Al(NO3)3 + 3(NH3 · H2O) = AlO(OH)↓ + 3NH4NO3 + H2O (80 °C)

В случае использования избытка щелочей в обменной реакции подобного типа гидроксид алюминия осаждаться не будет, поскольку алюминий в силу своей амфотерности переходит в анион:

Al(OH)3(т) + OH− = [Al(OH)4]−

Пример молекулярного уравнения реакции этого типа:

Al(NO3)3 + 4NaOH(избыток) = Na[Al(OH)4] + 3NaNO3

Образующаяся соль относится к числу комплексных соединений (комплексных солей): они включают комплексный анион [Al(OH)4]−. Названия этой соли таково:

Na[Al(OH)4] - тетрагидроксоалюминат натрия
Растворение амфотерных гидроксидов в щелочных растворах

рассматривается как процесс образования гидроксосолей (гидроксокомплексов). Экспериментально доказано существование гидроксомплексов [Аl(ОН)₄(Н₂О)₂]^-, [Аl(ОН)₆]^3-, [Аl(ОН)₅(Н₂O)]^2-; из них

первый — наиболее прочный. Координационное число алюминия

в этом комплексе равно 6, т.е. алюминий является шестикоординированным.

Комплексным (координационным) соединением (комплексом) называется такое соединение, в узлах кристаллической решетки которого находятся комплексные ионы, обладающие высокой симметрией, устойчивые как в твердом состоянии, так и в растворах.
В центре комплексного иона находится металл (обычно d-металл, реже р-металл), который называется комплексообразователь. Вокруг него очень симметрично располагаются лиганды, за счет чего электронная плотность распределяется равномерно и комплекс становится устойчивым. Лигандами могут быть анионы кислот или нейтральные молекулы (Н₂О, СО, NH₃), которые имеют неподеленную пару электронов. Она принимает участие в донорно-акцепторном взаимодействии с вакантной орбиталью комплексообразователя.

8. Бериллий. Получение и свойства

Бериллий — светло-серый, легкий, достаточно твердый, хрупкий металл. На воздухе покрывается оксидной пленкой.

Получение:

В виде простого вещества в XIX веке бериллий получали действием калия на безводный хлорид бериллия: BeCl2+2K=Be+2KCl.B e C l 2 + 2 K ⟶ B e + 2 K C l {\displaystyle {\mathsf {BeCl_{2}+2K\longrightarrow Be+2KCl}}}

В настоящее время бериллий получают, восстанавливаяфторид бериллиямагнием

---

: BeF2+Mg=Be+MgF2,

либо электролизом расплава смеси хлоридов бериллия и натрия.
Химические свойства:

Для бериллия характерна только одна степень окисления +2. По многим химическим свойствам бериллий больше похож на алюминий, чем на находящийся непосредственно под ним в таблице Менделеева магний (проявление «диагонального сходства»). Металлический бериллий относительно мало реакционноспособен при комнатной температуре.

Пассивируется в холодной воде, концентрированных серной и азотной кислотах. Восстановитель, реагирует с кипящей водой, разбавленными кислотами, концентрированными щелочами, неметаллами, аммиаком, оксидами металлов, при нагревании сгорает в кислороде и на воздухе. С металлами бериллий образует интерметаллические соединения.

2Be + O₂(900°С) = 2BeO

С водородом бериллий не реагирует даже при нагревании до 1000°C, зато он легко соединяется с галогенами, серой и углеродом.

Be + Hal₂(нагр.) = 2BeHal₂ (7Be+2F→Be₇F₂; 2Be+I₂→2BeI )

3Be + C₂H₂ = BeC₂ + H₂↑

Be + MgO = BeO + Mg

Взаимодействие с серой: 2Be+S→Be₂S

Взаимодействие с азотом(N): 2Be+N₂→2BeN

Бериллий хорошо растворяется во всех минеральных кислотах, кроме, как это ни странно, азотной. От нее как и от кислорода, бериллий защищен окисной пленкой.

Be + 2HCl(разб.) = BeCl₂ + H₂↑

3Be + 8HNO3(разб) = 3 Be(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O

Со щелочами бериллий реагирует, образуя соли-бериллаты, подобные алюминатам. Многие из них имеют сладковатый вкус, но пробовать на язык их нельзя – почти все бериллаты ядовиты.

Be + 2NaOH(конц.) + H₂O = Na₂BeO₂ + H₂↑

Be + 2NaOH(расплав) = Na₂[Be(OH)₄] + H₂↑

Взаимодействие с водой:

2Be+3H₂O→2H₂ + ВеО + Ве(OH)₂

2Be + 3H₂O(кип.) = BeO↓ + Be(OH)₂↓ + 2H₂↑

Бериллий склонен к образованию комплексных соединений при взаимодействии с водными растворами щелочей.

Взаимодействие с азотной кислотой:

Взаимодействие с растворами щелочей:

Be + 2KOH + 2H₂O = K₂[Be(OH)₄] + H₂
Производство и применение:

В России планируется строительство нового комбината по производству бериллия к 2019 году. На долю остальных стран приходилось менее 1 % мировой добычи. Всего в мире производится 300 тонн бериллия в год (2016 год).
Легирование сплавов

Бериллий в основном используют как легирующую добавку к различным сплавам. Добавка бериллия значительно повышает твёрдость и прочность сплавов, коррозионную устойчивость поверхностей, изготовленных из этих сплавов изделий.

---

РентгенотехникаБериллий слабо поглощает рентгеновское излучение, поэтому из него изготавливают окошки рентгеновских трубокЯдерная энергетика

В атомных реакторах из бериллия изготовляют отражатели нейтронов, его используют как замедлитель нейтронов. Лазерные материалыВ лазерной технике находит применение алюминат бериллия для изготовления твердотельных излучателей (стержней, пластин).Аэрокосмическая техника

В производстве тепловых экранов и систем наведения с бериллием не может конкурировать практически ни один конструкционный материалРакетное топливоСтоит отметить высокую токсичность и высокую стоимость металлического бериллия, и в связи с этим приложены значительные усилия для выявления бериллийсодержащих топлив, имеющих значительно меньшую общую токсичность и стоимость. Одним из таких соединений бериллия является гидрид бериллия.Огнеупорные материалыОн служит высокотеплопроводным высокотемпературным изолятором и огнеупорным материалом для лабораторных тиглей и в других специальных случаях.Акустика

Ввиду своей легкости и высокой твёрдости бериллий успешно применяется в качестве материала для электродинамических громкоговорителей. Биологическая роль и физиологическое действие:

В живых организмах бериллий не несёт какой-либо значимой биологической функции. Однако бериллий может замещать магний в некоторых ферментах, что приводит к нарушению их работы. Ежедневное поступление бериллия в организм человека с пищей составляет около 0,01 мг.

---

(на всякий случай)

Соединения бериллия (II). В кислых водных растворах ионы Ве²⁺ находятся в виде прочных аква-комплексов [Ве(Н₂О)₄]²⁺; в сильно щелочных растворах – в виде ионов [Ве(ОН)₄]^2–.

Оксид ВеО – амфолит, при сплавлении взаимодействует и с основными, и с кислотными оксидами:

ВеО + SiО₂ = BeSiО₃; ВеО + Na₂О = Na₂BeО₂

При нагревании ВеО взаимодействует со щелочами и кислотами:

ВеО + 2HCl(конц.) = BeCl₂

ВеО + 2NaОН + Н₂О = Na₂[Ве(ОН)₄]

ВеО применяют в качестве химически стойкого и огнеупорного материала для изготовления тиглей и специальной керамики, а в атомной энергетике – как замедлитель и отражатель нейтронов.

Гидроксид Ве(ОН)₂ – полимерное соединение, и поэтому в воде не растворяется, амфолит.

Ве(ОН)₂ + 2NaОН(конц.) = Na₂[Ве(ОН)₄]

ВеО + 2HCl + 3Н₂О = [Ве(Н₂О)₄]Cl₂

Амфотерностъ ВеНа1₂ наиболее отчетливо проявляется у фторида. Так, при нагревании BeF₂ с основными фторидами образуются фторобериллаты (другие галогенобериллаты не характерны): 2KF + BeF₂ = K₂[BeF₄]

При взаимодействии BeF₂ с кислотными фторидами образуются соли бериллия:

BeF₂ + SiF₄ = Be[SiF₆]

Гидрид ВеН₂– сильный восстановитель; при его разложении водой выделяется водород: ВеН₂ + 2Н₂О = Ве(ОН)₂↓ + Н₂↑

Большинство солей бериллия растворимо в воде, нераствори­мы ВеСО₃, Ве₃(РО₄)₂ и некоторые другие. Для бериллия весьма ха­рактерны двойные соли – бериллаты со сложными лигандами, например:

Na₂SО₄ + BeSО₄ = Na₂[Be(SО₄)₂]

(NH₄)₂CО₃ + BeCО₃ = (NH₄)₂[Be(CО₃)₂]
9. Цинк. Получение и свойства.

Элемент цинк (Zn) в таблице Менделеева имеет порядковый номер 30. Он находится в четвертом периоде второй группы. Атомный вес - 65,37. Распределение электронов по слоям 2-8-18-2

Происхождение названия элемента неясно, однако кажется правдоподобным, что оно произведено от Zinke (по-немецки «острие», или «зуб»), благодаря внешнему виду металла.

Цинк представляет собой синевато - белый металл, плавящийся при 419 С, а при 913 С превращающийся в пар; плотность его равна 7,14 г/см3. При обыкновенной температуре цинк довольно хрупок, но при 100-110 С он хорошо гнется и прокатывается в листы. На воздухе цинк покрывается тонким слоем окиси или основного карбоната, предохраняющим его от дальнейшего окисления.

---

Вода почти не действует на цинк, хотя он и стоит в ряду напряжений значительно левее водорода. Это объясняется тем, что образующаяся на поверхности цинка при взаимодействии его с водой гидроокись практически нерастворима и препятствует дальнейшему течению реакции. В разбавленных же кислотах цинк легко растворяется с образованием соответствующих солей.

Кроме того, цинк подобно бериллию и другим металлам, образующим амфотерные гидроокиси, растворяется в щелочах. Если нагреть цинк на воздухе до температуры кипения, то пары его воспламеняются и сгорают зеленовато-белым пламенем, образуя окись цинка

При нагревании цинк взаимодействуют с неметаллами (кроме водорода, углерода и азота). Активно реагирует с кислотами:

Zn + H2SO4 (разб.) = ZnSO4 + H2

Цинк – единственный элемент группы, который растворяется в водных растворах щелочей с образованием ионов [Zn(OH)4] (гидроксоцинкатов):

Zn + 2OH + 2H2O = [Zn(OH)4] + H2

Физические свойства Цинка. Цинк - металл средней твердости. В холодном состоянии хрупок, а при 100-150 °С весьма пластичен и легко прокатывается в листы и фольгу толщиной около сотых долей миллиметра. При 250 °С вновь становится хрупким. Полиморфных модификаций не имеет. Кристаллизуется в гексагональной решетке с параметрами а = 2,6594Å, с = 4,9370Å. Атомный радиус 1,37Å; ионный Zn2+ -0,83Å. Плотность твердого Цинка 7,133 г/см3 (20 °С), жидкого 6,66 г/см3 (419,5 °С); tпл 419,5 °С; tкип 906 °С. Температурный коэффициент линейного расширения 39,7·10-3 (20-250 °С), коэффициент теплопроводности 110,950 вт/(м ·К) 0,265 кал/см·сек·°С (20 °С), удельное электросопротивление 5,9·10-6 ом·см (20 °С), удельная теплоемкость Цинка 25,433 кдж/(кг·К.) [6,07 кал/(г·°С)]. Предел прочности при растяжении 200-250 Мн/м2 (2000-2500 кгс/см2), относительное удлинение 40-50%, твердость по Бринеллю 400-500 Мн/м2(4000-5000 кгс/см2). Цинк диамагнитен, его удельная магнитная восприимчивость -0,175·10-6.

Химические свойства Цинка. Внешняя электронная конфигурация атома Zn 3d104s2. Степень окисления в соединениях +2. Стандартный электродный потенциал равный -0,76 В характеризует Цинк как активный металл и энергичный восстановитель. На воздухе при температуре до 100 °С Цинк быстро тускнеет, покрываясь поверхностной пленкой основных карбонатов. Во влажном воздухе, особенно в присутствии СО2, происходит разрушение металла даже при обычных температурах. При сильном нагревании на воздухе или в кислороде Цинк интенсивно сгорает голубоватым пламенем с образованием белого дыма оксида цинка ZnO. Сухие фтор, хлор и бром не взаимодействуют с Цинком на холоду, но в присутствии паров воды металл может воспламениться, образуя, например, ZnCl2. Нагретая смесь порошка Цинка с серой дает сульфид Цинк ZnS. Сульфид Цинк выпадает в осадок при действии сероводорода на слабокислые или аммиачные водные растворы солей Zn. Гидрид ZnH2 получается при взаимодействии LiАlН4 с Zn(CH3)2 и других соединениями Цинка; металлоподобное вещество, разлагающееся при нагревании на элементы. Нитрид Zn3N2 - черный порошок, образуется при нагревании до 600 °С в токе аммиака; на воздухе устойчив до 750 °С, вода его разлагает. Карбид Цинка ZnC2 получен при нагревании Цинка в токе ацетилена. Сильные минеральные кислоты энергично растворяют Цинк,

---

Смотрите также файлы

• Теоритический курс Ультраформер Высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук.docx

• Лекция. Компьютерное моделирование. Цель Узнать подробней о дисциплине, ее основных понятиях, а также о видах моделирования План.docx

• Тема Маркетинговые исследования Задание.docx

• Последовательность выполнения Схема выполнения.doc

• Синтаксической ошибки нет в предложении Выберите один ответ.doc