Upload
justina-wilcox
View
99
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Х имические элементы, их класификация . Человек и биосфера. Водород и его соединения. s -элементы ІА группы. Щелочные металлы. Общие свойства металлов. пластичность. ковкость. Металлический блеск. Тепло- и электропроводность. Активность металлов. Атомные радиусы элементов. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Химические элементы, их класификация. Человек и биосфера. Водород и его соединения. s-элементы ІА группы. Щелочные металлы
Общие свойства металлов
Металлический блеск. Тепло- и электропроводность
ковкость
пластичность
Активность металлов
Атомные радиусы элементов
Содержание в организме человека, %Li Na K Rb Cs Be Mg Ca Sr Ba
10-4 0,08 0,23 10-5 10-4 10-7 0,027 1,4 10-3 10-5
Свойства атомарного водородаH+←-е H +е→ H–
Радиус 21 pm 37 pm 133 pm
Эл. конф. 1s0 1s1 1s2
H – e = H+ (протон) H + e = H– (гидрид)H + H2O = H3O+ (гидроксоний)
Н3О+
Получение1) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
2) 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4]+ 3H2
3) 2H2O → 2H2 + O2
2NaCl + 2H2O → H2 + Cl2 + 2NaOH4) C + H2O → CO + H2
5) CH4 + H2O → CO + 3H2
Способы собирания
Получение водорода в промышленности
• Очевидно, что при огромных объемах Очевидно, что при огромных объемах промышленного производства сырьем для промышленного производства сырьем для
получения водорода должны быть получения водорода должны быть легкодоступные и дешевые вещества. Таки легкодоступные и дешевые вещества. Таки
ми веществами являются природный газ ми веществами являются природный газ (метан СН(метан СН44) и вода. Запасы природного газа ) и вода. Запасы природного газа
велики, а воды — практически не велики, а воды — практически не ограничены.ограничены.
Получение водорода в Получение водорода в промышленностипромышленности
• 1. В основном получают из природного газа путем конверсии 1. В основном получают из природного газа путем конверсии (превращения) под действием водяных паров и катализатора(превращения) под действием водяных паров и катализатора ::
СНСН44 + 2Н + 2Н22О → 4НО → 4Н22↑+СО↑+СО22 • 2. Нагревание:2. Нагревание:
CHCH44 →2 →2HH22↑ +↑ +CC• 3. Разложение воды под действием электрического тока3. Разложение воды под действием электрического тока::
2Н2Н22О→НО→Н22↑ +О↑ +О22↑↑• В промышленности водород получают, пропуская водяные пары над В промышленности водород получают, пропуская водяные пары над
раска ленным углем:раска ленным углем:
С + НС + Н220 = СО + Н0 = СО + Н22..
Применение Применение водородаводорода
Применение водородаПрименение водорода
• 1 1 — производство минеральных — производство минеральных удобрений удобрений
• 2 2 — получение соляной кислоты; — получение соляной кислоты;
• 3 3 — водород — автомобильное топливо — водород — автомобильное топливо XXI XXI века; века;
• 4 4 — топливо для ракетных двигателей;— топливо для ракетных двигателей;
• 5 5 — сварка и резка металлов; — сварка и резка металлов;
• 6 6 — получение тугоплавких металлов; — получение тугоплавких металлов;
• 7 — получение твердых жиров 7 — получение твердых жиров (маргарина); (маргарина);
• 8 8 — синтез метилового спирта и других — синтез метилового спирта и других органических продуктов.органических продуктов.
ВыводыВыводы::
• B B промышленности для промышленности для получения водорода получения водорода используют доступное и де используют доступное и де шевое сырье — природный шевое сырье — природный газ, каменный уголь и воду.газ, каменный уголь и воду.
• Водород — это Водород — это перспективный источник перспективный источник энергии энергии XXI XXI в.в.
Химические свойства Восстановительные свойства:
1) с неметаллами: 2H20 + O2 → 2H2
+1O (со взрывом при поджеге)
H20 + S (150-250°) → H2
+1S
3H20+N2(p;t°)→ 2NH3
+1 (в присутствии железного катализатора)
H20 + F2 → 2HF (со взрывом)
H2 + I2 (t°) → 2H+1I-1
2) с оксидами металлов: H20 + СuO (t°) → Cu + H2O
(способ получения малоактивных металлов Pb, Мо, W, Ni, Cu и др. С их оксидов) Окислительные свойства 3) со щелочными и щелочно-земенльными металлами:
H20 + 2Li0 → 2Li+1H-1
H20 + Ca0 → Ca+2H2
-1
Гидриды
1. Солеобразующие гидриды2Li + H2 = 2LiH (т.пл. 680 оС)NaH + H2O = NaOH + H2
4LiH + AlCl3→ Li[AlCl4] + 3LiCl
4NaH + BCl3 → Na[BH4] + 3NaCl
2. Металлические гидриды
3. Полимерные гидриды
MgH2 NaH
ZrHxLaNi5H6
Применение
D2O “тяжелая” вода
sp3 гибридизация
ВОДА речовини). Між молекулами води - водневі зв'язки:
Вещество.Вещество. Молекулы. Молекулы.
Подавляющие большинство веществ состоит из Подавляющие большинство веществ состоит из молекул, мельчайших частиц которые молекул, мельчайших частиц которые
сохраняют, все физические свойства вещества.сохраняют, все физические свойства вещества.
В природе существует около 100 видов атомов, В природе существует около 100 видов атомов, приведенных в таблице Менделеева, из этих приведенных в таблице Менделеева, из этих
атомов образуется все многообразие атомов образуется все многообразие существующих в природе веществ.существующих в природе веществ.
МОЛЕКУЛЫМОЛЕКУЛЫ
Молекула вещества может состоять :Молекула вещества может состоять :
• из нескольких разных атомов,из нескольких разных атомов,
• из нескольких одинаковых атомов.из нескольких одинаковых атомов.
• Некоторые веществаНекоторые вещества
состоят просто из атомов. состоят просто из атомов.
Водородные связи. Структура воды.
Кислотно-основные свойства1) Слабый электролит: H2O → H+ + OH-
2) Вода – амфотерное соединение. Li2O + H2O → 2LiOH
MgO + H2O → → Mg(OH)2
SO3 + H2O → H2SO4
3) Гидролиз солей:
Al2S3 + 6H2O → 2Al(OH)3 ↓+ 3H2S
Al2(CO3)3 + 6H2O → 2Al(OH)3 ↓ + 3H2O + 3CO2
4) Разложение гидридов
CaH2 + 2H2O → Ca(OH)2 + 2H2
Ca3P2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2PH3
CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
Ca3N2 + 6H2O → 3Ca(OH)2 + 2NH3
5) Образование кристаллогидратов:
CuSO4 (білий) + 5H2O → CuSO4·5H2O (синий)
6) С активными металлами:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
3Fe + 4H2O (t°) → Fe3O4 + 4H2
7) С галогенами (продукты разные):
4F2 + 3H2O → OF2+ 6HF + O2
Cl2 + H2O → HClO + HCl
Пероксид водорода
Химические свойства
1. Разложение: 2H2O2 → 2H2O + O2
2. Окислительные и восстановительные свойства H2O2.
4Н2О2 +PbS →PbSO4+4H2O5H2O2+2KMnO4+3H2O →5O2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O
Получение Гидролиз его производных:
1. BaO2 + 2H2O → H2O2 + Ba(OH)2
2. H2S2O8 + 2H2O → H2O2 + 2H2SO4
ЩЕЛОЧНЫЕ МЕТАЛЛЫ
Общая характеристика
Ат. Ном. Название Ел.конф. Ат. рад,нм
г/см3
tпл.С
tкип.С
Ст. ок
3 Li [He] 2s1 0,531 180,5 1347 0,97 +1
11 Na [Ne]3s1 0,97 97,9 882,9 1,01 +1
19 K [Ar] 4s1 0,859 63,65 774 0,91 +1
27 Rb [Kr] 5s1 1.53 38,4 688 0,89 +1
55 Cs [Xe] 6s1 1,88 28.4 678 0,86 +1
87 Fr [Rn] 7s1 – – – – +1
Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева
ArАргон
1839,948
КrКриптон
3683,80
XeКсенон
54131,30
Группы элементов
1
2
4
5
6
3
7
I II III IV V VI VII VIII
NaНатрий
1122,9898
МgМагний
1224,312
AlАлюминий
1326,9815
ClХлор
1735,453
SiКремний
1428,086
PФосфор
1530,9738
SСера
1732,064
ККалий
1939,102
СaКальций
2040,08
НВодород
11,00797
НеГелий
24.0026
LiЛитий
36.939
ВеБериллий
49,0122
FФтор
918,9984
ОКислород
815,9994
NАзот
714,0067
СУглерод
612,01115
ВБор
510,811
NеНеон
1020,183
Скандий
Sc2144,956
Титан
Ti2247,90
Ванадий
V2350,942
Хром
Cr2451,996
Марганец
2544,956
МnЖелезо
2655,847
FeКобальт
2758,9332
СоНикель
2858,71
Ni
Цинк
3065,37
ZnМедь
2963,546
Сu GeГерманий
3272,59
GaГаллий
3126,9815
BrБром
3579,904
SeСелен
3478,96
AsМышьяк
3374,9216
SrСтронций
3887,62
RbРубидий
3785,47
Y3988,905
Иттрий Рутений
44101,07
RuРодий
45102,905
RhПалладий
46106,4
PdТехнеций
43[99]
ТсМолибден
4295,94
МоНиобий
4192,906
NbЦирконий
4091,22
Zr
Кадмий
48112,40
СdСеребро
47107,868
Ag InИндий
49114,82 Sb
Сурьма
51121,75
SnОлово
50118,69
ТeТеллур
5278,96
I 53126,9044
Йод
ВаБарий
56137.34
CsЦезий
55132,905
La57138,81
Лантан
*
Гафний
72178.49
HfТантал
73180,948
ТаВольфрам
74183.85
WРений
75186,2
ReОсмий
76190,2
ОsИридий
77192,2
IrПлатина
78195,09
Рt
Ртуть
80200,59
HgЗолото
79196,967
Аu ТIТаллий
81204,37 Ро
Полоний
84[210]
ВiВисмут
83208,980
PbСвинец
82207,19
At 85210
Астат
RnРадон
86[222]
RаРадий
88[226]
FrФранций
87[223]
Ас89138,81
Актиний
**
Борий
107[262]
BhСиборгий
106[263]
SgРезерфордий
104[261]
RfДубний
105[262]
DbХассий
108[265]
HsМейтнерий
109[266]
Мt
Пери –оды
RO4
RH
R2O7RO3
RH2
R2O5
RH3
RO2
RH4
R2O3ROR2ОВысшиеоксиды
ЛВС
Строение и свойства атомов
• Щелочные металлы – это элементы главной подгруппы I группы Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева: литий, натрий, калий, рубидий, цезий, франций.
• На внешнем энергетическом уровне атомы этих элементов содержат по одному электрону, находящемся на сравнительно большом удалении от ядра. Они легко отдают этот электрон, поэтому являются сильными восстановителями. Во всех соединениях щелочные металлы проявляют степень окисления +1.
e = 19 P = 19 N = 20
39 0
Краткая электронная запись -
+19
2 8 18
____
1s21s2
2s22s2
2p62p6
3s23s2
3p63p6
4s14s13d0
Калий
Щелочные металлы – простые вещества
Литий
Натрий
Щелочные металлы
Калий Рубидий
Цезий
Физические свойства
• Серебристо – белые мягкие вещества (режутся ножом), с характерным блеском на свежесрезанной поверхности. Все они лёгкие и легкоплавкие, причём, как правило, плотность их возрастает от лития к цезию.
Химические свойства
• А) с простыми веществами
2Li + Н2 = 2LiН – гидрид лития;
2К + Сl2 = 2КСl – хлорид калия;
2Nа + S = Nа2S – сульфид натрия;
4 Li + О2 = 2Li2О – оксид лития.
б) со сложными веществами 2Nа + 2НОН = 2NаОН + Н2
Реакция натрия с водой
Получение
• Литий был открыт шведским химиком И. Арфведсоном в 1817г и по предложению Й. Берцелиуса назван литием (камень), т.к. был обнаружен в камне.
Получение
• Натрий и калий впервые получены английским физиком и химиком Г.Дэви в 1807г при электролизе едких щелочей.
Получение
• Й. Берцелиус предложил назвать элемент №11 натрием (сода), а элемент №19 по предложению Гильберта получил название калий (щёлочь).
Плавлення лужних металів
На відміну від інших твердих металів характер плавлення натрію змінюється при накладанні додаткового тиску
Мінерали• Галит (сіль) – NaCl• Сильвинит – NaCl*KCl
• Мирабилит (глауберовая соль) – Na2SO4*10 H2O
• Натрон Na2CO3*10 H2O• NaNO3 – чилійська селітра
Лепидолит KLi1,5Al1,5[AISi3О10](F, ОН); H2О 1,2 - 5,9 масс.% (слюды)
• Сподумен LiAlSi2O6
Минералы
изумруд
апатит
флюорит
доломит
кальцитгипс
тальк
E
HCl H2O
H2SO4
(холод)
EOH
NH3,t
Me
Me2O,tMeCl,tHNO3
спирти
N2
O2
ECl
EOH
E2SO4
E2O
ENH2(аміди)
Me+E2OMe+EClENO3
алкоголя ти
Li3N
Li2O,Na2O2,K,Rb,Cs EO2
інтерметаліди
Na
Na2O2
O2,t0
Na2O
Na2O2
Al,t0
O2
Na,t0
Na2SO4
H2SO4
Na2CO3
H2SO4
CO2
NaOHCa(OH)2
Na,t0
H2O
H2O
HFNaF Na3[AlF6]
HF
NaH
H2,t0
300-4000
F2,HF
NaClHCl
F2
Cl2,HCl
електроліз розплаву
електроліз розчину
HCl,Cl2
H2SO4CO2
S,t0Na2S
S,t0
H2S
NaNO2HCl
NO2
Галогениди
литий натрий калий рубидий