Михаил Бармин - Общая и Неорганическая химия с примерами решения задач

Все гидриды этих элементов (кроме Н2О) представляют собой газообразные вещества с резким неприятным запахом, устойчивость уменьшается от О к Ро. При растворении в Н2О образуются слабые кислоты, причем сила кислот возрастает сверху вниз. Все эти кислоты образуют кислые или средние соли.

Na2Se + H2O ↔ NaHSe + NaOH

Se и Te образуют 2 вида оксидов элементов: SeO2, TeO2 (кристаллические вещества); SeO3, TeO3

Оксиды Se(+4,+6) растворяются в воде с образованием соответствующих кислот. Оксиды Te плохо растворимы в воде, поэтому соответствующие кислоты получаются косвенным путем. H2SeO3 – селенистая кислота, H2TeO3 – теллуристая кислота. Эти кислоты растворимы в воде.

При взаимодействии со щелочами образуются как кислые, так и средние соли. Устойчивость кислот возрастает сверху вниз, но сила их возрастает в обратном порядке, т.е. селенистая кислота – более сильная.

Эти кислоты обладают окислительно-восстановительными свойствами.

H2SeO4 – селеновая кислота, H2TeO4 – теллуровая кислота.

Получается при действии на H 2SeO3 и H2TeO 3 сильных окислителей (например, при действии HNO3 в смеси с хромовой кислотой H2CrO4) или при действии хлорной кислоты – HСlO4.

Селеновая кислота является более сильной кислотой, по сравнению с H2SO4, а теллуровая кислота – слабая.

H2TeO4 2H2O (H6TeO6) – ортотеллуровая кислота

H2SeO4 и H2TeO4 – известны как средние, так и кислые соли.

Применение

Se применятся при изготовлении полупроводников, в качестве фотоэлементов, выпрямитель переменного тока, в телевидении, при изготовлении оптических стекол, керамики, в сталели-тейной промышленности в качестве добавок, в электрографии, в ксерографии.

Te применяется при создании солнечных батарей, в лазерной технике, для легирования свинца.

ЛЕКЦИЯ 30

Элементы V-А группы

Общая электронная конфигурация: ns2p 3 Характерная степень окисления: -3, +3, +5

N

P

As

Sb

Bi

P,А

0,71

1,3

1,48

1,61

1,82

J,эв

14,53

10,48

9,81

8,64

7,29

p,г/см2

1,026

1,83

5,7

6,6

9,8

T плавл.

–20,29

44,1

814

630

271

N, P – типичные неметаллы. As, Sb – амфотерные свойства.

Bi – преобладающие металлические свойства. Восстановительные свойства возрастают сверху вниз.

Все элементы образуют гидриды (Э-3Н3), за исключением N, его гидриды образуются косвенным путем. Устойчивость гидридов уменьшается сверху вниз.

Кроме гидридов эти элементы образуют 2 типа устойчивых оксидов: (Э2+5О5) и (Э2+3О3). Э2О5 – кислотные оксиды, при взаи

модействии с водой образуют два типа гидроксидов, обладающих кислотными свойствами НЭ+5О3, Н3 Э+5О4 . В этом случае образуется два типа гидроксидов: НЭ+3О2, НЭ+5О3. Причем кислотные свойства проявляются только для N и P, для As и Sb – амфотерные свойства, а для Bi основные.

При взаимодействии с галогенами образуется 2 типа соответствующих производных:

Э+5Г5 (Г = F, Cl, Br)

Э+3Г3 (Г = F, Cl, Br, J)

Соответствующие галогенопроизводные взаимодействуют с водой с образованием различных продуктов гиролиза.

Фосфор

Фосфор в природе встречается в связанном состоянии в основном в виде фосфат – ионом (РО43-)

Фосфор встречается в виде следующих основных минералов

3Са3(РО4)2 Са Х2 (Х = F, Cl,OH-)

В зависимости от типа заместителя – различ.: фтор-, хлор– и гидроксилапатиты.

Фосфориты Са3 (РО 4) 2 Фостор встречается в природе в виде моноизотопа с массовым

числом 31. Однако, известны радиоктивные изотопы фосфора. Общее содержание в земной коре около 0,1 %.

Получение

В промышленности фосфор получают при восстановлении углерода в электродуговой печи при высокой температуре.

Суммарная схема процессов:

Са3(РО4)2 + 5С + 3SiО2 → 2Р + 5СО↑ + 3СаSiО3

3СаОР 2О5 + 3SiО3 → 3СаSiО3+ Р2О5

P2O5 + 5C → 2P + 5CO↑

Для Р в настоящее время известно 2 аллотропных модифика

ций. Из них наиболее устойчивыми являются следующие:

• Белый фосфор

Получают при восстановлении ортофосфатов при быстром охлаждении паров, t = 44° С.

Это мягкое, воскообразное вещество, химически активное, окисляющее на воздухе, при этом наблюдается свечение. р = 1.7 г/см3. Вещество ядовитое.

Белый фосфор – это молекулярное соединение, построенное из тетраедров. Р4

• Красный фосфор

Получен из белого при нагревании без доступа воздуха, t = 350° С.

Это вещество – малоактивное, не ядовитое, представляет собой полимер. Широко используется в практической деятельности.

р=2-2,4 г/см3

Черный фосфор

Получен из белого фосфора при t = 200° С, t = 12000 атм. Это вещество обладает полупроводниковыми свойствами, химически инертно. Структура аналогична графику р = 2,7 г/см3