Степень окисления
-1 +1 +3 +5 +7
___________________________________________________________________________
H[HF]
HCl HClO HClO2 HClO3 HClO4
Хлорноватистая хлористая хлорноватая хлорная
HBr аналогичные кислоты брома
HJ аналогичные кислоты иода
___________________________________________________________________________________
Соли
Фториды
Хлориды гипохлориты хлориты хлораты перхлораты
Бромиды гипобромиты бромиты броматы пероброматы
Иодиды гипоиодиты иодиты иодаты периодаты
14243 14444444442444444444443 1442443
только ОВ – двойственность только
восстановительные (но преобладают окислительные свойства) окислительные
свойства свойства
Плавиковая кислота. (HF)2 Û H[HF2] Û H+ + HF2-, Kк = 6,7×10-4.
Согласно константе ионизации плавиковая кислота – электролит средней силы, но очень агрессивна, пары ее ядовиты.
Соли – фториды, ядовиты, большинство нерастворимы в воде, имеют низкие температуры кипения, летучи.
Плавиковая кислота растворяет стекло, поэтому раствор хранят в полиэтиленовой посуде:
SiO2 + 4HF = SiF4 + 2H2O, процесс автокаталитически ускоряется образующейся водой.
Соляная кислота. Концентрированный раствор кислоты имеет массовую долю НС1 в растворе w~35%. Обладает восстановительными свойствами за счет ионов С1- и окислительными за счет Н+.
Реагирует с металлами, стоящими левее водорода в ряду напряжений металлов, с выделением Н2 и образованием хлоридов металлов. С малоактивными металлами не реагирует.
2НС1 + Zn = H2 + ZnCl2
Концентрированная соляная кислота и ее соли (при высокой концентрации хлорид-ионов) реагирует с активными окислителями с выделением газообразного хлора.
HClконц. + сильный окислитель (KMnO4, MnO2, K2Cr2O7) ® / Cl2 + Mn2+, Cr3+/
Окислительные свойства кислородных соединений галогенов.
KJO4 + Cr(NO3)3 + щелочная среда ® / J-, CrO42- /
KJ + KJO3 = / J2 / - реакция конмутации
KCl + KСlO3 = / Cl2 / - реакция конмутации
Группа VI A (ns2np4)
Характерные степени окисления в соединениях –2, 0, +4, +6 (кроме кислорода).
Для кислорода устойчивая степень окисления (–2), неустойчивые (-1) в пероксиде водорода Н2О2 и других пероксидных соединениях и (+2) в соединении OF2.
Степени окисления
-2 +4 +6
H2O (ж)
Водные растворы
H2S (г) H2S Û H+ + HS- SO2 (г) H2SO3 SO3 H2SO4
Сероводород сероводородная к-та сернистый газ сернистая к-та серный газ серная кислота
сернистый ангидрид серный ангидрид
H2Se (г) селеноводородная к-та SeO2 H2SeO3 SeO3 H2SeO4
H2Te (г) теллуроводородная к-та TeO2 H2TeO3 TeO3 H2TeO4
123 1442443 123 123
газы с слабые кислоты слабые кислоты сильные кислоты
неприятным
запахом соли соли соли
халькагено- сульфиды сульфиты сульфаты
водороды селениды селениты селенаты
теллуриды теллуриты теллураты
Вода.
В молекуле воды атом кислорода находится в состоянии sp3 – гибридизации, но валентный угол немного меньше 1090 за счет эффекта отталкивания неподеленных электронных пар.
Рис.30. Орбитальная диаграмма и валентная схема молекулы воды.
В жидком и кристаллическом состояниях вода образует ассоциаты (Н2О)x за счет водородных связей.
Рис.31. Схема образования ассоциатов (Н2О)2, (Н2О)6 (снежинка), (Н2О)x (лед)
Рис.32. Зависимость плотности воды от температуры
Получение водородных соединений.
S + H2 =t= H2S
ZnS + H2SO4 = H2S + ZnSO4
2H2 + O2 =катализатор Pt= 2H2O - взрыв
гремучий газ
Восстановительные свойства сероводорода и сульфидов.
Na2S (или H2S) + окислитель (KMnO4, K2Cr2O7, Cl2) ® / SO42-, Mn2+, Cr3+, Cl- /
ОВ – двойственность сульфитов.
Na2SO3 + типичный окислитель (KMnO4, K2Cr2O7) + кислотная среда ® / SO42-, Mn2+, Cr3+ /
Na2SO3 + типичный восстановитель (Na2S) ® / S0¯ / - реакция конмутации
(выравнивания степеней окисления)
Серная кислота.
+2
Получение: 4FeS2 + 11 О2 =t= 2Fe2O3 + 8SO2 пирит Fe
S ¾¾S
2SO2 + O2 =t= 2SO3 (катализатор V2O5 ) -1 -1
SO3 + H2O = H2SO4
Серную кислоту, в отличие от других кислот, можно получить с массовой долей 100% - это олеум.
В олеуме может растворяться еще некоторое количество серного ангидрида:
H2SO4 + SO3 = H2S2O7 – пиросерная кислота, существует только в кристаллическом состоянии:
H2S2O7 + H2O = 2H2SO4
Окислительные свойства серной кислоты.
В молекуле серной кислоты два окислителя – H+ и S (+6).
В разбавленной H2SO4 окислителем являются ионы водорода. Металлы, стоящие левее водорода, растворяются в разбавленной серной кислоте, при этом выделяется водород и образуется сульфат металла:
H2SO4 разб. + Mg = H2 + MgSO4
H2SO4 разб. + Сu ® реакция не идет
Концентрированная серная кислота –является сильным окислителем за счет S (+6), которая в ходе реакции восстанавливается до SO2, S, H2S (H2 не выделяется).
HBr + H2SO4 конц. ® / Br2, SO2 /
HJ + H2SO4 конц. ® / J2, H2S /
C + H2SO4 конц. ® / CO2, SO2 /
Металлы активные (Mg, Zn) + H2SO4 конц. ® / MgSO4, ZnSO4, H2S /
Металлы малоактивные (Cu) + H2SO4 конц. ® / CuSO4, SO2 /
Группа V A (ns2np3)
Возможные степени окисления от (-3) до (+5).
Соединения со степенью окисления элементов (-3).
Аммиак NH3, ион аммония NH4+, нитриды, фосфиды, арсениды и т.д.
Нитриды образуются при взаимодействии металлов и неметаллов с азотом при высоких температурах (хотя в обычных условиях азот инертен):
Na3N, Mg3N2, AlN, BN, Si3N4, Ge3N4, S4N4, Cl3N и др.
14444444442444444443
tпл ~ 2000-30000С
диэлектрики, полупроводники
BN – твердый как алмаз
Соединения с водородом.
NH3 - аммиак
PH3 – фосфин очень ядовитые газы, некоторые с чесночным запахом;
AsH3 – арсин устойчивость молекул уменьшается
SbH3 - стибин
BiH3 - висмутин
Получение аммиака. 1) В промышленности: N2 + 3H2 = 2NH3,
T ~ 400-5000C, P = 3000 атм, катализатор сложного состава
2) В лабораторных условиях: любая соль аммония и щелочь
NH4+ + OH- ¾t® NH3 + H2O
Свойства аммиака. Хорошо растворяется в воде за счет образования водородных связей
NH3×H2O H O
H N ××××× H H
H
В растворе - ассоциаты (NH3)х, например, H
H N ××××× H
H ××××× N H
H
Водный раствор аммиака проявляет свойства слабого основания:
NH3 + H2O = NH4+ + OH- , Kосновности = 1,75×10-5
Как любое основание, раствор аммиака взаимодействует с кислотами (реакция нейтрализации) и осаждает из растворов солей металлов труднорастворимые гидроксиды:
NH3×H2O + HCl = NH4Cl + H2O
соли аммония
хорошо раств. в воде
AlCl3 + 3NH3×H2O = Al(OH)3¯ + 3NH4Cl
Гидроксиды некоторых металлов растворяются в избытке аммиака вследствие комплексообразования: Cu(OH)2¯ + 4NH3×H2O = [Cu(NH3)4](OH)2
Аммиак и соли аммония проявляют восстановительные свойства за счет N (-3).
Термическое разложение солей аммония.
(NH4)2Cr2O7 = Cr2O3 + N2 + 4H2O ö
NH4NO2 = N2 + 2H2O ý ОВ - реакции
NH4NO3 = N2O + 2H2O ø
NH4Cl = NH3 + HCl
Соединения с положительными степенями окисления.
Степени окисления
+1 +2 +3 +4 +5
N2O NO N2O3 NO2 N2O5
Веселящий газ азотистый ангидрид (бурый газ) азотный ангидрид
H2N2O2 HNO2 2NO2+H2O= HNO2+HNO3 HNO3
Азотноватистая азотистая азотная
Очень неустойчивая слабая сильная
Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 1787;