ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.04.2021
Просмотров: 1850
Скачиваний: 4
Двойные
соли
: Me
I
2
SO
4
·BeSO
4
·2H
2
O
Be –
практически
единственный
комплексообразователь
из
s
-
элементов
. [Be(OH)
4
]
2-
; [BeF
4
]
2-
BeF
2
– «
кислотный
»
характер
в
Льюисовом
смысле
.
С
другими
гало
-
генидами
не
образует
комплексов
из
-
за
размерного
фактора
.
Бериллий
образует
комплексы
с
к
.
ч
.
равным
4,
например
[Be(NH
3
)
4
]
2+
, [Be(CN)
4
]
2-
и
[Be(CNS)
4
]
2-
.
Be(OH)
2
+ CO
2
+ 3H
2
O = [Be(H
2
O)
4
]CO
3
Be + 4NH
4
F + 2H
2
O = (NH
4
)
2
[BeF
4
] + 2NH
3
·H
2
O + H
2
↑
Рис
. 35.
Строение
ионов
:
а
– [Be(H
2
O)
4
]
2+
;
б
– [Be
3
(H
2
O)
6
(OH)
3
]
3+
7.3.
Химия
магния
Особенности
-
ОЭО
(Mg) = 1,2;
-
Наличие
вакантного
3
d
-
уровня
обусловливает
более
высокие
по
сравнению
с
бериллием
к
.
ч
. = 4
и
6 (
внешняя
sp
3
d
2
гибридизация
),
но
как
комплексообразователь
Mg
уступает
Be;
-
Шпинель
MgAl
2
O
4
,
или
MgO·Al
2
O
3
целый
класс
двойных
оксидов
-
шпинелей
Me
II
O·Me
III
2
O
3
(Fe
3
O
4
= FeO·Fe
2
O
3
);
-
Много
кристаллогидратов
и
двойных
солей
→
некоторая
склон
-
ность
к
комплексообразованию
;
-
K
2
SO
4
·MgSO
4
·6H
2
O –
шенит
.
Получение
Электролиз
расплава
хлорида
или
карботермическое
восстановление
обожженных
до
оксидов
карбонатов
.
E
° = –2,4 B;
Химические
свойства
Mg
взаимодействует
с
горячей
H
2
O:
o
t, C
⎯⎯⎯
→
Mg(OH)
2
+ H
2
↑
Mg + 2H
2
O
66
67
Растворяется
с
минеральных
кислотах
,
но
не
растворяется
в
HF
и
в
щелочах
(MgF
2
не
растворим
в
H
2
O);
Сгорание
на
воздухе
: MgO + Mg
3
N
2
(Be –
горит
в
O
2
,
с
N
2
–
выше
1000 °
С
);
Более
энергично
,
чем
Be,
реагирует
при
нагревании
с
галогенами
,
халькогенами
и
пниктогенами
.
Характеристические
соединения
MgO
–
структурный
тип
NaCl
.
Проявляет
исключительно
основные
свойства
,
в
H
2
O
растворим
пло
-
хо
.
Mg(OH)
2
получают
косвенным
путем
,
плохо
растворим
в
H
2
O,
как
и
LiOH (
диагональная
аналогия
).
MgHal
2
-
гигроскопичны
(
кроме
MgF
2
).
MgF
2
–
структура
рутила
,
галогениды
щелочно
-
земельных
металлов
(CaF
2
)
имеют
структуру
флюорита
.
Mg + Hal
2
→
MgHal
2
Растворимые
в
воде
галогениды
Mg
образуют
кристаллогидраты
MgHal
2
·6H
2
O,
а
также
MgBr
2
·10H
2
O, MgCl
2
·12H
2
O
и
двойные
соли
:
KCl·MgCl
2
·6H
2
O –
карналлит
Соли
магния
Сульфат
MgSO
4
·7H
2
O –
хорошо
растворим
в
воде
[Mg(H
2
O)
6
]SO
4
·H
2
O –
сверхкомплексное
соединение
,
к
.
ч
. = 6
Образует
двойные
соли
типа
шенитов
MeI
2
SO
4
·MgSO
4
·6H
2
O
Нитрат
Mg(NO
3
)
2
·6H
2
O –
хорошо
растворим
, MgCO
3
–
плохо
,
при
их
нагревании
можно
получить
чистый
MgO;
Существует
основный
карбонат
Mg: 4MgCO
3
·Mg(OH)
2
·4H
2
O –
про
-
дукт
частичного
гидролиза
по
катиону
!
7.4.
Щелочно
-
земельные
металлы
(Ca, Sr, Ba)
Особенности
•
Они
не
только
групповые
и
типовые
,
но
и
слоевые
аналоги
.
ОЭО
:
1,0; 0,9; 0,9;
•
E
° = –2,87; –2,89; –2,91 B;
•
Для
С
a, Sr, Ba
характерно
образование
ионных
связей
и
высокие
ко
-
ординационные
числа
: 6, 7, 8
для
С
a, Sr, Ba
соответственно
;
•
Близость
их
свойств
.
Нахождение
в
природе
и
получение
Основные
минералы
–
сульфаты
,
карбонаты
,
фосфаты
,
нитраты
,
флюорит
.
Многие
соединения
являются
изоморфными
.
Ионный
радиус
от
Ca
к
Ba
меняется
заметно
(
возрастает
).
Основным
методом
получения
является
алюмотермия
в
вакууме
,
для
кальция
приме
-
няют
электролиз
расплава
хлорида
.
Химические
свойства
-
Эти
металлы
энергично
реагируют
с
водой
,
растворяются
в
мине
-
ральных
неокисляющих
кислотах
;
-
При
обычных
условиях
реагируют
с
O
2
и
Hal,
при
умеренном
на
-
гревании
–
с
халькогенами
,
пниктогенами
, C, Si
и
т
.
д
.
Характеристические
соединения
-
При
сгорании
в
кислороде
–
оксиды
ЭО
;
могут
образовываться
пе
-
роксиды
ЭО
2
:
-
Известны
надпероксиды
Э
II
О
4
,
их
устойчивость
возрастает
от
Ca
к
Ba,
сильные
окислители
;
-
ЭО
–
структурный
тип
NaCl,
они
энергично
взаимодействуют
с
H2O:
CaO + H
2
O
→
Ca(OH)
2
+ 64
кДж
(
гашение
извести
)
-
Гидроксиды
довольно
хорошо
растворимы
в
H
2
O,
обладают
свой
-
ствами
щелочей
.
Особенно
хорошо
растворим
Ba(OH)
2
;
Основные
свойства
возрастают
с
ростом
порядкового
номера
.
-
Э
Hal
2
растворимы
в
H
2
O,
кроме
фторидов
,
образуют
кристаллогид
-
раты
CaHal
2
·6H
2
O
-
Галогениды
щелочных
металлов
вообще
не
образуют
кристалло
-
гидратов
(
здесь
намек
на
комплексообразование
);
-
Солеобразные
гидриды
Э
H
2
–
прямой
синтез
при
нагревании
,
халь
-
когениды
–
структура
NaCl,
а
MgS –
вюрцит
.
Пниктогениды
Э
3
Hal
2
.
Они
разлагаются
водой
и
разбавленными
ки
-
слотами
:
Ca
3
P
2
+ 6HCl = 3CaCl
2
+ 2PH
3
↑
-
С
углеродом
–
ацетилениды
ЭС
2
,
в
своём
составе
сожержат
ион
[C C]
2-
(
рис
. 36).
Они
гидролизуются
с
выделением
ацетилена
.
≡
68
Рис
. 36.
Кристаллическая
струк
-
тура
карбида
кальция
CaC
2
(a)
и
пероксида
бария
BaO
2
(
б
)
Соли
кислородсодержащих
кислот
Сульфаты
и
карбонаты
плохо
растворимы
в
H
2
O,
нитраты
–
хорошо
,
но
Ba(NO
3
)
2
–
плохо
!
Из
водных
растворов
выделяются
кристаллогидраты
Ca(NO
3
)
2
·4H
2
O.
Гидрокарбонаты
,
в
отличие
от
средних
солей
,
хорошо
рас
-
творимы
в
H
2
O. Ca(HCO
3
)
2
и
Mg(HCO
3
)
2
–
обеспечивают
временную
жест
-
кость
воды
,
которая
устраняется
кипячением
:
Ca(HCO
3
)
2
o
t, C
⎯⎯⎯
→
CaCO
3
↓
+ CO
2
+ H
2
O
Mg(HCO
3
)
2
o
t, C
⎯⎯⎯
→
Mg(OH)
2
↓
+ 2CO
2
↑
CaSO
4
·2H
2
O
o
100 C
⎯⎯⎯→
←⎯⎯⎯
CaSO
4
·½H
2
O
o
160 C
⎯⎯⎯→
←⎯⎯⎯
CaSO
4
гипс
алебастр
ангидрит
CaSO
4
o
900 C
⎯⎯⎯→
←⎯⎯⎯
x
CaSO
4
·
y
CaO
o
1200 C
⎯⎯⎯→
←⎯⎯⎯
CaO
ангидрит
гидравлический
гипс
Малорастворимый
в
воде
CaSO
4
легко
переходит
в
раствор
при
до
-
бавлении
(NH
4
)
2
SO
4
или
H
2
SO
4(
конц
)
.
Это
объясняется
образованием
ком
-
плексной
кислоты
H
2
[Ca(SO
4
)
2
]
или
ее
аммонийной
соли
.
Комплексные
соединения
•
Устойчивость
комплексов
Mg
и
щелочно
-
земельных
металлов
опре
-
деляется
природой
лигандов
;
•
Константы
устойчивости
комплексов
с
анионными
лигандами
не
-
большого
размера
уменьшаются
от
Mg
к
Ba;
•
В
случае
комплексов
с
анионами
кислородсодержащих
кислот
кон
-
станты
устойчивости
увеличиваются
вниз
по
группе
.
69
70
ГЛАВА
8. IIB-
ГРУППА
8.1.
Простые
вещества
Особенности
•
Характеризуются
полностью
укомплектованными
(
n
-1)
d
10
слоями
.
Поэтому
d
-
электроны
здесь
в
принципе
не
являются
валентными
,
возможности
к
взаимодействию
обусловлены
ns
2
-
электронами
.
Ти
-
пичная
степень
окисления
+2;
•
Наличие
заполненного
d
-
подуровня
усиливает
ковалентный
характер
связи
при
движении
вниз
по
группе
.
Особенно
это
характерно
для
Н
g,
ее
галогениды
–
типичные
ковалентные
соединения
.
При
движе
-
нии
вниз
по
группе
возрастают
атомные
и
ионные
радиусы
,
особенно
значительно
при
переходе
от
Zn
к
С
d;
•
По
химическим
свойствам
Cd
ближе
к
Zn,
для
него
характерна
высо
-
кая
химическая
активность
;
•
Hg –
химически
инертна
,
эффект
«
инертной
» 6
s
2
-
электронной
пары
;
ион
Hg
2+
–
сильный
окислитель
.
Для
нее
типично
образование
ли
-
нейных
биядерных
(Hg
2
2+
)
кластеров
,
в
которых
ковалентные
связи
Hg–Hg
формируются
при
участии
sp
-
гибридных
орбиталей
атомов
ртути
;
•
Ковалентность
связи
в
соединениях
с
неметаллами
возрастает
в
ряду
Zn
2+
<
Cd
2+
<
Hg
2+
по
мере
понижения
энергии
и
увеличения
размера
валентных
d
-
орбиталей
;
•
В
водных
растворах
для
Zn
и
Cd
характерны
к
.
ч
. 4
и
6,
для
Cd –
в
ос
-
новном
6.
Для
Hg –
к
.
ч
. 4,
иногда
даже
2
и
3.
Нахождение
в
природе
Характерно
высокое
сродство
к
сере
,
нахождение
в
природе
пре
-
имущественно
в
виде
сульфидов
. Zn – 7,6
⋅
10
-3
масс
. %, Cd –
на
3
порядка
ниже
,
чем
Zn,
но
в
2
раза
превышает
содержание
Hg. Hg – 8,0
⋅
10
-6
масс
.%.
Получение
Обжиг
серосодержащих
руд
:
2ZnS + 3O
2
→
2ZnO + 2SO
2
затем
обработка
серной
кислотой
,
цинк
выделяют
электролизом
.
Также
используется
способ
карботермии
:
ZnO + C
→
Zn + CO
Так
как
кадмий
–
редкий
и
рассеянный
элемент
,
основной
источник
его
–
цинковые
руды
.
Ртуть
образует
минералы
,
из
них
возможно
её
полу
-
чение
следующим
образом
:
HgS + O
2
→
Hg + SO
2
4HgS + 4CaO
→
4Hg + CaSO
4
+ CaS