Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі




НазваниеҚазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі
страница6/15
Дата конвертации21.02.2016
Размер1.65 Mb.
ТипДокументы
источникhttp://edu.semgu.kz/ebook/umkd/bbc22d62-82ba-11e3-9ea3-f6d299da70eeУММ химия элементов, каз..doc
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

МЫШЬЯК, СУРЬМА, ВИСМУТ ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ҚОСЫЛЫСТАРЫ. САЛЫСТЫРМАЛЫ СИПАТТАМА.

Бесінші негізгі топтың ішіндегі мышьяк, сурьма, висмут – үш элементті мышьяк топшасы дейміз, бұлардың жалпы қасиеттері азот, фосфорға ұқсас болғанымен олардан өзгешелігі де бар, оның себебі бұлар үлкен периодтың элементтері, бұлардың барлығында, азот пен фосфордікіндей емес, электрондық құрылымында d- электрондар бар.

Мышьяк топшасының элементтерінің дербес күйде металдық түрі болады, жылуды, электрді жақсы өткізеді, өйткенімен морт, нәзік, сондықтан ұнтақтау оңай. Активтік қатарында сутек пен мыстың арасынан орын алады. Үшеуінің де ерімтал қосылыстары улы заттар.


Тақырыпты бекіту:

  1. Бесінші негізгі топша элементтерінің электрондық-графикалық формулаларын жазып, олардың қалыпты және қозған күйдегі валенттіліктерін анықта. Олар қосылыстарда қандай тотығу дәрежелерін көрсетеді?

  2. Элементтердің реттік нөмірлерінің өсуіне қарай топша элементтерінің оттекті және сутекті қосылыстарының қасиеттері қалай өзгереді?

  3. Азоттың табиғатта таралуын, физикалық қасиеттерін сипатта және химиялық қасиеттері мен алыну жолдарын көрсететін реакциялардың теңдеулерін жаз.

  4. Аммиактың физикалық және химиялық қасиеттерін айтып, молекуласының пішінін сызып көрсет.

  5. Азоттың оттекті қосылыстары: алынуы, физикалық және химиялық қасиеттері?

  6. Фосфор және оның қосылыстары: алынуы, қасиеттері.

  7. Мышьяк топшасының элементтері, олардың алынуы, физикалық және химиялық қасиеттері?


Ұсынылатын әдебиеттер:

  1. Бірімжанов Б.А., Нұрахметов Н.Н. Жалпы химия. – Алматы: Ана тілі, 1991.- 640 бет.

  2. Шоқыбаев Ж. Бейорганикалық және аналитикалық химия. - Алматы, 2003.- 320 бет.

  3. Аханбаев К. Химия. – Алматы: Ана тілі, 1993. - 280 бет.

  4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.-М.: Высшая школа, 1988.

  5. Глинка Н.Л. Общая химия / Под ред. Рабиновича В.А.- Л.: Химия, 1988. - 704 с.

  6. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия.М.: Высшая школа, 2000.- 527 с.


11-13 Дәріс. IV топтың негізгі топша элементтері.

Мақсаты: ІV топтың негізгі топша элементтерінің жалпы сипаттамасымен, табиғатта таралуымен, молекулаларының құрылымымен, өндірісте және зертханада алу тәсілдерімен, физикалық және химиялық қасиеттерімен және маңызды қосылыстарымен танысып білу.


Негізгі сұрақтар:

  1. Элементтерге жалпы сипаттама.

  2. Көміртегі және оның қосылыстары.

  3. Кремний және оның қосылыстары.

  4. Германий топшасының элементтері және олардың қосылыстарына жалпы сипаттама.


Қысқаша мазмұны:

ЭЛЕМЕНТТЕРГЕ ЖАЛПЫ СИПАТТАМА.

Периодтық жүйенің төртінші негізгі тобының бірінші элементі көміртек, екіншісі кремний, бұлардан кейін сыртқы электрон қауызы жағынан осылармен ұқсас, бірақ үлкен периодтардың элементтері – германий, қалайы және қорғасын болады. Өткен негізгі топтардағыдай, төртінші негізгі топтың элементтерінің электрондық құрылымы, демек химиялық қасиеттері де ұқсас. Сыртқы электрон саны төртеу болғандықтан бұлардың тотығу дәрежесі -4, +4 тең болады. Бұл топша элементтерінің сыртқы электрондық деңгейінде төрт электрон ns2np2 болады.

Топ бойымен жоғарыдан төмен (С→Pb)жүргенде элементтердің атомдарының көлемі үлкейетіндіктен, олардың электрон тартқыштығы, демек, бейметалдық қасиеттері кемиді, сонымен қабат электрон беруі, демек, металдық қасиеті өседі. Шынында да германийға келгенде-ақ металдық қасиеті күшейіп, бейметалдық қасиеті кемиді. Сонымен бұл топта бастапқы екі элемент қана бейметалл қалған үшеуі металл.

Топша элементтері (қорғасыннан басқасы) сутекпен ЭН4 типтес қосыылстар түзеді: СН4 – метан, SiH4 –силан, GeH4 –германсутек, SnH4 – станнан.

СН4 – SiH4 – GeH4 – SnH4 бұл қатарда қосылыстардың беріктігі кемиді.

Топша элементтері оттекпен ЭО, ЭО2 типтес қосылыстар түзеді. ЭО2 типтес қосылыстардың барлығы да қышқылдық оксидтер. Бұл оксидтерге Н2ЭО3 типтес қышқылдар сәйкес келеді.

КӨМІРТЕГІ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚОСЫЛЫСТАРЫ.

Көміртек өте көп таралған элементтер қатарына жатпайды, бірақ оның маңызы ерекше, өйткені оның қосылыстары бүкіл тірі организмнің негізі болып табылады. Көміртек жаратылыста дербес күйде, әрі толып жатқан әр түрлі қосылыстардың құрамында болады. Көміртектің табиғатта тұрақты екі изотопы бар: 12С(98,892%) және 13С (1,108 %). Космос сәулелерінің әсерінен β-радиоактивтігі бар изотоп 14С түзіледі.

Көміртектің негізгі екі аллотроптық түрі бар – алмаз және графит. Карбин қолдан алынған модификациясы. Алмаз – түссіз, мөлдір, қатты заттардың ең қаттысы. Графит – қара сұр түсті, күңгірт, сәл жылтыр, өте жұмсақ, денеге жұққыш, кристалдық зат.

Көміртектің аллотропиясын – кристалданғанда атомдарының әр түрлі орналасуы арқылы түсіндіріледі. Алмазда көміртектің әрбір атомы, көміртектің басқа төрт атомымен байланысқан, барлық атомдардың ара қашықтығы бірдей (0,154 нм). Көміртек атомдары алмазда sp3 гибридтік күйде болады. Алмазда көміртектің әрбір атомы дұрыс тетраэдрдің центрінде, қалған төртеуі тетраэдрдің төбелерінде орналасқан. Графитте көміртектің атомдары дұрыс алты бұрыштың бұрыштарында орналасқан, ол алты бұрыштардың өздері параллель жазықтықтарда жатады. Жазықтықтар арасының байланысының нашарлығынан графит (қарындаш) жұққыш болады. Көміртек атомдары графитте sp2 гибридтік күйде болады. Карбин – тіке сызықты С ∞ тізбектерінен құрылған гексагональ торынан тұрады, ондағы көміртек атомдары sp гибридтелуге ұшыраған тізбекті полимер. Карбиннің екі түрі болады, көміртек атомдары өзара үш байланыс және бір байланыспен кезектесе байланысатын полиинді:

... – С ≡ С – С ≡ С – С ≡ С - ...

және үздіксіз қос байланыстан тұратын кумуленді:

= С=С=С=С=С=С=

Карбин көміртектің термодинамикалық ең тұрақты түрі екені анықталды.

Активтендірілген көмір.

Қатты заттардың сыртқы бетімен газ, бу және еріген заттарды сіңіре алу қабілетін адсорбция деп атайды, 1785 жылы Россия академигі Т.Е. Ловиц көмірдің еріген заттарды адсорбциялайтындығын алғаш ашып, оны этил спиртін тазалауға пайдаланған. Көмірдің, оның ішінде ағаш көмірінің, адсорбциялағыш қабілеті өте күшті, өйткені ол кеуек, екінші жағынан оның құрылымы графиттың қираған алты бұрышы сипатты болғандықтан ондағы көміртек атомдарының бос тұрған валенттіктері болады. Жай көмірден активтелген көмірдің адсорбциялағыштығы күшті болады. Көмірді активтеу дейтініміз оның кеуек, қуыс саңлауларын тазалау; оған су буын, не көміртек диоксидін үрлейді.

Көміртектің химиялық қасиеттері.

Көміртек атомдарында қалыпты күйде екі дара электрон бар, ал қозған күйде екі s-электрондардың біреуі көршілес р- орбиталына көшудің нәтижесінде төрт дара электрон пайда болады.

Сондықтан көміртек дара электрондардың санына сәйкес химиялық қосылыстарда екі немесе төрт валенттілік көрсетеді. Кәдімгі температурада көміртек активтігі өте төмен элементтердің қатарына жатады. Жоғары температурада көміртек көптеген заттармен әрекеттеседі.

Алмаз бен графит оттекпен жоғары температурада (700-8000С) әрекеттесіп көміртек оксидін түзеді. Көміртек оттекпен екі түрлі оксид түзеді – оттек жеткілікті болса көміртек (IV) оксиді, ал оттек жеткіліксіз болса көміртек (ІІ) оксиді түзіледі.

Көміртектің металдармен қосылыстарын карбидтер деп атайды. Олар көміртекті металдармен немесе металл оксидтерімен қыздыру арқылы алады.

Көміртектің сутекпен қосылыстары – көмірсутектер және олардың туыедылары өте көп.

Көміртек жоғары температурада металл оксидтерінен оттекті өзіне қосып алады; бұл реакцияларда көміртек тотықсыздандырғыш қасиеттерімен сипатталады.

Көміртектің галогендермен қосылыстарының құрамы СГ4 формуласына сәйкес. Бірақ галогендердің ішінен тек фтор ғана көміртекпен тікелей қосылысады.

Күкірткөміртек СS2 – көміртек дисульфиді. Қызған көмірдің ара-арасымен күкірт буын өткізгенде түзіледі: С + 2S→CS2. СS2 – түссіз, ұшқыш, оңай тұтанғыш, улы, еріткіш сұйық.

Электр доға температурасында көміртек азотпен тікелей қосылып, түссіз, улф газ С2N2 – дициан түзеді. Цианның химиялық қасиеті галогендерге ұқсас, сутекпен қосылысып HCN – циансутек түзеді.

Циансутек қышқылы – түссіз, өте ұшқыш, өткір иісті, өте улы сұйық, тиген жерін көгертіп жібереді. Қышқылдық қасиеті нашар - әлсіз қышқыл. Циансутек қышқылының тұздары – цианидтер деп аталады.

Көміртектің оттекті қосылыстары.

Көміртек (ІІ) оксиді СО – түссіз, иіссіз, өте улы, ауадан аздап жеңіл; тұз түзбейтін оксидтерге жатады. СО тұрмыста иіс газы деп аталады. Көміртек (ІІ) оксидінің құрылымы мынадай С=О.

СО қыздырғанда ауада жанып көп жылу бөліп шығарады. СО – күшті тотықсыздандырғыш. Көміртек (ІІ) оксиді қосылу реакцияларына бейім келеді. Сәуле түсіргенде және активтелген көмір қатысында хлормен әрекеттесіп өте улы газ фосген түзеді.

300-600 0С, 500 атм қысымда және катализатор (ZnO) қатысында сутекпен әрекеттесіп метил спиртін түзеді. Қыздырғанда сілтімен әрекеттесіп құмырсқа қышқылының тұзын түзеді.

Зертханада көміртек (ІІ) оксидін құмырсқа немесе қымыздық қышқылына концентрлі күкірт қышқылымен әсер етіп алады.

Көміртек (ІV) оксидінің СO2 молекулалық құрылысы мынадай: О=С=О.

Көміртек (IV) оксиді – түссіз, иіссіз, ауадан бір жарым есе ауыр, бір көлем суда 0,38 көлем ериді. Ол жануды, тыныс алуды қолдамайды. Кәдімгі температурада және 60 атм қысымда сұйық күйге айналады. Буланған кезде көміртек (IV) оксидінің бір бөлігі қар тәріздес қатты күйге көшеді. Мұндай күйдегі оксидті құрғақ мұз деп атайды.

Көміртек (IV) оксидіндегі көміртектің тотығу дәрежесі +4. Күшті тотықсыздандырғыштар оны көміртекке дейін тотықсыздандырады. СО2 қышқылдық оксид болғандықтан негіздік оксидтермен және негіздермен әрекеттеседі.

Өнеркәсіпте СО2 арнаулы ізбес пештерінде ізбес тасын жоғары (800-9000С) температурада ыдырату арқылы алады. Ал зертханада кальций карбонаты мен қышқылдың әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі.

Көмір қышқылы Н2СО3. Көміртек (IV) оксидін суда еріткенде әлсіз тұрақсыз көмір қышқылы түзіледі. Көмір қышқылы екі негізді болғандықтан екі сатыда диссоцияланады. Екі негізді болғандықтан көмір қышқылы екі қатар тұздар: орта тұздар – карбонаттар, қышқыл тұздар – гидрокарбонаттар түзеді.

Карбонаттар ішінде калий, натрий, аммоний тұздары суда жақсы ериді. Гидрокарбонаттардың барлығы (натрий гидрокарбонатынан басқасы) суда жақсы ериді.

Судағы ерітінділерінде карбонаттар гидролизденіп сілтілік реакция көрсетеді:

СО32- + НОН ↔НСО3- +ОН- рН>7

Карбонаттар (сілтілік металдар тұздарынан басқасы) және гидрокарбонаттар қыздырғанда ыдырайды.


КРЕМНИЙ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚОСЫЛЫСТАРЫ.

Кремнийді 1811 жылы француз ғалымдары Гей-Люссак пен Тенар алғаш рет ашқан. Кремний табиғатта көп тараған элемент. Жер қыртысының 27,6% кремнийдің үлесіне тиеді. Ол табиғатта тек қосылыстар түрінде кездеседі.

Физикалық қасиеттері. Кремний кристалды және аморфты күйде кездеседі. Таза кристалды кремнийдің өзіне тән жылтыры бар, морт, шыныда із қалдырады. Кристалдық торы алмаздың торына ұқсас. Кристалды кремнийдің электр өткізгіштік қасиеті бар. Аморфты кремний – қоңыр түсті ұнтақ зат.

Химиялық қасиеттері. Химиялық қосылыстарда кремний -4, +4 тотығу дәрежесін көрсетеді. Кремний қалыпты температурада инертті элемент. Кристалды түріне қарағанда аморфты кремнийдің химиялық активтігі жоғары болады.

Жоғары температурада (400-20000С) кремний көптеген металеместермен: хлормен, оттекпен, күкіртпен, азотпен, көміртекпен әрекеттесіп сәйкес қосылыстар түзеді.

Кремний қышқылдарда ерімейді. Ол тек фторсутекпен реакцияға түседі. Кремний сілтілер ерітіндісінде жақсы ериді. Кремний қыздырғанда кейбір металдармен әрекеттесіп силицидтер деп аталатын қосылыстар түзеді.

Алынуы. Кремнийді техникалық мақсаттар үшін арнаулы электр пештерінде кварцты кокспен жоғары температурада тотықсыздандыру арқылы алады. Кремнийді зертханада кремнеземді магниймен тотықсыздандыру арқылы алады.

Кремнийдің қосылыстары.

Кремний (IV) оксиді SiO2 таза күйде түссіз, өте қатты, қиын балқитын, суда ерімейтін зат. Кремний (IV) оксиді SiO2 қышқылдық болғандықтан негіздік оксидтермен, сілтілермен әрекеттеседі. Кремний (IV) оксидінің фторсутек қышқылымен әрекеттесу реакциясы шынылардың бетіне сурет салу үшін қолданылады.

Кремний (IV) оксиді SiO2 метакремний H2SiO3 және ортокремний H4SiO4 қышқылдары сәйкес келеді.

Метакремний немесе кремний қышқылы қатты зат, суда суда ерімейді, өте әлсіз қышқыл, қыздырғанда ыдырайды:

H2SiO3 SiO2 + Н2О

Қышқылдық оксид SiO2 суда ерімейтіндіктен кремний қышқылын жанама жолдармен: тұздарға басқа күштірек қышқылдармен әрекет ету арқылы алады:

K2SiO3+H2SO4→H2SiO3+K2SO4

Кремний қышқылының тұздарын силикаттар дейді. Силикаттардың көпшілігі суда ерімейді. Натрий мен калий силикаттары суда еритіндіктен техникада ерігіш шыны немесе сұйық шыны деген атпен желім, терезе замазкаларын жасауға, матаға, ағашқа сіңіру арқылы отқа төзімді материалдар жамауға қолданылады.

Сұйық шынылар әлсіз қышқыл мен күшті негіздердің тұздары болғандықтан гидролизденіп сілтілік орта көрсетеді:

SiO32- + HOH ↔HSiO3- + OH- рН>7


ГЕРМАНИЙ ТОПШАСЫНЫҢ ЭЛЕМЕНТТЕРІ ЖӘНЕ ОЛАРДЫҢ ҚОСЫЛЫСТАРЫНА ЖАЛПЫ СИПАТТАМА.

Топшалардағы элементтердің барлығы үлкен периодтың элементтері, олардың сырттан екінші қабатында 18 электрон бар. Соның салдарынан олардың қасиеттері негізгі топтың бастақы элементтеріне қарағанда өзгешерек, атап айтқанда оларда металдық қасиет біліне бастайды. Осы өзгешелік селен топшасында нашарлау болса, мышьяк топшасында одан күштірек, германий топшасында әжептәуір айқын көрінеді.

Топшалардағы элементтердің қасиеттерінің өзгерісі, периодтық жүйенің жалпы заңына сәйкес, топ ішінде жоғарыдан төмен, топтар арасында оңнан солға қарай металдық қасиеті өсіп отыр.

Осы айтылғанға сәйкес, германий топшасындағы элементтердің электрон қосып алып реакцияласуға бейімділігі нашар, мысалы көміртек пен кремний сияқты сутекті қосылыстар түзгенмен, ол қосылыстар тұрақсыз. Ал электрон беріп реакцияласуы оңайырақ, әрі германийдан қорғасынға қарай жеңілдей береді. Сондықтан германийда металдық қасиет пен бейметалдық қасиет бірдейге жақын, қалайыда, әсіресе қорғасында металдық қасиет басым. Қалайы мен қорғасын физикалық қасиеттері жағынан нағыз металдар, тек химиялық қосылыстарында ғана өте нашар бейметалдық қасиет көрсетеді.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

Похожие:

Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі
Республикасы Білім және ғылым министрлігі Ғылым комитетінің Ш. Ш. Уәлиханов атындағы Тарих және этнология институты 2015 ж. 29 қазанында...
Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі
Республикасы Білім және ғылым министрінің 2011 жылдың 17 маусымындағы №261 бұйрығымен бекітілген магистратура мен докторантураға...
Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі iconДиссертациямен Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігінің Орталық ғылыми кітапханасында танысуға болады
Жұмыс Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі Е. А. Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университетінің қазақ әдебиеті...
Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі iconДиссертациямен Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігінің Орталық ғылыми кітапханасында танысуға болады
Жұмыс Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі Е. А. Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университетінің қазақ әдебиеті...
Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі білім және ғылым саласындағы бақылау комитеті
Республикасы Білім және ғылым министрлігінің Білім және ғылым саласындағы бақылау комитеті Алқасының 2003 ж. 23 маусымдағы (№8 хаттама)...
Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі
Республикасы Білім және ғылым министрінің 09. 07. 2010 жылғы №367 бұйрығымен бекітілген
Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі
Республикасы Білім және ғылым министрінің 09. 07. 2010 жылғы №367 бұйрығымен бекітілген
Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі
Республикасы Білім және ғылым министрінің 09. 07. 2010 жылғы №367 бұйрығымен бекітілген
Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі
Республикасының Білім және ғылым министрлігінің 2007 жылғы 11 наурыздағы №148 бұйрығымен бекітілген
Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі iconҚазақстан Республикасы Білім және ғылым саласындағы бақылау комитеті төрағасының
Республикасы Білімжәне ғылым министрлігі Білім және ғылымсаласындағы бақылау комитеті ұсынатын ғылыми баспалар тізбесі
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©kzdocs.docdat.com 2012
обратиться к администрации
Документы
Главная страница