Тогтмол системийн гурав дахь бүлэг. III бүлгийн үндсэн дэд бүлгийн элементүүдийн физик шинж чанарууд Үндсэн дэд бүлгийн 3-р бүлгийн элементүүдийн физик шинж чанарууд

Д.И.Менделеевийн үечилсэн системийн III бүлгийн p-элементүүдэд: бор В, хөнгөн цагаан галлий индий, таллий Атомын электрон тохиргоо орно.

Харгалзан үзэж буй бүлгийн p-элементүүдийн атомын шинж чанарыг тодорхойлдог зарим тогтмол үзүүлэлтүүд болон холбогдох металл бодисуудыг доор харьцуулав.

III бүлгийн -элементүүдийн шинж чанар нь d-элементүүдийн дараа шууд их хэмжээний III үед үечилсэн системд байрлах d-шахалтад нөлөөлдөг). Тиймээс атомын радиусаас бага зэрэг буурч, эхний иончлолын потенциал нэмэгддэг. Таллийн атомын шинж чанар нь -шахалтад бас нөлөөлдөг. Тийм ч учраас атомын радиус нь атомын радиустай ойролцоо, иончлолын энерги бага зэрэг өндөр байдаг.

Бор. Атомын электрон бүтцийн дагуу бор нь моновалент байж болно (энергийн дэд түвшинд нэг хосгүй электрон). Гэсэн хэдий ч бор нь гурвалсан нэгдлүүдийн хамгийн онцлог шинж юм (атом өдөөгдөж байх үед энерги болон дэд түвшинд гурван хосгүй электрон байдаг).

Өдөөгдсөн борын атом дахь чөлөөт орбитал нь түүний олон нэгдлүүдийн хүлээн авагч шинж чанарыг тодорхойлдог бөгөөд үүнд солилцооны ковалент механизмын дагуу гурван ковалент холбоо үүсдэг (жишээлбэл, эдгээр нэгдлүүд нь электрон донорын шинж чанартай бөөмс нэмэхэд өртөмтгий байдаг). , өөрөөр хэлбэл, донор-хүлээн авагч механизмын дагуу өөр ковалент холбоо үүсэх. Жишээ нь:

Борын хоёр изотопыг мэддэг: изотопын атомуудын цөм нь нейтроныг амархан шингээдэг.

Борын нейтроныг шингээх чадвар нь түүнийг цөмийн эрчим хүчний инженерчлэлд ашиглахыг тодорхойлдог: цөмийн реакторын хяналтын саваа нь бор агуулсан материалаар хийгдсэн байдаг.

Хар борын талстууд; тэдгээр нь галд тэсвэртэй (mp. 2300 ° C), диамагнит, хагас дамжуулагч шинж чанартай (зурвас. Борын цахилгаан дамжуулах чанар нь бусад металлын нэгэн адил бага бөгөөд температур нэмэгдэх тусам бага зэрэг нэмэгддэг.

Өрөөний температурт бор нь химийн хувьд идэвхгүй бөгөөд зөвхөн фтортой шууд харьцдаг; халах үед бор нь хлор, хүчилтөрөгч болон бусад зарим металл бус бодисоор исэлддэг. Жишээлбэл:

Металл бус нэгдлүүдийн хувьд борын исэлдэлтийн төлөв нь эдгээр бүх нэгдлүүд ковалент шинж чанартай байдаг.

Борын гурвалсан исэл нь өндөр энтальпи ба Гиббс үүсэх энергиээр тодорхойлогддог талст бодис (mp 450 °C, bp 2250 °C) юм. Устай харьцахдаа энэ нь борын хүчил болж хувирдаг.

Маш сул нэг суурьт хүчил. Зөвхөн нэг ионыг устгах электролитийн диссоциацийг борын өмнө тайлбарласан хүлээн авагч шинж чанараар тайлбарлаж байна: молекулуудын диссоциацийн үед үүссэн электрон донорт борын атомын чөлөөт орбитал хангагдана.Процесс нь схемийн дагуу явагдана.

Нарийн төвөгтэй анион нь тетраэдр бүтэцтэй (-электрон орбиталуудын эрлийзжилт).

Исэлдэлтийн төлөвтэй нэгдлүүд дэх борын хүлээн авагч шинж чанар нь түүний галидын химийн найрлагад бас илэрдэг. Жишээлбэл, хариу үйлдэл

, эсвэл хоорондын химийн холбоо нь донор-хүлээн авагч механизмаар үүсдэг. Бор галидын электрон хүлээн авагч байх шинж чанар нь тэдгээрийг органик нэгдлүүдийн синтезийн урвалд катализатор болгон өргөнөөр ашиглах боломжийг тодорхойлдог.

Бор нь устөрөгчтэй шууд харьцдаггүй, харин металлтай борид үүсгэдэг - ихэвчлэн стехиометрийн бус нэгдлүүд

Бор гидрид (боран) нь маш хортой бөгөөд маш тааламжгүй үнэртэй байдаг. Тэдгээрийг ихэвчлэн шууд бус аргаар олж авдаг

реактив боридууд нь хүчилтэй эсвэл борын галидын шүлтлэг металлын гидридүүдтэй харилцан үйлчлэхэд:

Борын устөрөгчтэй хамгийн энгийн нэгдэл нь хэвийн нөхцөлд байдаггүй. Борын атом дахь электрон орбиталуудын эрлийзжилт нь бөөмийн координацын ханаагүй байдалд хүргэдэг бөгөөд үүний үр дүнд ийм хоёр бөөмс нь дибораны молекул болж нийлдэг.

Диборанд бор нь эрлийзжих төлөвт байдаг бөгөөд борын атом бүр дөрвөн эрлийз орбиталын аль нэг нь хоосон байхад нөгөө гурав нь устөрөгчийн атомуудын -орбиталуудаар давхцдаг. Молекул дахь бүлгүүдийн хоорондын холбоо нь бүлгийн нэг устөрөгчийн атомаас нөгөө бүлгийн хоосон орбиталь руу электрон нягт шилжсэний улмаас устөрөгчийн холбоо хэлбэрээр үүсдэг. Хоёр эгнээнд дүрслэгдэх бусад борнуудыг бас мэддэг.

β-металл боридууд нь реактив шинж чанартай бөгөөд ихэвчлэн хүчилээр боловсруулснаар борын хольцыг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Ихэнх борид ба халуунд тэсвэртэй, маш хатуу, химийн тэсвэртэй. Тэдгээр нь тийрэлтэт хөдөлгүүрийн эд анги, хийн турбины ир үйлдвэрлэхэд шууд хайлш хэлбэрээр өргөн хэрэглэгддэг. Зарим бордыг электрон төхөөрөмжид катод хийхэд ашигладаг.

Хөнгөн цагаан. Хөнгөн цагааны атомын электрон тохиргоог томъёогоор илэрхийлнэ. Атомын гаднах электрон давхаргад нэг хосгүй электрон байна:

Тиймээс хөнгөн цагаан нь нэгтэй тэнцүү валентыг харуулж чадна. Гэсэн хэдий ч энэ валент нь хөнгөн цагааны хувьд ердийн зүйл биш юм. Бүх тогтвортой нэгдлүүдэд хөнгөн цагааны исэлдэлтийн төлөв нь валенттай тэнцүү, гуравтай тэнцүү, атомын өдөөгдсөн төлөвтэй тохирч байна.

Тархалтын хувьд хөнгөн цагаан нь бүх элементүүдийн дунд дөрөвдүгээрт ордог (O, H, Si-ийн дараа) бөгөөд байгальд хамгийн түгээмэл металл юм. Хөнгөн цагааны ихэнх хэсэг нь алюминосиликатуудад төвлөрдөг: хээрийн жонш, гялтгануур гэх мэт.

Хөнгөн цагаан бол мөнгөлөг цагаан цайвар, маш уян хатан металл бөгөөд дулаан, цахилгаан дамжуулах өндөр чадвартай.

Хөнгөн цагаан нь реактив; Энэ нь өрөөний температурт хлор, бромтой, иодтой халах эсвэл катализаторын хувьд устай урвалд ордог. 800 ° C-д хөнгөн цагаан нь азоттой, 2000 ° C-д нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчилдэг. Хөнгөн цагаан нь хүчилтөрөгчтэй химийн өндөр холбоог харуулдаг.

Агаарт хөнгөн цагаан нь маш хүчтэй нимгэн ислийн хальсаар хучигдсан байдаг бөгөөд энэ нь хөнгөн цагааны металл гялбааг бага зэрэг сулруулдаг. Исэл хальсны ачаар хөнгөн цагааны гадаргуу нь зэврэлтээс хамгаалах өндөр эсэргүүцлийг олж авдаг. Энэ нь юуны түрүүнд хөнгөн цагааны ус, уурыг үл тоомсорлоход илэрдэг. Хамгаалалтын хальс үүссэний улмаас хөнгөн цагаан нь төвлөрсөн азотын болон хүхрийн хүчилд тэсвэртэй байдаг. Эдгээр хүчил нь хүйтэнд хөнгөн цагааныг идэвхгүй болгодог. Идэвхгүй болгох хандлага нь хөнгөн цагааны гадаргууг хүчтэй исэлдүүлэгч бодисоор (жишээлбэл) эсвэл анод исэлдүүлэх замаар зэврэлтээс хамгаалах чадварыг нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Энэ тохиолдолд оксидын хальсны зузаан нь нэмэгдэж, өндөр температурт хамгаалалтын хальсны бат бөх чанар эрс буурдаг. Хэрэв оксидын хальсыг механик үйлдлээр арилгавал хөнгөн цагаан нь маш идэвхтэй болдог. Энэ нь ус, хүчил, шүлтийн усан уусмалтай хүчтэй урвалд орж, устөрөгчийг нүүлгэн шилжүүлж, катион эсвэл анион үүсгэдэг. Хөнгөн цагааны хүчиллэг уусмалын харилцан үйлчлэл нь урвалын тэгшитгэлийн дагуу явагдана

ба шүлтийн уусмалаар

Уусмалын рН өөрчлөгдөхөд хөнгөн цагааны катион ба анионууд бие биедээ амархан шилждэг.

Холимог нэгдлүүдийг уусмал хэлбэрээр үүсгэж болно.

Жишээлбэл

Сүүлийнх нь амархан (ялангуяа халах үед) усгүйжүүлж, гидроксид болгон хувиргадаг

Инженерийн салбарт хөнгөн цагааны хамгийн өргөн хэрэглээ нь түүний физик, химийн үнэ цэнэтэй шинж чанар, дэлхийн царцдас дахь өндөр тархалтад тулгуурладаг. Цахилгаан дамжуулах чанар өндөр, нягтрал багатай учир

цахилгааны утас хийхэд ашигладаг. Хөнгөн цагааны өндөр уян хатан чанар нь үүнээс хамгийн нимгэн тугалган цаасыг үйлдвэрлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь конденсаторуудад ашиглагддаг бөгөөд кабелийн бүрээсийн хар тугалга нь хөнгөн цагаанаар солигддог. Соронзлолгүй тул хөнгөн цагааны хайлшийг радио инженерчлэлд ашигладаг.

Хөнгөн цагааны дийлэнх хэсгийг хөнгөн хайлш үйлдвэрлэхэд ашигладаг - duralumin, үлдсэн хэсэг нь silumin, бусад нь гэх мэт Хөнгөн цагааныг мөн хайлшийг халуунд тэсвэртэй болгохын тулд хайлшийн нэмэлт болгон ашигладаг. Хөнгөн цагаан ба түүний хайлш нь нисэх онгоцны барилга, пуужин, механик инженерчлэл гэх мэт бүтцийн материал болох гол газруудын нэгийг эзэлдэг. Хөнгөн цагааны зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал (ялангуяа аноджуулсан) нь гангийн зэврэлтээс ихээхэн давж гардаг. Тиймээс түүний хайлшийг барилгын материал болон хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлд ашигладаг. d-элементүүдээр хөнгөн цагааны химийн нэгдлүүдийг үүсгэдэг - интерметаллид (алюминид): гэх мэт халуунд тэсвэртэй материал болгон ашигладаг. Хөнгөн цагааныг хөнгөн цагааны термид олон тооны металл авах, термит гагнуур хийхэд ашигладаг. Алюминотерми нь хөнгөн цагааны хүчилтөрөгчийн өндөр наалдац дээр суурилдаг. Жишээлбэл, тэгшитгэлийн дагуу явагдаж буй урвалд

ойролцоогоор 3500 кЖ дулаан ялгарч, температур хүртэл нэмэгддэг

Хөнгөн цагааны ислийг хэд хэдэн өөрчлөлт хэлбэрээр мэддэг. Хамгийн тогтвортой нь энэ өөрчлөлт нь дэлхийн царцдасын ашигт малтмалын корунд хэлбэрээр олддог бөгөөд үүнээс нунтаглах диск, зүлгүүрийн нунтаг бэлтгэдэг. Корундыг зүлгүүрийн материал болгон ашиглах нь түүний өндөр хатуулагтай, алмаз, карборунд, боразоны дараа хоёрдугаарт ордог.Хиймэл бадмаараг хайлуулах замаар гаргаж авдаг. Тэдгээрийг нарийн механизмаар тулгуур чулуу хийхэд ашигладаг. Сүүлийн үед хиймэл бадмаарагыг квант генератор (лазер)-д ашиглаж байна. Бүтээгдэхүүнийг галд тэсвэртэй, диэлектрик болгон ашигладаг.

Хөнгөн цагааны гидроксид нь полимер нэгдэл юм. Энэ нь давхаргатай болор тортой. Давхарга бүр нь октаэдрүүдээс бүрдэнэ (Зураг IX. 10); давхаргын хооронд устөрөгчийн холбоо байдаг. Солилцооны урвалаар олж авсан хөнгөн цагааны гидроксид нь хүчил, шүлтлэгт амархан уусдаг желатин цагаан тунадас юм. Зогсож байхдаа тунадас нь "хөгширч", химийн идэвхээ алддаг. Гидроксид нь шохойжсон үед усаа алдаж исэл болж хувирдаг Усгүйжүүлсэн гидроксидын нэг хэлбэр болох хөнгөн цагаан гелийг технологид шингээгч болгон ашигладаг.

Их сонирхолтой нэгдлүүд

Цагаан будаа. IX. 10. Нэгдлийн октаэдр бүтцийн нэгжүүдээс үүссэн давхаргын бүтэц.

хөнгөн цагаан - aluminosilicates холбоотой цеолит. Тэдний найрлагыг ерөнхий томъёогоор илэрхийлж болно хаана эсвэл (ховор тохиолдолд ).

Хөнгөн цагаан нь үечилсэн системийн III бүлгийн үндсэн дэд бүлэгт багтдаг. Хөнгөн цагааны атомын гадаад энергийн түвшинд чөлөөт p-орбиталууд байдаг бөгөөд энэ нь түүнийг өдөөгдсөн төлөвт шилжүүлэх боломжийг олгодог. Өдөөгдсөн төлөвт хөнгөн цагааны атом нь гурван ковалент холбоо үүсгэдэг эсвэл гурван валентийн электроныг бүрмөсөн өгч, исэлдэлтийн төлөвийг +3 харуулдаг.

хөнгөн цагаан юм Дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл металл : дэлхийн царцдас дахь түүний массын эзлэх хувь 8.8% байна. Байгалийн хөнгөн цагааны дийлэнх хэсэг нь алюминосиликатуудын нэг хэсэг болох бодис бөгөөд тэдгээрийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь цахиур, хөнгөн цагааны исэл юм.

Хөнгөн цагаан бол мөнгөлөг цагаан өнгөтэй цайвар металл бөгөөд 600°С-т хайлдаг, маш уян хатан, утсанд амархан татагдаж, хуудас, тугалган цаас болгон өнхрүүлдэг. Цахилгаан дамжуулах чанараараа хөнгөн цагаан нь мөнгө, зэсийн дараа ордог.

Энгийн бодисуудтай харилцах:

1) галогентэй:

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3

2) хүчилтөрөгчтэй:

4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3

3) хүхэртэй:

2Al + 3S = Al 2 S 3

4) азоттой:

Хөнгөн цагаан нь устөрөгчтэй шууд урвалд ордоггүй боловч түүний AlH3 гидридийг шууд бус аргаар олж авсан.

Нарийн төвөгтэй бодисуудтай харилцан үйлчлэх:

1) хүчилтэй:

2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2

2) шүлттэй:

2Al + 2NaOH + 6H 2 O = 2Na + 3H 2

Хэрэв NaOH хатуу төлөвт байвал:

2Al + 2NaOH + 6H2O = 2NaAlO 2 + 3H 2

3) усаар:

2Al + 6H2O = 2Al(OH) 3 + 3H2

Хөнгөн цагааны исэл ба гидроксидын шинж чанарууд:хөнгөн цагаан исэл, эсвэл хөнгөн цагааны исэл, Al 2 O 3 нь цагаан нунтаг юм. Хөнгөн цагааны ислийг метал шатаах эсвэл хөнгөн цагааны гидроксидыг шохойжуулах замаар гаргаж авч болно.

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

Хөнгөн цагааны исэл нь усанд бараг уусдаггүй. Энэ исэлд тохирох Al (OH) 3 гидроксидыг хөнгөн цагааны давсны уусмал дээр дутагдалтай үед авсан аммонийн гидроксид эсвэл шүлтийн уусмалын үйлчлэлээр олж авдаг.

AlCl 3 + 3NH 3 H2O = Al(OH)3 + 3NH4Cl

Энэ металлын исэл ба гидроксид нь амфотертэдгээр. үндсэн болон хүчиллэг шинж чанарыг харуулдаг.

Үндсэн шинж чанарууд:

Al 2 O 3 + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2 O

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

Хүчиллэг шинж чанар:

Al 2 O 3 + 6KOH + 3H 2 O \u003d 2K 3

2Al(OH) 3 + 6KOH = K 3

Al 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaAlO 2 + H 2 O

Хөнгөн цагаан хүлээн авахэлектролитийн арга. Үүнийг давсны усан уусмалаас тусгаарлах боломжгүй, учир нь маш идэвхтэй металл юм. Тиймээс металл хөнгөн цагааныг олж авах үйлдвэрлэлийн гол арга бол хөнгөн цагааны исэл ба криолит агуулсан хайлмалын электролиз юм.

Металл хөнгөн цагаан нь үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд үйлдвэрлэлийн хувьд төмрийн дараа хоёрдугаарт ордог. Хөнгөн цагааны дийлэнх хэсгийг хайлш үйлдвэрлэхэд зарцуулдаг.

Duralumin - зэс, бага хэмжээний магни, манган болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан хөнгөн цагаан хайлш. Duralumins нь хөнгөн, бат бөх, зэврэлтэнд тэсвэртэй хайлш юм. Нисэх онгоц, механик инженерчлэлд ашигладаг.

магналин - хөнгөн цагаан ба магнийн хайлш. Нисэх онгоц, механик инженерчлэл, барилгын ажилд ашигладаг. Далайн усанд зэврэлтэнд тэсвэртэй тул усан онгоцны үйлдвэрлэлд ашигладаг. Силумин нь цахиур агуулсан хөнгөн цагааны хайлш юм. Кастинг хийхэд тохиромжтой. Энэхүү хайлшийг автомашин, нисэх онгоц, механик инженерчлэл, нарийн багажийн үйлдвэрлэлд ашигладаг. Хөнгөн цагаан нь уян хатан металл тул радиотехникийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх, бараа савлахад ашигладаг нимгэн тугалган цаас хийхэд ашигладаг. Утаснууд нь хөнгөн цагаан, мөнгөн будгаар хийгдсэн байдаг.

XI бүлэг. ҮЕИЙН ГУРАВДУГААР БҮЛЭГ

ЭЛЕМЕНТИЙН СИСТЕМ

83. III бүлгийн элементүүдийн ерөнхий шинж чанар

III бүлэгт бор, хөнгөн цагаан, галли, индий, талли (үндсэн дэд бүлэг), түүнчлэн скандий, иттрий, лантан ба лантанид, актини ба актинид (хажуугийн дэд бүлэг) орно.

Үндсэн дэд бүлгийн элементүүдийн гаднах электрон түвшинд тус бүр гурван электрон байдаг (s 2 p 1). Тэд эдгээр электроныг хялбархан өгч эсвэл нэг электрон р түвшинд шилжсэний улмаас хосгүй гурван электрон үүсгэдэг. Бор, хөнгөн цагааны хувьд нэгдлүүд нь зөвхөн +3 исэлдэлтийн төлөвтэй байдаг. Галийн дэд бүлгийн элементүүд (галли, индий, талли) нь мөн гадаад электрон түвшинд гурван электронтой бөгөөд s 2 p 1 тохиргоог бүрдүүлдэг боловч тэдгээр нь 18 электрон давхаргын дараа байрладаг. Тиймээс хөнгөн цагаанаас ялгаатай нь галли нь метал бус шинж чанартай байдаг. Ga, In, Tl цувралын эдгээр шинж чанарууд нь суларч, металлын шинж чанарууд нэмэгддэг.

Скандиумын дэд бүлгийн элементүүд мөн гадна электрон түвшинд гурван электронтой байдаг. Гэсэн хэдий ч эдгээр элементүүд нь шилжилтийн d-элементүүд бөгөөд тэдгээрийн валентын давхаргын цахим тохиргоо нь d 1 s 2 байна. Эдгээр электронууд нь бүх гурван элементийг хялбархан өгдөг. Лантанидын дэд бүлгийн элементүүд нь гаднах электрон түвшний өвөрмөц тохиргоотой байдаг: 4f түвшин тэдгээрт хуримтлагдаж, d түвшин алга болдог. Цэриумаас эхлээд гадолиниум ба лютециас бусад бүх элементүүд нь гаднах электрон түвшний 4f n 6s 2 (гадолиниум ба лютети нь 5d 1 электронтой) электрон тохиргоотой байдаг. n тоо нь 2-14 хооронд хэлбэлздэг.Иймд s- болон f-электронууд валентийн холбоо үүсэхэд оролцдог. Ихэнх тохиолдолд лантанидын исэлдэлтийн төлөв нь +3, бага +4 байдаг.

Актинидын валентын давхаргын электрон бүтэц нь олон талаараа лантанидын валентын давхаргын электрон бүтэцтэй төстэй юм. Бүх лантанид ба актинидууд нь ердийн металлууд юм.

III бүлгийн бүх элементүүд нь хүчилтөрөгчтэй маш хүчтэй холбоотой байдаг бөгөөд тэдгээрийн исэл үүсэх нь их хэмжээний дулаан ялгардаг.

III бүлгийн элементүүд хамгийн олон төрлийн хэрэглээг олдог.

Борыг 1808 онд Ж.Гей-Люссак, Л.Тенард нар нээсэн бөгөөд дэлхийн царцдас дахь агууламж нь 1.2·10 - 3% байна.

Металл (борид) бүхий борын нэгдлүүд нь өндөр хатуулаг, халуунд тэсвэртэй байдаг. Тиймээс тэдгээрийг хэт хатуу, халуунд тэсвэртэй тусгай хайлшийг олж авахад ашигладаг. Борын карбид ба борын нитрид нь өндөр халуунд тэсвэртэй байдаг. Сүүлийнх нь өндөр температурт тосолгооны материал болгон ашигладаг. Гидратжуулсан натрийн тетраборат Na 2 B 4 O 7 10H 2 O (борак) нь тогтмол найрлагатай бөгөөд түүний уусмалыг хүчиллэг уусмалын концентрацийг тодорхойлоход аналитик химийн салбарт ашигладаг. Бораксын хүчилтэй урвал нь тэгшитгэлийн дагуу явагдана

Na 2 B 4 O 7 + 2 HCl + 5 H 2 O \u003d 2 NaCl + 4 H 3 BO 3

VI бүлгийн элементүүдтэй галлийн нэгдлүүд (хүхэр, селен, теллур) нь хагас дамжуулагч юм. Өндөр температурын термометрийг шингэн галлигаар дүүргэдэг.

Индиумыг 1863 онд Т.Рихтер, Ф.Рейх ​​нар нээсэн бөгөөд газрын найрал дахь түүний агууламж 2.5 10 - 5% байна. Зэсийн хайлш дээр индий нэмсэнээр сүүлийнх нь далайн усны үйлчлэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Мөнгөнд энэ металлыг нэмснээр мөнгөний гялбаа нэмэгдэж, агаарт бүдгэрэхээс сэргийлдэг. Индиум бүрээс нь металыг зэврэлтээс хамгаалдаг. Энэ нь шүдний эмчилгээнд хэрэглэгддэг зарим хайлш, түүнчлэн хайлдаг хайлш (индий, висмут, хар тугалга, цагаан тугалга, кадми зэрэг хайлш 47 С-т хайлдаг) нэг хэсэг юм. Төрөл бүрийн металл бус индийн нэгдлүүд нь хагас дамжуулагч шинж чанартай байдаг.

Таллийг 1861 онд В.Крукс нээсэн бөгөөд дэлхийн царцдас дахь агууламж нь 10-4% байдаг. Талли (10%) нь цагаан тугалга (20%), хар тугалга (70%) бүхий хайлш нь маш өндөр хүчилд тэсвэртэй бөгөөд хүхрийн, давсны болон азотын хүчлүүдийн хольцыг тэсвэрлэдэг. Талли нь халсан объектоос ирж буй хэт улаан туяаны цацрагт фотоэлементийн мэдрэмжийг нэмэгдүүлдэг. Таллийн нэгдлүүд нь маш хортой бөгөөд үс унах шалтгаан болдог.

Галли, индий, талли нь ул мөр элемент юм. Тэдний хүдэр дэх агууламж нь дүрмээр бол мянган хувиас хэтрэхгүй байна.

Сканди, иттрий, лантан, лантанидын нэгдлүүдийг 19-р зууны эхэн үеэс мэддэг байсан. Цэвэр скандиумыг 1879 онд Л.Ф.Нилсон ялган авчээ.Дэлхийн царцдас дахь энэ элементийн агууламж 10-3% байдаг. Итриумыг 1794 онд Ю.Гадолин нээсэн.Дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж 2,9·10 - 3% байна. 1839 онд К.Г.Мосандер нээсэн дэлхийн царцдас дахь лантаны агууламж 4.9 10 - 3% байна. Эдгээр металлыг голчлон цахилгаан, соронзон шинж чанар бүхий тусгай хайлшийг олж авахад ашигладаг. Нэмж дурдахад лантанидыг янз бүрийн пирофорын найрлага, цериумыг хөнгөн цагааны хайлш авахад ашигладаг. Цэрийн нэмэлт нь хөнгөн цагааны цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлж, механик шинж чанарыг нь сайжруулж, вольфрамын өнхрөлтийг хөнгөвчилдөг. Церийн давхар ислийг оптик шилийг нунтаглахад ашигладаг.

Актинидын гэр бүл нь үечилсэн систем дэх актиниумаас хойшхи хамгийн хүнд элементүүдийг агуулдаг.

Актинидуудаас уран, тори нь практик хэрэглээг олж авдаг.

болон плутони.

Ураныг 1789 онд М.Г.Клапрот нээсэн бөгөөд дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж 2.5 10 - 4% байна. Байгальд уран гурван изотоп хэлбэрээр байдаг: 238 U - 99.285%, 235 U - 0.71%, 234 U - 0.005%. 235 U изотоп нь аяндаа задрах чадвартай.Тиймээс реакторуудад цөмийн түлш болгон ашиглаж байгаа ураныг 235 изотопын агууламжийг нэмэгдүүлэхийн тулд баяжуулдаг. Энэхүү изотопын хувьд эгзэгтэй массын тухай ойлголт байдаг бөгөөд түүнд хүрэхэд гинжин урвал эхэлж, цөмийн дэлбэрэлт үүсдэг. Хэрэв 235 U-ийн масс нь эгзэгтэй хэмжээнээс бага байвал аяндаа задрах урвалын хурдыг хянах боломжтой. Энэхүү 235 U шинж чанарыг цөмийн реакторт ашигладаг. Мөн ураны нэгдлүүдийг хэвлэх, силикат үйлдвэрт будагч бодис болгон ашигладаг.

Торийн давхар ислийг 1828 онд Ж.Я.Берзелиус нээсэн боловч металл торийг харьцангуй саяхан олж авсан. Дэлхийн царцдас дахь торийн агууламж 1.3·10 - 3% байна. Гянт болд руу энэ металлын жижиг нэмэлтүүд нь улайсдаг чийдэнгийн цахилгаан ороомгийн ашиглалтын хугацааг нэмэгдүүлдэг (тори нь вольфрамын судлын хурдан элэгдэлд хувь нэмэр оруулдаг хийг шингээдэг). Торийн давхар ислийг анагаах ухаан, түүнчлэн зарим катализатор үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Плутонийг 1940 онд Г.Сиборг, Э.Макмиллан, Ж.Кеннеди, А.Вол нар нээсэн бөгөөд дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж маш бага юм. Плутонийг цөмийн реакторын түлшний задралын бүтээгдэхүүнээс гаргаж авдаг. Энэ нь уран-235-тай ижил зорилгоор ашиглагддаг.

84. Хөнгөн цагаан

Хөнгөн цагааныг анх 1825 онд Данийн химич Х.К.Оерстед химийн аргаар гаргаж авсан бол 1854 онд Францын химич А.Э.Ст.Клэр Девилл цахилгаан химийн аргаар ялган авчээ.

Байгальд байх. Хөнгөн цагаан бол байгальд хамгийн түгээмэл металл юм. Дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж 8.05% байна. Байгалийн хөнгөн цагааны хамгийн чухал нэгдлүүд нь алюминосиликат, боксит, корунд юм.

Алюминосиликатууд нь дэлхийн царцдасын дийлэнх хэсгийг бүрдүүлдэг. Тэдний өгөршлийн бүтээгдэхүүн нь шавар, хээрийн жонш (ортоклаз, альбит, анортит) юм. Шаврын үндэс нь каолин Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O юм.

Боксит бол хөнгөн цагаан гаргаж авдаг чулуулаг юм. Гол төлөв хөнгөн цагааны ислийн гидратаас бүрддэг Al 2 O 3 nH 2 O.

Физик шинж чанар. Хөнгөн цагаан бол 660°С-т хайлдаг мөнгөлөг цагаан цайвар металл юм. Маш уян хатан, утсанд амархан татагдаж, хуудас болгон өнхрүүлдэг: 0.01 мм-ээс бага зузаантай тугалган цаас хийж болно. Хөнгөн цагаан нь маш өндөр дулаан, цахилгаан дамжуулах чадвартай. Төрөл бүрийн металлаар хийсэн хайлш нь бат бөх, хөнгөн байдаг.

Химийн шинж чанар. Хөнгөн цагаан бол маш идэвхтэй металл юм. Цуврал хүчдэлд энэ нь шүлтлэг ба шүлтлэг шороон металлын дараа байдаг. Гэсэн хэдий ч агаарт энэ нь нэлээд тогтвортой байдаг, учир нь түүний гадаргуу нь металыг агаартай харьцахаас хамгаалдаг маш нягт ислийн хальсаар бүрхэгдсэн байдаг. Хэрэв хамгаалалтын ислийн хальсыг хөнгөн цагаан утаснаас салгавал хөнгөн цагаан нь агаар дахь хүчилтөрөгч, усны ууртай хүчтэй харилцан үйлчилж, сул масс болох хөнгөн цагааны гидроксид болж хувирна.

4 Al + 3 O 2 + 6 H 2 O \u003d 4 Al (OH) 3

Энэ урвал нь дулаан ялгарах дагалддаг.

Хамгаалалтын ислийн хальснаас цэвэршүүлсэн хөнгөн цагаан нь устөрөгч ялгаруулж устай харилцан үйлчилдэг.

2 Al + 6 H 2 O \u003d 2 Al (OH) 3 + 3 H 2

Хөнгөн цагаан нь шингэрүүлсэн хүхрийн болон давсны хүчилд сайн уусдаг.

2 Al + 6 Hcl \u003d 2 AlCl 3 + 3 H 2

2 Al + 3 H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 +3 H 2

Шингэрүүлсэн азотын хүчил нь хүйтэнд хөнгөн цагааныг идэвхгүй болгодог боловч халах үед хөнгөн цагаан нь азотын дутуу исэл, азотын гемиоксид, чөлөөт азот эсвэл аммиак ялгаруулж уусдаг, жишээлбэл:

8 Al + 30 HNO 3 \u003d 8 Al (NO 3) 3 + 3 N 2 O + 15 H 2 O

Баяжуулсан азотын хүчил хөнгөн цагааныг идэвхгүй болгодог.

Хөнгөн цагааны исэл ба гидроксид нь амфотер шинж чанартай байдаг

шинж чанараараа хөнгөн цагаан нь аммонийн гидроксидоос бусад бүх шүлтийн усан уусмалд амархан уусдаг.

2 Al + 6 KOH + 6 H 2 O \u003d 2 K 3 [Al (OH) 6] + 3 H 2

Нунтаг хөнгөн цагаан нь галоген, хүчилтөрөгч болон бүх металл бус бодисуудтай амархан урвалд ордог. Урвалыг эхлүүлэхийн тулд халаах шаардлагатай бөгөөд дараа нь тэд маш эрчимтэй явагдаж, их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг.

2 Al + 3 Br 2 = 2 AlBr 3 (хөнгөн цагаан бромид)

4 Al + 3 O 2 \u003d 2 Al 2 O 3 (хөнгөн цагааны исэл)

2 Al + 3 S = Al 2 S 3 (хөнгөн цагаан сульфид)

2 Al + N 2 = 2 AlN (хөнгөн цагаан нитрид)

4 Al + 3 C \u003d Al 4 C 3 (хөнгөн цагаан карбид)

Хөнгөн цагааны сульфид нь зөвхөн хатуу хэлбэрээр байж болно. Усан уусмалд хөнгөн цагааны гидроксид ба устөрөгчийн сульфид үүсэх замаар бүрэн гидролизд ордог.

Al 2 S 3 + 6 H 2 O \u003d 2 Al (OH) 3 + 3 H 2 S

Хөнгөн цагаан нь бусад металлын исэл ба давснаас хүчилтөрөгч, галогенийг амархан авдаг. Урвал нь их хэмжээний дулаан ялгарах дагалддаг.

8 Al + 3 Fe 3 O 4 \u003d 9 Fe + 4 Al 2 O 3

Металлыг ислээс нь хөнгөн цагаанаар ангижруулах процессыг алюминотерми гэж нэрлэдэг. Алюминотерми нь хүчилтөрөгч (ниоби, тантал, молибден, вольфрам гэх мэт) -тэй хүчтэй холбоо үүсгэдэг зарим ховор металлыг үйлдвэрлэх, түүнчлэн гагнуурын төмөр замд ашиглагддаг. Хэрэв нарийн ширхэгтэй хөнгөн цагаан нунтаг ба соронзон төмрийн хүдрийн Fe 3 O 4 (термит) холимогийг тусгай гал хамгаалагчаар асаавал 3500 С хүртэл халаахад урвал аяндаа явагдана. Энэ температурт төмөр хайлсан төлөвт байна.

Баримт. Хөнгөн цагааны хлоридыг натрийн металлаар ангижруулах замаар анх удаа хөнгөн цагааныг гаргаж авсан.

AlCl 3 + 3 Na = 3 NaCl + Al

Одоогийн байдлаар электролитийн ваннд хайлсан давсыг электролизээр гаргаж авдаг (Зураг 46). Электролит нь 85-90% криолит - нийлмэл давс 3NaF·AlF 3 (эсвэл Na 3 AlF 6) ба 10-15% хөнгөн цагааны исэл - хөнгөн цагааны исэл Al 2 O 3 агуулсан хайлмал юм. Энэ хольц нь ойролцоогоор 1000 хэмд хайлдаг.

Хайлсан криолитэд ууссан үед хөнгөн цагааны исэл нь хөнгөн цагаан, хөнгөн цагаан хүчлийн давс шиг ажиллаж, хөнгөн цагааны хүчлийн хүчил үлдэгдэл болох хөнгөн цагааны катионууд болон анионуудад задалдаг.

AlAlO 3  Al 3  + AlO 3 3 

Криолит нь мөн хуваагдана:

Na 3 AlF 6  3 Na  + AlF 6 3 

Хайлмалаар цахилгаан гүйдэл дамжих үед хөнгөн цагаан ба натрийн катионууд электролизийн явцад олж авсан хайлсан хөнгөн цагааны давхаргаар ёроолд бүрхэгдсэн банны бал чулууны бие болох катод руу шилждэг. Хөнгөн цагаан нь натритай харьцуулахад бага урвалд ордог тул хамгийн түрүүнд буурдаг. Хайлсан төлөвт багассан хөнгөн цагааныг ванны ёроолд цуглуулж, үе үе гаргаж авдаг.

Анионууд AlO 3 3  ба AlF 6 3  анод руу шилждэг - бал чулуун саваа эсвэл хоосон зай. Анод дээр эхлээд AlO 3 3 анион ялгардаг -

4 AlO 3 3   12 e  \u003d 2 Al 2 O 3 + 3 O 2

Хөнгөн цагааны ислийн хэрэглээ байнга нөхөгддөг. Криолитын хэмжээ бараг өөрчлөгддөггүй, зөвхөн анод дээр нүүрстөрөгчийн тетрафторид СF 4 үүссэнээс бага хэмжээний алдагдал гардаг.

Хөнгөн цагааныг электролитийн аргаар үйлдвэрлэхэд маш их цахилгаан шаардагддаг (1 тонн хөнгөн цагаан үйлдвэрлэхэд 20,000 кВт.цаг орчим цахилгаан зарцуулдаг) тул хөнгөн цагааны үйлдвэрүүдийг цахилгаан станцын ойролцоо байгуулдаг.

Өргөдөл. Хөнгөн цагааныг маш өргөн ашигладаг. Үүнээс тугалган цаас хийдэг бөгөөд үүнийг радио инженерчлэл, хүнсний бүтээгдэхүүнийг савлахад ашигладаг. Ган болон цутгамал төмрийн бүтээгдэхүүнийг зэврэлтээс хамгаалахын тулд хөнгөн цагаанаар бүрсэн байдаг: бүтээгдэхүүнийг хөнгөн цагаан нунтаг (49%), хөнгөн цагаан исэл (49%), хөнгөн цагаан хлорид (2%) хольж 1000 С хүртэл халаана. Энэ процессыг aluminizing гэж нэрлэдэг.

Хөнгөнцагаанжуулсан бүтээгдэхүүн нь зэврэлтгүй 1000 С хүртэл халалтыг тэсвэрлэдэг. Маш хөнгөн, бат бөх чанараараа ялгагддаг хөнгөн цагааны хайлшийг дулаан солилцуур, нисэх онгоцны үйлдвэрлэл, механик инженерчлэлд ашигладаг.

Хөнгөн цагааны исэл Al 2 О 3 . Энэ нь 2050 С хайлах температуртай цагаан бодис юм. Байгальд хөнгөн цагаан исэл нь корунд, хөнгөн цагааны исэл хэлбэрээр байдаг. Заримдаа үзэсгэлэнтэй хэлбэр, өнгөт корунд тунгалаг талстууд байдаг. Хромын нэгдлээр улаанаар будсан корундыг бадмаараг, титан, төмрийн нэгдлээр будсан хөхийг индранил гэнэ. бадмаараг, индранил бол үнэт чулуу юм. Одоогийн байдлаар тэдгээрийг зохиомлоор амархан олж авдаг.

Хөнгөн цагааны исэл нь амфотер шинж чанартай боловч ус, хүчил, шүлтлэгт уусдаггүй. Төвлөрсөн шүлтийн уусмалд буцалгахад хэсэгчлэн уусмал руу ордог. Хөнгөн цагааны исэл нь шүлтлэг эсвэл калийн пиросульфаттай нийлснээр уусдаг төлөвт хувирдаг.

AI 2 O 3 + 2 KOH \u003d 2 KAlO 2 + H 2 O

Al 2 O 3 + 3 K 2 S 2 O 7 \u003d 3 K 2 SO 4 + Al 2 (SO 4) 3

Үүссэн хайлш нь усанд уусдаг. Хөнгөн цагааны ислийг калий эсвэл содтой холих үед хөнгөн цагааны бодисуудусанд амархан уусдаг:

Al 2 O 3 + K 2 CO 3 \u003d 2 KAlO 2 + CO 2

Байгалийн корунд бол маш хатуу бодис юм. Энэ нь зүлгүүр, нунтаглах нунтаг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Ruby нь цаг болон бусад нарийн механизмын бутыг хийхэд хэрэглэгддэг.

Хөнгөн цагааны ислийг хөнгөн цагаан үйлдвэрлэх түүхий эд болгон ашигладаг. Хуурайшсан хөнгөн цагаан исэл нь хроматографийн аргаар органик бодисыг цэвэршүүлэх, салгахад шингээгч болдог.

Хөнгөн цагааны гидроксид Al(OH) 3 . Энэ нь халах үед ус алдаж, хөнгөн цагаан исэл болж хувирдаг цагаан бодис юм. Хөнгөн цагааны гидроксид нь амфотер шинж чанартай байдаг. Шинэхэн тунадасжсан гидроксид нь хүчил, шүлтэнд амархан уусдаг (аммонийн гидроксидоос бусад):

2 Al (OH) 3 + 3 H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 6 H 2 O

Al (OH) 3 + 3 KOH \u003d K 3 [Al (OH) 6]

Хөнгөн цагааны гидроксид нь сул суурь ба түүнээс ч сул хүчил тул хөнгөн цагааны давс нь зөвхөн илүүдэл хүчилтэй үед л уусмалд, харин шүлтийн илүүдэлтэй үед л хөнгөн цагаан болдог. Уусмалыг усаар шингэлэх үед эдгээр нэгдлүүд хүчтэй гидролизд ордог.

Хатаасан хөнгөн цагааны гидроксид нь усныхаа тодорхой хэсгийг алдсан тул хүчил, шүлтлэгт уусдаггүй тул хөнгөн цагааны исэлтэй төстэй.

Хөнгөн цагааны гидроксид нь янз бүрийн бодисыг шингээх чадвартай тул ус цэвэрлэхэд ашигладаг.

XII бүлэг. ҮЕИЙН ХОЁРДУГААР БҮЛЭГ

ЭЛЕМЕНТИЙН СИСТЕМ

85. II бүлгийн элементүүдийн ерөнхий шинж чанар

Элементүүдийн үечилсэн системийн II бүлэгт бериллий, шүлтлэг шороон металлууд: магни, кальци, стронций, бари, радий (үндсэн дэд бүлэг), цайрын дэд бүлэг: цайр, кадми, риут (хажуугийн дэд бүлэг) орно. Шүлтлэг шороон металууд нь усанд ууссан исэлүүд (дэлхий) шүлтлэг уусмал үүсгэдэгтэй холбоотой.

Үндсэн ба хажуугийн дэд бүлгийн элементүүдийн гадаад электрон түвшинд тус бүр хоёр электрон (s 2) байдаг бөгөөд тэдгээр нь +2 исэлдэлтийн төлөвтэй нэгдлүүдийг үүсгэдэг.

II бүлгийн бүх элементүүд нь харьцангуй бага хайлах цэг, өндөр хэлбэлзэлтэй байдаг. Шүлтлэг газрын элементүүдэд гидроксидын уусах чадвар магниас бари хүртэл нэмэгддэг: магнийн гидроксид нь усанд бараг уусдаггүй, кальцийн гидроксид нь бага зэрэг уусдаг, барийн гидроксид нь сайн байдаг. Олон давсны уусах чадвар нь магнигаас радий хүртэл буурдаг. Тиймээс магнийн сульфат нь усанд сайн уусдаг, кальцийн сульфат нь муу уусдаг, стронций, бари, радийн сульфатууд бараг уусдаггүй. Радий сульфатын бага уусах чадвар нь түүний баяжмалаас радийг тусгаарлахад хэрэглэгддэг.

Цайрын дэд бүлэгт ислийн амфотер чанар нь цайраас мөнгөн ус хүртэл буурдаг: цайрын гидроксид нь шүлтлэгт сайн уусдаг, кадми гидроксид нь илүү муу, мөнгөн усны гидроксид нь шүлтэнд уусдаггүй. Энэ дэд бүлгийн элементүүдийн идэвхжил нь атомын масс нэмэгдэх тусам буурдаг. Тиймээс цайр нь кадми ба мөнгөн усыг давсны уусмалаас, кадми нь мөнгөн усыг зайлуулдаг.

Бериллиумыг 1798 онд Л.Н.Вокэлин нээсэн.Дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж 3,8·10 - 4% байна. Рентген туяаг хөнгөн цагаанаас 17 дахин сул шингээдэг тул бериллий металлыг рентген аппаратын цонх хийхэд ашигладаг. Хайлш дээр бериллийг нэмэх нь хатуулаг, цахилгаан дамжуулах чанарыг нэмэгдүүлдэг. Бериллийн нэгдлүүд нь уушгины маш хүнд өвчин үүсгэдэг.

Стронцийг анх 1790 онд А.Кроуфорд исэл хэлбэрээр, цэвэр хэлбэрээр нь 1808 онд Г.Дэви гаргаж авсан ба дэлхийн царцдас дахь агууламж нь 0,034% байна. Стронцийн нитратыг пиротехникийн үйлдвэрлэлд ашигладаг бол түүний карбонат, ислийг чихрийн үйлдвэрт ашигладаг. Цөмийн дэлбэрэлтийн үед стронций-90 үүсдэг бөгөөд цацраг туяа нь маш аюултай тул цацрагийн өвчин, лейкеми, ясны саркома үүсгэдэг.

Барийг 1774 онд К.В.Шээле, 1808 онд Г.Дэви нар нээсэн бөгөөд дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж 0,065% байна. Барийн нэгдлүүдээс түүний гидроксид, хэт исэл болон зарим давсыг хамгийн өргөн хэрэглэдэг. Барийн гидроксид ба хлоридыг лабораторийн практикт, барийн хэт ислийг - устөрөгчийн хэт исэл, нитрат, хлоратыг үйлдвэрлэхэд - пиротехникийн хэрэгсэлд, барийн сульфатыг - хоол боловсруулах эрхтний флюроскопод ашигладаг. Барийн нэгдлүүд нь хортой байдаг.

Радиумыг 1898 онд М., П.Кюри нар Ж.Белебентэй хамт нээжээ.

Дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж 1·10 - 20% байна. Ради нь байгалийн цацраг идэвхт чанартай: цацраг идэвхт задралын явцад α-бөөмүүд, электронууд ялгарч, радон үүсдэг. Радийн давсыг судалгааны зорилгоор ашиглахаас гадна эдгээх шинж чанартай радоныг олж авахад ашигладаг.

Кадмийг 1817 онд Ф.Стромейер нээсэн бөгөөд түүнээс үл хамааран К.Херман, К.Карстен, В.Мейснер нар 1818 онд дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж 1,3·10 - 5% байна. Кадми нь хамгаалалтын ислийн хальсаар бүрхэх чадвартай тул зэврэлтээс хамгаалах тогтвортой бүрхүүл болгон ашигладаг. Кадми нэгдлүүд нь хортой байдаг.

86. Магни

Магнийг 1808 онд Г.Дэви нээсэн.

Байгальд байх. Дэлхийн царцдас дахь магнийн агууламж 1.87% байна. Түүний нэгдлүүд нь янз бүрийн ашигт малтмалаас олддог. Магнийн карбонат нь доломит CaCO 3 MgCO 3, магневит MgCO 3, хлорид нь карналлит KCl MgCl 2 6H 2 O, магнийн сульфат нь кайнит KCl MgSO 4 6H 2 O-ийн нэг хэсэг юм. Далайд их хэмжээний магнийн давс олддог. ус, гашуун амт өгөх.

Физик шинж чанар. Магни нь 1.74 г/см3 нягттай мөнгөлөг цагаан металл бөгөөд 651 С-т хайлж, 1110 С-т буцалгана. Хүйтэн үед магни нь оксидын хальсаар хучигдсан байдаг бөгөөд энэ нь түүнийг агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр цааш исэлдэхээс хамгаалдаг.

Химийн шинж чанар. Магни бол идэвхтэй металл юм. Хэрэв гадаргуу дээрх оксидын хальс уствал агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр амархан исэлддэг. Халах үед магни нь галоген, хүхэр, азот, фосфор, нүүрстөрөгч, цахиур болон бусад элементүүдтэй хүчтэй харилцан үйлчилдэг.

2 Mg + O 2 \u003d 2 MgO (магнийн исэл)

Mg + Cl 2 = MgCl 2 (магнийн хлорид)

3 Mg + N 2 = Mg 3 N 2 (магнийн нитрид)

3 Mg + 2 P \u003d Mg 3 P 2 (магнийн фосфид)

2 Mg + Si \u003d Mg 2 Si (магнийн силицид)

Магни нь усанд уусдаггүй, гэхдээ халах үед усны ууртай идэвхтэй харилцан үйлчилдэг.

Mg + H 2 O \u003d MgO + H 2

Магни нь олон металлаас хүчилтөрөгч, галогенийг амархан салгаж авдаг тул тэдгээрийн нэгдлүүдээс ховор металлыг олж авахад ашигладаг.

3Mg + MoO 3 \u003d 3 MgO + Mo

2Mg + ZrCl 4 = 2 MgCl 2 + Zr

Энэ нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийн уур амьсгалд шатдаг:

Mg + CO 2 \u003d MgO + CO

2 Mg + CO 2 \u003d 2 MgO + C

хүчилд маш сайн уусдаг:

Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2

4 Мг + 10 HNO 3 \u003d 4 Мг (NO 3) 2 + N 2 O + 5 H 2 O

Баримт. Магнийг түүний давсны хайлмалаас электролизээр гаргаж авдаг. Электролит нь цэвэр усгүйжүүлсэн карналлит, анод нь бал чулуун саваа, катод нь төмөр юм. Үүссэн шингэн ид шид нь гадаргуу дээр хөвж, утгуураар цуглуулдаг. Электролизийн явцад магнийн хлорид нь электролитэд нэмэгддэг. Сүүлийн үед магнийн ислийг кальцийн карбид, аморф нүүрстөрөгч эсвэл цахиураар ангижруулж гаргаж авсан. Карбидыг багасгах процесс нь 1200, нүүрстөрөгч - 2000, цахиур - 1200-1300 С температурт явагддаг. Урвалын явцад үүссэн металл магни ба SiO 2-ийн харилцан үйлчлэлээс зайлсхийхийн тулд урвалд MgO биш харин шатсан доломит - кальци, магнийн ислийн холимог орно.

MgO + CaC 2 \u003d CaO + Mg + 2 C (1200 C)

MgO + C \u003d Mg + CO (2000 C)

2 MgO + CaO + Si \u003d CaSiO 3 + 2 Мг (1200-1300 C)

Өргөдөл. Магнийг олон хөнгөн хайлш, ялангуяа дуралюминий үйлдвэрлэлд ашигладаг. Цутгамал төмрийг магни нэмснээр сүүлийнх нь механик шинж чанарыг сайжруулдаг. Магнийг ховор металл (Nb, Ta, Mo, W, Tl, Zr, Hf гэх мэт) болон зарим металл бус (жишээлбэл, Si) үйлдвэрлэхэд бууруулагч болгон ашигладаг.

Магнийн исэл MgO. Усанд уусдаггүй цагаан талст бодис. 2800 хэмд хайлдаг. Үндсэн шинж чанаруудтай. Энэ нь хүчилд сайн уусдаг:

MgO + H 2 SO 4 \u003d MgSO 4 + H 2 O

халах үед хүчиллэг исэлтэй урвалд ордог:

MgO + SiO 2 = MgSO 4

Лабораторид магнийн оксидыг магнийн металлыг шатаах эсвэл түүний гидроксидыг шохойжуулах замаар олж авч болно.

Mg (OH) 2 \u003d MgO + H 2 O

Аж үйлдвэрийн салбарт магнийн карбонатын дулааны задралаар MgO ялгардаг.

MgCO 3 \u003d MgO + CO 2

Магнийн ислийн дийлэнх хэсгийг барилгын салбарт магнезит цемент, магнезит галд тэсвэртэй материал үйлдвэрлэхэд зарцуулдаг.

Магнийн гидроксид Mg(OH) 2 . Усанд уусдаггүй, хүчилд амархан уусдаг цагаан бодис:

Mg (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d MgSO 4 + 2 H 2 O

Нүүрстөрөгчийн давхар ислийг магнийн гидроксидын суспензээр нэвтрүүлэхэд сүүлийнх нь уусаж магнийн бикарбонат үүсгэдэг.

Mg (OH) 2 + CO 2 \u003d MgCO 3 + H 2 O

MgCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Mg (HCO 3) 2

Магнийн гидроксидыг магнийн давсны уусмал дээр шүлт эсвэл аммиакийн үйлчлэлээр олж авдаг.

MgCl 2 + 2 KOH \u003d Mg (OH) 2 + 2 KCl

MgCl 2 + 2 NH 4 OH \u003d Mg (OH) 2 + 2 NH 4 Cl

Хэрэв уусдаггүй магнийн гидроксид агуулсан уусмалд аммонийн давс нэмбэл тунадас нь уусдаг. Энэ нь аммонийн ионууд нь гидроксил ионуудыг холбодогтой холбоотой (бага зэрэг диссоциацийн аммонийн гидроксид үүсдэг):

Mg (OH) 2 + 2 NH 4  \u003d Mg 2  + 2 NH 4 OH

Ийм маягаар магнийг аммиакт уусгаж хадгалж болно. Энэ уусмалыг магнийн хольц гэж нэрлэдэг бөгөөд фосфорын хүчлийн ионыг чанарын болон тоон үзүүлэлтээр тодорхойлоход ашигладаг.

MgCl 2 + 3 NH 4 OH + H 3 RO 4 \u003d MgNH 4 RO 4 + 2 NH 4 Cl + 3 H 2 O

Нитрат, хлорид, сульфат, перхлорат, магнийн ацетат, түүнчлэн олон суурьт хүчлийн хүчил давс нь усанд амархан уусдаг. Бусад магнийн давс нь усанд муу уусдаг.

87. Кальци

Кальцийн давс нь хүн төрөлхтөнд маш удаан хугацааны туршид мэдэгдэж байсан боловч чөлөөт төлөвт энэ металлыг англи химич Г.Дэви зөвхөн 1808 онд олж авчээ.

Байгальд байх. Дэлхийн царцдас дахь кальцийн агууламж 3.3% байна. Түүний хамгийн түгээмэл нэгдлүүд нь эрдэс кальцит CaCO 3 (шохойн чулуу, шохой, гантиг чулууны гол бүрэлдэхүүн хэсэг) ба тунгалаг олон төрлийн кальцит - Исландын спар юм. Кальцийн карбонат нь мөн эрдэс доломит CaCO 3 · MgCO 3 нэг хэсэг юм. Ихэнхдээ кальцийн сульфатын ордууд байдаг эрдэс гипс CaSO 4 2H 2 O, кальцийн фосфат - эрдэс фосфорит Ca 3 (PO 4) 2 ба апатит 3Ca 3 (PO 4) 2 CaF 2 (эсвэл Ca) хэлбэрээр. 5 (PO 4) 3 F), кальцийн фтор - эрдэс CaF 2 хайлуур жонш, кальцийн нитрат - кальци, эсвэл Норвеги, Ca(NO 3) 2 нитрат хэлбэрээр. Кальци нь мөн олон алюминосиликатуудын нэг хэсэг бөгөөд ялангуяа хээрийн жонш юм.

Физик шинж чанар. Кальци нь 850°С-т хайлж, 1482°С-т буцалгадаг мөнгөлөг цагаан уян хатан металл юм. Энэ нь шүлтлэг металлаас хамаагүй хэцүү байдаг.

Химийн шинж чанар. Кальци бол идэвхтэй металл юм. Тиймээс хэвийн нөхцөлд энэ нь агаар мандлын хүчилтөрөгч ба галогентэй амархан харьцдаг.

2 Ca + O 2 \u003d 2 CaO (кальцийн исэл)

Ca + Br 2 \u003d CaBr 2 (кальцийн бромид)

Устөрөгч, азот, хүхэр, фосфор, нүүрстөрөгч болон бусад металл бус бодисуудтай кальци нь халах үед урвалд ордог.

Ca + H 2 \u003d CaH 2 (кальцийн гидрид)

3 Ca + N 2 \u003d Ca 3 N 2 (кальцийн нитрид)

Ca + S = CaS (кальцийн сульфид)

3 Ca + 2 P \u003d Ca 3 P 2 (кальцийн фосфид)

Ca + 2 C \u003d CaC 2 (кальцийн карбид)

Кальци нь хүйтэн устай удаан, халуун устай маш хүчтэй харилцан үйлчилдэг.

Ca + 2 H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + H 2

Кальци нь идэвхжил багатай металлын исэл ба галогенээс хүчилтөрөгч эсвэл галогенийг салгаж чаддаг, өөрөөр хэлбэл бууруулагч шинж чанартай байдаг.

5 Ca + Nb 2 O 5 \u003d CaO + 2 Nb

5 Ca + 2 NbCl 5 \u003d 5 CaCl 2 + 2 Nb

Баримт. Кальцийн металлыг хайлсан давсыг нь электролизээр гаргаж авдаг. Электролит нь жингийн хувьд 3: 1 харьцаатай CaCl 2 ба CaF 2 хайлсан холимог юм. Холимог хайлах цэгийг бууруулахын тулд кальцийн фтор нэмнэ. Өргөдөл.Кальцийг металлургийн салбарт төмөр, ганыг исэлээс цэвэрлэхээс гадна олон ховор металл (Tl, Zr, Hf, Nb, Ta гэх мэт) үйлдвэрлэхэд эдгээр металлыг исэл, хлоридоос нь ангижруулагч болгон ашигладаг. Кальци, хар тугалганы хайлшийг холхивч, кабелийн бүрээс хийхэд ашигладаг.

Кальцийн исэл CaO. 3000 С орчимд хайлдаг, үндсэн шинж чанартай цагаан бодис. Ус, хүчил, хүчиллэг исэлд сайн урвалд ордог:

CaO + H 2 O \u003d Ca (OH) 2

CaO + 2 Hcl \u003d CaCl 2 + H 2 O

CaO + CO 2 \u003d CaCO 3

Лабораторийн нөхцөлд кальцийн ислийг кальцийг исэлдүүлэх, түүнчлэн түүний карбонатын дулааны задралаар олж авч болно. Аж үйлдвэрийн салбарт шохойн чулууг босоо ам эсвэл эргэдэг зууханд 1000-1100 хэмд шатаах замаар CaO үйлдвэрлэдэг. Тиймээс үүнийг бас нэрлэдэг шатсанэсвэл шохой.

Кальцийн ислийг барилгын материалын үйлдвэрт холбогч болгон ашигладаг.

Кальцийн гидроксид Ca(OH) 2 . Усанд муу уусдаг цагаан цул бодис (1.56 г Ca (OH) 2 нь 20 хэмд 1 литр усанд уусдаг). Кальцийн ислийг халуун усаар эмчлэхэд нилээд хуваагдсан кальцийн гидроксидыг олж авна. хөвсгөр. Ca(OH) 2-ийн ханасан усан уусмалыг шохойн ус гэж нэрлэдэг. Агаарт нүүрстөрөгчийн давхар исэлтэй харилцан үйлчилж, кальцийн карбонат үүссэний улмаас үүлэрхэг болдог.

Кальцийн гидроксид нь шүлт юм. Энэ нь хүчил, хүчиллэг исэл, давстай амархан урвалд ордог.

Ca (OH) 2 + 2 HCl \u003d CaCl 2 + 2 H 2 O

Ca (OH) 2 + CO 2 \u003d CaCO 3 + H 2 O

3 Ca(OH) 2 +2 FeCl 3 = 3 CaCl 2 + 2 Fe(OH) 3

Кальцийн исэл устай харилцан үйлчлэх үйл явцыг бөхөөх гэж нэрлэдэг. Унтсан шохойг элс, устай хольж, барилгын ажилд ашигладаг шохойн зуурмагийг үүсгэдэг: хана тавихад тоосго холбох, засал чимэглэл хийх гэх мэт Агаарт унасан шохой нь нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээж, кальцийн карбонат болж хувирдаг.

Хайлш дахь цайр нь эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан. Хамгийн цэвэр хэлбэрээр

XVIII зууны төгсгөлд л хүлээн авсан.

Байгальд байх. Дэлхийн царцдас дахь цайрын агууламж 8.3·10 - 3% байна. Түүний холболтууд нэлээд түгээмэл байдаг. Бусдаас илүү олон удаа цайрын хольц ZnS, галми ZnCO 3, цахиур-цайрын хүдэр Zn 2 SiO 4 H 2 O, цайрын шпинель ZnO Al 2 O 3, цайрын улаан хүдэр, эсвэл цинцит, ZnO олддог.

Физик шинж чанар. Цайр нь металл гялалзсан цэнхэр цагаан өнгөтэй металл юм. Агаарт түүний гадаргуу нь исэлдүүлэгч хальсаар хучигдсан бөгөөд бүдгэрдэг. Цайр 419.5°С-т хайлж, 913°С-т буцалгана. Цутгамал хатуу цайрын нягт нь 7.13 г/см 3, цувисан цайрын нягт нь арай өндөр байна. Хайлах цэг дээр цайрын нягт нь 6.92 г/см3 байна. Хүйтэнд цайр нь нэлээд хэврэг боловч 100-150 С-ийн температурт өнхрөх, зурахад хялбар байдаг. Бусад металлуудтай амархан хайлш үүсгэдэг.

Химийн шинж чанар. Цайр бол нэлээд идэвхтэй металл юм. Энэ нь хүчилтөрөгч, галоген, хүхэр, фосфортой амархан харьцдаг.

2 Zn + O 2 \u003d 2 ZnO (цайрын исэл)

Zn + Cl 2 = ZnCl 2 (цайрын хлорид)

Zn + S = ZnS (цайрын сульфид)

3 Zn + 2 P \u003d Zn 3 P 2 (цайрын фосфид)

Халах үед аммиактай харилцан үйлчилж, цайрын нитрид үүсдэг.

3 Zn + 2 NH 3 \u003d Zn 2 N 3 + 3 H 2

мөн усаар:

Zn + H 2 O \u003d ZnO + H 2

ба устөрөгчийн сульфид:

Zn + H 2 S \u003d ZnS + H 2

Цайрын гадаргуу дээр үүссэн сульфид нь түүнийг устөрөгчийн сульфидтэй цаашдын харилцан үйлчлэлээс хамгаалдаг.

Цайр нь хүчил, шүлтлэгт маш сайн уусдаг:

Zn + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2

4 Zn + 10 HNO 3 \u003d 4 Zn (NO 3) 2 + NH 4 NO 3 + 3 H 2 O

Zn + 2 KOH + 2 H 2 O \u003d K 2 + H 2

Хөнгөн цагаанаас ялгаатай нь цайр аммиакийн усан уусмалд уусдаг, учир нь энэ нь маш сайн уусдаг аммиак үүсгэдэг.

Zn + 4 NH 4 OH \u003d (OH) 2 + H 2 + 2 H 2 O

Цайр нь идэвхгүй металуудыг давсны уусмалаас нь зайлуулдаг.

CuSO 4 + Zn = ZnSO 4 + Cu

СdSO 4 + Zn \u003d ZnSO 4 + Сd

Баримт. Цайрыг пирометаллургийн болон гидрометаллургийн гэсэн хоёр аргаар олж авдаг. Хоёр аргын хувьд цайрын хүдрийг шарж, цайрын сульфидыг исэл болгон хувиргадаг.

2 ZnS + 3 O 2 \u003d 2 ZnO + 2 SO 2

ZnCO 3 \u003d ZnO + CO 2

Гарсан хүхрийн давхар ислийг хүхрийн хүчил үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Пирометаллургийн давхаргаар цайр авахдаа гаргаж авсан цайрын үнсийг (цайрын хүдрийг хуурч шарж гаргаж авсан бүтээгдэхүүн) кокстой хольж 1100-1200 С хүртэл халаана. Цайр сэргээгддэг:

ZnO + C = Zn + CO

ба 913 "С-т нэрмэл болно.

Гидрометаллургийн аргаар цайр авахын тулд цайрын үндсийг хүхрийн хүчилд уусгаж, хольцыг ялгаж, хүхрийн хүчлийн уусмалын электролизээр цайрыг тусгаарладаг (хөнгөн цагаан нь катодын үүрэг гүйцэтгэдэг, хар тугалга нь анод юм).

Өргөдөл. Цайр нь төмрийг зэврэлтээс хамгаалахын тулд цайрдсан (цайрын хуудас), гальван элемент үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Цайрын тоосыг химийн процессыг багасгах бодис болгон ашигладаг. Цайр бол олон хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсэг юм.

Цайрын оксид ZnO. Цагаан нунтаг. Энэ нь ойролцоогоор 2000 хэмд хайлдаг. Усанд муу уусдаг. Энэ нь амфотер шинж чанартай байдаг. Хүчил ба шүлтлэгт амархан уусдаг, цайрын давс үүсгэдэг ба n-аас t y:

ZnO + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + H 2 O

ZnO + 2 KOH + 2 H 2 O \u003d K 2

Ууссан үед энэ нь үндсэн болон хүчиллэг ислүүдтэй харилцан үйлчилдэг.

ZnO + CaO \u003d CaZnO 2

ZnO + SiO 2 \u003d ZnSiO 3

Цайрын ислийг химийн олон процесст катализатор болгон ашигладаг. Энэ нь цайрын цагаан нэг хэсэг юм.

Цайрын гидроксид Zn(OH) 2 . Энэ нь хүчил, шүлтлэгт амархан уусдаг амфотер шинж чанартай:

Zn (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + 2 H 2 O

Zn (OH) 2 + 2 KOH \u003d K 2

Энэ нь аммиакид амархан уусдаг - цайрын аммиак үүсдэг.

Zn (OH) 2 + 4 NH 4 OH \u003d (OH) 2 + 4 H 2 O

Цайрын давсыг шүлтлэг (аммиак биш) эсвэл цайрын хүчилээр эмчлэхэд цайрын гидроксид үүсдэг.

ZnSO 4 + 2 KOH \u003d K 2 SO 4 + Zn (OH) 2

K 2 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + Zn (OH) 2 + 2 H 2 O

Цайрын давс. Цайрын хлорид ZpCl 2 нь цайр эсвэл түүний ислийг давсны хүчилд уусгах замаар гаргаж авдаг. Энэ нь усанд маш сайн уусдаг (агаарт тархдаг). Давсны хүчил дэх цайрын хлоридын уусмалыг гагнах (сийлбэр) үед металлын гадаргууг боловсруулахад ашигладаг. Цайрын хлорид нь давсны хүчлийн нийлмэл хүчил H 2 ZnCl 4-тэй хамт үүсдэг бөгөөд энэ нь металлын ислийг уусгах боловч метал биш юм. Innki хлоридыг анагаах ухаанд антисептик болгон ашигладаг.

Цайрын сульфид ZnS. Усанд бага зэрэг уусдаг цайвар шар нунтаг. Даралтын дор 1800-1900С-т хайлна (1180С-т сублимат). Хүчилд амархан уусдаг:

ZnS + 2 HCl \u003d ZnCl 2, + H 2 S

Энэ нь барийн сульфидыг цайрын сульфаттай холих замаар гаргаж авсан эрдэс будаг болох литопоны нэг хэсэг юм.

BaS + ZnSO 4 = BaSO 4 + ZnS

Литонон нь цагаан тугалгатай харьцуулахад хамаагүй хямд боловч гэрэлд тогтворгүй байдаг. Хэт ягаан туяа, цацраг идэвхт туяаны нөлөөн дор цайрын сульфид гэрэлтдэг. Тиймээс үүнийг катодын цацрагийн хоолойд фосфор болгон ашигладаг. Нарийн нунтагласан цайрын сульфид (цайрын сульфидын саарал будаг) нь гүүр, машины эд ангиудын металл хийцийг бүрэх зориулалттай.

Цайрын сульфат ZnSO 4-ийг анагаах ухаанд антисептик болгон ашигладаг.

89. Мөнгөн ус

Мөнгөн ус нь эртний Грекчүүдэд мэдэгдэж байсан.

Байгальд байх. Дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж нь

8.3 10 - 6%. Уугуул мөнгөн ус нь чулуулагт орц хэлбэрээр үүсдэг. Мөн cinnabar гэж нэрлэгддэг мөнгөн усны сульфид HgS байдаг.

Физик шинж чанар. Мөнгөн ус нь -38.84°С-т хатуурч, 356.95°С-т буцалгадаг мөнгөлөг цагаан шингэн металл юм. Хатуу төлөвт энэ нь сайн уян хатан, уян хатан чанартай байдаг. Мөнгөн ус нь олон металлыг уусгаж, амальям үүсгэдэг. Тэдгээрийн дотор металууд нь чөлөөт төлөв шиг ажилладаг боловч идэвхгүй болдог (амалгам үүсэх нь шингэрүүлсэнтэй адил үйл ажиллагааг бууруулдаг). Мөнгөн усны уур нь маш хортой. Мөнгөн ус нь хүний ​​биеэс гадагшилдаггүй.

Химийн шинж чанар. Мөнгөн ус бол идэвхгүй металл юм. Энэ нь зөвхөн халах үед хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчилдэг.

2 Hg + O 2 \u003d 2 HgO

Мөнгөн ус нь хүйтэнд хлортой урвалд орж мөнгөн усны хлорид буюу сублимат үүсгэдэг.

Hg + Cl 2 = HgCl 2

Мөнгөн ус нь нунтаг хүхэртэй амархан харилцан үйлчилж, маш хүчтэй нэгдэл - мөнгөн усны сульфид үүсгэдэг.

Энэ урвал нь асгарсан мөнгөн усыг холбоход хэрэглэгддэг: асгарсан мөнгөн усыг сэжиглэж буй газрыг хүхрийн нунтагаар цацдаг.

Мөнгөн ус нь ус болон шүлтлэгт уусдаггүй. Энэ нь исэлдүүлэгч хүчилд уусдаг; төвлөрсөн хүхрийн хүчилд халаахад, азотын хүчилд - хүйтэнд. Мөнгөн усны хэмжээнээс хамааран мөнгөн усны давс нь исэлдэлтийн төлөвт +1 ба +2 үүсдэг.

Hg + 2 H 2 SO 4 \u003d HgSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O

3 Hg + 8 HNO 3 \u003d 3 Hg (NO 3) 2 + 2 NO + 4 H 2 O

Hg + Hg (NO 3) 2 = Hg 2 (NO 3) 2

HgCl 2 хлорид дахь мөнгөн ус (II) нь металл мөнгөн усаар мөнгөн ус (I) болж буурдаг.

HgCl 2 + Hg \u003d Hg 2 Cl 2 (каломель)

Баримт. Мөнгөн усыг циннабараас агаарт шохойжуулж эсвэл төмөр эсвэл кальцийн ислээр халааж гаргаж авдаг.

HgS + O 2 = Hg + SO 2

HgS + Fe = Hg + FeS

4 HgS + 4 CaO \u003d 4 Hg + 3 CaS + CaSO 4

Мөнгөн усыг амархан нэрж авдаг.

Өргөдөл. Металл мөнгөн усыг даралт зохицуулагч, кварц ламп, термометр, диффузын вакуум насос гэх мэт төрөл бүрийн төхөөрөмжид ашигладаг. Мөн арьсны өвчний эсрэг будаг, мөнгөн усны фульминат, мөнгөн усны тосыг авахад ашигладаг. Мөнгөн усны амальгамыг бууруулагч бодис болгон ашигладаг. Их хэмжээний мөнгөн усыг цахилгаан химийн үйлдвэр (мөнгөн усны катод) болон полярографид ашигладаг.

Мөнгөн усны исэл HgO. Энэ бодис нь шар эсвэл улаан өнгөтэй. Халах үед хүчилтөрөгч, мөнгөн ус руу амархан задардаг. Мөнгөн усны исэл нь зөвхөн үндсэн шинж чанартай байдаг. Энэ нь мөнгөн ус нь амархан уусдаг давс үүсгэдэг хүчилд уусдаг.

HgO + 2 Hcl \u003d HgCl 2 + H 2 O

HgO + 2 HNO 3 \u003d Hg (NO 3) 2 + H 2 O

Мөнгөн усны исэл нь усанд уусдаггүй бөгөөд мөнгөн усны (II) давсны уусмал дээр шүлтийн нөлөөгөөр:

HgCl 2 + 2 KOH \u003d 2 KCl + HgO + H 2 O

Hg (NO 3) 2 + 2 KOH \u003d 2 KNO 3 + HgO + H 2 O

+1 исэлдэлтийн төлөвтэй мөнгөн усны нэгдлүүдэд мөнгөн усны хоёр атом нь ковалент холбоогоор холбогддог. Мөнгөн ус (I) давс, металл мөнгөн ус ба мөнгөн усны исэл (II) дээр шүлтийн үйлчлэлд тунадас үүсдэг.

Hg (NO 3) 2 + 2 KOH \u003d 2 KNO 3 + HgO + Hg + H 2 O

Мөнгөн усны давсыг голчлон химийн олон процесст катализатор болгон ашигладаг. Тиймээс сублимат HgCl 2 нь ацетиленийн гидрохлоржилтыг катализ болгодог.

HCCH + HCl -- H 3 C = CHCl

Мөнгөн усны сульфат HgSO 4 Кучеровын урвалын дагуу ацетиленийг усжуулахад катализатор болгон ашигладаг.

HCCH + H 2 O -- CH 3 CHO

Бага уусдаг Hg 2 Cl 2 каломел нь цахилгаан хэмжигч багажийн стандарт электрод үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Хүснэгт 19 - 3Ap / бүлгийн элементүүдийн шинж чанар

Хөнгөн цагаан нь үечилсэн системийн III бүлгийн үндсэн дэд бүлэгт багтдаг. Үндсэн төлөвт байгаа дэд бүлгийн элементүүдийн атомууд нь гадаад электрон бүрхүүлийн дараах бүтэцтэй байна: ns 2 np 1. Атомуудын гаднах энергийн түвшинд чөлөөт p-орбиталууд байдаг бөгөөд энэ нь атомуудыг өдөөгдсөн төлөвт шилжүүлэх боломжийг олгодог. Өдөөгдсөн төлөвт эдгээр элементүүдийн атомууд нь гурван ковалент холбоо үүсгэдэг эсвэл гурван валентийн электроныг бүрэн өгч, исэлдэлтийн төлөвийг +3 харуулдаг.

Хөнгөн цагаан бол дэлхий дээрх хамгийн түгээмэл металл юм: дэлхийн царцдас дахь түүний массын эзлэх хувь 8.8% байна. Байгалийн хөнгөн цагааны дийлэнх хэсэг нь алюминосиликатуудын нэг хэсэг болох бодис бөгөөд тэдгээрийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг нь цахиур, хөнгөн цагааны исэл юм. Алюминосиликатууд нь олон чулуулаг, шавруудын нэг хэсэг юм.

Шинж чанар: Al бол мөнгөлөг цагаан металл, хайлдаг, хөнгөн металл юм. Энэ нь өндөр хуванцар, сайн цахилгаан, дулаан дамжуулалттай. Al бол реактив металл юм. Гэсэн хэдий ч түүний хэвийн нөхцөлд түүний үйл ажиллагаа нь агаарт хүрэх үед метал гадаргуу дээр үүссэн нимгэн исэлдлийн хальс байдаг тул бага зэрэг буурдаг.

1. Металл бус металлуудтай харилцан үйлчлэх. Хэвийн нөхцөлд хөнгөн цагаан нь хлор, бромтой урвалд ордог.

2Al + 3Cl 2 = 2AlCl 3

Халах үед хөнгөн цагаан нь олон металл бустай харилцан үйлчилдэг.

4Al + 3O 2 \u003d 2Al 2 O 3

2Al + 3I 2 = 2AlI 3

2Al + N 2 = 2AlN

4Al + 3C \u003d Al 4 C 3

2. Устай харьцах. Гадаргуу дээрх хамгаалалтын ислийн хальстай тул хөнгөн цагаан нь усанд тогтвортой байдаг. Гэсэн хэдий ч, энэ хальсыг арилгахад эрч хүчтэй харилцан үйлчлэл үүсдэг.

2Al + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2

2. Хүчилтэй харилцан үйлчлэл. Хөнгөн цагаан нь давсны болон шингэрүүлсэн хүхрийн хүчилтэй харилцан үйлчилдэг.

2Al + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2

2Al + 3H 2 SO 4 \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2

Азот ба төвлөрсөн хүхрийн хүчил нь хөнгөн цагааныг идэвхгүй болгодог: эдгээр хүчлүүдийн нөлөөн дор металл дээрх хамгаалалтын хальсны зузаан нэмэгдэж, уусдаггүй.

4. Шүлттэй харилцан үйлчлэл. Хөнгөн цагаан нь шүлтийн уусмалуудтай харилцан үйлчилж, устөрөгчийг ялгаруулж, нарийн төвөгтэй давс үүсгэдэг.

2Al + 6NaOH + 6H 2 O = 2Na 3 + 3H 2

5. Металлын ислийг нөхөн сэргээх. Хөнгөн цагаан нь олон металлын ислийг сайн бууруулдаг бодис юм.

2Al + Cr 2 O 3 \u003d Al 2 O 3 + 2Cr

8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe

хөнгөн цагааны исэл ба гидроксид. Хөнгөн цагааны исэл буюу хөнгөн цагааны исэл, Al 2 O 3 нь цагаан нунтаг юм. Хөнгөн цагааны ислийг метал шатаах эсвэл хөнгөн цагааны гидроксидыг шохойжуулах замаар гаргаж авч болно.

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

Хөнгөн цагааны исэл нь усанд бараг уусдаггүй. Энэ исэлд тохирох Al (OH) 3 гидроксидыг хөнгөн цагааны давсны уусмал дээр дутагдалтай үед авсан аммонийн гидроксид эсвэл шүлтийн уусмалын үйлчлэлээр олж авдаг.

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

Энэ металлын исэл ба гидроксид нь амфотер, i.e. үндсэн болон хүчиллэг шинж чанарыг харуулдаг.

Үндсэн шинж чанарууд:

Al 2 O 3 + 6HCl \u003d 2AlCl 3 + 3H 2 O

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

Хүчиллэг шинж чанар:

Al 2 O 3 + 6KOH + 3H 2 O \u003d 2K 3

2Al(OH) 3 + 6KOH = K 3

Al 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaAlO 2 + H 2 O

Үйлдвэрлэл.Хөнгөн цагааныг электролитийн аргаар үйлдвэрлэдэг. Үүнийг давсны усан уусмалаас тусгаарлах боломжгүй, учир нь маш идэвхтэй металл юм. Тиймээс металл хөнгөн цагааныг олж авах үйлдвэрлэлийн гол арга бол хөнгөн цагааны исэл ба криолит агуулсан хайлмалын электролиз юм.

Өргөдөл.Металл хөнгөн цагаан нь үйлдвэрлэлд өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд үйлдвэрлэлийн хувьд төмрийн дараа хоёрдугаарт ордог. Хөнгөн цагааны дийлэнх хэсгийг хайлш үйлдвэрлэхэд зарцуулдаг.

Duralumin нь зэс, бага хэмжээний магни, манган болон бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан хөнгөн цагааны хайлш юм. Duralumins нь хөнгөн, бат бөх, зэврэлтэнд тэсвэртэй хайлш юм. Нисэх онгоц, механик инженерчлэлд ашигладаг.

Магналин бол хөнгөн цагаан, магнийн хайлш юм. Нисэх онгоц, механик инженерчлэл, барилгын ажилд ашигладаг. Далайн усанд зэврэлтэнд тэсвэртэй тул усан онгоцны үйлдвэрлэлд ашигладаг.

Силумин нь цахиур агуулсан хөнгөн цагааны хайлш юм. Кастинг хийхэд тохиромжтой. Энэхүү хайлшийг автомашин, нисэх онгоц, механик инженерчлэл, нарийн багажийн үйлдвэрлэлд ашигладаг.

Хөнгөн цагаан нь уян хатан металл тул радиотехникийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх, бараа савлахад ашигладаг нимгэн тугалган цаас хийхэд ашигладаг. Утаснууд нь хөнгөн цагаан, мөнгөн будгаар хийгдсэн байдаг.

Мэргэжлийн төвлөрөл бүхий даалгавар

1. Үндэс үр тариаг угаасны дараа арьснаас цэвэрлэхийн тулд содын үнсний буцалсан уусмалаар (W = 4%) түлэх хэрэгтэй. Ходоодны шүүс дэх давсны хүчил илүүдэлтэй тул амьтдыг содын уусмалаар хооллодог. Эдгээр бодисын томъёог бичнэ үү. Натри, калийн давсыг хөдөө аж ахуйн практикт, өдөр тутмын амьдралд хэрэглэх бусад чиглэлүүдийг нэрлэнэ үү.

2. Калийн иодид нь амьтныг микроэлементээр тэжээх, алимны модны илүүдэл цэцгийг арилгахад өргөн хэрэглэгддэг. Калийн иодид авах урвалын тэгшитгэлийг бичиж, исэлдүүлэгч ба ангижруулагчийг заана уу.

3. Модны үнсийг (үнс нь K + калийн ион ба карбонат - CO 3 2- ионыг агуулдаг) яагаад талбайг бордоход ашигладаг бөгөөд дотор эсвэл халхавч дор хадгалахыг зөвлөдөг вэ? Үнсийг чийгшүүлэх үед үүсэх урвалын тэгшитгэлийг бич.

4. Хөрсний хэт хүчиллэг нь ургамалд муугаар нөлөөлдөг. Энэ тохиолдолд хөрсийг шохойжуулах ажлыг хийх шаардлагатай. CaCO 3 шохойн чулууг хөрсөнд оруулах нь хүчиллэгийг бууруулдаг. Энэ тохиолдолд явагдах урвалын тэгшитгэлийг бич.

5. Суперфосфатыг нэвтрүүлэхэд хөрсний хүчиллэг байдал өөрчлөгддөггүй. Гэсэн хэдий ч илүүдэл фосфорын хүчил агуулсан суперфосфатын хүчиллэг нь ургамалд хортой байдаг. Үүнийг саармагжуулахын тулд CaCO 3 нэмнэ. Ca (OH) 2 нэмэх боломжгүй, учир нь суперфосфат нь ургамал шингээхэд хэцүү нэгдэл болж хувирна. Харгалзах урвалын тэгшитгэлийг бич.

6. Үр тариа, жимс жимсгэнэ, хүнсний ногооны хортон шавьжтай тэмцэхийн тулд хлорыг өрөөний 1 м 3 тутамд 35 граммаар хэрэглэнэ. Өрөөний 300 м 3 талбайг энэ давсны хайлмал электролизийн аргаар гаргаж авсан хлороор эмчлэхэд хангалттай натрийн хлоридын массыг тооцоол.

7. 100 цн үндэс үр тариа, чихрийн манжингийн оройд ойролцоогоор 70 кг калийн ислийг хөрсөнөөс зайлуулдаг. 0.56 масстай калийн хлорид агуулсан силвинит KCl Na Cl ямар масс нь эдгээр алдагдлыг нөхөж чадах вэ?

8. Төмсийг тэжээхэд 0.04 масстай калийн хлоридын уусмалыг хэрэглэнэ. Ийм уусмалаас 20 кг авахад шаардагдах калийн бордооны массыг (KCl) тооцоол.

9. Ургамлын тэжээлд зориулсан шим тэжээлийн уусмал авахдаа 400 мл усанд 1 г KNO 3, 1 г MgSO 4, 1 г KH 2 PO 4, 1 г Ca (NO 3) 2 авна. Үүссэн уусмал дахь бодис бүрийн массын хувийг (% -иар) тооцоол.

10. Нойтон үр тариаг ялзрахаас хамгаалахын тулд натрийн гидросульфат NaHSO 4. 120 г натрийн гидроксидыг хүхрийн хүчлийн уусмалаар урвалд оруулахад гаргаж авсан натрийн гидросульфатын массыг тооцоол.

11. Аль бордоо нь кали ихтэй вэ: калийн нитрат (KNO 3), поташ (K 2 CO 3) эсвэл калийн хлорид (KCl) вэ?

12. Кальцийн цианамид нь хөвөнг механикаар хураах үед хураахын өмнөх навчийг арилгахад ашигладаг. Кальци, нүүрстөрөгч, азотын массын хэсэг тус бүр 0.5 байна гэдгийг мэдэж, энэ нэгдлийн томъёог ол; 0.15; 0.35.

13. Мал аж ахуйд малын тэжээл болгон ашигладаг модны үнсийг шинжлэхэд 70 г үнсэнд 18,4 г кальци, 0,07 г фосфор, 2,3 г натри агуулагдаж байна. Заасан дээд хувцаслалтын элемент бүрийн массын хувийг (%) тооцоолно.

14. Нэг га-д 4 тн СаО-ийн хэмжээгээр шохойжилт хийвэл 30 га талбайд 90%-ийн кальцийн карбонат агуулсан шохойн чулууг хэр хэмжээгээр хэрэглэх вэ.

15. Үүнд: а) цэвэр аммонийн нитрат, б) 33% кали агуулсан техникийн сильвинит. Эдгээр материалыг холих замаар 15% азот агуулсан нэг тонн азот-калийн бордоо авах шаардлагатай. Хоёр материалыг ямар хэмжээгээр холих ёстой вэ, ийм хольц нь калийн хэдэн хувийг агуулсан байх вэ?

4.9 Хэсэг: Шилжилтийн гол металлууд

Зорилго: Хоёрдогч дэд бүлгийн метал ба тэдгээрийн нэгдлүүдийн шинж чанарыг судлах

Шилжилтийн металлууд нь үечилсэн системийн хоёрдогч дэд бүлгийн элементүүд юм.

8950 0

14-р бүлэгт C, Si, Ge, Sn, Pb орно (Хүснэгт 1 ба 2). 3А дэд бүлгийн элементүүдийн нэгэн адил эдгээр нь гаднах бүрхүүлийн ижил төстэй электрон тохиргоотой p-элементүүд юм - s 2 p 2. Бүлэг доошлох тусам атомын радиус нэмэгдэж, атомуудын хоорондын холбоо сулардаг. Гаднах атомын бүрхүүлийн электронуудын делокализаци нэмэгдэж байгаатай холбоотойгоор цахилгаан дамжуулах чанар нь ижил чиглэлд нэмэгддэг тул элементүүдийн шинж чанар нь металл бусаас металл болж өөрчлөгддөг. Алмазан хэлбэртэй нүүрстөрөгч (C) нь тусгаарлагч (диэлектрик), Si ба Ge нь хагас металл, Sn ба Pb нь метал ба сайн дамжуулагч юм.

Хүснэгт 1. 14-р бүлгийн металлын зарим физик, химийн шинж чанар

	Нэр		Ишлэл, хаяг. жин	Цахим томъёо	Радиус, pm	Үндсэн изотопууд (%)
	Нүүрстөрөгч Нүүрстөрөгч [лат. нүүрс - нүүрс]				ковалент 77 давхар холбоо 67, гурвалсан холбоо 60	14 С (ул мөр)
	Цахиур Цахиур [лат. цахиур - цахиур]				атом 117, ковалент 117
	Germanium Germanium [лат. Герман]			3d 10 4s 2 4p 2	атом 122.5, ковалент 122
	Цагаан тугалга [Англо-Саксаас. цагаан тугалга, лат. stannum]			4d 10 5s 2 5p 2	атом 140.5, ковалент 140
	Хар тугалга [Англо-Саксаас. хар тугалга, лат. чавга]			4f 14 5d 10 6s 2 6p 2	атом 175, ковалент 154

Энэ бүлгийн бүх элементүүд нь +4 исэлдэлтийн төлөвтэй нэгдлүүдийг үүсгэдэг. Эдгээр нэгдлүүдийн тогтвортой байдал нь бүлгийн доод хэсэг рүү шилжих үед буурч, харин хоёр валенттай нэгдлүүдийн нэгэн адил эсрэгээр ийм хөдөлгөөнөөр нэмэгддэг. Бусад бүх элементүүд Си, мөн +2 валенттай нэгдлүүдийг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь " идэвхгүй хос нөлөө»: гаднаас хосыг татах замаар с-гадна электронуудын хамгаалалт муутайгаас болж элементүүд дотоод электрон бүрхүүлд ордог г- ба е- электронтой харьцуулахад с- ба Р- бүлгийн доод гишүүдийн том атомуудын дотоод бүрхүүлийн электронууд.

Энэ бүлгийн элементүүдийн шинж чанар нь тэдгээрийг усан онгоцонд замагны эсрэг бүрээс (AP) болгон ашиглах боломжийг олгосон. Эхний ийм бүрхүүлийг ашигласан Pb, дараа нь өргөдөл гаргаж эхлэв sn(нүүрстөрөгчийн полимертэй холбоотой бис-трибутил органотин радикал хэлбэрээр). Байгаль орчны шалтгааны улмаас 1989 онд эдгээр болон бусад хортой металлыг PP-д ашигласан. Hg, Cd, As) хориглосон, цахиурын полимер дээр суурилсан PP-ээр солигдсон.

Хүснэгт 2. 14-р бүлгийн металлын биед агуулагдах агууламж, хортой (TD) ба үхлийн тун (LD)

	Дэлхийн царцдас дахь (%)	Далайд (%)	Хүний биед
			Дунджаар (70 кг жинтэй)			Цус (мг/л)
							ихэвчлэн хоргүй, харин CO болон CN цианид хэлбэрээр маш хортой байдаг
		(0.03-4.09)x10 -4					Хоргүй
		(0.07-7)x10 -10					Хоргүй
		(2.3-8.8)x10 -10			(0.33-2.4)x10 -4		TD 2 г, LD nd, зарим органотин. нэгдлүүд нь маш хортой байдаг
					(0.23-3.3)x10 -4		TD 1 мг, LD 10 гр

Нүүрстөрөгч (C) - гэж нэрлэгддэг бусад бүх элементүүдээс ялгаатай катенац, өөрөөр хэлбэл атомууд нь хоорондоо урт гинж эсвэл цагираг хэлбэрээр холбогдсон нэгдлүүдийг үүсгэх чадвар. Энэхүү шинж чанар нь сая сая нэгдлүүд үүсэхийг тайлбарладаг органик, энэ нь химийн тусдаа хэсэгт зориулагдсан - органик хими.

Нүүрстөрөгчийн катенжих чадварыг хэд хэдэн шинж чанараар тайлбарладаг.

Нэгдүгээрт, хүч чадалхолболтууд C - C. Иймээс энэ бондын дундаж энтальпи ойролцоогоор 350 кЖ/моль, харин бондын энтальпи Си - Си- ердөө 226 кЖ/моль.

Хоёрдугаарт, нүүрстөрөгчийн атомуудын өвөрмөц чадвар эрлийзжүүлэх: боловсрол 4 spТетраэдр чиглэлтэй 3 орбитал (энгийн ковалент холбоо үүсэхийг баталгаажуулдаг) эсвэл 3 spНэг хавтгайд чиглэсэн 2 тойрог зам (давхар холбоо үүсэхийг хангадаг) эсвэл 2 sp-шугаман чиглэлтэй тойрог замууд (гурвалсан холбоо үүсэхийг хангадаг).

Тиймээс нүүрстөрөгч нь 3 төрлийн зохицуулалтын орчинг бүрдүүлж чаддаг. шугаманХоёр ба гурван атомт молекулуудын хувьд элементийн CN нь 2, хавтгай гурвалжинбал чулууны молекул, фуллерен, алкен, карбонилийн нэгдлүүд, бензолын цагирагийн хувьд CN 3, ба тетраэдр CN = 4-тэй алкан ба тэдгээрийн деривативын хувьд.

Байгальд нүүрстөрөгч нь аллотроп хэлбэрээр, өөрөөр хэлбэл янз бүрийн бүтцийн хэлбэр (бал чулуу, алмаз, фуллерен), түүнчлэн шохойн чулуу, нүүрсустөрөгчийн түүхий эд (нүүрс, газрын тос, хий) хэлбэрээр байдаг. Ган хайлуулахад кокс, хэвлэлтэнд хар нүүрстөрөгч, ус, элсэн чихэр зэргийг цэвэршүүлэхэд идэвхжүүлсэн нүүрс хэлбэрээр ашигладаг.

2010 онд физикийн салбарын Нобелийн шагналыг өвөрмөц хэлбэрийн судалгаанд зориулж олгосон FROM- графен. Шагнагчид - Оросоос ирсэн цагаачид - А.Гейм, К.Новоселов нар энэ материалыг бал чулуунаас гаргаж авч чаджээ. Энэ бол хоёр хэмжээст талст, өөрөөр хэлбэл С атомын тор шиг харагддаг нэг атомын зузаантай, долгион хэлбэртэй бүтэц, энэ нь болорын тогтвортой байдлыг хангадаг. Түүний шинж чанарууд нь маш ирээдүйтэй: энэ нь одоогоор мэдэгдэж байгаа хамгийн нимгэн тунгалаг материал бөгөөд үүнээс гадна маш бат бөх (гангаас 200 дахин хүчтэй), цахилгаан болон дулаан дамжуулалттай. Өрөөний температурт түүний цахилгаан эсэргүүцэл нь мэдэгдэж байгаа бүх дамжуулагчийн дунд хамгийн бага байдаг. Ойрын ирээдүйд графеныг хэт өндөр хурдны компьютер, хавтгай дэлгэц, нарны зайн хавтан, мөн хэд хэдэн хийн молекулуудад хариу үйлдэл үзүүлэх мэдрэмтгий хий мэдрэгчийг бүтээхэд ашиглах болно. Түүний хэрэглээний бусад чиглэлийг хасаагүй болно.

исэл хэлбэрээр ( SO) ба цианид ( CN-) нүүрстөрөгч нь амьсгалын үйл явцыг алдагдуулдаг тул маш хортой байдаг. Эдгээр нэгдлүүдийн биологийн үйл ажиллагааны механизм нь өөр өөр байдаг. Цианид нь амьсгалын замын ферментийг дарангуйлдаг цитохром оксидазахурдан холбоо барих Ши- ферментийн идэвхтэй төв, амьсгалын замын төгсгөлд электрон урсгалыг хаадаг. SO, Льюисын суурь тул атомтай холбогддог Feгемоглобины молекул дахь О 2, бүрдүүлэх карбонилгемоглобинуях, авч явах чадваргүй О 2. Чадвар SO-тай холбоос үүсгэнэ г- Исэлдэлтийн төлөв байдал багатай металууд нь янз бүрийн карбонилийн нэгдлүүд үүсэхэд хүргэдэг. Жишээлбэл, Feмаш хортой бодис - psitacarbopile Fe(CO) 5 нь тэг исэлдэлтийн төлөвтэй ба цогцолборт [ Fe(CO) 4 ] 2- исэлдэлтийн төлөв -2 (Зураг 1).

Цагаан будаа. нэг.

Бага исэлдэлтийн төлөвт металлын атомыг цогцолбороор тогтворжуулах SOнам дор байрлах бүтцийн улмаас нүүрстөрөгчийн цухуйх чадвараас шалтгаална Р*-орбиталууд үүрэг гүйцэтгэдэг хүлээн авагч лиганд. Эдгээр орбиталууд нь металлын эзлэгдсэн тойрог замуудтай давхцаж, зохицуулалт үүсгэдэг Р- метал үйлчилдэг холбоо хандивлагчэлектронууд. Энэ нь электрон хүлээн авагч нь метал байдаг CSs үүсэх ерөнхий дүрмийн цөөн хэдэн үл хамаарах зүйлүүдийн нэг юм.

Нүүрстөрөгчийн шинж чанарыг илүү нарийвчлан тайлбарлах нь утгагүй юм, учир нь дүрмээр бол энэ нь зөвхөн олон элементийн шинжилгээнд тодорхойлогддоггүй, харин дээж дэх түүний хольцыг хүсээгүй гэж үздэг бөгөөд дээж бэлтгэх явцад хамгийн их хэмжээгээр зайлуулах шаардлагатай байдаг. Оптик ялгаруулалтын шинжилгээнд энэ нь маш өргөн хүрээг өгч, дуу чимээний дэвсгэрийг нэмэгдүүлж, улмаар тодорхойлогдож буй элементүүдийг илрүүлэх мэдрэмжийн хязгаарыг бууруулдаг. Масс спектрометрийн хувьд органик молекулууд нь янз бүрийн молекул жинтэй олон тооны молекулуудын хэлтэрхий үүсгэдэг бөгөөд энэ нь шинжилгээнд ихээхэн саад учруулдаг. Тиймээс ихэнх тохиолдолд дээж бэлтгэх явцад нүүрстөрөгч агуулсан бүх бодисыг зайлуулдаг.

Цахиур (Si) - хагас металл. Цахиур багасах үед ( SiO 2) хар аморф нь нүүрстөрөгчөөр үүсгэгддэг Си. талстууд Сиөндөр цэвэршилт нь саарал хөх металлтай төстэй. Цахиурыг хагас дамжуулагч, хайлш, полимерт ашигладаг. Энэ нь амьдралын зарим хэлбэрт чухал ач холбогдолтой, жишээлбэл, диатом дахь бүрхүүлийг барих; хүний ​​биед чухал ач холбогдолтой байж магадгүй. Зарим силикатууд нь хорт хавдар үүсгэдэг, зарим нь силикоз үүсгэдэг.

Бүх холболтод Ситетравалент, ковалент шинж чанартай химийн холбоо үүсгэдэг. Хамгийн түгээмэл оксид SiO 2. Химийн идэвхгүй байдал, усанд уусдаггүй хэдий ч түүнийг залгихад биологийн шинж чанартай цахиурын хүчил, цахиурын органик нэгдлүүдийг үүсгэж болно. Хордлого SiO 2 нь бөөмсийн тархалтаас хамаарна: тэдгээр нь бага байх тусам илүү хортой боловч янз бүрийн хэлбэрийн уусах чадварын хоорондын хамаарал байдаг. SiO 2 ба силикоген чанар ажиглагддаггүй. Цахиурын хүчлийн хоруу чанарын хамаарал Сиижил нарийн ширхэгтэй алмазын тоосны бүрэн идэвхгүй байдлыг нотолж байна.

Саяхан биологийн орчинд цахиурын хүчил үүсэхэд оролцдог болохыг тэмдэглэжээ гидроксилалюминосиликатууд, мөн энэ үзэгдлийг хамаарлаар тайлбарлах боломжгүй Си-С, холболт байхгүй Си-О-С. Аж үйлдвэрийн хэрэглээ өргөжихийн хэрээр Алба түүний нэгдлүүд нь алюминосиликатуудаар дамжин Алолон биохимийн урвалд улам бүр оролцдог. Ялангуяа хүчилтөрөгч, фтор агуулсан функциональ бүлгүүд нь маш тогтвортой нийлмэл нэгдлүүдийг амархан үүсгэдэг. Алтэдний бодисын солилцоог алдагдуулдаг.

Цахиурт органик нэгдлүүдийн дунд хамгийн их судлагдсан силиконууд- молекулын араг яс нь харилцан уялдаатай атомуудаас бүрддэг полимерууд Сиболон О 2. Атом руу Сисиликонуудад алкил эсвэл арил бүлгүүдийг хавсаргана. Бэлэн байдал Сицахиурын органик нэгдлүүдэд агуулагдахгүй бол бодисын шинж чанарыг эрс өөрчилдөг. Жишээлбэл, полисахаридыг уусмалаас тунадас үүсгэдэг хүчтэй этилийн спирт ашиглан ердийн полисахаридуудыг тусгаарлаж, цэвэрлэж болно. Харин цахиур агуулсан нүүрс ус нь 90% этанолд ч тунадас үүсгэдэггүй. Цахиурт органик нэгдлүүдийн ангиллыг Хүснэгтэнд үзүүлэв. 3.

Хүснэгт 3Силикон полимерууд

	Нэр, бүтэц	Анхаарна уу
		Зөвхөн -ээс бүрдэнэ Си. Нүүрстөрөгчийн гинжин хэлхээний холболтын энерги C - Cнь 58.6, мөн Си - Си 42.5 ккал/моль, тиймээс полиорганосиланууд тогтворгүй байдаг.
		Бондын энерги Си-О 89.3 ккал/моль. Тиймээс эдгээр полимерууд нь бат бөх, температур, исэлдэлтийн задралд тэсвэртэй байдаг. Энэ ангиллын полимер нь бүтцийн хувьд маш олон янз байдаг. Шугаман полисилоксануудыг синтетик уян хатан, халуунд тэсвэртэй резин болгон өргөн ашигладаг.
		Гол гинжин хэлхээнд атомууд Синүүрстөрөгчийн атомын гинжээр тусгаарлагдсан.
		Үндсэн гинж нь нүүрстөрөгчийн гинжээр тусгаарлагдсан силоксан бүлгүүдийг агуулдаг.
		Нуруу нь атомуудаас тогтдог FROM, мөн атомууд Сихажуугийн бүлгүүд эсвэл мөчрүүдэд агуулагддаг.
		Макромолекулын гинжин хэлхээнд атомууд орно Сай, Өөба металл, хаана M = Al, Ti, Sb, Sn, V.

Хамгийн их магадлалтай хөгжлийн механизм силикозбөөмсийг барьж авсан фагоцитуудыг устгах талаар авч үзье SiO 2. Лизосомтой харьцахдаа цахиурын тоосонцор нь лизосом болон фагоцит эсийг өөрөө устгаж, фермент, органелл молекулуудын хэсгүүдийг ялгаруулдаг. Тэд бусад фагоцитуудтай харилцан үйлчилдэг, өөрөөр хэлбэл фагоцитийн үхлийн гинжин процесс эхэлдэг. Хэрэв эсэд тодорхой хэмжээний цахиурын хүчил байгаа бол энэ үйл явц хурдасдаг. Үхсэн макрофагуудын хуримтлал нь эргэн тойрны фибробластуудад коллагены нийлэгжилтийг эхлүүлдэг бөгөөд үүний үр дүнд голомтод склероз үүсдэг.

Коллоид цахиурын хүчил нь хүчтэй цус задлагч бөгөөд сийвэнгийн уургийн харьцааг өөрчилдөг, амьсгалын замын болон эд эсийн олон ферментийг дарангуйлдаг, фосфор зэрэг олон бодисын солилцоог саатуулдаг. Сүүлийн үед ихээхэн анхаарал хандуулж байна силилийн ионууд (R 3 Si+). Тэд атомын өвөрмөц чадварыг харуулдаг Сиэлектрофиль чанарыг нэмэгдүүлэх хэлбэрээр зохицуулалтын хүрээг өргөжүүлэх. Энэ нь аливаа нуклеофиль, түүний дотор эсрэг цэнэгийн ионууд (бодисын солилцооны реактив завсрын бодис орно) болон уусгагчийн молекулуудтай харилцан үйлчилдэг. Тиймээс нягтруулсан үе шатанд тэдгээр нь "барагдах боломжгүй" болж, тэдгээрийг илрүүлэхэд хэцүү байдаг (Кочина нар, 2006).

Органик цахиурын полимерууд (OSPs) анх удаа замагны эсрэг өөрөө өнгөлгөөтэй хөлөг онгоцны их биений бүрээс болгон ашигласан (Tsukerman, Rukhadze, 1996). Гэсэн хэдий ч дараа нь COP-ийг үндэсний эдийн засгийн бусад салбарт, ялангуяа анагаах ухаанд хүчтэй ясны протез болгон ашиглах янз бүрийн аргыг санал болгосон.

Германий (Ге) - амфотер хагас металл; Хэт өндөр цэвэршилттэй үед энэ нь хэврэг мөнгөн цагаан талст мэт харагдана. Энэ нь хагас дамжуулагч, хайлш, хэт улаан туяаны оптикийн тусгай шилэнд ашиглагддаг. Энэ нь биологийн өдөөгч гэж тооцогддог. Нэгдлүүдийн хувьд энэ нь +2 ба +4 исэлдэлтийн төлөвийг харуулдаг.

Диоксид ба галогенийн шингээлт Гегэдэс дотор сул, гэхдээ германат хэлбэрээр М 2 GeO 4 нь бага зэрэг сайжирсан. Германы сийвэнгийн уурагтай холбогддоггүй бөгөөд эритроцит ба сийвэнгийн хооронд ойролцоогоор 2:1 харьцаатай тархдаг. Бие махбодоос хурдан (хагас задралын хугацаа 36 цаг орчим) ялгардаг. Ерөнхийдөө хоруу чанар багатай.

Цагаан тугалга (Sn) - зөөлөн, уян хатан металл. Энэ нь тосолгооны материал, хайлш, гагнуур, полимер нэмэлт болгон, бохирдлыг арилгах будагны найрлагад, доод ургамал, амьтанд маш хортой дэгдэмхий органотины нэгдлүүдийн найрлагад ашиглагддаг. Органик бус нэгдлүүдийн хэлбэрээр энэ нь хоргүй байдаг.

Хоёртой энантиотроп, "саарал" (б) ба "цагаан" (в) цагаан тугалга, өөрөөр хэлбэл тодорхой нөхцөл байдалд тогтвортой байдаг өөр өөр аллотроп хэлбэрүүд. 1 атм даралттай эдгээр хэлбэрүүдийн хоорондох шилжилтийн температур. 286.2°K (13.2°C)-тай тэнцүү байна. Цагаан тугалга нь CN = 6, 7.31 г/см 3 нягттай гажигтай саарал өөрчлөлттэй бүтэцтэй. Энэ нь хэвийн нөхцөлд тогтвортой бөгөөд бага температурт CN = 4, 5.75 г/см 3 нягттай алмааз шиг бүтэцтэй хэлбэрт аажмаар шилждэг. Орчны температураас хамаарч металлын нягтын ийм өөрчлөлт нь маш ховор бөгөөд гайхалтай үр дагаварт хүргэж болзошгүй юм. Жишээлбэл, хүйтэн өвлийн нөхцөлд цэргүүдийн дүрэмт хувцасны цагаан тугалга товчийг устгаж, 1851 онд Сейцийн сүмд эрхтэний цагаан тугалга хоолойнууд нунтаг болж хувирчээ.

Бие махбодид энэ нь элэг, бөөр, яс, булчинд хуримтлагддаг. Цагаан тугалганы хордлогын үед эритропоэз буурч, энэ нь гематокрит, гемоглобин, цусны улаан эсийн тоо буурах замаар илэрдэг. Түүнчлэн саатал гарсан 5-аминолевулинатын дегидратаза, гемийн биосинтезийн гинжин хэлхээний ферментүүдийн нэг, түүнчлэн элэгний ферментүүд глутатион редуктазаболон дегидрогеназа глюкоз-6-фосфат, лактатболон товчлол. бололтой snбүхий цогцолборуудын нэг хэсэг болгон биеэс ялгардаг SHсубстрат агуулсан.

Хар тугалга (Pb) - зөөлөн, уян хатан, уян хатан металл. Чийглэг агаарт хүчилтөрөгч, усанд тэсвэртэй оксидын хальсаар хучигдсан байдаг. Батерей, кабель, будаг, шил, тосолгооны материал, бензин, цацрагийн хамгаалалтын бүтээгдэхүүнд ашигладаг. Энэ нь бөөр, зүрх судасны тогтолцооны үйл ажиллагаа буурсан ясны эдэд хуримтлагддаг тул аюулын 1-р бүлгийн хортой металл юм. Хөгжингүй орнуудад түүний агуулгыг хүн амын заавал эмнэлгийн үзлэгээр хянадаг. Төрөл бүрийн өвчин үүсгэдэг.

Эмнэлгийн биоорганик. Г.К. Барашков