WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«К р-элементам пятой группы относятся следующие элементы: азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут. Их строение атомов: 7N 1s 2s 2p 15P 1s 2s 2p 3s 3p 33As 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ...»

1

р-элементы пятой группы

К р-элементам пятой группы относятся следующие элементы: азот, фосфор, мышьяк, сурьма,

висмут. Их строение атомов:

7N 1s 2s 2p

15P 1s 2s 2p 3s 3p

33As 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p

51Sb 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 5s 5p

83Bi 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 6s 6p

Общая электронная формула ns2np3. Возможные степени окисления:

- азот:- -3; (-2); (-1); +1; +2; +3; +4; +5;

- фосфор:

-3; +1; +3; +5;

- мышьяк:

-3; + 3; +5;

- сурьма:

-3; + 3; +5;

- висмут:

-3; + 3; +5 .

Основные константы приведены в таблице 1 .

Константы N P As Sb Bi металлический атомный радиус, А 0,71 1,3 1,48 1,61 1,82 ковалентный атомный радиус, А 0,77 1,1 1,21 1,41 условный радиус Э3-, А 1,48 1,86 1,92 2,08 2,13 5+ условный радиус Э, А 0,15 0,35 0,47 0,62 0,74 первый потенциал ионизации, эВ 14,53 10,48 9,81 8,64 7,29 содержание в земной коре, ат. % -4 -6 2 10-6 0,03 0,04 1 10 5 10 Из приведённых данных следует, что в ряду N-P-As-Sb-Bi размеры атомов и ионов увеличиваются, а энергии ионизации уменьшаются, то есть происходит усиление металлических признаков элементов .

Таблица 2 Нахождение в природе Э Год откр. Первооткрыватель Минеральное сырьё Биологическая роль Д. Резерфорд сжиженный воздух круговорот; входит в состав N 1772 (Эдинбург, Шот- ДНК, жизненно важный ландия), от гр. элемент питания растений, в nitron genes – об- теле человека 70 кг-1,8 кг разующий селитру Х. Бранд (Гамбург фторапатит Ca6(PO4)3F круговорот, ДНК; Р4 и многие P 1669 Германия), от гр. соединения токсичны – phosphoros – несу- летальная доза 60 мг; в теле щий свет человека 70 кг-780 г Альбер Великий, реальгар As2S3 токсичен, канцероген; 70 кг-18 As 1193от гр. arsenicon – мг жёлтый пигмент Sb с древно- знакома алхими- стибнит Sb2S3

–  –  –

Соединения элементов со степенью окисления –3 При высоких температурах азот и фосфор окисляют многие металлы и неметаллы, образуя нитриды (Mg3N2) и фосфиды (Са3Р2). В соединениях с s-элементами мышьяк (арсениды), сурьма (стибиды), висмут (висмутиды) проявляют степень окисления –3. Например, K3Sb, Ca3As2 и др .

Свойства нитридов закономерно изменяются по периодам и группам периодической системы .

Например, в малых периодах изменяются от основных нитридов – к кислотным .

Na3N (основной) – AlN (амфотерный) – P3N5 (кислотный) Нитриды d-элементов III - IV групп разнообразны, имеют переменный состав, проявляют металлические свойства .

Из ковалентных нитридов наибольшее практическое применение находит аммиак – бесцветный газ с резким удушающим запахом. Молекула NH3 имеет форму тригональной пирамиды, причём HNH = 107,3 .

Аммиак имеет температуру плавления –77,75оС; температуру кипения –33,35оС, легко сжижается, имеет высокую теплоту испарения, поэтому применяется в холодильных машинах .

Он хорошо растворим в воде (в одном объёме воды растворяется ~ 700 объёмов аммиака), что связано с образованием водородной связи между молекулами NH3 и Н2О:

H H OH-N: …H-O: H – N – H + + <

–  –  –

4MnO4- + 5N2H4 + 12H+ = 4Mn2+ + 16H2O + 5N2 Гидроксиламин NH2OH (степень окисления азота –1) – белое кристаллическое вещество, сильный восстановитель в щелочной среде и окислитель в кислой среде, слабое основание (К д = 2 10-8), легко разлагается по механизму самоокисления-самовосстановления:





3NH2OH = NH3 + N2 + 3H2O Фосфор с водородом практически не взаимодействует. Фосфин РН3 получают косвенным путём: при гидролизе некоторых фосфидов, а также по реакции диспропорционирования фосфора в щелочной среде .

Mg3P2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2PH3 Фосфин – сильный восстановитель, чрезвычайно ядовитый газ с неприятным запахом. Ему соответствует неустойчивый ион РН4+(фосфоний) .

Водородные соединения подгруппы мышьяка AsH3 (арсин), SbH3 (стибин), BiH3 (висмутин) – газообразные вещества с резким запахом; устойчивость уменьшается в ряду: AsH3 SbH3 BiH3. Эти соединения – сильные восстановители, из них арсин – очень токсичен.

Их получают действием разбавленных кислот на арсениды, стибиды и висмутиды:

Mg3Э2 + 6HCl = 3MgCl2 + 2ЭН3 и действием цинка на растворы соединений в кислой среде:

As2O3 + 6Zn + 12HCl = 2AsH3 + 6ZnCl2 + 3H2O Соединения элементов со степенью окисления + 1 N2O – оксид азота(I) – бесцветный газ с приятным запахом и сладковатым вкусом N N=O – наркотик .

Фосфор также проявляет степень окисления +1 в Н3РО2 – фосфорноватистой кислоте Кд =9 10-2:

Н –О O \ // P /\ HH Её соли называются гипофосфитами, они хорошо растворимы в воде.

Фосфорноватистая кислота и её соли – сильные восстановители, при нагревании диспропорционируют:

3H[PO2H2] = PH3 + H2[PO3H] Соединения азота со степень окисления + 2 NO – оксид азота(II) – бесцветный газ, его получение из простых веществ возможно при 3000оС, это химически активное вещество, проявляет окислительные и восстановительные свойства, выступает как лиганд в нитрозильных комплексах .

–  –  –

Соединения со степенью окисления +5 N2O5 – оксид азота(V) – азотный ангидрид – белое кристаллическое вещество, при нагревании – взрывается .

HNO3 – азотная кислота (триоксинитрат водорода), бесцветная жидкость (плотность 1,52 г/мл) с температурой кипения 84,1оС и температурой кристаллизации минус 41,6оС, сильная кислота .

В промышленности для получения азотной кислоты используется метод каталитического окисления аммиака.

Синтез складывается из трёх стадий:

1. Окисление аммиака на платиновом катализаторе: 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O

2. Окисление NO в NO2: 2NO + O2 = 2NO2

3. Поглощение NO2 водой: 2NO2 + H2O = HNO3 + HNO2; 3HNO2 = HNO3 + 2NO + H2O При любых концентрациях азотная кислота является сильным окислителем .

Азотная кислота при нагревании и освещении легко разлагается:

4HNO3 = 4NO2 + O2 + 2H2O Схема взаимодействия азотной кислоты с металлами рассмотрена в I семестре .

Азотная кислота окисляет и неметаллы.

Элементы, для которых характерна высокая степень окисления (4), в результате взаимодействия с HNO3конц обычно образуют кислородсодержащие кислоты, а NO3- восстанавливается до NO:

S + 2HNO3 = H2SO4 + 2NO 3Re + 7HNO3 = 3HReO4 + 7NO + 2H2O Смесь одного объёма HNO3 и 3 объёмов HCl («царская водка») обладает исключительно сильным окислительным действием, которое обусловлено выделением атомарного хлора:

HNO3 + 3HCl = NOCl + 2Cl + 2H2O NOCl=NO + Cl : HNO3 + 3HCl = NO + 3Cl + 2H2O Большинство нитратов растворимы в воде, они широко используются в качестве минеральных удобрений .

HNN2 или HN3 – азотистоводородная кислота (H-N-3=N+5N-3). По силе она близка к уксусной .

Имеет азот с двумя степенями окисления +5 и –3, поэтому проявляет свойства и окислителя и восстановителя .

Р2О5 – фосфорный ангидрид, жадно поглощает воду:

Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4 Н3РО4 – ортофосфорная кислота, электролит средней силы (К1 = 7 10-3; К2 = 6 10-8; 4,3 10-13) .

Н4Р2О7 – пирофосфорная кислота;

НРО3 – метафосфорная кислота .

Соли фосфорной кислоты – фосфаты – подвергаются гидролизу .

As2O5 - хорошо растворим в воде с образованием мышьяковой кислоты, соли которой называются арсенатами: As2O5 + 3H2O = 2H3AsO4 Для мышьяковой кислоты К1 = 6 10-3, т. е. она несколько слабее фосфорной .

Sb2O5 – в воде малорастворим, лучше растворим в щелочных растворах:

Sb2O5 + 2KOH + 5H2O = 2K[Sb(OH)6] Cурьмяная и висмутовая кислоты в свободном состоянии не выделены, хотя известны их соли – стибаты (антимонаты) и висмутаты. Соли этих кислот, также как и фосфаты и арсенаты, трудно растворимы в воде .

В ряду PO43- AsO43- SbO43- BiO3- усиливаются окислительные свойства.

Соединения Bi(V) – сильные окислители:

2Mn(NO3)2 + 5NaBiO3 + 14HNO3 = 2NaMnO4 + 5Bi(NO3)3 + 3NaNO3 + 7H2O

–  –  –






Похожие работы:

«ХИМИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ. 2007. №4. С. 11–14. УДК 676.15 + 677.46.021.2 + 541.12.03 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ДЕЛИГНИФИКАЦИИ ДРЕВЕСИНЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СДВИГОВЫХ ДЕФОРМАЦИЙ С.З. Роговина*, Е.А. Балашова, Э.В. Прут © Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, ул. Косыгина, 4, Москва, 119991 (Россия) E-mail:...»

«КОМАРОВСКИЕ ЧТЕНИЯ ВЫП. XXXI ГАЛОФНЛЬНЫЕ РАСТЕНИЯ МОРСКИХ ПОБЕРЕЖИй СОВЕТСКОГО ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА: ЧИСЛА ХРОМОСОМ И ЭКОЛОГИЯ Н. С. ПРОБАТОВА, В. П. СЕЛЕДЕЦ, А. П. СОКОЛОВСКАЯ Би одогоп о•t веNный шtститут ДВ НЦ АН СССР, Тнх оокеан.скшi шtститут геог рафии ДВН Ц АН СССР, В ладивосток Л ен.ип гра дск шi г о...»

«United Nations Development Program – Global Environmental Facility (UNDP-GEF) Black Sea Environmental Programme Black Sea Ecosystems Recovery Project Т.А. Беленко Экологические проблемы Чёрного и Азовского м...»

«СОСТАВИТЕЛИ: Г.М.Броновицкая, заведующий кафедрой анатомии учреждения образования "Белорусский государственный университет физической культуры", кандидат медицинских наук, доцент; Л.А.Лойко, доцент кафедры анатомии учрежд...»

«Никитина Лариса Валерьевна ВКЛАД НЕОДНОРОДНОСТИ БЕЛКОВ САРКОМЕРА В СОКРАТИТЕЛЬНУЮ ФУНКЦИЮ МИОКАРДА И ЕЕ РЕГУЛЯЦИЮ 03.03.01 физиология диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Научный...»

«Приложение к свидетельству № 44358 Лист № 1 об утверждении типа средств измерений всего листов 6 ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ Спектрометры микрорентгенофлуоресцентные M1 ORA и M1 MISTRAL Назначение средства измерения Спектромет...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА Студе...»

«UNEP/CMS/Saiga/MOS3/Inf.4.3 ОБРАЗЕЦ ПРОЕКТНОГО ОТЧЕТА ДЛЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЕЙ СВЯЗАННЫХ С САЙГАКАМИ Этот проектный образец предназначен для объединения данных по проектам проведенных межправительственными, международными государственными и негосударственными организациями, а также академиками и друг...»







 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.