ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.02.2024
Просмотров: 198
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Физикалық қасиеттері. Жай зат түріндегі көміртектің бірнеше аллотропиялық түр өзгерістері болады: алмаз, графит, карбин, және фуллерен. Кристалдық торының құрылыстары әр түрлі болғандықтан, олардың физикалық қасиеттері де әрқалай. Алмаз бен графиттің құрылыстары, қасиеттері және қолданылуы бұрын Химия – 9 оқулығында қарастырылған болатын. Көміртек атомдарының гибридтену типі алмазда - sp³, графит пен фуллеренде - sp², карбинде – sp күйінде болады.
Кокс- тас көмірді ауа қатыстырмай қыздырғанда алынады, домна пештерінде шойын алу кезінде қолданылады.Ағаш көмірі ағашты көмірлергенде (ауа қатыстырмай немесе өте аз мөлшердегі ауа қатысында) алынады. Металлургия өнеркәсібінде және ұста шеберханаларында жоғары температура алу үшін, әскери мақсатта қара оқ-дәрі жасау үшін, өнеркәсіпте, медицинада және тұрмыста газдарды немесе басқа заттарды сіңіру үшін көмір қолданылады. Күйе көмірсутектерді (табиғи газды, ацетиленді, скипидарды және т.б.) ауаның аз мөлшерінде (немесе ауа қатысынсыз) жаққанда түзіледі. Резеңке алу кезінде толықтырғыш ретінде, сонымен қатар қара бояу (типография бояуы, тушь) және етік майын алу үшін қолданылады.
Шыны көміртек – көміртектің аморфтық түрде болуының мысалы. Ол да көміртекті қосылыстардың термиялық ыдырауынан алынады. Ерекше қасиеттері: механикалық беріктігі жоғары, тығыздығы, электрөткізгіштігі төмен, қиын балқиды және қоршаған зиянды орталарға тұрақты. Сондықтан күшті зиянды орталар үшін аппаратуралар дайындауда қолданады. Адсорбция. Көмірдің (әсіресе ағаш көмірінің) адсорбциялық қабілеті жоғары. Адсорбция деп көмірдің немесе басқа қатты не сұйық заттардың өз бетінде газ, бу, т.б. еріген заттарды сіңіру қабілетін айтады. Беттерінде адсорбция жүретін заттарды адсорбенттер, ал сіңірілетін заттарды адсорбаттар деп атайды. Егер, мысалы, алдымен сия ерітіндісіне ұсақ ұнтақталған көмір қосып шайқап, сосын сүзсек, филтратта түссіз сұйықтық су қалады. Себебі еріген сия молекулаларын көмір сіңіріп алады. Мұнда: көмір – адсорбент, бояу – адсорбат. Техникада адсорбент ретінде алюмосиликаттар, синтетикалық шайырлар және т.б. заттар қолданылады. Олармен сендер химияны бұдан әрі оқығанда танысасыңдар.
Химиялық қасиеттері. Қалыпты жағдайда көміртек химиялық инертті. Температураны жоғарылатқанда оның әрекеттесу қабілеті күшейеді. Жоғары температураларда көміртек оттекпен, азотпен, галогендермен және көптеген металдармен әрекеттеседі. Көміртекті кокс түрінде көміртекті қосылыстарды синтездеудің кемдегенде келесі негізгі екі әдісін жүзеге асыру кезінде бастапқы зат рентінде қолданады.
1. Су буларын қыздырылған көмір немесе кокс арқылы өткізгенде «су газы» деп аталатын сутек пен көміртек (II) оксидінің қоспасы алынады:
С + Н2О = CO + H2 ∆Н° = 132 кДж.
Бұл рекция газ генераторларында 1200°С – тан жоғары температура болғанда жүреді. Температура болғанда жүреді. Температура 1000°С – тан төмен болғанда, көміртек СО2 газына дейін тотығады:
С + 2Н2О = СО2 + 2Н2
2. Жоғары температурада көміртек (кокс) металдармен әрекеттесіп, карбидтер түзеді. Сумен немесе қышқылмен әрекеттескенде қандай газ түзетініне байланысты, оларды метанидтер немесе ацетиленидтер деп бөліп атайды
СаС2 + 2НСI = CaCl2 + C2H2↑
Al4C3 + 12H2O = Al(OH)3↓ + CH4↑
Электр пештерінде ауа қатысынсыз әктас пен коксты қосып қыздырғанда алынатын кальций карбидінің үлкен практикалық маңызы бар:
СаО + 3С = СаС2 + СО↑
Кальций карбиді ацетилен алу үшін қолданылады :
СаС2 + 2Н2О = Ca(OH)2 + C2H2↑
Ацетилен жанғанда өте көп мөлшерде жылу бөлінеді, сондықтан оны металдардан жасалған бөлшектерді біріктіруге арналған қондырғыларда пайдаланылады. Сонымен қатар ацетилен арқылы көптеген органикалық қосылыстарды синтездеуге болады.
Дегенмен көміртекке көбінесе тотықсыздандырғыш қасиеттер көрсететін реакциялар тән. Көміртек көртеген оксидтерді бос металдарға дейін тотықсыздандыра алады. Оның бұл қасиеті кендерден металл алу үшін қолданылады. Металлургияда көмірмен тотықсыздандыру арқылы темір, мыс, мырыш, қорғасын және т.б. металдарды алады. Көміртектің ең маңызды қасиеттерінің бірі – оның атомдарының бір-бірімен өзара байланысып, ұзын тізбектер түзуі. Онымен сендер органикалық химияны оқығанда танысқансыңдар.
КРЕМНИЙ ЖӘНЕ ОНЫҢ ҚОСЫЛЫСТАРЫ
Периодтық жүйедегі орны және атом құрылысы
Кремний көміртектің ұқсасы.
Оның электрондық формуласы: 14Si 1s²2s²2p²3s²3p²
Табиғатта таралуы. Кремний оттектен кейінгі жер бетінде ең көп таралған элемент. Ол жер қыртысының 27,6% - ін құрайды.
Табиғи кремнийдің едәуір бөлігі құм немесе кварц түрінде кездесетін кремнезем деп аталатын кремний (IV) оксиді болып табылады. Өте таза кристалл күйдегі кремний оксиді тау хрусталі деп аталатын минерал түрінде кездеседі. Әр түрлі қоспамен боялған кристалдық кремнезем SiO2 бағалы және жартылай бағалы тастар ақық (агат), аметист, яшма түзеді. Кремнийдің табиғи қосылыстарының басқа тобын кремний қышқылының туындылары – силикаттар құрайды.
Елімізде қыш және цементтің шикізаттардың, отқа төзімді және қрылыс материалдарының әр түрлі ірі қорлары бар. Асбест бағалы бейметалдық пайдалы қазба болып табылады. Республикамызда ондаған асбест кен орындары бар, онық ішінде ең ірісі – Торғай ойпаңындағы Жітіқара кен орны. Оның қоры 16,5 млн т – ға жетеді.
Алынуы.Өнеркәсіпте кремнийді электр пештерінде SiO2 кокспен тотықсыздандырып алады:
SiO2+ С = Si + 2CO↑
Лабораторияда тотықсыздандырғыштар ретінде магний немесе алюминийді қолданады
3SiO2+ 4Al = 3Si + 2Al2O3
Физикалық қасиеттері. Кристалдық кремний – болаттай жылтыры бар, қара сұр түсті зат. Оның құрылымы алмаздың құрылымына ұқсас. Кремнийдің жартылай электрөткізгіштік қасиеті бар. Одан жарық энергиясын электр энергиясына айналдыратын күн батареясын дайындайды (онымен космос кемелерінің радиоқондырғыларын жабдықтайды). Металлургияда кремнийді жоғары ыстыққа тұрақты және қышқылға төзімді кремнийлі болаттар алу үшін қолданады.Кремний өте сынғақ, оның тығыздығы 2,33 г/см³. Көміртік сияқты ол қиын балқитын заттарға жатады.
Химиялық қасиеттері.Кремний көміртек сияқты бейметалл, бірақ оған қарағанда бейметалдық қасиеттері төмен. Кремний кәдімгі жағдайда едәуір инертті. Ол тікелей тек фтормен әрекеттесіп, кремний фторидін түзеді:
Si + 2F2 = SiF4↑
Қышқылдар (балқытқыш HF және азот HNO3қышқылдарының қоспасынан басқа) кремнийге әсер етпейді. Бірақ ол сілтілік металдардың гидроксидтерінде еріп, силикат және сутек түзеді:
Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2↑
Жоғары температурада электр пешінде құм мен артық мөлшерде алынған кокс қоспасын кремний карбиді SiCкарборунд алынады:
SiO2 + 2C = SiC + CO2↑
Карборундта әрбір кремний атомы төрт көміртек атомымен қоршалған, ал коваленттік байланыстар алмаздағы сияқты өте берік, алмаз тәрізді кристалдық торы бар. Сондықтан қаттылығы бойынша ол алмазға жақын. Кремний карбидінен қайрайтын тастар және өңдейтін дөңгелектер жасайды. Ұсақталған кремнийді оттекте қыздырғанда кремний оксидін (IV) түзіп жанады:
Si + O2 = SiO2
Қолдануы: Құрамында бірден артық құрылымдық буын бар кремний қышқылдарын поликремний қышқылдары деп атайды. Оларда х
1. Суда поликремний қышқылдары мүлдем ерімейді. Кремний қышқылдары көмір қышқылынан да әлсіз. Кремний қышқылдарын таза күйінде алу қиын. Судағы ерітінділерінде ол коллоидтық ерітінді немесе кірне түзеді, шамалы уақыттан кейін кірне одан әрі ұйып, сірнеге айналады. Сірнені кептіргенде құрғатқыш және адсорбент ретінде қолданылатын кеуекті құрылымды силикагельдер түзіледі. Кремний қышқылының тұздары силикаттар деп аталады. Силикаттар табиғатта көп кездеседі. Табиғи силикаттар – күрделі заттар. Олардың құрамы бірнеше оксидтердің қосылысы түрінде бейнеленеді. Егер табиғи силикаттың құрамына алюминий оксиді кіретін болса, онда оларды алюмосиликаттар деп атайды. Мысалы, ақ саз 
, далалық шпат 
Көптеген табиғи силикаттар таза күйінде бағалы тастар болып табылады, мысалы, аквамарин, топаз, изумруд және т.б.Калий және натрий силикаттары ғана суда жақсы ериді. Оларды еритін шынылар, ал ерітінділерін сұйық шынылар деп атайды. Силикаттар техникада кеңінен қолданылады. Сұйық шыны, кәрлен, шыны және тасты желімдеу үшін отқа төзімді сылайтын заттың құрамына кіреді.Силикаттар мен алюмосиликаттар кәрлен, шыны, қышкәрлен, цемент, бетон, кірпіш және әр түрлі қыш бұйымдар өндірісінің негізі болып табылады. Ерітіндіде силикаттар жеңіл гидролизденеді.Кремнийдің биохимиялық рөлі. Кремний қоспа элемент деп аталады: оның адам организміндегі мөлшері өте аз, шамамен
% - құрайды. Кремнийдің бауырда, бүйректе, шашта және көздің қарашығында болатыны анықталған.
V А топша элементтеріне жалпы сипаттамасы
Азот топшасы немесе пниктогендер — химиялық элементтердің периодтық кестесінің V тобының химиялық элементтері: азот N, фосфор P, мышьяк As, сурьма Sb және висмут Bi және унунпентий Uup тұратын элементтер жинағы. Бұл атомдардың соңғы энергетикалық деңгейшесінде бес электрон болады және тұрақты күйде болу үшін инертті элементтерге тән үш электрон жетіспейді. Сондықтан азот топшасының элементтеріне жоғары + 5 , төменгі -3 тотығу дәрежесі тән. Қышқылдық қасиеті жоқ бейметалдар ретінде қарастырылады (Азот пен Фосфор — бейметалдар, мышьяк (күшән) мен сурьма металдық қасиет көрсетеді, висмут —металл).
Фосфор және оның қосылыстары
Периодтық жүйедегі орны және атом құрылысы .
Фосфор V A топ элементі
Электрондық формуласы; P
Фосфор - азотқа ұқсас , азот атомымен салыстырғанда фофор атомының өлшемі үлкен және иондану энергиясы аз . Бұлазотқа қарағанда фоффордың бейметалдық қасиеттері әлсіз екенін білдіреді. Сондықтан фосфорда 3 - тотығу дәрежесі сирек + 5,тотығу дәрежесі жиі кездеседі. Табиғатта таралуы. Бұл едәуір көп таралған элемент ,оның жер қыртысындағы мөлшері 0,27%. Фосфор белсенді, табиғатта бос күйінде кездеспейді, тек қосылыстары құрамында болады. Апатиттің бірнеше маңыздысы кальций фосфаты - апатит минералы.Апатиттің түрі белгілі. Ең көп таралғаны фторапатит 3Ca(PО4) - CaF. Апатиттің бір түр өзгерісі шөгінді тау жыныстары - фосфориттерді түзеді. Фосфор , сонымен бірге әр түрлі қосылыстар түрінде белокты заттардың құрамына кіреді.Ми ұлпасындағы фосфордың мөлшері 0,38% , бұлшық етте - 0,27% .Фосфор сүйекте адамдардың және жануарлардың құрамында , өсімдікте болады. Ересек адамның организмде 1 кг - ға жақын фосфор болады.
Фосфор өте бай кен орындары Қазақстанда да бар.XX ғасырдың 30 - жылдарының басында Ақтөбе облысында ірі фосфорит кен орны табылған.Онда қышқылдармен және негіздермен фосфориттің жалпы қоры жүздеген миллион тоннаға жететін ондаған кен орындары бар. Ақтөбе кен орындарыныңнегізгі артықшылығы-олар жер бетіне жақын орналасқан сондық сндағы пайдалы қазбаларды өндіру онша көп қиындықтар туғызбайды. 1938-1940 жылдары Жамбыл обылысында Қаратау бассейіні ашылды. Басейінде 26 кен орыны бар.Бассейіннің басты бес кен орындарындарында (Жаңатас,Ақсай ,Шопақтау,Көкжон,Көксу)бүкіл қордың 90% - ке жуық мөлшері шоғырланған.Басейннің ең бай шекізатында 28-34% Р, О бар. Қаратау фосфарит қабатының қалыңдығы 10-12м,ал кейбір орындарда 30м-ге дейін жетеді. Оңтүстік Қазақстанда Аят және Лисаковск кен орындарындағы қоңыр тас кемірдің құрамында фосфордың едәуір қоры бар.