄+H₂O