Ինչի՞ հետ են փոխազդում ամֆոտերային հիդրօքսիդները. Դաս «ամֆոտերային հիդրօքսիդներ»

29.09.2019

Ուսումնասիրության մակարդակ. III (X դաս.).

Նիշերի կողմնորոշում.միջին մակարդակ.

Առաջատար սկզբունք.ակտիվ, շփվող:

Գերիշխող մեթոդ.խնդիր-որոնում.

Դասի եռակի նպատակը.

1) կրթական ասպեկտ

Թարմացնել և ամփոփել սովորողների կողմից նախկինում ստացած գիտելիքները անօրգանական միացությունների հիմնական դասերի վերաբերյալ:
Համախմբել ուսանողների կարողությունը գրելու քիմիական ռեակցիաների հավասարումներ, որոնք ներառում են ամֆոտերային հիդրօքսիդներ.
Շարունակել ուսանողների շրջանում «ամֆոտերիկ» հասկացության ձևավորումը.

2) Զարգացման ասպեկտ

Ցույց տալ իրենց գիտելիքները որակական խնդիրների լուծման և վարժություններ կատարելու հնարավորությունը:
Շարունակեք զարգացնել հմտությունները ճանաչողական գործունեություն, բացատրելով ուսանողներին առաջադրված խնդրի փորձը:
Շարունակել փորձերի արդյունքները համեմատելու, վերլուծելու և համեմատելու ունակության ձևավորումը.
միջև անալոգիաներ անելու ունակության ձևավորում տարբեր առարկաներ;
Ուշադրության և հիշողության զարգացում:
Փորձարարական հմտությունների զարգացում.

3) կրթական ասպեկտ

Գիտական հայացքների ձևավորում.
Ուսումնական աշխատանքի մշակույթի ձևավորում.
Ուշադրություն դարձրեք կրթության գեղագիտությանը և աշխատանքային գործունեությունփորձեր կատարելիս.
Հաղորդակցման մշակույթի կրթություն, զույգերով փոխգործակցելու կարողություն.
Ուսանողների շրջանում մտավոր աշխատանքի մշակույթի ձևավորում, առաջադրանքների կատարման ճշգրտություն և բանաձևեր գրելու մեջ:
Մարդու կրթությունը որպես բնության և հասարակության մի մաս, որը ենթակա է նրանց օրենքներին:

Սարքավորումներ և ռեակտիվներ.ցինկի քլորիդի, նատրիումի հիդրօքսիդի, ամոնիակի, ալյումինի քլորիդի, աղաթթվի, մագնեզիումի քլորիդի, նատրիումի քլորիդի լուծույթները; փորձարկման խողովակներ.

Դասերի ժամանակ

1. Կազմակերպչական պահ

2. Ծածկված նյութի կրկնություն

Անհատական հարցում գրատախտակի վրա.

Առաջին ուսանողը՝ «Թթուների քիմիական հատկությունները».
- 2-րդ ուսանող - «Հիմքերի քիմիական հատկությունները».

Այս պահին դասարանը կատարում է առաջադրանքը.Հետևյալ նյութերից ո՞րի հետ կփոխազդի նատրիումի հիդրօքսիդը և ո՞ր աղաթթվի հետ.

Գրեք հնարավոր ռեակցիաների հավասարումները:

Նյութեր՝ HNO 3 , CaO , CO 2 , СuSO 4 , Cu(OH) 2 , P 2 O 5 , ZnO , AgNO 3 :

Այնուհետև մի ուսանող կատարում է այս առաջադրանքը գրատախտակի վրա, իսկ մնացածները ստուգում են:

Սեղանին:

NaOH + HNO 3 \u003d NaNO 3 + H 2 O
2 NaOH + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + H 2 O
2 NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2

2 NaOH + ZnO Na 2 ZnO 2 + H 2 O
6 NaOH + P 2 O 5 \u003d 2Na 3 PO 4 + 3H 2 O

2HCl + CaO = CaCl 2 + H 2 O
2HCl + Cu(OH) 2 = CuCl 2 + 2H 2 O
2HCl + ZnO = ZnCl 2 + H 2 O
HCl + AgNO 3 \u003d AgCl + HNO 3

3. Նոր նյութի ուսուցում

Դասի թեման.«Ամֆոտերային հիդրօքսիդներ».

Դասի կարգախոսը՝ «Քիմիան կիսատոնների գիտություն է»։
Է.Է. Նիֆանտիև.

Գիտելիքների թարմացում

Ուսուցիչ:Մեր դասի թեման է «Ամֆոտերային հիդրօքսիդներ»: Մեր խնդիրն է իմանալ, թե որ միացություններն են կոչվում ամֆոտերային հիդրօքսիդներ և որոնք են դրանք Քիմիական հատկություններ; հասկանալ, թե որն է ամֆոտերիզմի պատճառը. կարողանալ գրել ռեակցիայի հավասարումներ, որոնք արտացոլում են ամֆոտերային հիդրօքսիդների քիմիական հատկությունները:

Այսպիսով, եկեք ամփոփենք այն, ինչ դուք արդեն գիտեք «amphoteric»-ի մասին:

Ուսանող:Ամֆոտերային միացությունները միաժամանակ ցուցաբերում են ինչպես հիմնային, այնպես էլ թթվային հատկություններ։

Ուսուցիչ:Մենք արդեն հանդիպել ենք ամֆոտերային օքսիդների հետ։ Կարո՞ղ եք ասել, թե ինչ տարրեր են կազմում այս միացությունները:

Ուսանող:Մետաղներ +3 և +4 օքսիդացման վիճակում, ինչպես նաև մետաղներ, որոնց մետաղական հատկությունները ընդգծված չեն (տարրերի պարբերական համակարգում դրանք գտնվում են մետաղների և ոչ մետաղների միջև՝ անկյունագծով)։ Օրինակ՝ Be, Zn, Ge և այլն։

Ամֆոտերային հիդրօքսիդների ֆիզիկական հատկությունները

Ուսուցիչ:Ամֆոտերային հիդրօքսիդները սովորաբար ջրում չլուծվող պինդ նյութեր են սպիտակ գույն.

Անդորրագիր

Ուսուցիչ:Առաջարկե՛ք ամֆոտերային հիդրօքսիդների պատրաստման եղանակ՝ հիշելով, որ դրանք ջրում անլուծելի են։

Ուսանող:Փոխանակման ռեակցիա համապատասխան մետաղի լուծվող աղի և ալկալիի միջև: (Ցուցադրական փորձ)

ZnCl 2 + 2NaOH = Zn(OH) 2 + 2NaCl
Zn 2+ + 2OH - \u003d Zn (OH) 2

Ուսուցիչ:Բայց! Ալկալիի ավելցուկը կարող է լուծարել առաջացած նստվածքը, ուստի վերցվում է թույլ հիմք՝ NH 3 * H 2 O (ամոնիումի հիդրօքսիդ կամ ամոնիակի հիդրատ):

Քիմիական հատկություններ

Ուսուցիչ:Հայտնի իմաստությունն ասում է. «Փորձը գիտելիքի ճանապարհն է»: Այսպիսով, դուք կորոշեք ամֆոտերային հիդրօքսիդների քիմիական հատկությունները զույգերով լաբորատոր փորձարկում կատարելով:

ԶորավարժություններՍտացեք ալյումինի հիդրօքսիդ և որոշեք դրա քիմիական հատկությունները: Դա անելու համար սեղանների վրա ունեք ալյումինի քլորիդի, ամոնիակի, աղաթթվի և նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթներ: Հիշեք պահպանել անվտանգության կանոնները Գրե՛ք քիմիական ռեակցիաների հավասարումները:

Սովորողները կատարում են փորձը, տետրերում գրում են ռեակցիայի հավասարումները:

Մի աշակերտ գնում է գրատախտակի մոտ և գրում բոլոր հավասարումները և բացատրում դիտարկվող երևույթները:

AlCl 3 + 3NH 3 * H 2 O \u003d Al (OH) 3 + 3NH 4 Cl

ԵզրակացությունԱլյումինի հիդրօքսիդը փոխազդում է ինչպես թթուների, այնպես էլ հիմքերի հետ, այսինքն. ցուցադրում է ամֆոտերային հատկություններ:

Ուսուցիչ:Ինչո՞վ է պայմանավորված այս միացությունների ամֆոտերական բնույթը:

Այս հարցին պատասխանելու համար հաշվի առեք դրանց տարանջատումը։

Ջրային լուծույթներում ամֆոտերային հիդրօքսիդները գործնականում չեն տարանջատվում, սակայն թթուների և ալկալիների լուծույթներում դրանք կարող են տարանջատվել երկու եղանակով.

Ուսուցիչ. Հարկ է նշել, որ ամֆոտերային հիդրօքսիդի և ալկալիների փոխազդեցությունից առաջացած անիոնային աղերը կայուն են. ալկալային միջավայր, բայց քայքայվում են լուծույթների թթվացման արդյունքում։

Na + 4HCl \u003d NaCl + AlCl 3 + 4H 2 O

ամֆոտերային հիդրօքսիդներ, ինչպիսիք են անլուծելի հիմքեր, երբ տաքանում են, քայքայվում են.

2Al(OH) 3 Al2O 3 + 3H 2 O

4. Ամրագրում

Փորձարարական առաջադրանք.Տրված է երեք փորձանոթ՝ նատրիումի, մագնեզիումի և ալյումինի քլորիդների լուծույթներով։ Ինչպե՞ս որոշել, թե որ փորձանոթը որ նյութ է պարունակում:

Մեկ մասնակից գնում է ցուցադրական սեղանի մոտ և կատարում է փորձը:

5. Ամփոփելով դասը

Ուսուցիչ:Այսպիսով, ամփոփելով մեր դասը, ուզում եմ ասել, որ ամֆոտերիականությունը ոչ միայն քիմիական կատեգորիա է, այլ նաև փիլիսոփայական. հունարեն«ամֆոտերոս» բառը թարգմանվում է որպես «մեկը և մյուսը», այսինքն՝ այս հասկացությունը նշանակում է հակադրությունների միասնություն։

Եվ սա արդեն բնության հիմնական օրենքներից է՝ միասնության և հակադրությունների պայքարի օրենքը, որն արտահայտվում է գրեթե ամեն քիմիական ռեակցիաթթու և հիմք, օքսիդացնող և վերականգնող նյութ, դոնոր և ընդունող և այլն:

Այս օրենքը օբյեկտիվ է, այն չի կարող չեղարկվել, այն կարելի է օգտագործել միայն երեւույթները բացատրելու համար։

Կյանքում հաճախ ենք հանդիպում այս օրենքի դրսևորումներին. տեխնիկայում հակառակ լիցքավորված մասնիկները ձգվում են. մեջ մարդկային հարաբերություններ- հաճախ շատ տարբեր մարդիկմոտ, նրանք կարծես լրացնում են միմյանց: Կյանքում բարին ու չարը միշտ կռվում են, ամեն մարդու մեջ անպայման կան վատն ու լավ հատկություններ. Հետևաբար, չկա իդեալական մարդ, միայն լավ, բայց ամենաընկածների մեջ, վատ մարդդուք միշտ կարող եք գտնել ինչ-որ լավ, պայծառ բան: Մենք պետք է միշտ հիշենք սա և շրջապատի մարդկանց վերաբերվենք ըմբռնումով, հանդուրժողականությամբ ուրիշների թերությունների նկատմամբ։

Մեր այսօրվա դասի թեման քիմիայի կապի ևս մեկ հաստատումն է մեր կյանքի հետ։ Իսկ հիմա վերադառնանք այս դասի նշանաբանին՝ «Քիմիան կիսատոնների գիտություն է»։ Ինչպե՞ս կարող եք բացատրել այս արտահայտությունը:

Ուսանող:Սա նշանակում է, որ անհնար է հստակ սահման գծել պարզ նյութերի, մետաղների և ոչ մետաղների, միացությունների տարբեր դասերի, օրգանական և անօրգանական նյութերի միջև։ Ամեն ինչ ենթակա է նյութական աշխարհի միասնությանը:

6. Տնային աշխատանք

Պարբերություն 28.3, առաջադրանքներ՝ 1,2,3 (դասագիրք «Քիմիա 10 դասարան» հեղինակներ՝ Ի.Ի. Նովոշինսկի, Ն.Ս. Նովոշինսկայա)

Լրացուցիչ առաջադրանք դասի համար(եթե ժամանակ կա)

Կատարել վերափոխումներ.

Al-1 - Al 2 O 3 - 2 - NaAlO 2 - 3 - Al (OH) 3 - 4 - Al 2 O 3

1. 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

2. Al 2 O 3 + Na 2 O 2NaAlO 2

3. NaAlO 2 + HCl + H 2 O \u003d NaCl + Al (OH) 3

4. 2Al (OH) 3 Al 2 O 3 + 3H 2 O

AlCl 3 -- 1 -- Al(OH) 3 - 2 --- Na -- 3 -- AlCl 3

1. AlCl 3 + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH) 3 |

2. Al(OH) 3 + NaOH = Na[Al(OH) 4]

3. Na[ Al(OH) 4] + 4HCl \u003d NaCl + AlCl 3 + 4H 2 O

Հիդրօքսիդների և օքսիդների ամֆոտերականություն (հատկությունների երկակիություն):շատ տարրեր դրսևորվում են երկու տեսակի աղերի ձևավորմամբ. Օրինակ, հիդրօքսիդի և ալյումինի օքսիդի համար.

ա) 2Al(OH)3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 + 3H2O.

Al2О3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O

բ) 2Al(OH)3 + Na2O = 2NaAlO2 + 3H2O (հալվածում)

Al2O3 + 2NaOH(t) = 2NaAlO2 + H2O (հալվածում)

(ա) ռեակցիաներում Al(OH)3-ը և Al2O3-ը ցուցադրում են հիմնական հիդրօքսիդների և օքսիդների հատկությունները, այսինքն՝ նրանք ալկալիների նման փոխազդում են թթուների և թթվային օքսիդների հետ՝ առաջացնելով աղ, որում ալյումինը Al3+ կատիոնն է։

Ընդհակառակը, (b) ռեակցիաներում ֆունկցիան կատարում են Al(OH)3 և Al2O3 թթվային հիդրօքսիդներև օքսիդներ՝ առաջացնելով աղ, որում ալյումինի ատոմը AlIII անիոնի (թթվային մնացորդի) մաս է կազմում AlО2−։

Ալյումինի տարրն ինքնին այս միացություններում ցուցադրում է մետաղի և ոչ մետաղի հատկությունները: Հետեւաբար, ալյումինը ամֆոտերային տարր է:

Նմանատիպ հատկություններ ունեն նաև A-խմբերի տարրերը՝ Be, Ga, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi և այլն, ինչպես նաև B խմբերի տարրերի մեծ մասը՝ Cr, Mn, Fe, Zn, Cd և այլն։

Օրինակ, ցինկի ամֆոտերիականությունը ապացուցվում է հետևյալ ռեակցիաներով.

ա) Zn(OH)2 + N2O5 = Zn(NO3)2 + H2O

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O

բ) Zn(OH)2 + Na2O = Na2ZnO2 + H2O

ZnO + 2NaOH(t) = Na2ZnO2 + H2O

Եթե ամֆոտերային տարրը միացություններում ունի մի քանի օքսիդացման վիճակներ, ապա ամֆոտերային հատկություններն առավել արտահայտված են միջանկյալ օքսիդացման վիճակի դեպքում:

Օրինակ՝ քրոմն ունի երեք հայտնի օքսիդացման վիճակ՝ +II, +III և +VI: CrIII-ի դեպքում թթվային և հիմնային հատկությունները արտահայտված են մոտավորապես հավասարապես, մինչդեռ CrII-ում նկատվում է հիմնական հատկությունների գերակշռում, իսկ CrVI-ում՝ թթվային հատկությունները.

CrII → CrO, Cr(OH)2 → CrSO4

CrIII → Cr2O3, Cr(OH)3 → Cr2(SO4)3 կամ KCrO2

CrVI → CrO3, H2CrO4 → K2CrO4

Շատ հաճախ, +III օքսիդացման վիճակում գտնվող տարրերի ամֆոտերային հիդրօքսիդները նույնպես գոյություն ունեն մետա ձևով, օրինակ.

AlO (OH) - ալյումինի մետահիդրօքսիդ

FeO(OH) - երկաթի մետահիդրօքսիդ (օրտո ձևը «Fe(OH)3» գոյություն չունի):

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները գործնականում չեն լուծվում ջրում, դրանց ձեռքբերման ամենահարմար միջոցը ջրային լուծույթից նստվածք ստանալն է՝ օգտագործելով թույլ հիմք՝ ամոնիակի հիդրատ.

Al(NO3)3 + 3(NH3 H2O) = Al(OH)3↓ + 3NH4NO3 (20 °C)

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

Եթե այս տեսակի փոխանակման ռեակցիայի ժամանակ օգտագործվում է ալկալիների ավելցուկ, ապա ալյումինի հիդրօքսիդը չի նստում, քանի որ ալյումինը, իր ամֆոտիկության պատճառով, անցնում է անիոնի.

Al(OH)3(t) + OH− = −

Այս տեսակի ռեակցիաների մոլեկուլային հավասարումների օրինակներ.

Al(NO3)3 + 4NaOH (ավելցուկ) = Na + 3NaNO3

ZnSO4 + 4NaOH (ավելցուկ) = Na2 + Na2SO4

Ստացված աղերը բարդ միացությունների շարքում են (բարդ աղեր). դրանք ներառում են − և 2− բարդ անիոններ։ Այս աղերի անվանումները հետևյալն են.

Na - նատրիումի tetrahydroxoaluminate

Na2 - նատրիումի tetrahydroxozincate

Ալյումինի կամ ցինկի օքսիդների և պինդ ալկալիների փոխազդեցության արտադրանքները կոչվում են տարբեր կերպ.

NaAlO2 - նատրիումի դիօքսոալյումինատ (III)

Na2ZnO2 - նատրիումի դիօքսոզինկատ (II)

Այս տեսակի բարդ աղերի լուծույթների թթվացումը հանգեցնում է բարդ անիոնների ոչնչացմանը.

− → Al(OH)3 → Al3+

Օրինակ՝ 2Na + CO2 = 2Al(OH)3↓ + NaHCO3

Շատ ամֆոտերային տարրերի համար հիդրօքսիդների ճշգրիտ բանաձևերը անհայտ են, քանի որ ջրային լուծույթից հիդրօքսիդների փոխարեն նստում են հիդրօքսիդները, օրինակ՝ MnO2 · nH2O, Sb2O5 · nH2O:

Ամֆոտերական տարրերն իրենց ազատ տեսքով փոխազդում են ինչպես բնորոշ թթուների, այնպես էլ ալկալիների հետ.

2Al + 3H2SO4 (dec.) = Al2(SO4)3 + H2

2Al + 6H2O + 4NaOH(կոնց.) = 2Na + 3H2

Երկու ռեակցիաներում էլ առաջանում են աղեր, և դիտարկվող տարրը մի դեպքում կատիոնի մաս է, իսկ երկրորդ դեպքում՝ անիոնի։

ալյումինի հալոգենիդներմեջ նորմալ պայմաններ- անգույն բյուրեղային

նյութեր. Ալյումինի հալոգենիդների շարքում AlF3-ը մեծապես տարբերվում է հատկություններով

իրենց գործընկերներից։ Հրակայուն է, քիչ լուծվող ջրում, քիմիապես

ոչ ակտիվ. AlF3 ստանալու հիմնական մեթոդը հիմնված է անջուր HF-ի գործողության վրա

Al2O3-ի կամ Al-ի վրա.

Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O

Ալյումինի միացությունները քլորի, բրոմի և յոդի հետ հալվող են, շատ

ռեակտիվ և բարձր լուծելի է ոչ միայն ջրում, այլև շատերի մեջ

օրգանական լուծիչներ. Փոխազդեցություն ալյումինի հալոգենիդներ ջրով

ուղեկցվում է ջերմության զգալի արտազատմամբ: Բոլորը ջրային լուծույթում

բարձր հիդրոլիզացված, բայց ի տարբերություն բնորոշ թթու հալոգենիդների

ոչ մետաղներ, դրանց հիդրոլիզը թերի է և շրջելի։ Արդեն նկատելիորեն անկայուն է

նորմալ պայմաններում AlCl3, AlBr3 և AlI3 ծխում են խոնավ օդում

(հիդրոլիզի պատճառով): Դրանք կարելի է ձեռք բերել ուղղակի փոխազդեցությամբ

պարզ նյութեր.

Համալիր հալոգենիդներ(halogenometallates) պարունակում են բարդ անիոններ, որոնցում հալոգենի ատոմները, օրինակ, լիգանդներ են։ կալիումի հեքսաքլորպլատինատ (IV) K2, նատրիումի հեպտաֆտորոտանտալատ (V) Na, լիթիումի հեքսաֆտորարսենատ (V) Li. առավելագույնը ջերմային Ֆտոր-, օքսոֆտոր- և քլորոմետալատները կայուն են: Կապերի բնույթով իոնային միացությունները մոտ են բարդ հալոգենիդներին։ NF4+, N2F3+, C1F2+, XeF+ կատիոններով և այլն։

Շատ հալոգենիդներ բնութագրվում են հեղուկ և գազային փուլերում ասոցացմամբ և պոլիմերացումով կամրջային կապերի ձևավորման հետ: առավելագույնը Դրան հակված են I և II խմբերի մետաղների հալոգենիդները, A1C13, Sb-ի պենտաֆտորիդները և անցումային մետաղները, MOF4 բաղադրության օքսոֆտորիդները: Հայտնի են մետաղ-մետաղ հալոգենիդներ, օրինակ. Hg2Cl2.

Fluorides-ը զգալիորեն տարբերվում է St. you-ում մյուս հալոգենիդներից: Այնուամենայնիվ, պարզ հալոգենիդների մոտ այս տարբերություններն ավելի քիչ են արտահայտված, քան բուն հալոգեններում, իսկ բարդ հալոգեններում՝ ավելի թույլ, քան պարզերի մոտ։

Շատ կովալենտ հալոգենիդներ (հատկապես ֆտորիդներ) ուժեղ Լյուիս թթուներ են, օրինակ: AsF5, SbF5, BF3, A1C13: Ֆտորիդները սուպերթթուների մի մասն են։ Ավելի բարձր հալոգենիդները կրճատվում են մետաղներով և H2-ով, օրինակ.

V-VIII խմբերի մետաղների հալոգենիդները, բացառությամբ Cr-ի և Mn-ի, H2-ով վերածվում են մետաղների, օրինակ՝ WF6 + 3H2 -> W + 6HF:

Շատ կովալենտ և իոնային մետաղների հալոգենիդներ փոխազդում են միմյանց հետ՝ առաջացնելով բարդ հալոգենիդներ, օրինակ՝ KC1 + TaC15 -> K[TaC16]

Ավելի թեթև հալոգենները կարող են ավելի ծանր հալոգենները հեռացնել հալոգեններից: Թթվածինը կարող է օքսիդացնել հալոգենիդները C12, Br2 և I2 արտազատմամբ: Կովալենտ հալոգենիդների բնորոշ շրջաններից մեկը՝ փոխադարձ։ ջրի հետ (հիդրոլիզ) կամ դրա գոլորշիները տաքացման ժամանակ։ (պիրոհիդրոլիզ), որը հանգեցնում է օքսիդների առաջացման՝ օքսի– կամ

օքսոհալիդներ, հիդրօքսիդներ և ջրածնի հալոգենիդներ: Բացառություն են կազմում CF4, CC14 և SF6, որոնք դիմացկուն են ջրի գոլորշիների նկատմամբ բարձր ջերմաստիճաններում:

Հալիդները ստացվում են անմիջապես տարրերից, փոխազդեցությունից։ ջրածնի հալոգենիդներ կամ ջրածնի հալոգենիդներ to-t տարրերի, օքսիդների, հիդրօքսիդների կամ աղերի, ինչպես նաև փոխանակման p-tions.

Հալոգենները լայնորեն օգտագործվում են տեխնոլոգիայի մեջ՝ որպես հալոգենների, ալկալիների և հողալկալիների արտադրության սկզբնական նյութեր։ մետաղներ, որպես ապակիների բաղադրիչներ և այլն inorg. նյութեր; դրանք արանքում են։ արտադրանք հազվագյուտ և որոշ գունավոր մետաղների, U, Si, Ge և այլն արտադրության մեջ:

Բնության մեջ հալոգենիդները կազմում են միներալների առանձին դասեր, որոնցում ներկայացված են ֆտորիդներ (օրինակ՝ ֆտորիտ, կրիոլիտ միներալներ) և քլորիդներ (սիլվիտ, կարնալիտ), բրոմը և յոդը որոշ միներալների մաս են կազմում իզոմորֆ կեղտերի տեսքով։ Զգալի քանակությամբ հալոգենիդներ պարունակվում են ծովերի և օվկիանոսների ջրերում, աղի և ստորգետնյա աղի մեջ։ Որոշ հալոգենիդներ, օրինակ. NaCl, K.C1, CaC12, կենդանի օրգանիզմների մասն են։

Կրիոլիտ(այլ հունարենից κρύος - սառնամանիք + λίθος - քար) - հազվագյուտ հանքանյութ բնական ֆտորիդների դասից, նատրիումի հեքսաֆտորալյումինատ Na3: Բյուրեղանում է մոնոկլինիկական սինգոնիայում; հազվագյուտ են խորանարդ բյուրեղները և զույգ թիթեղները: Այն սովորաբար ձևավորում է ապակե փայլով անգույն, սպիտակ կամ մոխրագույն բյուրեղային ագրեգատներ, որոնք հաճախ պարունակում են քվարց, սիդերիտ, պիրիտ, գալենա, խալկոպիրիտ, կոլումբիտ և կազիտիտ։ Հնարավոր է գունավորում օրգանական նյութերի կեղտոտությամբ։

Ներկայումս մշակված մեթոդներ արհեստական կրիոլիտ ստանալը. Արհեստականորեն արտադրվում է ալյումինի ֆտորիդի և նատրիումի ֆտորիդի փոխազդեցությամբ, ինչպես նաև սոդայի առկայությամբ ալյումինի հիդրօքսիդի վրա ֆտորֆտորաթթվի ազդեցությամբ։ Օգտագործվում է ալյումինի էլեկտրոլիտիկ արտադրության, ֆտորաջրածնային թթվի, ապակու և էմալների արտադրության գործընթացում։

Շիբ. Alum-ը ME(SO4)2 բաղադրության կրկնակի աղերի խմբի անվանումն է։ 12H2O, որտեղ M-ը կալիում K է, ռուբիդիում Rb, ցեզիում Cs, ամոնիում NH4, իսկ E-ն ալյումին է Al, քրոմ Cr, երկաթ Fe և այլ տարրեր օքսիդացման վիճակում (+ III), որոնք աղերի տարանջատման ժամանակ տալիս են երեք լիցքավորված կատիոններ: .

Շիբը շատ լուծելի է ջրի մեջ, դրանց ջրային լուծույթներն ունեն տտիպ թթու համ և թթվային ռեակցիա՝ հիդրոլիզի պատճառով, օրինակ.

3+ + H2O<<здесь знак обратимости >> 2+ + H3O+

Տաքացնելիս շիբը նախ հալվում է իր պարունակած ջրում, իսկ հետո այդ ջուրը կորչում է՝ առաջացնելով անջուր աղեր։ Հետագա տաքացումը շիբը վերածում է մետաղական օքսիդների խառնուրդի: Ալյումինա-կալիումական շիբը կարելի է ձեռք բերել մաքրված ալյումինի սուլֆատի արտադրության գործընթացը փոփոխելով: Նախ, կաոլինը եփում են ծծմբաթթվով։ Ծծմբաթթվի չեզոքացման ավարտից հետո ռեակտորում ավելացվում է նատրիումի սուլֆատ՝ նատրիումի շիբ ստանալու նպատակով։ Վերջիններս բարձր լուծելիության պատճառով գտնվում են լուծույթի մեջ։ Լուծույթը 1,33 գ/սմ3 խտությամբ նոսրացնելուց հետո այն առանձնացնում են սիլիցիումի նստվածքից, սառեցնում և խառնում կալիումի քլորիդի հագեցած լուծույթով։ Միաժամանակ նստում է ցածր ջերմաստիճանում վատ լուծվող ալյումին-կալիումական շիբը։ Մայր լիկյորում ալյումին-կալիումական շիբի բյուրեղների առանձնացումից հետո մնում են լուծելի կեղտեր՝ երկաթի միացություններ և նատրիումի քլորիդ 89։

Հիդրոլիզի ընթացքումհիդրացված ալյումինի իոնները կորցնում են պրոտոններ՝ առաջացնելով հաջորդական հիդրօքսո համալիրներ։ Երբ վերջին չեզոք համալիրը կորցնում է ջուրը, առաջանում է չլուծվող հիդրօքսիդ A1(OH)3:

Բարդ իոններ[A1(H20)5OH]2+ և [A1(H20)4(OH)2]+ մնում են լուծույթում, մինչդեռ A1(OH)3 հիդրօքսիդը ձևավորվելուց անմիջապես հետո նստում է: Տեղումները տեղի են ունենում ավելի քան 3 pH արժեքներով: Ամբողջովին ալյումինի հիդրօքսիդի ձևավորման դեպքում հիդրոլիզ առաջանում է ձևավորված պրոտոնների չեզոքացման պայմանով, օրինակ՝ ալկալիներով։

Խորը հիդրոլիզԱլյումինի սուլֆատի աղերը լայնորեն օգտագործվում են խմելու և կեղտաջրերի մաքրման համար: Հիդրոնիումը, որը թողարկվում է հիդրոլիզի ժամանակ, փոխազդում է բիկարբոնատների հետ H30 + + HC03 = CO2 + 2H20, որոնք սովորաբար պարունակվում են ջրի մեջ: Այս դեպքում հիդրոլիզի վերջնական արտադրանքը կոլոիդ ալյումինի հիդրօքսիդն է և ածխաթթու գազը։

Ալյումինի հիդրօքսիդի լուծույթի կոագուլյացիայի ժամանակ ստացվում է ծավալուն ժելատինե նստվածք, որը գրավում է կախված մասնիկներն ու բակտերիաները և դրանք տեղափոխում ջրամբարի հատակը։ Ջրի մաքրման համար անհրաժեշտ ալյումինի սուլֆատի սպառումը կախված է ջրի աղտոտիչների բաղադրությունից և քանակից: Մաքրման համար ալյումինի սուլֆատի չափաբաժիններ բնական ջրերիսկ կեղտաջրերի հետմաքրման համար տատանվում են 3-15 մգ/լ-ի սահմաններում՝ ըստ A1203-ի, իսկ քաղաքային կեղտաջրերի ֆիզիկաքիմիական մաքրման համար՝ ըստ A1203-ի, հասնում են 30-50 մգ/լ-ի: Ալյումինի սուլֆատի սպառումը պետք է ապահովի փաթիլների բավական մեծ զանգվածի ձևավորում, որն անհրաժեշտ է ջրից աղտոտիչները հեռացնելու համար: Լուծույթի pH արժեքը պետք է իջեցվի մինչև 6,5-7,6, ինչը համապատասխանում է ալյումինի հիդրօքսիդի ջրի լուծելիության նվազագույնին: Ավելի բարձր կամ ցածր pH արժեքի դեպքում ալյումինի մի մասը մնում է ջրի մեջ լուծարված վիճակում: Ցածր ալկալայնություն ունեցող ջրերում, երբ բիկարբոնատների պարունակությունը անբավարար է արձակված թթուն չեզոքացնելու համար, հիդրոլիզի պրոցեսը չի հասնում իր ավարտին pH-ի ուժեղ նվազման պատճառով։ Ալկալայնությունը բարձրացնելու, հիդրոլիզի գործընթացն ավարտելու և ջրի մեջ լուծված ալյումինի պարունակությունը նվազեցնելու համար ջրի մեջ կոագուլանտի հետ միաժամանակ ավելացվում են կրաքար և սոդա:

Եթե հիդրոլիզի ընթացքում կուտակված պրոտոնները չեն չեզոքացվում, ապա հիդրոլիզի գործընթացը դանդաղում է, ինչը հանգեցնում է հիդրոլիտիկ հավասարակշռության առաջացմանը, որը կարող է բնութագրվել հիդրոլիզի աստիճանով և հաստատունով։ Հիդրոլիզ ալյումինի սուլֆատի լուծույթները, որոնք Al2 (804) 3-ում սուլֆատ իոնների փոխարինման ռեակցիան է OH իոններով, որոնք առաջացել են ջրի տարանջատման արդյունքում, կարող են ներկայացվել. ընդհանուր տեսարանհավասարումը

2Ա13+ + (3 - -|-) EOG + aOH» + ad^ACONTSBOZH --^EOG + դժոխք,

որտեղ a-ն փոխարինման աստիճանն ու հիմնականությունն է:

Այս հավասարումը ցույց է տալիս, որ լուծույթում OH- իոնների կոնցենտրացիան, այսինքն՝ ջրի տարանջատման աստիճանը, որոշիչ ազդեցություն ունի աջ տեղաշարժի վրա: Ինչպես հայտնի է, թույլ հիմքով և ուժեղ թթու ունեցող աղերի համար k-ի հիդրոլիզի աստիճանը կապված է հիդրոլիզի հաստատուն A--ի, աղի կոնցենտրացիայի (s, mol "l), ջրի կիուի իոնային արտադրանքի և դիսոցման հաստատունի հետ: kb բազային՝ հետևյալ հարաբերությամբ.

/r \u003d UkTss \u003d UkiLs:

Եթե A--ը ջերմաստիճանի հետ քիչ է փոխվում, ապա ksh-ը զգալիորեն մեծանում է, ինչը ջերմաստիճանի բարձրացման հետ առաջացնում է հիդրոլիզի աստիճանի զգալի աճ։

Ն.Ի. Էրեմինը, ձեռք բերված փորձարարական տվյալների հիման վրա, հանգեցրել է լուծույթի հիդրոլիզի աստիճանի ջերմաստիճանի և կոնցենտրացիայից կախվածության հավասարումների.

ալյումինի սուլֆատի համար.

1e k \u003d - 2.23 + 0.05s + 0.0036t7 + 18 UTS, ամոնիումի շիբի համար.

18 L \u003d -1.19 + 0.29c + 0.0016G + 18ygSh կալիումի շիբի համար.

\ek \u003d - 1.17 + 0.29s + 0.00167 + 18 UPS,

նատրիումի շիբի համար.

18k \u003d - 1,18 + 0,29s + 0,0016t7 + \ e UP-ներ:

Ինչպես երևում է այս հավասարումներից, կոնցենտրացիայի ազդեցությունը շիբի հիդրոլիզի աստիճանի վրա ավելի նշանակալի է, քան ալյումինի սուլֆատի համար:

Բոր. Բոր ստանալը. Քիմիական հատկություններ. Բորի և սիլիցիումի անկյունագծային նմանություն: Բորի հիդրիդներ. Դիբորան. Դիբորանի մոլեկուլում քիմիական կապի առանձնահատկությունները. Բորի հալոգենիդներ. Բորի թթվածնային միացություններ. Բորի օքսիդ և բորային թթուներ: Բուրա. Բորաթթվի ստացում. Բորոսիլիկատային ակնոցներ. Բոր էթիլ եթեր.

Բոր- տասներեքերորդ խմբի տարր (ըստ հնացած դասակարգման - երրորդ խմբի հիմնական ենթախումբ), երկրորդ շրջան. պարբերական համակարգ 5 ատոմային թվով քիմիական տարրեր. Նշվում է B նշանով (լատ. Borum): Ազատ վիճակում բորը անգույն, մոխրագույն կամ կարմիր բյուրեղային կամ մուգ ամորֆ նյութ է։ Հայտնի են բորի ավելի քան 10 ալոտրոպ մոդիֆիկացիաներ, որոնց առաջացումը և փոխադարձ անցումները որոշվում են այն ջերմաստիճանով, որում ստացվել է բորը։

Անդորրագիր.Ամենամաքուր բորը ստացվում է բորոհիդրիդների պիրոլիզի արդյունքում։ Նման բորն օգտագործվում է կիսահաղորդչային նյութերի և նուրբ քիմիական սինթեզների արտադրության համար։

Մետաղաջերմության մեթոդ (ավելի հաճախ մագնեզիումով կամ նատրիումով կրճատում).

Բորի բրոմի գոլորշիների ջերմային տարրալուծումը տաք (1000-1200 °C) վոլֆրամային մետաղալարի վրա ջրածնի առկայության դեպքում (Վան Արկելի մեթոդ).

Ֆիզիկական հատկություններ. Չափազանց կարծր նյութ (երկրորդը միայն ադամանդից, բորի նիտրիդից (բորազոն), բորի կարբիդից, բոր-ածխածին-սիլիկոնի համաձուլվածքից, սկանդիում-տիտան կարբիդից): Ունի փխրուն և կիսահաղորդչային հատկություններ (լայն բաց

կիսահաղորդիչ): Բորն ունի ամենաբարձր առաձգական ուժը՝ 5,7 ԳՊա

Բնության մեջ բորը հանդիպում է երկու իզոտոպների՝ 10B (20%) և 11B (80%) ձևով։

10 Վ-ն ունի շատ բարձր ջերմային նեյտրոնների կլանման խաչմերուկ, ուստի բորաթթվի 10 Վ-ն օգտագործվում է միջուկային ռեակտորներում՝ ռեակտիվությունը վերահսկելու համար:

Քիմիական հատկություններ. Բորի իոնները բոցը կանաչ գույն են տալիս:

Բազմաթիվ ֆիզիկական և քիմիական հատկություններով ոչ մետաղական բորը նման է սիլիցիումի:

Քիմիապես բորը բավականին իներտ է և սենյակային ջերմաստիճանում փոխազդում է միայն ֆտորի հետ.

Տաքացնելիս բորը փոխազդում է այլ հալոգենների հետ՝ առաջացնելով տրիհալիդներ, ազոտի հետ՝ բորի նիտրիդ BN, ֆոսֆորի հետ՝ ֆոսֆիդ BP, ածխածնի հետ՝ տարբեր բաղադրության կարբիդներ (B4C, B12C3, B13C2)։ Թթվածնի մթնոլորտում կամ օդում տաքացնելիս բորը այրվում է ջերմության մեծ արտանետմամբ, ձևավորվում է B2O3 օքսիդ.

Բորը ուղղակիորեն չի փոխազդում ջրածնի հետ, չնայած հայտնի է տարբեր բաղադրության բավականին մեծ քանակությամբ բորոհիդրիդներ (բորաններ), որոնք ստացվում են ալկալային կամ հողալկալիական մետաղի բորիդները թթվով մշակելով.

Ուժեղ տաքացման դեպքում բորը նվազեցնող հատկություն է ցուցաբերում։ Նա կարող է, օրինակ, վերականգնել սիլիցիումը կամ ֆոսֆորը դրանց օքսիդներից.

Այս գույքըբորը կարելի է բացատրել բորի օքսիդում B2O3 քիմիական կապերի շատ բարձր ուժով:

Օքսիդացնող նյութերի բացակայության դեպքում բորը դիմացկուն է ալկալային լուծույթների ազդեցությանը։ Բորը լուծվում է տաք ազոտական թթվի, ծծմբաթթվի և ջրային թթվի մեջ՝ առաջացնելով բորաթթու։

Բորի օքսիդը բնորոշ թթվային օքսիդ է: Այն փոխազդում է ջրի հետ՝ առաջացնելով բորաթթու.

Երբ բորաթթուն փոխազդում է ալկալիների հետ, ձևավորվում են ոչ թե բորաթթվի աղեր՝ բորատներ (պարունակում են անիոն BO33−), այլ տետրաբորատներ, օրինակ.

Բոր- կիսահաղորդիչ, անկյունագծային նմանություն սիլիցիումի հետ.

1) Երկուսն էլ հրակայուն են, պինդ, կիսահաղորդիչներ: B - մոխրագույն-սև, Si- մոխրագույն:

I1 (B) = 8,298 էՎ; I1(Si)=8,151 eV: Երկուսն էլ հակված չեն կատիոնների առաջացմանը։

2) Երկուսն էլ քիմիապես իներտ են (չնայած բորը դեռ լուծվում է տաք օքսիդացնող թթուներում։ Երկուսն էլ լուծվում են ալկալիներում։

2B + KOH + 2H2O ® 2KBO2 + 3H2

Si + 2KOH + H2O®K2SiO3+ 2H2

3) Բարձր ջերմաստիճաններում նրանք փոխազդում են մետաղների հետ՝ առաջացնելով բորիդներ և սիլիցիդներ՝ Ca3B2, Mg2Si՝ հրակայուն, էլեկտրահաղորդիչ միացություններ։

Բորի թթվածնային միացություններ. B2O3 - թթվային օքսիդ (SiO2 նույնպես) - և պոլիմերային, ապակեպատ, միայն B2O3-ը հարթ ցանցեր է կազմում, իսկ SiO2-ը՝ եռաչափ կառուցվածքներ: Նրանց տարբերությունն այն է, որ բորի օքսիդը հեշտությամբ խոնավացվում է, իսկ ավազը (SiO2), ինչպես հայտնի է, ոչ։

H3BO3- օրթոբորաթթու:

H3BO3«HBO2+H2O մետաբորաթթու (100оС)

4HBO2 «H2B4O7 + H2Otetraboric թթու (140 ° C) - թույլ, երկուսն էլ Kd

H2B4O7 «2B2O3 + H2O գործնականում նույնն են՝ ոչ թթվային աղեր

Օրթոբորաթթուն թույլ է, երբեմն գրվում է դրա դիսոցումը

B(OH)3 + H2O «B(OH)4 + H+

Սպիրտների հետ ձևավորում է եթերներ՝ H3BO3+3CH3OH®B(OCH3)3+3H2O

Հատկություններ.Բորը հայտնի է ամորֆ (շագանակագույն) և բյուրեղային (սև) ձևերով, մ.պ. 2300°C, b.p. 3700°C, p = 2,34 գ/սմ3: Բորի բյուրեղային ցանցը շատ ամուր է, դա դրսևորվում է նրա բարձր կարծրությամբ, ցածր էնտրոպիայի և բարձր հալման կետով: Բորային կիսահաղորդիչ. Բորի ոչ մետաղականությունը համապատասխանում է նրա դիրքին պարբերական համակարգում՝ բերիլիումի և ածխածնի միջև և անկյունագծով սիլիցիումի կողքին։ Հետեւաբար, բորը նմանություններ է ցույց տալիս ոչ միայն ալյումինի, այլեւ սիլիցիումի հետ։ Նրա դիրքորոշումից հետևում է նաև, որ բորի միացությունները ազոտի հետ էլեկտրոնային կառուցվածքով և հատկություններով պետք է նման լինեն ածխածինին։

2BH3 (g) - B2H6 (g);

դելտա G= - 126 կՋ

3NaBH4+4BF3 ->2В2Н6 + 3NaBF4

6H2 (գ) + 2BC13 (գ) -> B2H6 (գ) + 6 HCl (գ)

ԴիբորանВ2Н6 - էներգետիկ նվազեցնող նյութ, օդում ինքնաբուխ բռնկվում է

B2H6 + 3O2 => B2O3 + ZH2O

Այն փոխազդում է ջրի հետ ջրածնի արտազատմամբ;

B2H6 + 6H2O =>. 2H3BO3+6H2

Եթերային միջավայրում B2H6-ը փոխազդում է լիթիումի հիդրիդի հետ՝ առաջանալով բորոհիդրիդ

B2H6+2LiH => 2LiBH4

Ավելի հաճախ, քան Li-ն, նրանք օգտագործում են ռեակցիայի արդյունքում ստացված Na.

4NaH + B(OCH3)3 => Na + 3NaOCH3

B2O3 + ZS => 2B + ZSO

2B2O3+P4O10 => 4BPO4

H3BO3 + H2O => [B (OH) 4] + H

H3BO3-ի չեզոքացում չի առաջանում օրթոբորատներ , որը պարունակում է իոն (BO3) 3-, և ստացվում են տետրաբորատներ, մետաբորատներ կամ այլ պոլիերի աղեր բորային թթուներ:

4H3BO3 + 2NaOH => Na2BO4 + 7H2O H3BO3 + NaOH => NaBO2 + 2H2O

Բորի օքսիդ B2O3 - բորաթթվի անհիդրիդ, անգույն, բավականին հրակայուն ապակյա կամ բյուրեղային նյութ դառը համով, դիէլեկտրիկ:

Բորի ապակյա օքսիդն ունի շերտավոր կառուցվածք (շերտերի միջև հեռավորությունը 0,185 նմ է), շերտերում բորի ատոմները գտնվում են BO3 հավասարակողմ եռանկյունների ներսում (d B-O = 0,145 նմ): Այս մոդիֆիկացիան հալվում է 325-450 °C ջերմաստիճանի միջակայքում և ունի բարձր կարծրություն։ Այն ստացվում է օդում բորը տաքացնելուց 700 °C ջերմաստիճանում կամ օրթոբորաթթվի ջրազրկումից։ Բյուրեղային B2O3-ը, որը ստացվում է HBO2 մետաբորաթթվից ջրի մանրակրկիտ հեռացման արդյունքում, գոյություն ունի երկու ձևափոխմամբ՝ վեցանկյուն բյուրեղյա ցանցով, 400 ° C և 2200 ՄՊա ջերմաստիճանում այն վերածվում է մոնոկլինիկականի:

Արդյունաբերության մեջ բորակը ստացվում է բնական բորատներից՝ սոդայի հետ միաձուլման միջոցով . Երբ բնական բորի հանքանյութերը մշակվում են ծծմբաթթվով, բորային թթու . Բորաթթվից H3BO3 ստացվում է օքսիդ B2O3 կալցինացիայի միջոցով, այնուհետև այն կամ բորակը նվազեցնում են. ակտիվ մետաղներ(մագնեզիում կամ նատրիում) մինչև ազատ բոր.

B2O3 + 3Mg = 3MgO + 2B,

2Na2B4O7 + 3Na = B + 7NaBO2:

Այս դեպքում մոխրագույն փոշու տեսքով. ամորֆ բոր. Բարձր մաքրության բյուրեղային բորը կարելի է ձեռք բերել վերաբյուրեղացման միջոցով, բայց արդյունաբերության մեջ այն ավելի հաճախ ստացվում է հալած ֆտորոբորատների էլեկտրոլիզի կամ BBr3 բորի բրոմի գոլորշու ջերմային տարրալուծման միջոցով 1000-1500 ° C տաքացվող տանտալ մետաղալարի վրա ջրածնի առկայության դեպքում.

2BBr3 + 3H2 = 2B + 6HBr

Հնարավոր է նաև օգտագործել բորային կրեկինգ.

B4H10 = 4B + 5H2:

Բորային թթու(օրթոբորաթթու) - թույլ թթու, որն ունի քիմիական բանաձեւ H3BO3. Անգույն բյուրեղային նյութը՝ փաթիլների տեսքով, առանց հոտի, ունի շերտավոր տրիկլինային վանդակ, որում թթվային մոլեկուլները ջրածնային կապերով միացված են հարթ շերտերով, շերտերը փոխկապակցված են միջմոլեկուլային կապերով (d = 0,318 նմ)։

Metaboric թթու(HBO2) նույնպես անգույն բյուրեղ է։ Այն գոյություն ունի երեք փոփոխությամբ՝ ամենակայուն γ-HBO2-ը՝ խորանարդ ցանցով, β-HBO2-ը՝ մոնոկլինիկ ցանցով, և α-HBO2-ը՝ ռոմբիկ ցանցով:

Երբ տաքացվում է օրթոբորային թթու կորցնում է ջուրը և սկզբում անցնում մետաբորաթթվի, այնուհետև՝ տետրաբորային H2B4O7-ի։ Հետագա տաքացումից հետո այն ջրազրկվում է մինչև բորի անհիդրիդ:

Բորային թթուն ցուցադրում է շատ թույլ թթվային հատկություններ:. Այն համեմատաբար փոքր-ինչ լուծելի է ջրում։ Նրա թթվային հատկությունները պայմանավորված են ոչ թե H + պրոտոնի հեռացմամբ, այլ հիդրօքսիլ անիոնի ավելացմամբ.

Ka = 5,8 10−10 մոլ/լ; pKa = 9,24:

Այն հեշտությամբ տեղահանվում է իր աղերի լուծույթներից այլ թթուների մեծամասնությամբ: Դրա աղերը, որոնք կոչվում են բորատներ, սովորաբար արտադրվում են տարբեր պոլիբորային թթուներից, առավել հաճախ՝ տետրաբորային H2B4O7-ից, որը շատ ավելի ուժեղ թթու է, քան օրթոբորը։ B(OH)3-ը ցույց է տալիս ամֆոտերականության շատ թույլ նշաններ՝ առաջացնելով ցածր կայուն բորի հիդրոսուլֆատ B(HSO4)3:

Երբ օրթոբորաթթուն չեզոքացվում է ալկալիներով ջրային լուծույթներում, (BO3)3– իոն պարունակող օրթոբորատները չեն ձևավորվում, քանի որ օրթոբորատները գրեթե ամբողջությամբ հիդրոլիզվում են՝ չափազանց ցածր [B(OH)4]– առաջացման հաստատունի պատճառով։ Տետրաբորատները, մետաբորատները կամ այլ պոլիբորային թթուների աղերը ձևավորվում են լուծույթում.

Ալկալիների ավելցուկով դրանք կարող են վերածվել մետաբորատների.

Մետա- և տետրաբորատները հիդրոլիզվում են, բայց ավելի փոքր չափով (հակադարձ ռեակցիաներ տրվածներին):

Բորատների թթվացված ջրային լուծույթներում հաստատվում են հետևյալ հավասարակշռությունները.

Բորաթթվի ամենատարածված աղը նատրիումի տետրաբորատ դեկահիդրատ Na2B4O7 10H2O է (տեխնիկական անվանումը՝ բորակ):

Բորային թթուն տաքացնելիս լուծվում է մետաղի օքսիդները՝ առաջացնելով աղեր։

Սպիրտների հետ խտացված ծծմբաթթվի առկայության դեպքում ձևավորվում են էսթերներ.

Բորի մեթիլ եթերի առաջացում B(OCH3)3է որակական ռեակցիա H3BO3-ի և բորային թթուների աղերի վրա, երբ բռնկվում է, մեթիլ բորի եթերն այրվում է գեղեցիկ վառ կանաչ բոցով:

Բորոսիլիկատ ապակի- սովորական բաղադրության ապակի, որում հումքի ալկալային բաղադրիչները փոխարինվում են բորի օքսիդով (B2O3): Սա ապահովում է քիմիական դիմադրության բարձրացում և ջերմային ընդլայնման ցածր գործակից՝ մինչև 3,3 10−6 20 °C ջերմաստիճանում լավագույն նմուշների համար: Բորոսիլիկատային ապակու համար այն շատ փոքր է, միայն քվարցային ապակու համար այն ավելի քիչ է (գրեթե 10 անգամ): Սա թույլ չի տալիս, որ ապակին ճաքի ջերմաստիճանի հանկարծակի փոփոխությունների ժամանակ: Դա պայմանավորված է որպես կրակի օգտագործման և այլ դեպքերում, երբ պահանջվում է ջերմային կայունություն:

ՕգտագործումըԱռօրյա կյանքում՝ բաց կրակի համար սպասքների, թեյնիկների արտադրության համար։ Այն օգտագործվում է որպես լաբորատոր ապակյա իրերի նյութ, ինչպես նաև քիմիական արդյունաբերության և այլ արդյունաբերության համար, օրինակ՝ որպես ջերմափոխանակիչ նյութ ՋԷԿ-երի համար։ Նաև օգտագործվում է էժան կիթառի սլայդներ պատրաստելու համար: Նաև բորոսիլիկատային ապակիները կարող են օգտագործվել ICSI-ի համար պիպետներ պատրաստելու համար, բլաստոմերային բիոպսիա, որն իրականացվում է նախաիմպլանտացիոն գենետիկական ախտորոշման համար՝ օգտագործելով բիոպսիայի բջիջները որպես գենետիկ նյութ: Գոյություն ունի պիպետտի 3 տարբերակ՝ 4 մկմ-ից մինչև 7,5 մկմ ներքին տրամագծերով: Պիպետտի երկարությունը 60-ից 75 մմ է և ունի 30° թեքության անկյուն: Պիպետները նախատեսված են մեկանգամյա օգտագործման համար:

IVA ենթախմբի տարրերի ընդհանուր բնութագրերը. Ատոմների կառուցվածքը. Օքսիդացման աստիճաններ. Բաշխումը և բնության մեջ գտնելու ձևերը. Ածխածնի ալոտրոպային փոփոխություններ. Ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ. Սև գրաֆիտի տարատեսակներ՝ կոքս, ածուխ, մուր:

IVA խմբի տարրերի ընդհանուր բնութագրերը IV խմբի հիմնական ենթախմբի տարրերն են՝ C, Si, Ge, Sn, Pv։ Արտաքին վալենտային մակարդակի էլեկտրոնային բանաձևը nS2np2 է, այսինքն՝ ունեն 4 վալենտային էլեկտրոն և սրանք p տարրեր են, հետևաբար IV խմբի հիմնական ենթախմբում են։ ││││ │↓│ np nS Ատոմի հիմնական վիճակում երկու էլեկտրոն զույգ են, իսկ երկուսը՝ չզույգացված: Ածխածնի ամենաարտաքին էլեկտրոնային թաղանթն ունի 2 էլեկտրոն, սիլիցիումը՝ 8, իսկ Ge, Sn, Pv՝ 18-ական էլեկտրոն։ Հետեւաբար, Ge, Sn, Pv միավորված են գերմանիումի ենթախմբում (սրանք ամբողջական էլեկտրոնային անալոգներ են)։ Այս p-տարրերի ենթախմբում, ինչպես նաև p-տարրերի այլ ենթախմբերում, տարրերի ատոմների հատկությունները պարբերաբար փոխվում են։

Այսպիսով, ենթախմբում վերևից ներքև ատոմի շառավիղը մեծանում է, հետևաբար նվազում է իոնացման էներգիան, հետևաբար մեծանում է էլեկտրոններ նվիրաբերելու ունակությունը, իսկ արտաքին էլեկտրոնային թաղանթը ութետան լրացնելու միտումը կտրուկ նվազում է, ուստի C-ից մինչև Pb, նվազեցնող հատկությունները և մետաղական հատկությունները մեծանում են, իսկ ոչ մետաղական հատկությունները նվազում են: Ածխածինը և սիլիցիումը բնորոշ ոչ մետաղներ են, Ge-ն արդեն ունի մետաղական հատկություններ և արտաքինից նման է մետաղի, թեև կիսահաղորդիչ է։ Անագի դեպքում արդեն գերակշռում են մետաղական հատկությունները, իսկ կապարը տիպիկ մետաղ է։ Ունենալով 4 վալենտային էլեկտրոն՝ ատոմներն իրենց միացություններում կարող են ցույց տալ օքսիդացման վիճակներ նվազագույնից (-4) մինչև առավելագույնը (+4), և դրանք բնութագրվում են նույնիսկ S.O.-ով՝ -4, 0, +2, +4; Ս.Օ. Մետաղներով C-ին և Si-ին բնորոշ է = -4: Այլ տարրերի հետ հարաբերությունների բնույթը: Ածխածինը ձևավորում է միայն կովալենտային կապեր, սիլիցիումը՝ նաև գերակշռող կովալենտային կապեր։ Անագի և կապարի համար, հատկապես Ս.Օ. = +2, ավելի բնորոշ է կապի իոնային բնույթը (օրինակ՝ Рв(NO3)2)։ Կովալենտությունը որոշվում է ատոմի վալենտային կառուցվածքով։ Ածխածնի ատոմն ունի 4 վալենտային ուղեծրեր, իսկ առավելագույն կովալենտությունը 4 է: Մյուս տարրերի դեպքում կովալենտությունը կարող է չորսից մեծ լինել, քանի որ կա վալենտային d-ենթամակարդակ (օրինակ՝ H2): Հիբրիդացում. Հիբրիդացման տեսակը որոշվում է վալենտային օրբիտալների տեսակով և քանակով։ Ածխածինը ունի միայն S- և p-վալենտական ուղեծրեր, ուստի կարող են լինել Sp (կարաբին, CO2, CS2), Sp2 (գրաֆիտ, բենզոլ, COCl2), Sp3 հիբրիդացում (CH4, ադամանդ, CCl4): Սիլիցիումի համար ամենաբնորոշ Sp3 հիբրիդացումն է (SiO2, SiCl4), բայց այն ունի վալենտային d-ենթամակարդակ, ուստի կա նաև Sp3d2 հիբրիդացում, օրինակ՝ H2։ PSE-ի IV խումբը Դ.Ի.Մենդելեևի աղյուսակի միջնամասն է։ Այստեղ հստակ երեւում է կտրուկ փոփոխությունհատկությունները ոչ մետաղներից մինչև մետաղներ. Առանձին-առանձին կդիտարկենք ածխածինը, հետո սիլիցիումը, ապա գերմանիումի ենթախմբի տարրերը։

Ատոմ(հունարեն ատոմոսից՝ անբաժանելի) - քիմիական տարրի մեկ միջուկային, անբաժանելի մասնիկ, նյութի հատկությունների կրող։ Նյութերը կազմված են ատոմներից։ Ատոմն ինքնին բաղկացած է դրական լիցքավորված միջուկից և բացասական լիցքավորված էլեկտրոնային ամպից։ Ընդհանուր առմամբ, ատոմը էլեկտրականորեն չեզոք է: Ատոմի չափն ամբողջությամբ որոշվում է նրա էլեկտրոնային ամպի չափով, քանի որ միջուկի չափը չնչին է էլեկտրոնային ամպի չափի համեմատ։ Միջուկը բաղկացած է Z դրական լիցքավորված պրոտոններից (պրոտոնի լիցքը սովորական միավորներով համապատասխանում է +1) և N նեյտրոններից, որոնք լիցք չեն կրում (պրոտոններն ու նեյտրոնները կոչվում են նուկլեոններ)։ Այսպիսով, միջուկի լիցքը որոշվում է միայն պրոտոնների քանակով և հավասար է պարբերական աղյուսակի տարրի սերիական համարին։ Միջուկի դրական լիցքը փոխհատուցվում է բացասական լիցքավորված էլեկտրոններով (էլեկտրոնի լիցք -1 կամայական միավորներով), որոնք կազմում են էլեկտրոնային ամպ։ Էլեկտրոնների թիվը հավասար է պրոտոնների թվին։ Պրոտոնների և նեյտրոնների զանգվածները հավասար են (համապատասխանաբար 1 և 1 ամու)։ Ատոմի զանգվածը որոշվում է նրա միջուկի զանգվածով, քանի որ էլեկտրոնի զանգվածը մոտավորապես 1850 անգամ փոքր է պրոտոնի և նեյտրոնի զանգվածից և հազվադեպ է հաշվի առնվում հաշվարկներում։ Նեյտրոնների թիվը կարելի է գտնել ատոմի զանգվածի և պրոտոնների քանակի տարբերությամբ (N=A-Z): Ցանկացած քիմիական տարրի ատոմների տեսակը, որի միջուկը բաղկացած է խիստ սահմանված թվով պրոտոններից (Z) և նեյտրոններից (N) կոչվում է նուկլիդ։

Քանի որ գրեթե ամբողջ զանգվածը կենտրոնացած է ատոմի միջուկում, բայց դրա չափերը աննշան են՝ համեմատած ատոմի ընդհանուր ծավալի հետ, միջուկը պայմանականորեն վերցվում է որպես ատոմի կենտրոնում գտնվող նյութական կետ, իսկ ատոմն ինքը՝ համարվում է էլեկտրոնների համակարգ։ Քիմիական ռեակցիայի ժամանակ ատոմի միջուկը չի ազդում (բացառությամբ միջուկային ռեակցիաներ), ինչպես նաև ներքին էլեկտրոնային մակարդակները, և ներգրավված են միայն արտաքին էլեկտրոնային թաղանթի էլեկտրոնները: Այդ իսկ պատճառով անհրաժեշտ է իմանալ էլեկտրոնի հատկությունները և ատոմների էլեկտրոնային թաղանթների ձևավորման կանոնները։

Օքսիդացման աստիճանը(օքսիդացման համարը, պաշտոնական լիցքը) - օժանդակ պայմանական արժեք օքսիդացման, նվազեցման և ռեդոքսային ռեակցիաների գործընթացները գրանցելու համար: Այն ցույց է տալիս մոլեկուլի առանձին ատոմի օքսիդացման վիճակը և էլեկտրոնների փոխանցման համար միայն հարմար մեթոդ է. դա մոլեկուլում ատոմի իրական լիցքը չէ (տես #Կոնվենցիա):

Տարրերի օքսիդացման աստիճանի մասին գաղափարները հիմք են և օգտագործվում են դասակարգման մեջ քիմիական նյութեր, նկարագրելով դրանց հատկությունները, ձևակերպելով միացությունները և դրանց միջազգային անվանումները (նոմենկլատուրա): Բայց այն հատկապես լայնորեն կիրառվում է ռեդոքս ռեակցիաների ուսումնասիրության մեջ։

Օքսիդացման վիճակ հասկացությունը հաճախ օգտագործվում է անօրգանական քիմիայում՝ վալենտություն հասկացության փոխարեն։

Ատոմի օքսիդացման աստիճանը հավասար է թվային արժեքին էլեկտրական լիցքվերագրվում է ատոմին՝ այն ենթադրությամբ, որ կապող էլեկտրոնային զույգերը լիովին կողմնակալ են ավելի էլեկտրաբացասական ատոմների նկատմամբ (այսինքն՝ հիմնված այն ենթադրության վրա, որ միացությունը բաղկացած է միայն իոններից):

Օքսիդացման վիճակը համապատասխանում է էլեկտրոնների քանակին, որոնք պետք է ավելացվեն դրական իոնին՝ այն չեզոք ատոմի վերածելու համար, կամ վերցվեն բացասական իոնից՝ այն չեզոք ատոմի օքսիդացնելու համար.

Al3+ + 3e− → Ալ

S2− → S + 2e− (S2− − 2e− → S)

Ածխածին- առավելագույն քանակով նյութ [աղբյուրը նշված չէ 1528 օր] մեծ թվովալոտրոպիկ փոփոխություններ (ավելի քան 8-ն արդեն հայտնաբերվել են):

Ածխածնի ալոտրոպային փոփոխություններդրանց հատկություններն առավել արմատապես տարբերվում են միմյանցից՝ փափուկից մինչև կոշտ, անթափանցից մինչև թափանցիկ, հղկողից մինչև քսող, էժանից մինչև թանկ: Այս ալոտրոպները ներառում են ածխածնի ամորֆ ալոտրոպներ (ածուխ, մուր), նանոփրփուր, բյուրեղային ալոտրոպներ՝ նանոտրոպներ, ադամանդ, ֆուլերեններ, գրաֆիտ, լոնսդալեյտ և կերաֆիտ:

Ածխածնի ալոտրոպների դասակարգումն ըստ ատոմների քիմիական կապի բնույթի.

Ադամանդ (խորանարդ)

Lonsdaleite (վեցանկյուն ադամանդ)

Ֆուլերեններ (C20+)

Նանոխողովակներ

Նանոմանրաթելեր

Astralens

ապակե ածխածին

Հսկայական նանոխողովակներ

Խառը sp3/sp2 կաղապարներ.

ամորֆ ածխածին

Ածխածնային նանո երիկամներ

Ածխածնային նանոփրփուր

Այլ ձևեր՝ C1 - C2 - C3 - C8

Ածխածին (քիմիական նշան- C, լատ. Carboneum) - տասնչորսերորդ խմբի քիմիական տարր (ըստ հնացած դասակարգման - չորրորդ հիմնական ենթախումբը

խումբ), քիմիական տարրերի պարբերական համակարգի 2-րդ շրջան։ սերիական համարը 6, ատոմային զանգված - 12,0107.

Ֆիզիկական հատկություններ.

Ածխածինը գոյություն ունի շատ ալոտրոպիկ մոդիֆիկացիաներում՝ շատ բազմազան ֆիզիկական հատկություններ. Փոփոխությունների բազմազանությունը պայմանավորված է ածխածնի ձևավորման ունակությամբ քիմիական կապերտարբեր տեսակի.

Տարրերի հետևյալ օքսիդները ամֆոտեր են մայորենթախմբեր՝ BeO, A1 2 O 3, Ga 2 O 3, GeO 2, SnO, SnO 2, PbO, Sb 2 O 3, PoO 2: Ամֆոտերային հիդրօքսիդները տարրերի հետևյալ հիդրօքսիդներն են մայորենթախմբեր՝ Be (OH) 2, A1 (OH) 3, Sc (OH) 3, Ga (OH) 3, In (OH) 3, Sn (OH) 2, SnO 2 nH 2 O, Pb (OH) 2, PbO 2 nH 2 O:

Մեկ ենթախմբի տարրերի օքսիդների և հիդրօքսիդների հիմնական բնույթը մեծանում է տարրի ատոմային թվի աճով (միևնույն օքսիդացման վիճակում գտնվող տարրերի օքսիդները և հիդրօքսիդները համեմատելիս): Օրինակ, N 2 O 3, P 2 O 3, քանի որ 2 O 3 թթվային օքսիդներ են, Sb 2 O 3-ը ամֆոտերային օքսիդ է, Bi 2 O 3-ը հիմնական օքսիդ է:

Դիտարկենք հիդրօքսիդների ամֆոտերային հատկությունները՝ օգտագործելով բերիլիումի և ալյումինի միացությունների օրինակը։

Ալյումինի հիդրօքսիդը ցուցադրում է ամֆոտերային հատկություններ, փոխազդում է ինչպես հիմքերի, այնպես էլ թթուների հետ և ձևավորում է աղերի երկու շարք.

1) որում A1 տարրը կատիոնի տեսքով է.

2A1 (OH) 3 + 6HC1 \u003d 2A1C1 3 + 6H 2 O A1 (OH) 3 + 3H + \u003d A1 3+ + 3H 2 O

Այս ռեակցիայի ժամանակ A1(OH) 3-ը գործում է որպես հիմք՝ ձևավորելով աղ, որում ալյումինը A1 3+ կատիոն է.

2) որում A1 տարրը անիոնի մաս է (ալյումինատներ):

A1 (OH) 3 + NaOH \u003d NaA1O 2 + 2H 2 O:

Այս ռեակցիայի ժամանակ A1(OH) 3-ը հանդես է գալիս որպես թթու՝ ձևավորելով աղ, որում ալյումինը AlO 2 - անիոնի մի մասն է:

Լուծված ալյումինատների բանաձևերը գրված են պարզեցված ձևով՝ նկատի ունենալով աղի ջրազրկման ժամանակ ձևավորված արտադրանքը։

Քիմիական գրականության մեջ կարելի է գտնել միացությունների տարբեր բանաձևեր, որոնք առաջանում են ալյումինի հիդրօքսիդը ալկալիում լուծելով. NaA1O 2 (նատրիումի մետաալյումինատ), Na tetrahydroxoaluminate նատրիում։ Այս բանաձևերը չեն հակասում միմյանց, քանի որ դրանց տարբերությունը կապված է այս միացությունների հիդրացման տարբեր աստիճանների հետ. NaA1O 2 2H 2 O-ը Na-ի այլ ռեկորդ է: Երբ A1 (OH) 3-ը լուծվում է ավելցուկային ալկալիների մեջ, ձևավորվում է նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատ.

A1 (OH) 3 + NaOH \u003d Na:

Ռեակտիվների սինթրման ժամանակ ձևավորվում է նատրիումի մետալյումինատ.

A1(OH) 3 + NaOH ==== NaA1O 2 + 2H 2 O:

Այսպիսով, մենք կարող ենք ասել, որ ջրային լուծույթներում միաժամանակ կան այնպիսի իոններ, ինչպիսիք են [A1 (OH) 4] - կամ [A1 (OH) 4 (H 2 O) 2] - (այն դեպքում, երբ ռեակցիայի հավասարումը կազմվում է վերցնելով. հաշվի առնելով հիդրատային պատյանները), իսկ A1O 2 նշումը պարզեցված է:

Ալկալիների հետ փոխազդելու ունակության պատճառով ալյումինի հիդրօքսիդը, որպես կանոն, չի ստացվում ալկալիի ազդեցությամբ ալյումինի աղերի լուծույթների վրա, այլ օգտագործվում է ամոնիակի լուծույթ.

A1 2 (SO 4) 3 + 6 NH 3 H 2 O \u003d 2A1 (OH) 3 + 3 (NH 4) 2 SO 4.

Երկրորդ շրջանի տարրերի հիդրօքսիդների շարքում բերիլիումի հիդրօքսիդը ցուցաբերում է ամֆոտերային հատկություններ (բերիլիումն ինքնին ցուցադրում է անկյունագծային նմանություն ալյումինի հետ)։

Թթուներով.

Be (OH) 2 + 2HC1 \u003d BeC1 2 + 2H 2 O:

Հիմքերով.

Be (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 (նատրիումի տետրահիդրոքսոբերիլատ):

Պարզեցված ձևով (եթե Be (OH) 2-ը ներկայացնում ենք որպես թթու H 2 BeO 2)

Be (OH) 2 + 2NaOH (խտացված տաք) \u003d Na 2 BeO 2 + 2H 2 O:

բերիլլատ Na

Երկրորդային ենթախմբերի տարրերի հիդրօքսիդները, որոնք համապատասխանում են ամենաբարձր օքսիդացման վիճակներին, առավել հաճախ ունենում են թթվային հատկություններ. օրինակ՝ Mn 2 O 7 - HMnO 4; CrO 3 - H 2 CrO 4: Ստորին օքսիդների և հիդրօքսիդների համար հիմնական հատկությունների գերակշռությունը բնորոշ է. CrO - Cr (OH) 2; MnO - Mn (OH) 2; FeO - Fe (OH) 2. +3 և +4 օքսիդացման վիճակներին համապատասխանող միջանկյալ միացությունները հաճախ ամֆոտերային հատկություններ են ցուցաբերում. Cr 2 O 3 - Cr (OH) 3; Fe 2 O 3 - Fe (OH) 3. Մենք այս օրինակը ներկայացնում ենք քրոմի միացությունների օրինակով (Աղյուսակ 9):

Աղյուսակ 9. Օքսիդների և դրանց համապատասխան հիդրօքսիդների բնույթի կախվածությունը տարրի օքսիդացման աստիճանից

Թթուների հետ փոխազդեցությունը հանգեցնում է աղի ձևավորմանը, որում քրոմ տարրը կատիոնի ձևով է.

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O:

Cr (III) սուլֆատ

Հիմքերի հետ ռեակցիան հանգեցնում է աղի առաջացմանը, ներս որըքրոմ տարրը անիոնի մի մասն է.

Cr (OH) 3 + 3NaOH \u003d Na 3 + 3H 2 O:

hexahydroxochromate (III) Na

Ցինկի օքսիդը և հիդրօքսիդը ZnO, Zn(OH) 2 սովորաբար ամֆոտերային միացություններ են, Zn(OH) 2-ը հեշտությամբ լուծվում է թթվային և ալկալային լուծույթներում:

Թթուների հետ փոխազդեցությունը հանգեցնում է աղի ձևավորմանը, որում ցինկ տարրը կատիոնի ձևով է.

Zn(OH) 2 + 2HC1 = ZnCl 2 + 2H 2 O:

Հիմքերի հետ փոխազդեցությունը հանգեցնում է աղի առաջացմանը, որի մեջ անիոնի մեջ է ցինկ տարրը։ Ալկալիների հետ շփվելիս լուծումների մեջձևավորվում են տետրահիդրոքսոզինկատներ, երբ միաձուլված է- ցինկատներ.

Zn(OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2:

Կամ միաձուլման ժամանակ.

Zn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O:

Ցինկի հիդրօքսիդը ստացվում է ալյումինի հիդրօքսիդի նման:

Հունարենից «ամֆոտերոս» բառը թարգմանվում է որպես «մեկը և մյուսը»: Ամֆոտերականությունը նյութի թթու-հիմնային հատկությունների երկակիությունն է։ Հիդրօքսիդները կոչվում են ամֆոտեր, որոնք, կախված պայմաններից, կարող են դրսևորել ինչպես թթվային, այնպես էլ հիմնային հատկություններ։

Ամֆոտերային հիդրօքսիդի օրինակ է ցինկի հիդրօքսիդը: Այս հիդրօքսիդի բանաձևն իր հիմնական ձևով Zn(OH)2 է: Բայց դուք կարող եք գրել ցինկի հիդրօքսիդի բանաձեւը թթվային տեսքով՝ առաջին տեղում դնելով ջրածնի ատոմները, ինչպես անօրգանական թթուների բանաձեւերում՝ H2ZnO2 (նկ. 1): Այնուհետև ZnO22--ը կլինի թթվային մնացորդ՝ 2- լիցքով:

Բրինձ. 1. Ցինկի հիդրօքսիդի բանաձեւեր

Ամֆոտերային հիդրօքսիդի առանձնահատկությունն այն է, որ այն քիչ է տարբերվում ուժով O-N միացումներև Zn-O. Այստեղից էլ՝ հատկությունների երկակիությունը։ Թթուների հետ ռեակցիաներում, որոնք պատրաստ են ջրածնի կատիոններ նվիրաբերել, ցինկի հիդրօքսիդի համար օգտակար է կոտրել Zn-O կապը՝ նվիրաբերելով OH խումբ և հանդես գալով որպես հիմք: Նման ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են աղեր, որոնցում ցինկը կատիոն է, ուստի դրանք կոչվում են կատիոնային տիպի աղեր.

Zn(OH)2 + 2HCl = ZnCl2 + 2H2O (հիմք)

Ալկալիների հետ ռեակցիաներում ցինկի հիդրօքսիդը հանդես է գալիս որպես թթու՝ հրաժարվելով ջրածնից։ Այս դեպքում առաջանում են անիոնային տիպի աղեր (ցինկը թթվային մնացորդի մաս է՝ ցինկատ անիոն)։ Օրինակ, երբ ցինկի հիդրօքսիդը միաձուլվում է պինդ նատրիումի հիդրօքսիդի հետ, ձևավորվում է Na2ZnO2՝ անիոնային տիպի նատրիումի ցինկատի միջին աղը.

H2ZnO2 + 2NaOH (TV.) = Na2ZnO2 + 2H2O (թթու)

Ալկալիների լուծույթների հետ փոխազդեցության ժամանակ ամֆոտերային հիդրօքսիդները առաջացնում են լուծելի բարդ աղեր։ Օրինակ, երբ ցինկի հիդրօքսիդը փոխազդում է նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթի հետ, ձևավորվում է նատրիումի տետրահիդրոքսոզինկատ.

Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2

2- բարդ անիոն է, որը սովորաբար փակվում է քառակուսի փակագծերում։

Այսպիսով, ցինկի հիդրօքսիդի ամֆոտերիականությունը պայմանավորված է ջրային լուծույթում ցինկի իոնների առկայության հնարավորությամբ ինչպես կատիոնների, այնպես էլ անիոնների բաղադրության մեջ։ Այս իոնների բաղադրությունը կախված է միջավայրի թթվայնությունից։ ZnO22- անիոնները կայուն են ալկալային միջավայրում, իսկ Zn2+ կատիոնները կայուն են թթվային միջավայրում։

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները ջրում չլուծվող նյութեր են, և երբ տաքանում են, դրանք քայքայվում են մետաղի օքսիդի և ջրի.

Zn(OH)2 = ZnO + H2O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

Հիդրօքսիդի և օքսիդի մեջ մետաղի օքսիդացման աստիճանը պետք է լինի նույնը:

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները ջրում չլուծվող միացություններ են, ուստի դրանք կարող են ստացվել անցումային մետաղի աղի և ալկալիի լուծույթի միջև փոխանակման ռեակցիայի միջոցով։ Օրինակ, ալյումինի հիդրօքսիդը ձևավորվում է ալյումինի քլորիդի և նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթների փոխազդեցությունից.

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3↓ + 3NaCl

Երբ այդ լուծույթները քամվում են, առաջանում է ալյումինի հիդրօքսիդի սպիտակ դոնդողանման նստվածք (նկ. 2):

Բայց միևնույն ժամանակ չի կարելի թույլ տալ ալկալիի ավելցուկ, քանի որ ամֆոտերային հիդրօքսիդները լուծվում են ալկալիներում։ Հետեւաբար, ալկալիի փոխարեն ավելի լավ է օգտագործել ամոնիակի ջրային լուծույթ։ Այն թույլ հիմք է, որի մեջ ալյումինի հիդրօքսիդը չի լուծվում։ Երբ ալյումինի քլորիդը փոխազդում է ամոնիակի ջրային լուծույթի հետ, առաջանում են ալյումինի հիդրօքսիդ և ամոնիումի քլորիդ.

AlCl3+ 3NH3. H2O = Al(OH)3↓ + 3NH4Cl

Բրինձ. 2. Ալյումինի հիդրօքսիդի տեղումներ

Ամֆոտերային հիդրօքսիդները ձևավորվում են անցումային քիմիական տարրերով և ցուցադրում են երկակի հատկություններ, այսինքն՝ դրանք և՛ թթու են, և՛ հիմք։ Մենք ձեռք ենք բերում և հաստատում ալյումինի հիդրօքսիդի ամֆոտերային բնույթը։

Փորձանոթում ստանում ենք ալյումինի հիդրօքսիդի նստվածք։ Դա անելու համար ալյումինի սուլֆատի լուծույթին ավելացրեք փոքր քանակությամբ ալկալային լուծույթ (նատրիումի հիդրօքսիդ), մինչև նստվածք հայտնվի (նկ. 1): Խնդրում ենք նկատի ունենալ. այս փուլում ալկալիները չպետք է գերազանցեն: Ստացված սպիտակ նստվածքը ալյումինի հիդրօքսիդ է.

Al2(SO4)3 + 6NaOH = 2Al(OH)3↓ + 3Na2SO4

Հաջորդ փորձի համար ստացված նստվածքը կբաժանենք երկու մասի։ Ապացուցելու համար, որ ալյումինի հիդրօքսիդը ցուցաբերում է թթվի հատկություններ, անհրաժեշտ է նրա ռեակցիան իրականացնել ալկալիի հետ։ Ընդհակառակը, ալյումինի հիդրօքսիդի հիմնական հատկություններն ապացուցելու համար խառնեք այն թթվի հետ։ Ալյումինի հիդրօքսիդի նստվածքով մեկ փորձանոթում ավելացրեք ալկալի-նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթ (այս անգամ վերցվում է ալկալիի ավելցուկ): Նստվածքը լուծվում է։ Ռեակցիայի արդյունքում առաջանում է բարդ աղ՝ նատրիումի հիդրոքսոալյումինատ.

Al(OH)3 + NaOH = Na

Երկրորդ փորձանոթի մեջ նստվածքով լցնել աղաթթվի լուծույթը: Նստվածքը նույնպես լուծվում է։ Սա նշանակում է, որ ալյումինի հիդրօքսիդը փոխազդում է ոչ միայն ալկալիների, այլև թթվի հետ, այսինքն՝ այն ցուցաբերում է ամֆոտերային հատկություններ։ Այս դեպքում փոխանակման ռեակցիան շարունակվում է, առաջանում են ալյումինի քլորիդ և ջուր.

Փորձ թիվ 3. Նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատի լուծույթի փոխազդեցությունը աղաթթուև ածխաթթու գազ

Նատրիումի հիդրոքսոալյումինատի լուծույթին կաթիլ-կաթիլ կավելացնենք աղաթթվի նոսր լուծույթ: Մենք դիտում ենք ալյումինի հիդրօքսիդի տեղումները և դրա հետագա տարրալուծումը.

Na + HCl = Al(OH) 3¯ + NaCl + H2O

Al(OH)3+ 3HCl = AlCl3 + 3H2O

Նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատը անկայուն է և քայքայվում է թթվային միջավայրում։ Եկեք տեսնենք, թե թույլ ածխաթթուն ոչնչացնում է համալիրը:

Ածխածնի երկօքսիդը կանցկացնենք նատրիումի տետրահիդրոքսոալյումինատի լուծույթով։ Ածխածնի երկօքսիդն իր հերթին ստացվում է մարմարի և աղաթթվի ռեակցիայի արդյունքում։ Որոշ ժամանակ անց առաջանում է ջրում չլուծվող ալյումինի հիդրօքսիդի կասեցում, որը չի անհետանում ածխաթթու գազի հետագա անցումով։

Na + CO2= Al(OH)3¯ + NaHCO3

Այսինքն՝ ավելցուկային ածխաթթու գազը չի լուծում ալյումինի հիդրօքսիդը։

Աղբյուրներ

http://www.youtube.com/watch?t=146&v=EQO8iViXb1s

http://www.youtube.com/watch?t=6&v=85N0v3cQ-lI

ներկայացման աղբյուր - http://ppt4web.ru/khimija/amfoternye-oksidy-i-gidroksidy.html

http://interneturok.ru/ru/school/chemistry/11-class

Թեմա՝ Միացությունների հիմնական դասերը, դրանց հատկությունները և բնորոշ ռեակցիաները

Դաս. Ամֆոտերային հիդրօքսիդներ

Ամֆոտերային հիդրօքսիդի օրինակ է ցինկի հիդրօքսիդը: Այս հիդրօքսիդի բանաձևն իր հիմնական ձևով Zn(OH) 2 է: Բայց դուք կարող եք գրել ցինկի հիդրօքսիդի բանաձեւը թթվային տեսքով՝ առաջին տեղում դնելով ջրածնի ատոմները, ինչպես անօրգանական թթուների բանաձեւերում՝ H 2 ZnO 2 (նկ. 1): Այնուհետև ZnO 2 2-ը կլինի 2- լիցք ունեցող թթվային մնացորդ:

Բրինձ. 1. Ցինկի հիդրօքսիդի բանաձեւեր

Ամֆոտերային հիդրօքսիդի առանձնահատկությունն այն է, որ այն քիչ է տարբերվում O-H և Zn-O կապերի ուժով: Այստեղից էլ՝ հատկությունների երկակիությունը։ Թթուների հետ ռեակցիաներում, որոնք պատրաստ են ջրածնի կատիոններ նվիրաբերել, ցինկի հիդրօքսիդի համար օգտակար է կոտրել Zn-O կապը՝ նվիրաբերելով OH խումբ և հանդես գալով որպես հիմք: Նման ռեակցիաների արդյունքում առաջանում են աղեր, որոնցում ցինկը կատիոն է, ուստի դրանք կոչվում են կատիոնային տիպի աղեր.

Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

(հիմք)

Ալկալիների հետ ռեակցիաներում ցինկի հիդրօքսիդը հանդես է գալիս որպես թթու՝ հրաժարվելով ջրածնից։ Այս դեպքում առաջանում են անիոնային տիպի աղեր (ցինկը թթվային մնացորդի մաս է՝ ցինկատ անիոն)։ Օրինակ, երբ ցինկի հիդրօքսիդը միաձուլվում է պինդ նատրիումի հիդրօքսիդի հետ, ձևավորվում է Na 2 ZnO 2 - անիոնային տիպի նատրիումի ցինկատի միջին աղը.

H 2 ZnO 2 + 2NaOH (TV.) = Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O

(թթու)

Zn(OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2

2- բարդ անիոն է, որը սովորաբար փակվում է քառակուսի փակագծերում։

Այսպիսով, ցինկի հիդրօքսիդի ամֆոտերիականությունը պայմանավորված է ջրային լուծույթում ցինկի իոնների առկայության հնարավորությամբ ինչպես կատիոնների, այնպես էլ անիոնների բաղադրության մեջ։ Այս իոնների բաղադրությունը կախված է միջավայրի թթվայնությունից։ ZnO 2 2- անիոնները կայուն են ալկալային միջավայրում, իսկ Zn 2+ կատիոնները կայուն են թթվային միջավայրում։

Zn(OH) 2 = ZnO + H 2 O

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

2Al(OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O

Հիդրօքսիդի և օքսիդի մեջ մետաղի օքսիդացման աստիճանը պետք է լինի նույնը:

AlCl 3 + 3NaOH = Al(OH) 3 ↓ + 3NaCl

Երբ այդ լուծույթները քամվում են, առաջանում է ալյումինի հիդրօքսիդի սպիտակ դոնդողանման նստվածք (նկ. 2):

AlCl 3 + 3NH 3. H 2 O \u003d Al (OH) 3 ↓ + 3NH 4 Cl

Բրինձ. 2. Ալյումինի հիդրօքսիդի տեղումներ

Մատենագիտություն

Novoshinsky I. I., Novoshinskaya N. S. Քիմիա. Դասագիրք 10-րդ դասարանի ընդհանուր. ինստ. պրոֆիլի մակարդակը. - Մ .: ՍՊԸ «ՏԻԴ «Ռուսական խոսք - ՌՍ», 2008 թ. (§ 54)
Կուզնեցովա Ն. Ե., Լիտվինովա Տ. Ն., Լևկին Ա. Ն. Քիմիա. Դասարան 11. Դասագիրք ընդհանրապես ուսանողների համար: ինստ. ( պրոֆիլի մակարդակ 2 ժամում Մաս 2. Մ.: Վենտանա-Գրաֆ, 2008թ. (էջ 110-111)
Ռադեցկի Ա.Մ. Քիմիա. Դիդակտիկ նյութ. 10-11 դասարաններ. - Մ.: Կրթություն, 2011:
Խոմչենկո Ի. Դ. Քիմիայի խնդիրների և վարժությունների ժողովածու համար ավագ դպրոց. - Մ.: ՌԻԱ «Նոր ալիք»: Հրատարակիչ Ումերենկով, 2008 թ.

Ինչի՞ հետ են փոխազդում ամֆոտերային հիդրօքսիդները. Դաս «ամֆոտերային հիդրօքսիդներ»

Հաղորդել տպագրական սխալի մասին

Տեքստը, որը պետք է ուղարկվի մեր խմբագիրներին.

Ձեր մեկնաբանությունը (ըստ ցանկության):