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= H2

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: 1768;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.026 сек.