خصائص المواد البسيطة من استخدام المعادن واللافلزات. الخواص الكيميائية للمواد البسيطة من المعادن واللافلزات

المعادن ، خصائصها ، الحصول عليها ، التطبيق. التحليل الكهربائي.

1. لا تتفاعل مع الماء:

1) المغنيسيوم 2) البريليوم 3) الباريوم 4) السترونشيوم

2. تفاعل حمض النيتريك المخفف مع النحاس يتوافق مع المعادلة:

1) 3 Cu + 8 HNO 3 \ u003d 3 Cu (NO 3) 2 + 2 NO + 4 H 2 O

2) النحاس + 2 HNO 3 \ u003d النحاس (NO 3) 2 + H 2

3) Cu + 2 HNO 3 = CuO + NO 2 + H 2 O

4) النحاس + HNO 3 = CuO + NH 4 NO 3 + H 2 O

3. قارن العمليات التي تحدث على الأقطاب الكهربائية أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مصهور وكلوريد الصوديوم.

4. أثناء التحليل الكهربائي لمحلول AgNO 3 على الكاثود يتم تحريره:

1) الفضة 2) الهيدروجين 3) الفضة والهيدروجين 4) الأكسجين والهيدروجين

5. أثناء التحليل الكهربائي لمحلول كلوريد البوتاسيوم على الكاثود ، يحدث ما يلي:

1) تقليل الماء 2) أكسدة الماء

3) تقليل أيونات البوتاسيوم 4) أكسدة الكلور

6. ما هي العملية التي تحدث على أنود النحاس أثناء التحليل الكهربائي لمحلول بروميد الصوديوم؟

1) أكسدة الماء 2) أكسدة أيون البروم

3) أكسدة النحاس 4) استعادة النحاس

7. رد الفعل ممكن بين:

1) Ag و K 2 SO 4 (محلول) 2) Zn و KCl (محلول)

3) Mg و SnCl 2 (محلول) 4) Ag و CuSO 4 (حل)

8. في أي تسلسل يتم اختزال هذه المعادن أثناء التحليل الكهربائي لمحاليل أملاحها؟

1) Au ، Cu ، Ag ، Fe 2) Cu ، Ag ، Fe ، Au

3) Fe ، Cu ، Ag ، Au 4) Au ، Ag ، Cu ، Fe

9. مع HNO المركزة 3 بدون تدفئة لا تتفاعل:

1) النحاس 2) Ag 3) الزنك 4) الحديد

10. يتراكم حمض النيتريك في المحلل الكهربائي عندما يمر تيار كهربائي عبر محلول مائي

1) نترات الكالسيوم 2) نترات الفضة 3) نترات الألومنيوم 4) نترات السيزيوم

11- من المعادن الأكثر نشاطاً أدناه:

1) البريليوم 2) المغنيسيوم 3) الكالسيوم 4) الباريوم

12. الحديد يتفاعل مع كل من المادتين:

1) كلوريد الصوديوم والنيتروجين 2) الأكسجين والكلور

3) أكسيد الألومنيوم وكربونات البوتاسيوم 4) ماء وهيدروكسيد الألومنيوم

13. يتفاعل كل من المعدنين مع الماء في درجة حرارة الغرفة:

1) الباريوم والنحاس 2) الألمنيوم والزئبق 3) الكالسيوم والليثيوم 4) الفضة والصوديوم

14. عندما يصهر الألومنيوم مع هيدروكسيد الصوديوم ، يتشكل ما يلي:

1) NaAlO 2 2) AlH 3 3) Na 4) Al 2 O 3

15. مع HNO المخفف 3 بدون تدفئة لا تتفاعل:

1) النحاس 2) أج 3) الزنك 4) نقطة

16. الهيدروجين لا يحل محل الأحماض:

1) الكروم 2) الحديد 3) النحاس 4) الزنك

17. يذوب النحاس في محلول حمض مائي مخفف:

1) الكبريت 2) الهيدروكلوريك 3) النيتروجين 4) الهيدروفلوريك

18. المنتجات النحاسية التي تلامس الهواء مغطاة تدريجياً بطلاء أخضر ، المكون الرئيسي

مكون منها:

1) CuO 2) CuCO 3 3) Cu (OH) 2 4) (CuOH) 2 CO 3

19. عند تسخين المغنيسيوم في جو من النيتروجين:

1) التفاعل لا يستمر 2) يتكون نيتريد المغنيسيوم

3) يتكون نتريت المغنيسيوم. 4) يتم تكوين نترات المغنيسيوم

20. في درجة الحرارة العادية ، المغنيسيوملا تتفاعلمع:

ماء

ب) المحاليل القلوية

ج) تمييع H. 2 SO 4 و HNO 3

د) تتركز H 2 SO 4 و HNO 3

د) الرمادي

إجابه:

21. في درجة حرارة الغرفة ، يتفاعل الكروم مع:

أ) حمض الهيدروكلوريك (فرق) ب) H 2 O C) H 2 SO 4 (فرق) D) N 2 E) H 2

إجابه: ____________________. (اكتب الحروف المقابلة بترتيب أبجدي.)

22. أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مائي من KIلم يتم إنشاؤه:

1) K 2) KOH 3) H 2 4) أنا 2

23. المادة التي تتكون منها نفس المنتجات أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مائي وذوبان لها

معادلة:

1) CuCl 2 2) KBr 3) NaOH 4) NaCl

24. سيتم إطلاق المواد الغازية على الكاثود والأنود أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مائي:

1) AgNO 3 2) KNO 3 3) CuCl 2 4) HgCl 2

25. أثناء التحليل الكهربائي لمحلول Cr 2 (SO 4) 3 على الكاثود يتم تحريره:

1) الأكسجين 2) الهيدروجين والكروم 3) الكروم 4) الأكسجين والكروم 26. تم إنزال قطبين كهربائيين خاملين في كوب يحتوي على خليط من المحاليل المائية للأملاح بنفس التركيز

Cium AgNO 3 ، Cu (NO 3) 2 ، Hg (NO 3) 2 ، NaNO 3 . الجسيمات الأولى التي يتم تقليلها أثناء التحليل الكهربائي هي:

1) Hg +2 2) Ag + 3) Cu +2 4) H 2 O

27. أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مائي مخفف من Ni (NO 3 ) 2 على الكاثود يتم تحريره:

1) Ni 2) O 2 3) Ni و H 2 4) H 2 و O 2

28. حمض النيتريك يتراكم في خلية كهربائيا عندما يمر تيار كهربائي من خلال محلول مائي.

1) نترات البوتاسيوم 2) نترات الألومنيوم 3) نترات المغنيسيوم 4) نترات النحاس

29. يحدث إطلاق الأكسجين أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مائي من الملح:

30. أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مائي من نترات الفضة على الكاثود ، يتم تشكيل ما يلي:

1) حج 2) لا 2 3) لا 4) ح 2

31- يتم الحصول على الكالسيوم المستخدم في الصناعة عن طريق:

1) التحليل الكهربائي لمحلول CaCl 2 2) التحليل الكهربائي للذوبان CaCl 2

3) التحليل الكهربائي لمحلول Ca (OH) 2 4) عمل معدن أكثر نشاطا على المحاليل المائية للأملاح

32. أثناء التحليل الكهربائي لمحلول يوديد الصوديوم عند الكاثود ، لون عباد الشمس في المحلول:

1) أحمر 2) أزرق 3) أرجواني 4) أصفر

33. أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مائي من نترات البوتاسيوم ، يتم تحرير ما يلي في الأنود:

1) س 2 2) لا 2 3) ن 2 4) ح 2

34. يتكون الهيدروجين أثناء التحليل الكهربائي لمحلول مائي:

1) CaCl 2 2) CuSO 4 3) Hg (NO 3) 2 4) AgNO 3

35- عندما يتفاعل الليثيوم مع الماء ، يتشكل الهيدروجين و:

1) أكسيد 2) بيروكسيد 3) هيدريد 4) هيدروكسيد

36- تظهر أضعف الخواص المعدنية في:

1) الصوديوم 2) المغنيسيوم 3) الكالسيوم 4) الألومنيوم

37. هل الأحكام التالية حول المعادن القلوية صحيحة؟

لكن. في جميع المركبات ، لديهم حالة أكسدة +1.

ب. مع غير المعادن ، فإنها تشكل مركبات ذات روابط أيونية.

1) فقط (أ) هو الصحيح (2) فقط (ب) هو الصحيح

3) كلا الحكمين صحيحان 4) كلا الحكمين خاطئان

38- يتفاعل الكروم في درجة حرارة الغرفة مع:

1) H 2 SO 4 (محلول) 2) H 2 O 3) N 2 4) O 2

39- عندما يتفاعل الكروم مع حمض الهيدروكلوريك ، تتشكل العناصر التالية:

1) CrCl 2 و H 2 2) CrCl 3 و H 2 O 3) CrCl 2 و H 2 O 4) CrCl 3 و H 2

40- النحاس لا تتفاعلمع:

1) تمييع HNO 3 2) HNO المركزة 3

3) تمييع حمض الهيدروكلوريك 4) H تتركز 2 SO 4

41. أي من الفلزاتلا يزيح الهيدروجين من حامض الكبريتيك المخفف؟

1) الحديد 2) الكروم 3) النحاس 4) الزنك

42. يتفاعل بقوة مع الماء:

1) Al 2) Mg 3) Ca 4) K

43- في الظروف العادية يتفاعل مع الماء:

1) ملغ 2) الكالسيوم 3) الرصاص 4) الزنك

44- نتيجة لتفاعل الكالسيوم مع الماء ، تتكون العناصر التالية:

1) CaO و H 2 2) Ca (OH) 2 و H 2 3) CaH 2 و O 2 4) Ca (OH) 2 و O 2

45. تفاعل كيميائيلا يحدث بين:

1) الزنك و HCl 2) Al و HCl 3) Mg و H 2 SO 4 (فرق) 4) Ag و H 2 SO 4 (فرق)

46- حمض الهيدروكلوريك يتفاعل مع:

1) النحاس 2) الزنك 3) Ag 4) الزئبق

47- بالنسبة للألمنيوم ، في الظروف العادية ، يتم التفاعل مع:

أ) HgCl 2 B) CaO C) CuSO 4 D) HNO 3 (conc.) E) Na 2 SO 4 E) Fe 3 O 4

إجابه: ____________________. (اكتب الحروف المقابلة بترتيب أبجدي.)

48. إنشاء المراسلات بين المواد الأولية ونواتج تفاعلات الأكسدة والاختزال.

البدء بمنتجات التفاعل

1) Fe + Cl 2 → A) FeSO 4 + H 2

2) Fe + HCl → B) Fe 2 (SO 4) 3 + H 2

3) Fe + H 2 SO 4 (فرق) → B) Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + H 2 O

4) Fe + H 2 SO 4 (conc.) → D) FeCl 2 + H 2

ه) FeCl 3 + H 2

ه) FeCl 3

49. اكتب معادلات التفاعلات التي تحدث على القطب السالب والأنود ، والمعادلة العامة للتحليل الكهربائي للماء

محلول من كبريتات النحاس (II) على أقطاب كهربائية خاملة.

50. اكتب معادلات التفاعلات التي تحدث على القطب السالب والأنود ، والمعادلة العامة للتحليل الكهربائي لمحلول مائي

كلوريد الباريوم على أقطاب كهربائية خاملة.

51. اكتب معادلات التفاعلات التي تحدث على الكاثود والأنود ، والمعادلة العامة للتحليل الكهربائي لمحلول مائي

يوديد البوتاسيوم على أقطاب كهربائية خاملة.

52. اكتب معادلات التفاعلات التي تحدث على القطب السالب والأنود ، والمعادلة العامة للتحليل الكهربائي لمحلول مائي

حامض الكبريتيك على أقطاب كهربائية خاملة.

53. اكتب معادلات التفاعلات التي تحدث على القطب السالب والأنود ، والمعادلة العامة للتحليل الكهربائي لمحلول مائي

بروميد الليثيوم على أقطاب كهربائية خاملة.

54- في الظروف العادية يتفاعل الكالسيوم مع:

1) الأكسجين 2) الكربون 3) الكبريت 4) النيتروجين

55. اكتب معادلات التفاعلات التي تحدث على الكاثود والأنود ، والمعادلة العامة للتحليل الكهربائي لمحلول مائي

نترات البوتاسيوم على أقطاب كهربائية خاملة.

56. اكتب معادلات التفاعلات التي تحدث على القطب السالب والأنود ، والمعادلة العامة للتحليل الكهربائي لمحلول مائي

كبريتات الصوديوم على أقطاب كهربائية خاملة.

57- في درجات الحرارة العادية ، يتفاعل النحاس مع:

1) الماء 2) الأكسجين 3) حمض الهيدروكلوريك 4) حمض النيتريك

58. اكتب معادلات التفاعلات التي تحدث على القطب السالب والأنود ، والمعادلة العامة للتحليل الكهربائي لمحلول مائي

هيدروكسيد البوتاسيوم على أقطاب كهربائية خاملة.

59- يذوب في حامض الكبريتيك المخفف:

1) Cu 2) Zn 3) Ag 4) Au

60. اكتب معادلات التفاعلات التي تحدث على القطب السالب والأنود ، والمعادلة العامة للتحليل الكهربائي لمحلول مائي

حمض النيتريك على أقطاب كهربائية خاملة.

61- يتفاعل النحاس عند تسخينه مع:

1) الهيدروجين 2) حامض الكبريتيك

درس الفيديو 1: الكيمياء غير العضوية. المعادن: القلويات والأتربة القلوية والألمنيوم

درس الفيديو 2: معادن انتقالية

محاضرة: الخصائص الكيميائية المميزة وإنتاج المواد البسيطة - المعادن: القلويات ، القلوية الترابية ، الألومنيوم ؛ عناصر الانتقال (النحاس والزنك والكروم والحديد)

الخواص الكيميائية للمعادن

تظهر جميع المعادن في التفاعلات الكيميائية نفسها كعوامل اختزال. تتفرق بسهولة مع إلكترونات التكافؤ ، وتتأكسد في نفس الوقت. تذكر أنه كلما زاد تواجد المعدن إلى اليسار في سلسلة التوتر الكهروكيميائية ، كلما كان عامل الاختزال أقوى. لذلك فإن الليثيوم هو الأقوى والأضعف هو الذهب والعكس صحيح والذهب هو أقوى عامل مؤكسد والليثيوم هو الأضعف.

Li → Rb → K → Ba → Sr → Ca → Na → Mg → Al → Mn → Cr → Zn → Fe → Cd → Co → Ni → Sn → Pb → H → Sb → Bi → Cu → Hg → Ag → Pd → حزب العمال → Au

تحل جميع المعادن محل المعادن الأخرى من محلول الملح ، أي استعادتها. جميعها باستثناء الأرض القلوية والقلوية لأنها تتفاعل مع الماء. المعادن الموجودة قبل H تزيحها من محاليل الأحماض المخففة ، وتذوب فيها هي نفسها.

ضع في اعتبارك بعض الخصائص الكيميائية العامة للمعادن:

• يشكل تفاعل المعادن مع الأكسجين أكاسيد أساسية (CaO ، Na 2 O ، 2Li 2 O ، إلخ) أو مذبذب (ZnO ، Cr 2 O 3 ، Fe 2 O 3 ، إلخ).
• يشكل تفاعل المعادن مع الهالوجينات (المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة السابعة) أحماض هيدروهالية (HF - فلوريد الهيدروجين ، HCl - كلوريد الهيدروجين ، إلخ).
• يشكل تفاعل المعادن مع غير الفلزات أملاحًا (كلوريدات ، كبريتيدات ، نيتريد ، إلخ).
• يشكل تفاعل المعادن مع المعادن مركبات بين المعادن (MgB 2 ، NaSn ، Fe 3 Ni ، إلخ).
• تفاعل المعادن النشطة مع الهيدروجين يشكل الهيدريدات (NaH ، CaH 2 ، KH ، إلخ).
• يشكل تفاعل الفلزات الأرضية القلوية والقلوية مع الماء القلويات (NaOH ، Ca (OH) 2 ، Cu (OH) 2 ، إلخ).
• يشكل تفاعل المعادن (فقط تلك الموجودة في السلسلة الكهروكيميائية حتى H) مع الأحماض الأملاح (الكبريتات ، النتريت ، الفوسفات ، إلخ). يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن المعادن تتفاعل مع الأحماض على مضض ، بينما تتفاعل دائمًا تقريبًا مع القواعد والأملاح. لكي يحدث تفاعل المعدن مع الحمض ، يجب أن يكون المعدن نشطًا والحمض قويًا.

الخواص الكيميائية للمعادن القلوية

تشتمل مجموعة الفلزات القلوية على العناصر الكيميائية التالية: الليثيوم (Li) والصوديوم (Na) والبوتاسيوم (K) والروبيديوم (Rb) والسيزيوم (Cs) والفرانسيوم (Fr). عندما ينتقلون من أعلى إلى أسفل في المجموعة الأولى من الجدول الدوري ، يزداد نصف قطرهم الذري ، مما يعني أن خصائصهم المعدنية والمتناقصة تزداد.

ضع في اعتبارك الخصائص الكيميائية للمعادن القلوية:

• ليس لديهم علامات تذبذب ، لأن لديهم قيم سلبية لإمكانات القطب.
• أقوى عوامل الاختزال بين جميع المعادن.
• في المركبات ، فإنها تظهر فقط حالة الأكسدة +1.
• بإعطاء إلكترون تكافؤ واحد ، يتم تحويل ذرات هذه العناصر الكيميائية إلى كاتيونات.
• أنها تشكل العديد من المركبات الأيونية.
• كلها تقريبا قابلة للذوبان في الماء.

تفاعل الفلزات القلوية مع العناصر الأخرى:

1. مع الأكسجين ، يتم تكوين مركبات فردية ، لذلك يشكل الأكسيد الليثيوم فقط (Li 2 O) ، ويشكل الصوديوم بيروكسيد (Na 2 O 2) ، ويشكل البوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم أكاسيد فائقة (KO 2 ، RbO 2 ، CsO 2).

2. مع الماء ، وتشكيل القلويات والهيدروجين. تذكر أن ردود الفعل هذه متفجرة. بدون انفجار ، يتفاعل الليثيوم فقط مع الماء:

2Li + 2H 2 O → 2LiO H + H 2.

3. مع الهالوجينات ، يتم تشكيل هاليدات (NaCl - كلوريد الصوديوم ، NaBr - بروميد الصوديوم ، NaI - يوديد الصوديوم ، إلخ).

4. باستخدام الهيدروجين عند تسخينه ، يتم تشكيل الهيدريدات (LiH ، NaH ، إلخ.)

5. مع الكبريت عند التسخين ، يتم تكوين الكبريتيدات (Na 2 S ، K 2 S ، إلخ). فهي عديمة اللون وقابلة للذوبان في الماء بدرجة عالية.

6. مع الفوسفور عند تسخينه ، مكونًا الفوسفيدات (Na 3 P ، Li 3 P ، إلخ) ، فهي حساسة جدًا للرطوبة والهواء.

7. مع الكربون ، عند تسخينها ، تشكل الكربيدات الليثيوم والصوديوم فقط (Li 2 CO 3 ، Na 2 CO 3) ، بينما لا يشكل البوتاسيوم والروبيديوم والسيزيوم كربيدات ، فإنها تشكل مركبات ثنائية مع الجرافيت (C 8 Rb ، C 8 Cs ، إلخ).

8. في ظل الظروف العادية ، يتفاعل الليثيوم فقط مع النيتروجين ، مكونًا Li 3 N نيتريد ، مع المعادن القلوية الأخرى ، يكون التفاعل ممكنًا فقط عند التسخين.

9. يتفاعلون بشكل متفجر مع الأحماض ، لذا فإن إجراء مثل هذه التفاعلات أمر خطير للغاية. هذه التفاعلات غامضة ، لأن المعدن القلوي يتفاعل بنشاط مع الماء ، مكونًا قلويًا ، ثم يتم تحييده بواسطة حمض. هذا يخلق المنافسة بين القلويات والحمض.

10. مع الأمونيا ، يتم تكوين الأميدات - نظائرها من الهيدروكسيدات ، ولكن قواعد أقوى (NaNH 2 - أميد الصوديوم ، KNH 2 - أميد البوتاسيوم ، إلخ).

11. مع الكحوليات ، وتشكيل الكحوليات.

الفرانسيوم معدن قلوي مشع ، وهو أحد أندر العناصر المشعة وأقلها استقرارًا. خصائصه الكيميائية ليست مفهومة جيدا.

للحصول على الفلزات القلوية ، يستخدمون بشكل أساسي التحليل الكهربائي لذوبان هاليداتهم ، وغالبًا الكلوريدات ، التي تشكل معادن طبيعية:

• كلوريد الصوديوم → 2Na + Cl 2.

• Na 2 CO 3 + 2C → 2Na + 3CO.

• 2Li 2 O + Si + 2CaO → 4Li + Ca 2 SiO 4.

• KCl + Na → K + NaCl.

الخواص الكيميائية للمعادن الأرضية القلوية

تشمل معادن الأرض القلوية عناصر المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثانية: الكالسيوم (Ca) ، السترونشيوم (Sr) ، الباريوم (Ba) ، الراديوم (Ra). ينمو النشاط الكيميائي لهذه العناصر بنفس طريقة نمو الفلزات القلوية ، أي زيادة أسفل المجموعة الفرعية.

الخواص الكيميائية للمعادن الأرضية القلوية:

هيكل قذائف التكافؤ لذرات هذه العناصر ns 2.

• بإعطاء إلكترونين تكافؤين ، يتم تحويل ذرات هذه العناصر الكيميائية إلى كاتيونات.
• تظهر المركبات حالة الأكسدة +2.
• تكون شحنات النوى الذرية أكبر بمقدار واحد من شحنات العناصر القلوية لنفس الفترات ، مما يؤدي إلى انخفاض نصف قطر الذرات وزيادة إمكانات التأين.

تفاعل معادن الأرض القلوية مع العناصر الأخرى:

1. مع الأكسجين ، تشكل جميع المعادن الأرضية القلوية ، باستثناء الباريوم ، أكاسيدًا ، ويشكل الباريوم بيروكسيد BaO 2. من بين هذه المعادن ، يتفاعل البريليوم والمغنيسيوم ، المغلفان بطبقة أكسيد واقية رقيقة ، مع الأكسجين فقط عند درجة عالية جدًا من t. تتفاعل الأكاسيد الأساسية للمعادن الأرضية القلوية مع الماء ، باستثناء أكسيد البريليوم BeO ، الذي له خصائص مذبذبة. يسمى تفاعل أكسيد الكالسيوم والماء تفاعل الجير. إذا كان الكاشف هو CaO ، يتم تكوين الجير الحي ، إذا كان Ca (OH) 2 ، مطحون. أيضًا ، تتفاعل الأكاسيد الأساسية مع الأكاسيد والأحماض الحمضية. فمثلا:

• 3CaO + P 2 O 5 → Ca 3 (PO 4) 2 .

2. مع الماء ، تشكل معادن الأرض القلوية وأكاسيدها هيدروكسيدات - مواد بلورية بيضاء ، والتي ، بالمقارنة مع هيدروكسيدات الفلزات القلوية ، أقل قابلية للذوبان في الماء. هيدروكسيدات معادن الأرض القلوية هي قلويات ، باستثناء مذبذب Be (OH ) 2 وقاعدة ضعيفةملغ (أوه) 2. بما أن البريليوم لا يتفاعل مع الماء ، كن (أوه ) 2 يمكن الحصول عليها بطرق أخرى ، على سبيل المثال ، عن طريق التحلل المائي للنتريد:

• كن 3 N 2+ 6H 2 O → 3 يكون (يا) 2+ 2N العدد 3.

3. في ظل الظروف العادية ، يتفاعل كل شيء مع الهالوجينات ، باستثناء البريليوم. الأخير يتفاعل فقط عند ارتفاع t. تتكون الهاليدات (MgI 2 - يوديد المغنيسيوم ، CaI 2 - يوديد الكالسيوم ، CaBr 2 - بروميد الكالسيوم ، إلخ).

4. تتفاعل جميع المعادن الأرضية القلوية ، باستثناء البريليوم ، مع الهيدروجين عند تسخينها. تتشكل الهيدريدات (BaH 2 ، CaH 2 ، إلخ). لتفاعل المغنيسيوم مع الهيدروجين ، بالإضافة إلى ارتفاع t ، مطلوب أيضًا زيادة ضغط الهيدروجين.

5. يشكل الكبريت الكبريتيدات. فمثلا:

• كاليفورنيا + S. → CaS.

تستخدم الكبريتيدات للحصول على حامض الكبريتيك والمعادن المقابلة.

6. أنها تشكل النيتريد مع النيتروجين. فمثلا:

• 3يكون + العدد 2 → كن 3 N 2.

7. مع الأحماض ، تشكل أملاح الحمض والهيدروجين المقابل. فمثلا:

• Be + H 2 SO 4 (razb.) → BeSO 4 + H 2.

تستمر هذه التفاعلات بنفس الطريقة كما في حالة الفلزات القلوية.

الحصول على معادن الأرض القلوية:

• BeF 2 + Mg –t o → Be + MgF 2

• 3BaO + 2Al –t o → 3Ba + Al 2 O 3

• CaCl 2 → Ca + Cl 2

الخصائص الكيميائية للألمنيوم

الألمنيوم معدن نشط وخفيف ورقم 13 في الجدول. في الطبيعة ، الأكثر شيوعًا بين جميع المعادن. و من العناصر الكيميائية يحتل المركز الثالث من حيث التوزيع. موصل كهربائي عالي الحرارة. مقاومة للتآكل حيث أنها مغطاة بغشاء أكسيد. نقطة الانصهار هي 660 درجة مئوية.

ضع في اعتبارك الخصائص الكيميائية وتفاعل الألومنيوم مع العناصر الأخرى:

1. في جميع المركبات ، يكون الألمنيوم في حالة الأكسدة +3.

2. يعرض خصائص مختزلة في جميع التفاعلات تقريبًا.

3. يعرض المعدن المتذبذب الخصائص الحمضية والأساسية.

4. يستعيد الكثير من المعادن من الأكاسيد. هذه الطريقة في الحصول على المعادن تسمى aluminothermy. مثال على الحصول على الكروم:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr.

5. يتفاعل مع جميع الأحماض المخففة لتكوين الأملاح وإطلاق الهيدروجين. فمثلا:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2 ؛

2Al + 3H2SO4 → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

يتم تخميل الألومنيوم في HNO 3 و H 2 SO 4 المركز. بفضل هذا ، من الممكن تخزين ونقل هذه الأحماض في حاويات مصنوعة من الألومنيوم.

6. تتفاعل مع القلويات ، لأنها تذوب طبقة الأكسيد.

7. يتفاعل مع جميع اللافلزات باستثناء الهيدروجين. لإجراء التفاعل مع الأكسجين ، يلزم تقسيم الألومنيوم بدقة. يكون التفاعل ممكنًا فقط عند ارتفاع درجة الحرارة:

• 4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3 .

وفقًا لتأثيره الحراري ، يكون هذا التفاعل طاردًا للحرارة. يشكل التفاعل مع الكبريت كبريتيد الألومنيوم Al 2 S 3 ، مع فوسفيد الفوسفور AlP ، مع نيتروجين النيتروجين AlN ، مع كربيد الكربون Al 4 C 3.

8. يتفاعل مع المعادن الأخرى ، ويشكل الألومينات (FeAl 3 CuAl 2 ، CrAl 7 ، إلخ).

يتم الحصول على الألمنيوم المعدني بالتحليل الكهربائي لمحلول الألومينا Al 2 O 3 في الكريوليت المنصهر Na 2 AlF6 عند 960-970 درجة مئوية.

• 2Al2O3 → 4Al + 3O 2.
  

الخواص الكيميائية للعناصر الانتقالية

تشمل العناصر الانتقالية عناصر المجموعات الفرعية الثانوية للجدول الدوري. ضع في اعتبارك الخصائص الكيميائية للنحاس والزنك والكروم والحديد.

الخواص الكيميائية للنحاس

1. في السلسلة الكهروكيميائية ، يقع على يمين H ، لذلك هذا المعدن غير نشط.

2. مخفض ضعيف.

3. في المركبات ، يُظهر حالات الأكسدة +1 و +2.

4. يتفاعل مع الأكسجين عند تسخينه ليشكل:

• أكسيد النحاس (I) 2Cu + O 2 → 2CuO(عند t 400 0 C)
• أو أكسيد النحاس الثنائي: 4النحاس + O2 → 2Cu2O(عند t 200 0 C).

الأكاسيد لها خصائص أساسية. عند تسخينه في جو خامل ، لا يتناسب Cu 2 O: Cu2O → CuO + Cu. أكسيد النحاس (II) يشكل CuO نحاسيات في تفاعلات مع القلويات ، على سبيل المثال: → Na 2 CuO 2 + H 2 O.

5. هيدروكسيد النحاس Cu (OH) 2 مذبذب ، تسود الخصائص الرئيسية فيه. يذوب بسهولة في الأحماض:

• النحاس (أوه) 2 + 2 H NO 3 → نحاس (NO 3) 2 + 2H 2 O,

وفي محاليل القلويات المركزة بصعوبة:

• Сu (OH) 2 + 2NaOH → نا 2.

6. يشكل تفاعل النحاس مع الكبريت تحت ظروف درجات الحرارة المختلفة أيضًا كبريتيد. عند تسخينه إلى 300-400 درجة مئوية في فراغ ، يتشكل كبريتيد النحاس (I):

• 2Cu + S. → Cu2S.

في درجة حرارة الغرفة ، يمكن الحصول على كبريتيد النحاس (II) عن طريق إذابة الكبريت في كبريتيد الهيدروجين:

• النحاس + S. → CuS.

7. من الهالوجينات ، يتفاعل مع الفلور والكلور والبروم ، مكونًا هاليدات (CuF 2 ، CuCl 2 ، CuBr 2) ، اليود ، مكونًا النحاس (I) يوديد CuI ؛ لا يتفاعل مع الهيدروجين والنيتروجين والكربون والسيليكون.

8. لا يتفاعل مع الأحماض - العوامل غير المؤكسدة ، لأنها تؤكسد فقط المعادن الموجودة في الهيدروجين في السلسلة الكهروكيميائية. يتفاعل هذا العنصر الكيميائي مع الأحماض المؤكسدة: النيتريك المخفف والمركّز والكبريت المركز:

3Cu + 8HNO 3 (فرق) → 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O ؛

النحاس + 4HNO 3 (conc) → نحاس (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O ؛

Cu + 2H 2 SO 4 (conc) → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

9. بالتفاعل مع الأملاح ، يزيح النحاس من تركيبته المعادن الموجودة على يمينه في السلسلة الكهروكيميائية. فمثلا،

2FeCl 3 + Cu → CuCl 2 + 2FeCl 2 .

هنا نرى أن النحاس ذهب إلى المحلول ، والحديد (III) تم اختزاله إلى حديد (II). هذا التفاعل له أهمية عملية كبيرة ويستخدم لإزالة النحاس المترسب على البلاستيك.

الخواص الكيميائية للزنك

2. لقد أعلن عن خصائص الاختزال وخصائص مذبذبة.

3. في المركبات ، يُظهر حالة الأكسدة +2.

4. في الهواء ، يتم تغطيته بفيلم أكسيد ZnO.

5. يمكن التفاعل مع الماء عند درجة حرارة حمراء. نتيجة لذلك ، يتكون أكسيد الزنك والهيدروجين:

• Zn + H 2 O → ZnO + H 2.

6. يتداخل مع الهالوجينات مكوناً هاليدات (ZnF 2 - فلوريد الزنك ، ZnBr 2 - بروميد الزنك ، ZnI 2 - يوديد الزنك ، ZnCl 2 - كلوريد الزنك).

7. مع الفوسفور يشكل الفوسفيد Zn 3 P 2 و ZnP 2.

8. مع كالكوجينيد الكبريت ZnS.

9. لا يتفاعل بشكل مباشر مع الهيدروجين والنيتروجين والكربون والسيليكون والبورون.

10. يتفاعل مع الأحماض غير المؤكسدة ، ويشكل الأملاح ويحل محل الهيدروجين. فمثلا:

• H 2 SO 4 + Zn → ZnSO 4 + H 2
• Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2.

كما أنه يتفاعل مع الأحماض - العوامل المؤكسدة: مع conc. يتكون حمض الكبريتيك من كبريتات الزنك وثاني أكسيد الكبريت:

• Zn + 2H 2 SO 4 → ZnSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.

11. يتفاعل بنشاط مع القلويات ، لأن الزنك معدن مذبذب. مع المحاليل القلوية ، فإنه يشكل رباعي هيدروكسوزينك ويطلق الهيدروجين:

• Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 .

تظهر فقاعات الغاز على حبيبات الزنك بعد التفاعل. مع القلويات اللامائية ، عندما تنصهر ، فإنها تشكل الزنك وتطلق الهيدروجين:

• زد + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2.

الخصائص الكيميائية للكروم

2.

3. يشكل مركبات ملونة.

4. في المركبات ، يُظهر حالات الأكسدة +2 (أكسيد قاعدي CrO أسود) ، +3 (أكسيد مذبذب Cr 2 O 3 وهيدروكسيد Cr (OH) 3 أخضر) و +6 (أكسيد الكروم الحمضي (VI) CrO 3 وأحماض: كروميك H 2 CrO 4 واثنين من الكروم H 2 Cr 2 O 7 ، إلخ.).

5. يتفاعل مع الفلور عند درجة حرارة 350-400 درجة مئوية ، مكونًا فلوريد الكروم (IV):

• Cr + 2F 2 → CrF 4.

6. بالأكسجين والنيتروجين والبورون والسيليكون والكبريت والفوسفور والهالوجينات عند درجة حرارة 600 درجة مئوية:

• الاتصال بالأكسجين يشكل أكسيد الكروم (VI) CrO 3 (بلورات حمراء داكنة) ،
• مركب النيتروجين - نيتريد الكروم CrN (بلورات سوداء) ،
• مركب مع البورون - بوريد الكروم CrB (بلورات صفراء) ،
• مركب مع السيليكون - سليكون الكروم CrSi ،
• اتصال مع الكربون - كربيد الكروم Cr 3 C 2.

7. يتفاعل مع بخار الماء ، كونه في حالة ساخنة ، مكونًا أكسيد الكروم (III) والهيدروجين:

• 2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2 .

8. لا يتفاعل مع المحاليل القلوية ، ولكنه يتفاعل ببطء مع ذوبانها ، مكونًا كرومات:

• 2 كر + 6 كو → 2 كرون 2 + 2 ك 2 يا + 3 س 2.

9. يذوب في الأحماض القوية المخففة لتشكيل الأملاح. إذا حدث التفاعل في الهواء ، تتشكل أملاح Cr 3+ ، على سبيل المثال:

• 2Cr + 6HCl + O 2 → 2CrCl 3 + 2H 2 O + H 2 .

• Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2.

10. مع أحماض الكبريتيك والنتريك المركزة ، وكذلك مع أكوا ريجيا ، يتفاعل فقط عند تسخينه ، لأن. في درجات حرارة منخفضة ، تخمل هذه الأحماض الكروم. تبدو التفاعلات مع الأحماض عند التسخين كما يلي:

2Cr + 6H 2 SO 4 (conc) → Cr 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 + 6H 2 O

Cr + 6HNO 3 (conc) → Cr (NO 3) 3 + 3NO 2 + 3H 2 O

أكسيد الكروم الثنائي CrO- أسود أو أحمر صلب ، غير قابل للذوبان في الماء.

الخواص الكيميائية:

• لها خصائص أساسية وترميمية.
• عند تسخينه إلى 100 درجة مئوية في الهواء ، يتأكسد إلى Cr 2 O 3 - أكسيد الكروم (III).
• من الممكن استعادة الكروم بالهيدروجين من هذا الأكسيد: CrO + H 2 → Cr + H 2 O أو فحم الكوك: CrO + C → Cr + CO.
• يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك أثناء إطلاق الهيدروجين: 2CrO + 6HCl → 2CrCl 3 + H 2 + 2H 2 O.
• لا يتفاعل مع القلويات ، يخفف أحماض النيتريك والكبريتيك.

أكسيد الكروم (III) Cr 2 O 3- مادة حرارية ، لونها أخضر غامق ، غير قابلة للذوبان في الماء.

الخواص الكيميائية:

• لها خصائص مذبذبة.
• كيف يتفاعل الأكسيد الأساسي مع الأحماض: Cr 2 O 3 + 6HCl → CrCl 3 + 3H 2 O.
• كيف يتفاعل الأكسيد الحمضي مع القلويات: Cr 2 O 3 + 2KOH → 2KCrO 3 + H 2 O.
• تتأكسد العوامل المؤكسدة القوية Cr 2 O 3 للكرومات H 2 CrO 4.
• استعادة عوامل الاختزال القويةCr خارج Cr2O3.

هيدروكسيد الكروم (II) Cr (OH) 2 - لونها أصفر أو بني صلب ، قليل الذوبان في الماء.

الخواص الكيميائية:

• قاعدة ضعيفة ، يعرض الخصائص الأساسية.
• في حالة وجود رطوبة في الهواء ، يتأكسد إلى Cr (OH) 3 - هيدروكسيد الكروم (III).
• يتفاعل مع الأحماض المركزة لتكوين أملاح الكروم الأزرق (II): Cr (OH) 2 + H 2 SO 4 → CrSO 4 + 2H 2 O.
• لا تتفاعل مع القلويات والأحماض المخففة.

هيدروكسيد الكروم (III) Cr (OH) 3 - مادة خضراء رمادية غير قابلة للذوبان في الماء.

الخواص الكيميائية:

• لها خصائص مذبذبة.
• كيف يتفاعل الهيدروكسيد الأساسي مع الأحماض: Cr (OH) 3 + 3HCl → CrCl 3 + 3H 2 O.
• كيف يتفاعل هيدروكسيد الحمض مع القلويات: Cr (OH) 3 + 3 NaOH → Na 3 [كر (أوه) 6].

الخواص الكيميائية للحديد

1. معدن نشط ذو تفاعل عالي.

2. لها خصائص تصالحية ، وكذلك خصائص مغناطيسية واضحة.

3. في المركبات ، يُظهر حالات الأكسدة الرئيسية +2 (مع عوامل مؤكسدة ضعيفة: S ، I ، HCl ، محلول ملح) ، +3 (مع عوامل مؤكسدة قوية: Br و Cl) وأقل خاصية +6 (مع O و H 2 س). في العوامل المؤكسدة الضعيفة ، يأخذ الحديد حالة الأكسدة +2 ، في أقوى منها +3. تتوافق حالات الأكسدة +2 مع أكسيد أسود Fe O وهيدروكسيد أخضر Fe (OH) 2 ، والتي لها خصائص أساسية. تتوافق حالات الأكسدة +3 مع أكسيد بني أحمر Fe 2 O 3 وهيدروكسيد بني Fe (OH) 3 ، والتي لها خصائص مذبذبة ضعيفة الوضوح. Fe (+2) هو عامل اختزال ضعيف ، وغالبًا ما يكون Fe (+3) عامل مؤكسد ضعيف. عندما تتغير ظروف الأكسدة والاختزال ، يمكن أن تتغير حالات أكسدة الحديد مع بعضها البعض.

• 3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4.

5. يتفاعل مع الهالوجينات عند التسخين:

• الاتصال مع الكلور أشكال كلوريد الحديد (III) FeCl 3 ،
• مركب مع البروم - بروميد الحديد (III) FeBr 3 ،
• مركب مع اليود - الحديد (II ، III) يوديد Fe 3 I 8 ،
• مركب مع الفلور - فلوريد الحديد (II) FeF 2 ، وفلوريد الحديد (III) FeF 3.

• الاتصال مع الكبريت يشكل الحديد (II) كبريتيد FeS ،
• اتصال مع النيتروجين - نيتريد الحديد Fe 3 N ،
• مركب مع الفوسفور - فوسفيد FeP و Fe 2 P و Fe 3 P ،
• مركب مع السيليكون - سليكات الحديد FeSi ،
• مركب بالكربون - كربيد الحديد Fe 3 C.

9. لا يتفاعل مع المحاليل القلوية ، ولكنه يتفاعل ببطء مع المواد المنصهرة القلوية ، وهي عوامل مؤكسدة قوية:

• Fe + KClO 3 + 2KOH → K 2 FeO 4 + KCl + H 2 O.

10. يعيد المعادن الموجودة في الصف الكهروكيميائي جهة اليمين:

• Fe + SnCl 2 → FeCl 2 + Sn.

• 3Fe2O3 + كو → ثاني أكسيد الكربون 2 + 2Fe 3 O 4 ،
• Fe 3 O 4 + CO → CO 2 + 3FeO ،
• الحديد O + كو → CO 2 + Fe.

أكسيد الحديد الثنائي (FeO) - مادة بلورية سوداء (wustite) لا تذوب في الماء.

الخواص الكيميائية:

• لها خصائص أساسية.
• يتفاعل مع حمض الهيدروكلوريك المخفف: FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O.
• تتفاعل مع حمض النيتريك المركز:FeO + 4HNO 3 → Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O.
• لا يتفاعل مع الماء والأملاح.
• مع الهيدروجين عند درجة حرارة 350 درجة مئوية يتم اختزاله إلى معدن نقي: FeO + H 2 → Fe + H 2 O.
• يتم اختزاله أيضًا إلى معدن نقي عند دمجه مع فحم الكوك: FeO + C → Fe + CO.
• يمكن الحصول على هذا الأكسيد بعدة طرق ، إحداها تسخين Fe عند ضغط منخفض O: 2Fe + O 2 → 2FeO.

أكسيد الحديد الثلاثيFe2O3- مسحوق بني (الهيماتيت) مادة غير قابلة للذوبان في الماء. أسماء أخرى: أكسيد الحديد ، الحديد المينيوم ، تلوين الطعام E172 ، إلخ.

الخواص الكيميائية:

• Fe 2 O 3 + 6HCl → 2 FeCl 3 + 3H 2 O.
• لا يتفاعل مع المحاليل القلوية ، يتفاعل مع ذوبانها ، ويشكل الفريت: Fe 2 O 3 + 2 NaOH → 2NaFeO 2 + H 2 O.
• عند تسخينه بالهيدروجين ، فإنه يظهر خصائص مؤكسدة:Fe 2 O 3 + H 2 → 2FeO + H 2 O.
• Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH → 2K 2 FeO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.

أكسيد الحديد (الثاني والثالث) Fe 3 O 4 أو FeO Fe 2 O 3 - مادة صلبة سوداء رمادية (أكسيد الحديد الأسود ، خام الحديد المغناطيسي) ، مادة غير قابلة للذوبان في الماء.

الخواص الكيميائية:

• يتحلل عند تسخينه فوق 1500 0 درجة مئوية: 2Fe 3 O 4 → 6FeO + O 2.
• يتفاعل مع الأحماض المخففة: Fe 3 O 4 + 8HCl → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O.
• لا تتفاعل مع المحاليل القلوية ، وتتفاعل مع ذوبانها: Fe 3 O 4 + 14 NaOH → Na 3 FeO 3 + 2Na 5 FeO 4 + 7H 2 O.
• عند التفاعل مع الأكسجين ، يتأكسد: 4Fe 3 O 4 + O 2 → 6Fe 2 O 3.
• مع الهيدروجين ، عند تسخينه ، يتم استعادته:Fe 3 O 4 + 4H 2 → 3Fe + 4H 2 O.
• يتم تقليله أيضًا عند دمجه مع أول أكسيد الكربون: Fe 3 O 4 + 4CO → 3Fe + 4CO 2.

هيدروكسيد الحديد (II) Fe (OH) 2 - مادة بلورية بيضاء ونادرًا ما تكون مخضرة ، غير قابل للذوبان في الماء.

الخواص الكيميائية:

• لها خصائص مذبذبة مع غلبة الخصائص الأساسية.
• يدخل في تفاعل تحييد الحمض غير المؤكسد ، موضحًا الخصائص الرئيسية: Fe (OH) 2 + 2HCl → FeCl 2 + 2H 2 O.
• عند التفاعل مع أحماض النيتريك أو أحماض الكبريتيك المركزة ، فإنها تظهر خصائص مختزلة ، وتشكيل أملاح الحديد (III): 2Fe (OH) 2 + 4H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 6H 2 O.
• عند تسخينه ، يتفاعل مع المحاليل القلوية المركزة: Fe (OH) 2 + 2NaOH → نا 2.

هيدروكسيد الحديد (I. أناأنا) Fe (OH) 3- مادة بلورية بنية أو غير متبلورة ، غير قابل للذوبان في الماء.

الخواص الكيميائية:

• له خصائص مذبذبة معتدلة مع غلبة الخصائص الأساسية.
• يتفاعل بسهولة مع الأحماض: Fe (OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O.
• مع المحاليل القلوية المركزة تشكل سداسي هيدروكسوفيراتيس (III): Fe (OH) 3 + 3 NaOH → Na 3.
• تشكل الحبار مع المواد القلوية المنصهرة:2Fe (OH) 3 + Na 2 CO 3 → 2NaFeO 2 + CO 2 + 3H 2 O.
• في بيئة قلوية مع عوامل مؤكسدة قوية ، تظهر خصائص مختزلة: 2Fe (OH) 3 + 3Br 2 + 10KOH → 2K 2 FeO 4 + 6NaBr + 8H 2 O.

جميع العناصر الكيميائية مقسمة إلى المعادن و اللافلزات اعتمادًا على بنية وخصائص ذراتهم. أيضًا ، يتم تصنيف المواد البسيطة المكونة من العناصر إلى معادن وغير فلزية ، بناءً على خصائصها الفيزيائية والكيميائية.

في النظام الدوري للعناصر الكيميائية D.I. Mendeleev ، توجد غير المعادن قطريًا: البورون - الأستاتين وفوقه في المجموعات الفرعية الرئيسية.

تتميز ذرات المعادن بنصف قطر كبير نسبيًا وعدد صغير من الإلكترونات على المستوى الخارجي من 1 إلى 3 (باستثناء: الجرمانيوم والقصدير والرصاص - 4 ؛ الأنتيمون والبزموت - 5 ؛ البولونيوم - 6 إلكترونات).

على العكس من ذلك ، تتميز الذرات غير المعدنية بنصف قطر ذري صغير وعدد الإلكترونات في المستوى الخارجي من 4 إلى 8 (الاستثناء هو البورون ، فهو يحتوي على ثلاثة إلكترونات من هذا القبيل).

ومن هنا كان ميل ذرات المعدن للتخلي عن الإلكترونات الخارجية ، أي اختزال الخصائص ، وللذرات غير المعدنية - الرغبة في استقبال الإلكترونات المفقودة إلى مستوى مستقر من ثمانية إلكترونات ، أي خصائص مؤكسدة.

المعادن

في المعادن ، هناك رابطة معدنية وشبكة بلورية معدنية. توجد في المواقع الشبكية أيونات معدنية موجبة الشحنة مرتبطة بإلكترونات خارجية اجتماعية تنتمي إلى البلورة بأكملها.

هذا يحدد جميع الخصائص الفيزيائية الأكثر أهمية للمعادن: اللمعان المعدني ، التوصيل الكهربائي والحراري ، اللدونة (القدرة على تغيير الشكل تحت تأثير خارجي) وبعض الخصائص الأخرى لهذه الفئة من المواد البسيطة.

تسمى معادن المجموعة الأولى من المجموعة الفرعية الرئيسية المعادن القلوية.

معادن المجموعة الثانية: الكالسيوم ، السترونتيوم ، الباريوم - الأرض القلوية.

الخواص الكيميائية للمعادن

في التفاعلات الكيميائية ، تظهر المعادن خصائص مختزلة فقط ، أي تتبرع ذراتهم بالإلكترونات ، مما يؤدي إلى تكوين أيونات موجبة نتيجة لذلك.

1. التفاعل مع اللافلزات:

أ) الأكسجين (مع تكوين أكاسيد)

تتأكسد المعادن القلوية والقلوية الأرضية بسهولة في ظل الظروف العادية ، لذلك يتم تخزينها تحت طبقة من زيت الفازلين أو الكيروسين.

4Li + O 2 = 2Li 2 O

2Ca + O 2 \ u003d 2CaO

يرجى ملاحظة: عندما يتفاعل الصوديوم ، يتكون بيروكسيد ، بوتاسيوم - فوق أكسيد

2Na + O 2 \ u003d Na 2 O 2، K + O2 \ u003d KO2

ويتم الحصول على الأكاسيد عن طريق تكليس البيروكسيد بالمعدن المقابل:

2Na + Na 2 O 2 \ u003d 2Na 2 O

يتأكسد الحديد والزنك والنحاس والمعادن الأخرى الأقل نشاطًا ببطء في الهواء وتنشط عند تسخينها.

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4 (خليط من أكسين: FeO و Fe 2 O 3)

2Zn + O 2 = 2ZnO

2Cu + O 2 \ u003d 2CuO

لا تتأكسد معادن الذهب والبلاتين بواسطة الأكسجين الجوي تحت أي ظرف من الظروف.

ب) الهيدروجين (مع تكوين الهيدريدات)

2Na + H2 = 2NaH

Ca + H 2 \ u003d CaH 2

ج) الكلور (مع تكوين الكلوريدات)

2K + Cl 2 \ u003d 2KCl

Mg + Cl 2 \ u003d MgCl 2

2Al + 3Cl 2 \ u003d 2AlCl 3

يرجى ملاحظة: عندما يتفاعل الحديد ، يتكون كلوريد الحديد (III):

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

د) الكبريت (مع تكوين الكبريتيدات)

2Na + S = Na 2S

Hg + S = HgS

2Al + 3S = Al 2 S 3

يرجى ملاحظة: عندما يتفاعل الحديد ، يتشكل كبريتيد الحديد (II):

Fe + S = FeS

ه) النيتروجين (مع تكوين النيتريد)

6K + N 2 = 2K 3 N

3Mg + N 2 \ u003d Mg 3 N 2

2Al + N 2 = 2AlN

2. التفاعل مع المواد المعقدة:

يجب أن نتذكر أنه وفقًا للقدرة التصالحية ، يتم ترتيب المعادن في صف واحد ، وهو ما يسمى السلسلة الكهروكيميائية للجهود أو نشاط المعادن (سلسلة الإزاحة Beketov N.N):

Li، K، Ba، Ca، Na، Mg، Al، Mn، Zn، Cr، Fe، Co، Ni، Sn، Pb، (H 2)، Cu، Hg، Ag، Au، Pt

ماء

المعادن الموجودة في صف حتى المغنيسيوم ، في ظل الظروف العادية ، تزيح الهيدروجين من الماء ، وتشكل قواعد قابلة للذوبان - القلويات.

2Na + 2H 2 O \ u003d 2NaOH + H 2

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

يتفاعل المغنيسيوم مع الماء عند غليه.

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

يتفاعل الألمنيوم مع الماء بعنف عند إزالة طبقة الأكسيد.

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

يمكن لبقية المعادن ، التي تقف في صف حتى الهيدروجين ، في ظل ظروف معينة ، أن تتفاعل أيضًا مع الماء مع إطلاق الهيدروجين وتكوين الأكاسيد.

3Fe + 4H 2 O \ u003d Fe 3 O 4 + 4H 2

ب) المحاليل الحمضية

(باستثناء حامض الكبريتيك المركز وحمض النيتريك بأي تركيز. انظر تفاعلات الأكسدة والاختزال.)

يرجى ملاحظة: لا تستخدم حمض السيليك غير القابل للذوبان للتفاعلات

المعادن التي تتراوح من المغنيسيوم إلى الهيدروجين تزيح الهيدروجين من الأحماض.

ملغ + 2HCl \ u003d MgCl 2 + H 2

يرجى ملاحظة: تتشكل الأملاح الحديدية.

Fe + H 2 SO 4 (razb.) \ u003d FeSO 4 + H 2

يمنع تكوين ملح غير قابل للذوبان رد الفعل من الاستمرار. على سبيل المثال ، لا يتفاعل الرصاص عمليًا مع محلول حمض الكبريتيك بسبب تكوين كبريتات الرصاص غير القابلة للذوبان على السطح.

المعادن الموجودة في الصف بعد الهيدروجين لا تحل محل الهيدروجين.

ج) محاليل الملح

لا يتم استخدام المعادن الموجودة في الصف حتى المغنيسيوم والتي تتفاعل بنشاط مع الماء لإجراء مثل هذه التفاعلات.

بالنسبة للمعادن الأخرى ، تتحقق القاعدة:

يزيح كل معدن من المحاليل الملحية معادن أخرى موجودة في الصف الموجود على يمينه ، ويمكن أن يتم إزاحته بنفسه عن طريق المعادن الموجودة على يساره.

النحاس + HgCl 2 \ u003d Hg + CuCl 2

Fe + CuSO 4 \ u003d FeSO 4 + النحاس

كما هو الحال مع المحاليل الحمضية ، فإن تكوين ملح غير قابل للذوبان يمنع تفاعل التفاعل.

د) المحاليل القلوية

تتفاعل المعادن ، وهيدروكسيداتها مذبذبة.

Zn + 2NaOH + 2H 2 O \ u003d Na 2 + H 2

2Al + 2KOH + 6H 2 O = 2K + 3H 2

هـ) بالمواد العضوية

معادن قلوية مع كحول وفينول.

2C 2 H 5 OH + 2Na \ u003d 2C 2 H 5 ONa + H 2

2C 6 H 5 OH + 2Na \ u003d 2C 6 H 5 ONa + H 2

تشارك المعادن في تفاعلات مع هالو ألكانات ، والتي تُستخدم للحصول على ألكانات حلقي أقل وللتركيبات ، حيث يصبح الهيكل الكربوني للجزيء أكثر تعقيدًا (تفاعل Wurtz):

CH 2 Cl-CH 2 -CH 2 Cl + Zn = C 3 H 6 (البروبان الحلقي) + ZnCl 2

2CH 2 Cl + 2Na \ u003d C 2 H 6 (إيثان) + 2NaCl

غير المعادن

في المواد البسيطة ، ترتبط ذرات اللافلزات برابطة تساهمية غير قطبية. في هذه الحالة ، يتم تشكيل روابط تساهمية مفردة (في H 2 ، F 2 ، Cl 2 ، Br 2 ، I 2) ، مزدوجة (في جزيئات O 2) ، ثلاثية (في جزيئات N 2).

هيكل المواد البسيطة - اللافلزات:

1. الجزيئية

في ظل الظروف العادية ، تكون معظم هذه المواد غازات (H 2، N 2، O 2، O 3، F 2، Cl 2) أو مواد صلبة (I 2، P 4، S 8) وبروم واحد فقط (Br 2) سائل. كل هذه المواد لها بنية جزيئية ، وبالتالي فهي متطايرة. في الحالة الصلبة ، تكون قابلة للانصهار بسبب التفاعل الضعيف بين الجزيئات الذي يحافظ على جزيئاتها في البلورة ، وقادرة على التسامي.

2. الذري

تتكون هذه المواد من بلورات ، في العقد التي توجد فيها ذرات: (B n ، C n ، Si n ، Gen ، Se n ، Te n). نظرًا للقوة العالية للروابط التساهمية ، فإنها ، كقاعدة عامة ، تتمتع بصلابة عالية ، وأي تغييرات مرتبطة بتدمير الرابطة التساهمية في بلوراتها (الذوبان ، التبخر) يتم إجراؤها بنفقات كبيرة من الطاقة. العديد من هذه المواد لها نقاط انصهار وغليان عالية ، كما أن تقلبها منخفض للغاية.

العديد من العناصر - تشكل اللافلزات عدة مواد بسيطة - تعديلات متآصلة. يمكن أن يرتبط التآصل بتكوين مختلف للجزيئات: الأكسجين O 2 والأوزون O 3 وبتركيبات بلورية مختلفة: التعديلات المتآصلة للكربون هي الجرافيت ، الماس ، الكاربين ، الفوليرين. العناصر - غير الفلزات ذات التعديلات المتآصلة: الكربون ، والسيليكون ، والفوسفور ، والزرنيخ ، والأكسجين ، والكبريت ، والسيلينيوم ، والتيلوريوم.

الخواص الكيميائية لغير المعادن

تهيمن الخصائص المؤكسدة على ذرات اللافلزات ، أي القدرة على ربط الإلكترونات. تتميز هذه القدرة بقيمة الكهربية. من بين اللافلزات

عند ، B ، Te ، H ، As ، I ، Si ، P ، Se ، C ، S ، Br ، Cl ، N ، O ، F

تزداد الكهربية ويتم تحسين خصائص الأكسدة.

ويترتب على ذلك أنه بالنسبة للمواد البسيطة - غير المعدنية ، فإن كلا من خصائص الأكسدة والاختزال ستكون مميزة ، باستثناء الفلور ، أقوى عامل مؤكسد.

1. خصائص مؤكسدة

أ) في التفاعلات مع المعادن (المعادن دائما عوامل الاختزال)

2Na + S = Na 2 S (كبريتيد الصوديوم)

3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 (نيتريد المغنيسيوم)

ب) في التفاعلات مع غير الفلزات الموجودة على يسار هذا ، أي مع قيمة منخفضة من الكهربية. على سبيل المثال ، عندما يتفاعل الفوسفور مع الكبريت ، سيكون الكبريت هو العامل المؤكسد ، لأن الفوسفور له قيمة كهرسلبية أقل:

2P + 5S = P 2 S 5 (كبريتيد الفوسفور V)

ستكون معظم اللافلزات عوامل مؤكسدة في التفاعلات مع الهيدروجين:

H 2 + S = H 2 S

H 2 + Cl 2 \ u003d 2HCl

3H 2 + N 2 \ u003d 2NH 3

ج) في التفاعلات مع بعض المواد المعقدة

عامل مؤكسد - الأكسجين ، تفاعلات الاحتراق

CH 4 + 2O 2 \ u003d CO 2 + 2H 2 O

2SO 2 + O 2 \ u003d 2SO 3

عامل مؤكسد - الكلور

2 FeCl 2 + Cl 2 = 2 FeCl 3

2KI + Cl 2 \ u003d 2KCl + I 2

CH 4 + Cl 2 \ u003d CH 3 Cl + حمض الهيدروكلوريك

Ch 2 \ u003d CH 2 + Br 2 \ u003d CH 2 Br-CH 2 Br

2. خصائص التصالحية

أ) في التفاعلات مع الفلور

S + 3F 2 = SF6

H 2 + F 2 \ u003d 2HF

Si + 2F 2 = SiF 4

ب) في التفاعلات مع الأكسجين (باستثناء الفلور)

S + O 2 \ u003d SO 2

N 2 + O 2 \ u003d 2NO

4P + 5O 2 \ u003d 2P 2 O 5

C + O 2 = CO 2

ج) في التفاعلات مع المواد المعقدة - العوامل المؤكسدة

H 2 + CuO \ u003d Cu + H 2 O

6P + 5KClO 3 \ u003d 5KCl + 3P 2 O 5

C + 4HNO 3 \ u003d CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O

H 2 C \ u003d O + H 2 \ u003d CH 3 OH

3. تفاعلات عدم التناسب: نفس اللافلز هو عامل مؤكسد وعامل اختزال

Cl 2 + H 2 O \ u003d HCl + HClO

3Cl 2 + 6KOH = 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

الخصائص العامة للمعادن.

إن وجود إلكترونات التكافؤ المرتبطة ضعيفًا بالنواة يحدد الخصائص الكيميائية العامة للمعادن. في التفاعلات الكيميائية ، تعمل دائمًا كعامل اختزال ؛ المواد البسيطة ، المعادن ، لا تظهر أبدًا خصائص مؤكسدة.

الحصول على المعادن:
- الاستخلاص من الأكاسيد مع الكربون (C) ، وأول أكسيد الكربون (CO) ، والهيدروجين (H2) أو معدن أكثر نشاطًا (Al ، Ca ، Mg) ؛
- الاسترداد من محاليل الملح بمعدن أكثر نشاطًا ؛
- التحليل الكهربائي للمحاليل أو انصهار المركبات المعدنية - استرجاع المعادن الأكثر نشاطا (القلويات ، الفلزات القلوية الترابية والألمنيوم) باستخدام التيار الكهربائي.

في الطبيعة ، توجد المعادن بشكل أساسي في شكل مركبات ، توجد فقط المعادن منخفضة النشاط في شكل مواد بسيطة (معادن أصلية).

الخواص الكيميائية للمعادن.
1 - التفاعل مع المواد البسيطة غير الفلزية:
يمكن أن تتأكسد معظم المعادن مع غير المعادن مثل الهالوجينات والأكسجين والكبريت والنيتروجين. لكن معظم ردود الفعل هذه تتطلب التسخين المسبق للبدء. في المستقبل ، يمكن أن يستمر التفاعل مع إطلاق كمية كبيرة من الحرارة ، مما يؤدي إلى اشتعال المعدن.
في درجة حرارة الغرفة ، تكون التفاعلات ممكنة فقط بين المعادن الأكثر نشاطًا (القلوية والأرض القلوية) وأكثر المعادن نشاطًا (الهالوجينات والأكسجين). تتفاعل الفلزات القلوية (Na ، K) مع الأكسجين لتكوين البيروكسيدات والأكسدة الفائقة (Na2O2 ، KO2).

أ) تفاعل المعادن مع الماء.
في درجة حرارة الغرفة ، تتفاعل معادن الأرض القلوية والقلوية مع الماء. نتيجة لتفاعل الاستبدال ، يتم تكوين قلوي (قاعدة قابلة للذوبان) وهيدروجين: معدن + H2O \ u003d Me (OH) + H2
عند تسخينها ، تتفاعل معادن أخرى مع الماء ، وتقف في سلسلة النشاط على يسار الهيدروجين. يتفاعل المغنيسيوم مع الماء المغلي والألمنيوم - بعد معالجة سطحية خاصة ، مما يؤدي إلى تكوين قواعد غير قابلة للذوبان - هيدروكسيد المغنيسيوم أو هيدروكسيد الألومنيوم - ويتم إطلاق الهيدروجين. تتراوح المعادن في النشاط من الزنك (شامل) إلى الرصاص (الشامل) تتفاعل مع بخار الماء (أي فوق 100 درجة مئوية) ، بينما تتشكل أكاسيد المعادن والهيدروجين المقابلة.
لا تتفاعل المعادن الموجودة على يمين الهيدروجين في سلسلة النشاط مع الماء.
ب) التفاعل مع الأكاسيد:
تتفاعل المعادن النشطة في تفاعل إحلال مع أكاسيد معادن أخرى أو معادن أخرى ، مما يؤدي إلى اختزالها إلى مواد بسيطة.
ج) التفاعل مع الأحماض:
تتفاعل المعادن الموجودة على يسار الهيدروجين في سلسلة النشاط مع الأحماض لإطلاق الهيدروجين وتشكيل الملح المقابل. لا تتفاعل المعادن الموجودة على يمين الهيدروجين في سلسلة النشاط مع المحاليل الحمضية.
تحتل تفاعلات المعادن مع النيتريك وأحماض الكبريتيك مكانًا خاصًا. يمكن أكسدة جميع المعادن باستثناء المعادن النبيلة (الذهب والبلاتين) بواسطة هذه الأحماض المؤكسدة. نتيجة لهذه التفاعلات ، سيتم دائمًا تكوين الأملاح المقابلة ، الماء ومنتج اختزال النيتروجين أو الكبريت ، على التوالي.
د) مع القلويات
المعادن التي تشكل مركبات مذبذبة (الألمنيوم ، البريليوم ، الزنك) قادرة على التفاعل مع الذوبان (مع تكوين أملاح متوسطة من الألومينات ، البريلات أو الزنك) أو المحاليل القلوية (مع تكوين الأملاح المعقدة المقابلة). جميع التفاعلات تنتج الهيدروجين.
هـ) وفقًا لموضع المعدن في سلسلة النشاط ، يمكن حدوث تفاعلات اختزال (إزاحة) لمعدن أقل نشاطًا من محلول ملح بواسطة معدن آخر أكثر نشاطًا. نتيجة للتفاعل ، يتم تكوين ملح من مادة أكثر نشاطًا وبساطة - معدن أقل نشاطًا.

الخصائص العامة لللافلزات.

يوجد عدد أقل بكثير من اللافلزات مقارنة بالمعادن (22 عنصرًا). ومع ذلك ، فإن كيمياء اللافلزات أكثر تعقيدًا بسبب زيادة مستوى الطاقة الخارجية لذراتها.
تتنوع الخواص الفيزيائية لغير المعادن: من بينها الغازية (الفلور والكلور والأكسجين والنيتروجين والهيدروجين) والسوائل (البروم) والمواد الصلبة ، والتي تختلف اختلافًا كبيرًا عن بعضها البعض في درجة الانصهار. معظم اللافلزات لا توصل الكهرباء ، لكن السيليكون والجرافيت والجرمانيوم لها خصائص أشباه الموصلات.
الغازية والسائلة وبعض المواد الصلبة غير الفلزية (اليود) لها بنية جزيئية للشبكة البلورية ، أما باقي العناصر غير المعدنية فلها شبكة بلورية ذرية.
يوجد الفلور والكلور والبروم واليود والأكسجين والنيتروجين والهيدروجين في ظل الظروف العادية في شكل جزيئات ثنائية الذرة.
تشكل العديد من العناصر غير المعدنية العديد من التعديلات المتآصلة للمواد البسيطة. إذن ، يحتوي الأكسجين على تعديلين متآصلين - الأكسجين O2 والأوزون O3 ، والكبريت له ثلاثة تعديلات متآصلة - الكبريت المعيني والبلاستيكي وأحادي الميل ، والفوسفور له ثلاثة تعديلات متآصلة - الفوسفور الأحمر والأبيض والأسود ، والكربون - ستة تعديلات تآثرية - السخام ، الجرافيت ، الماس ، كاربين ، فوليرين ، الجرافين.

على عكس المعادن ، التي تظهر فقط خصائص الاختزال ، يمكن أن تعمل اللافلزات في التفاعلات مع المواد البسيطة والمعقدة كعامل اختزال وكعامل مؤكسد. وفقًا لنشاطها ، تحتل اللافلزات مكانًا معينًا في سلسلة الكهربية. يعتبر الفلور أكثر المواد غير المعدنية نشاطًا. يعرض فقط خصائص مؤكسدة. يأتي الأكسجين في المرتبة الثانية من حيث النشاط ، والنيتروجين في المرتبة الثالثة ، ثم الهالوجينات وغيرها من اللافلزات. الهيدروجين لديه أدنى كهرسلبية بين اللافلزات.

الخواص الكيميائية غير المعدنية.

1. التفاعل مع المواد البسيطة:
تتفاعل اللافلزات مع المعادن. في مثل هذا التفاعل ، تعمل المعادن كعامل اختزال ، بينما تعمل اللافلزات كعامل مؤكسد. نتيجة لتفاعل المركب ، تتشكل مركبات ثنائية - أكاسيد ، بيروكسيدات ، نيتريد ، هيدرات ، أملاح أحماض خالية من الأكسجين.
في تفاعلات اللافلزات مع بعضها البعض ، يُظهر غير المعدني الأكثر كهربيًا خصائص عامل مؤكسد ، عامل مؤكسد أقل كهربيًا - خصائص عامل الاختزال. نتيجة للتفاعل المركب ، يتم تكوين مركبات ثنائية. يجب أن نتذكر أن اللافلزات يمكن أن تظهر حالات أكسدة متغيرة في مركباتها.
2. التفاعل مع المواد المعقدة:
أ) بالماء:
في ظل الظروف العادية ، تتفاعل الهالوجينات فقط مع الماء.
ب) مع أكاسيد الفلزات واللافلزات:
يمكن للعديد من اللافلزات أن تتفاعل في درجات حرارة عالية مع أكاسيد غير فلزية أخرى ، مما يقلل منها إلى مواد بسيطة. يمكن أيضًا أن تتفاعل المعادن غير الموجودة على يسار الكبريت في سلسلة الكهربية مع أكاسيد المعادن ، مما يقلل المعادن إلى مواد بسيطة.
ج) مع الأحماض:
يمكن أكسدة بعض اللافلزات باستخدام أحماض الكبريتيك أو النيتريك المركزة.
د) مع القلويات:
تحت تأثير القلويات ، يمكن أن تخضع بعض المواد غير المعدنية للتفكيك ، كونها عامل مؤكسد وعامل اختزال.
على سبيل المثال ، في تفاعل الهالوجينات مع المحاليل القلوية بدون تسخين: Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O أو عند التسخين: 3Cl2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O.
هـ) بالأملاح:
عند التفاعل ، كونها عوامل مؤكسدة قوية ، فإنها تظهر خصائص مختزلة.
تدخل الهالوجينات (باستثناء الفلور) في تفاعلات الاستبدال بمحلول أملاح الأحماض المائية: يعمل الهالوجين الأكثر نشاطًا على إزاحة الهالوجين الأقل نشاطًا من محلول الملح.

الخواص الكيميائية للمواد البسيطة - اللافلزات

الخصائص الكيميائية للهيدروجين

من وجهة نظر خصائص الهيدروجين كمادة بسيطة ، فإنه مع ذلك يشترك أكثر مع الهالوجينات. الهيدروجين ، مثل الهالوجينات ، هو مادة غير معدنية وتشكل جزيئات ثنائية الذرة بشكل مشابه لها (H 2 ).

في ظل الظروف العادية ، يعتبر الهيدروجين مادة غازية غير نشطة. يُفسر النشاط المنخفض للهيدروجين بالقوة العالية للرابطة بين ذرات الهيدروجين في الجزيء ، الأمر الذي يتطلب إما تسخينًا قويًا أو استخدام محفزات ، أو كليهما في نفس الوقت لكسرها.

تفاعل الهيدروجين مع المواد البسيطة

بالمعادن

من بين المعادن ، يتفاعل الهيدروجين فقط معالأرض القلوية والقلوية! تشمل المعادن القلوية معادن المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الأولى (Li ، Na ، K ، Rb ، Cs ، Fr) ، والمعادن الأرضية القلوية - معادن المجموعة الفرعية الرئيسية للمجموعة الثانية ، باستثناء البريليوم والمغنيسيوم (Ca ، الأب ، با ، رع)

عند التفاعل مع المعادن النشطة ، يُظهر الهيدروجين خصائص مؤكسدة ، أي يقلل من حالة الأكسدة. في هذه الحالة ، تتشكل هيدرات المعادن الأرضية القلوية والقلوية ، والتي لها بنية أيونية. يستمر التفاعل عند تسخينه:

2Na + H. 2 = 2NaH

كاليفورنيا + ح 2 = CaH 2

وتجدر الإشارة إلى أن التفاعل مع المعادن النشطة هو الحالة الوحيدة عندما يكون الهيدروجين الجزيئي H 2 عامل مؤكسد.

مع غير المعادن

من غير المعادن ، يتفاعل الهيدروجين فقط مع الكربون والنيتروجين والأكسجين والكبريت والسيلينيوم والهالوجينات!

يجب أن يُفهم الكربون على أنه غرافيت أو كربون غير متبلور ، لأن الماس هو تعديل خامل للغاية للكربون.

عند التفاعل مع غير المعادن ، يمكن للهيدروجين فقط أداء وظيفة عامل الاختزال ، أي أنه يمكنه فقط زيادة حالة الأكسدة:

تفاعل الهيدروجين مع المواد المعقدة

مع أكاسيد المعادن

لا يتفاعل الهيدروجين مع أكاسيد المعادن الموجودة في سلسلة نشاط المعادن حتى الألومنيوم (شامل) ، ومع ذلك ، فإنه قادر على تقليل العديد من أكاسيد المعادن على يمين الألومنيوم عند تسخينه:

مع أكاسيد غير معدنية

من الأكاسيد غير المعدنية ، يتفاعل الهيدروجين عند تسخينه مع أكاسيد النيتروجين والهالوجينات والكربون. من بين جميع تفاعلات الهيدروجين مع الأكاسيد غير المعدنية ، يجب ملاحظة تفاعله مع أول أكسيد الكربون CO.

خليط من CO و H.265 2 حتى أن لها اسمها الخاص - "الغاز التخليقي" ، حيث يمكن الحصول منه ، حسب الظروف ، على المنتجات الصناعية المطلوبة مثل الميثانول والفورمالديهايد وحتى الهيدروكربونات الاصطناعية:

مع الأحماض

الهيدروجين لا يتفاعل مع الأحماض غير العضوية!

من بين الأحماض العضوية ، يتفاعل الهيدروجين فقط مع الأحماض غير المشبعة ، وكذلك مع الأحماض التي تحتوي على مجموعات وظيفية يمكن تقليلها بواسطة الهيدروجين ، على وجه الخصوصمجموعات الألدهيد أو كيتو أو نيترو .

مع الأملاح

في حالة المحاليل المائية للأملاح ، لا يحدث تفاعلها مع الهيدروجين. ومع ذلك ، عندما يتم تمرير الهيدروجين فوق الأملاح الصلبة لبعض المعادن ذات النشاط المتوسط ​​والمنخفض ، يكون اختزالها الجزئي أو الكامل ممكنًا ، على سبيل المثال:

الخواص الكيميائية للهالوجينات

الهالوجينات هي العناصر الكيميائية للمجموعة VIIA (F ، Cl ، Br ، I ، At) ، بالإضافة إلى المواد البسيطة التي تشكلها. فيما يلي ، ما لم ينص على خلاف ذلك ، سيتم فهم الهالوجينات على أنها مواد بسيطة.

جميع الهالوجينات لها بنية جزيئية ، مما يؤدي إلى انخفاض نقاط انصهار وغليان هذه المواد. جزيئات الهالوجين ثنائية الذرة ، أي يمكن كتابة صيغتها بشكل عام كـ Hal 2 .

الهالوجين

الخصائص الفيزيائية

F 2 غاز أصفر خفيف ذو رائحة نفاذة ومزعجة

Cl 2 غاز أصفر مخضر ذو رائحة نفاذة وخانقة

Br 2 سائل أحمر بني ذو رائحة نفاذة

أنا 2 مادة صلبة ذات رائحة نفاذة مكونة بلورات سوداء بنفسجية

وتجدر الإشارة إلى هذه الخاصية الفيزيائية المحددة لليود مثل قدرته على التسامي أو ، بعبارة أخرى ، التسامي. التسامي هو ظاهرة لا تذوب فيها مادة في الحالة الصلبة عند تسخينها ، ولكن ، مع تجاوز المرحلة السائلة ، تنتقل على الفور إلى الحالة الغازية.

كما تعلم ، فإن الكهربية غير الفلزية تنخفض عند التحرك أسفل المجموعة الفرعية ، وبالتالي يتناقص نشاط الهالوجينات في السلسلة: F 2 > Cl 2 > ش 2 > أنا 2

تفاعل الهالوجينات مع المواد البسيطة

جميع الهالوجينات شديدة التفاعل وتتفاعل مع معظم المواد البسيطة. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أن الفلور ، بسبب تفاعله العالي للغاية ، يمكن أن يتفاعل حتى مع تلك المواد البسيطة التي لا تتفاعل معها الهالوجينات الأخرى. تشمل هذه المواد البسيطة الأكسجين والكربون (الماس) والنيتروجين والبلاتين والذهب وبعض الغازات النبيلة (الزينون والكريبتون). أولئك. في الواقع ، لا يتفاعل الفلور مع بعض الغازات النبيلة فقط.

الهالوجينات المتبقية ، أي الكلور والبروم واليود من المواد الفعالة أيضًا ، ولكنها أقل نشاطًا من الفلور. تتفاعل مع جميع المواد البسيطة تقريبًا باستثناء الأكسجين والنيتروجين والكربون في شكل الماس والبلاتين والذهب والغازات النبيلة.

تفاعل الهالوجينات مع اللافلزات

هيدروجين

عندما تتفاعل جميع الهالوجينات مع الهيدروجين ، تتشكل هاليدات الهيدروجين بالصيغة العامة HHal. في الوقت نفسه ، يبدأ تفاعل الفلور مع الهيدروجين تلقائيًا حتى في الظلام ويستمر بانفجار وفقًا للمعادلة: H 2 + ف 2 = 2HF

يمكن أن يبدأ تفاعل الكلور مع الهيدروجين عن طريق الأشعة فوق البنفسجية الشديدة أو التسخين. كما تسرب مع انفجار: H 2 + Cl 2 = 2HCl

يتفاعل البروم واليود مع الهيدروجين فقط عند تسخينهما ، وفي نفس الوقت يتفاعل التفاعلمع اليود تفريغ: ح 2 + Br 2 = 2 HBr

الفوسفور

يؤدي تفاعل الفلور مع الفوسفور إلى أكسدة الفوسفور إلى أعلى حالة أكسدة (+5). في هذه الحالة ، يحدث تكوين الفوسفور pentafluoride: 2P + 5F 2 = 2PF 5

عندما يتفاعل الكلور والبروم مع الفوسفور ، يمكن الحصول على هاليدات الفوسفور في حالة الأكسدة + 3 وفي حالة الأكسدة + 5 ، والتي تعتمد على نسب المواد المتفاعلة:

في حالة وجود الفسفور الأبيض في جو من الفلور أو الكلور أو البروم السائل ، يبدأ التفاعل تلقائيًا.

يمكن أن يؤدي تفاعل الفوسفور مع اليود إلى تكوين ثلاثي يود الفوسفور فقط بسبب قدرة أكسدة أقل بكثير من الهالوجينات الأخرى:

اللون الرمادي

يؤكسد الفلور الكبريت إلى أعلى حالة أكسدة +6 ، مكونًا سداسي فلوريد الكبريت:

يتفاعل الكلور والبروم مع الكبريت ، مكونين مركبات تحتوي على الكبريت في حالات الأكسدة التي تعتبر غير عادية للغاية بالنسبة لها +1 و +2. هذه التفاعلات محددة للغاية ، ولاجتياز امتحان الكيمياء ، فإن القدرة على تدوين معادلات هذه التفاعلات ليست ضرورية. لذلك ، يتم إعطاء المعادلات الثلاث التالية بدلاً من ذلك للإرشاد:

تفاعل الكبريت مع الكلور والبروم

تفاعل الهالوجينات مع المعادن

كما ذكرنا سابقًا ، الفلور قادر على التفاعل مع جميع المعادن ، حتى المعادن غير النشطة مثل البلاتين والذهب:

تتفاعل الهالوجينات المتبقية مع جميع المعادن باستثناء البلاتين والذهب:

تفاعلات الهالوجينات مع المواد المعقدة

تفاعلات الاستبدال بالهالوجينات

الهالوجينات الأكثر نشاطًا ، أي التي توجد عناصرها الكيميائية في أعلى الجدول الدوري ، قادرة على إزاحة الهالوجينات الأقل نشاطًا من الأحماض المائية والهاليدات المعدنية التي تشكلها:

وبالمثل ، يقوم البروم واليود بإزاحة الكبريت من محاليل الكبريتيد و / أو كبريتيد الهيدروجين:

الكلور عامل مؤكسد أقوى ويؤكسد كبريتيد الهيدروجين في محلوله المائي ليس للكبريت ، ولكن لحمض الكبريتيك:

تفاعل الهالوجينات مع الماء

يحترق الماء في الفلور بلهب أزرق وفقًا لمعادلة التفاعل:

يتفاعل البروم والكلور مع الماء بشكل مختلف عن الفلور. إذا كان الفلور يعمل كعامل مؤكسد ، فإن الكلور والبروم غير متناسب في الماء ، مكونين خليطًا من الأحماض. في هذه الحالة ، تكون التفاعلات قابلة للعكس:

يستمر تفاعل اليود مع الماء إلى درجة غير مهمة بحيث يمكن إهماله واعتبار أن التفاعل لا يستمر على الإطلاق.

تفاعل الهالوجينات مع المحاليل القلوية

الفلور ، عند التفاعل مع محلول مائي قلوي ، يعمل مرة أخرى كعامل مؤكسد:

القدرة على كتابة هذه المعادلة غير مطلوبة لاجتياز الاختبار. يكفي معرفة حقيقة إمكانية حدوث مثل هذا التفاعل والدور المؤكسد للفلور في هذا التفاعل.

على عكس الفلور ، فإن الهالوجينات المتبقية غير متناسبة في المحاليل القلوية ، أي أنها تزيد وتقليل حالة الأكسدة في نفس الوقت. في الوقت نفسه ، في حالة الكلور والبروم ، اعتمادًا على درجة الحرارة ، يكون التدفق في اتجاهين مختلفين ممكنًا. على وجه الخصوص ، في البرد ، تستمر ردود الفعل على النحو التالي:

يتفاعل اليود مع القلويات حصريًا وفقًا للخيار الثاني ، أي مع تشكيل اليود ، لأن لا يكون hypoiodite مستقرًا ليس فقط عند التسخين ، ولكن أيضًا في درجة الحرارة العادية وحتى في البرد:

الخواص الكيميائية للأكسجين

يمكن أن يوجد عنصر الأكسجين الكيميائي في شكل تعديلين متآصلين ، أي تشكل مادتين بسيطتين. كل من هاتين المادتين لهما بنية جزيئية. واحد منهم لديه الصيغة O 2 وله اسم أكسجين ، أي. هو نفس اسم العنصر الكيميائي الذي يتكون منه.

مادة أخرى بسيطة تتكون من الأكسجين تسمى الأوزون. الأوزون ، على عكس الأكسجين ، يتكون من جزيئات ثلاثية الذرات ، أي له الصيغة O 3 .

نظرًا لأن الشكل الرئيسي والأكثر شيوعًا للأكسجين هو الأكسجين الجزيئي O 2 بادئ ذي بدء ، سننظر في خصائصه الكيميائية.

يحتل الأكسجين العنصر الكيميائي المرتبة الثانية من حيث الكهربية بين جميع العناصر ويحتل المرتبة الثانية بعد الفلور. في هذا الصدد ، من المنطقي افتراض النشاط العالي للأكسجين ووجود خصائص مؤكسدة بشكل شبه حصري فيه. في الواقع ، قائمة المواد البسيطة والمعقدة التي يمكن أن يتفاعل معها الأكسجين ضخمة. ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه نظرًا لوجود رابطة مزدوجة قوية في جزيء الأكسجين ، فإن معظم التفاعلات مع الأكسجين تتطلب استخدام الحرارة. في أغلب الأحيان ، يكون التسخين القوي مطلوبًا في بداية التفاعل (الاشتعال) ، وبعد ذلك تستمر العديد من التفاعلات بشكل مستقل دون إمداد حرارة من الخارج.

من بين المواد البسيطة ، لا يتأكسد الأكسجين إلا المعادن النبيلة (Ag ، Pt ، Au) والهالوجينات والغازات الخاملة.

يحترق الكبريت في الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكبريت:

الخصائص الكيميائية المميزة للأكسجين والكبريت

الفوسفور اعتمادًا على فائض أو نقص الأكسجين ، يمكن أن يشكل كل من أكسيد الفوسفور (V) وأكسيد الفوسفور (III):

تفاعل الأكسجينبالنيتروجين يستمر في ظل ظروف قاسية للغاية ، لأن طاقات الارتباط في الأكسجين وخاصة جزيئات النيتروجين عالية جدًا. تساهم الطاقة الكهربية العالية لكلا العنصرين أيضًا في تعقيد التفاعل. يبدأ التفاعل فقط عند درجات حرارة أعلى من 2000 ا C وقابل للعكس:

لا تتفاعل كل المواد البسيطة مع الأكسجين لتكوين أكاسيد. لذلك ، على سبيل المثال ، الصوديوم ، الذي يحترق في الأكسجين ، يشكل بيروكسيد:

في أغلب الأحيان ، عندما يتم حرق المواد المعقدة في الأكسجين ، يتم تكوين خليط من أكاسيد العناصر التي شكلت المادة الأصلية. فمثلا:

ومع ذلك ، عندما يتم حرق المواد العضوية المحتوية على النيتروجين في الأكسجين ، يتشكل النيتروجين الجزيئي N بدلاً من أكسيد النيتريك. 2 . فمثلا:

عندما يتم حرق مشتقات الكلور في الأكسجين ، يتشكل كلوريد الهيدروجين بدلاً من أكاسيد الكلور:

الخصائص الكيميائية للأوزون:

الأوزون عامل مؤكسد أقوى من الأكسجين. هذا يرجع إلى حقيقة أن إحدى روابط الأكسجين والأكسجين في جزيء الأوزون تتكسر بسهولة ونتيجة لذلك ، يتم تكوين الأكسجين الذري النشط للغاية. الأوزون ، على عكس الأكسجين ، لا يتطلب تسخينًا لإظهار خصائصه المؤكسدة العالية. يظهر نشاطه في درجات الحرارة العادية وحتى المنخفضة: PbS + 4O 3 = PbSO 4 + 4O 2

كما ذكر أعلاه،الفضة لا تتفاعل مع الأكسجين ولكنها تتفاعل مع الأوزون:

2Ag + O 3 = حج 2 O + O 2

رد الفعل النوعي لوجود الأوزون هو أنه عندما يتم تمرير غاز الاختبار من خلال محلول يوديد البوتاسيوم ، يلاحظ تكوين اليود:

2KI + O 3 + ح 2 س = أنا 2 ↓ + يا 2 + 2 كو

الخواص الكيميائية للكبريت

يمكن أن يوجد الكبريت كعنصر كيميائي في العديد من التعديلات المتآصلة. التمييز بين الكبريت المعيني وأحادي الميل والبلاستيك. يمكن الحصول على الكبريت أحادي الميل عن طريق التبريد البطيء لذوبان الكبريت المعيني ، بينما يتم الحصول على البلاستيك ، على العكس من ذلك ، عن طريق التبريد الحاد لذوبان الكبريت الذي تم إحضاره مسبقًا ليغلي. يحتوي كبريت البلاستيك على خاصية نادرة لمرونة المواد غير العضوية - فهو قادر على التمدد بشكل عكسي تحت تأثير قوة خارجية ، ويعود إلى شكله الأصلي عند إنهاء هذا التأثير. الكبريت المعيني هو الأكثر استقرارًا في ظل الظروف العادية ، وجميع التعديلات الأخرى المتآصلة تنتقل إليه بمرور الوقت.

تتكون جزيئات الكبريت المعينية من ثماني ذرات ، أي يمكن كتابة صيغتها كـ S. 8 . ومع ذلك ، نظرًا لأن الخصائص الكيميائية لجميع التعديلات متشابهة تمامًا ، حتى لا تصعّب كتابة معادلات التفاعل ، يُشار إلى أي كبريت ببساطة بالرمز S.

يمكن أن يتفاعل الكبريت مع كل من المواد البسيطة والمعقدة. في التفاعلات الكيميائية ، يُظهر كلا من خصائص الأكسدة والاختزال.

الخواص المؤكسدة للكبريت تظهر عندما تتفاعل مع المعادن ، وكذلك غير المعادن التي تتكون من ذرات عنصر أقل كهرسلبية (الهيدروجين ، الكربون ، الفوسفور):

كعامل اختزال ، يعمل الكبريت عند التفاعل مع غير المعادن المكونة من عناصر كهرسلبية أكثر (أكسجين ، هالوجينات) ، بالإضافة إلى مواد معقدة ذات وظيفة مؤكسدة واضحة ، على سبيل المثال ، أحماض الكبريتيك والنتريك المركزة:

يتفاعل الكبريت أيضًا أثناء الغليان مع المحاليل المائية المركزة للقلويات. يستمر التفاعل وفقًا لنوع عدم التناسب ، أي الكبريت في نفس الوقت يقلل ويزيد من حالة الأكسدة:

الخصائص الكيميائية للنيتروجين

يشكل النيتروجين العنصر الكيميائي مادة بسيطة واحدة فقط. هذه المادة غازية وتتكون من جزيئات ثنائية الذرة ، أي. له الصيغة N 2 . على الرغم من حقيقة أن عنصر النيتروجين الكيميائي له قدرة عالية على الكهرباء ، النيتروجين الجزيئي N 2 هو مادة خاملة للغاية. ترجع هذه الحقيقة إلى حقيقة أن الرابطة الثلاثية القوية للغاية (N≡N) تحدث في جزيء النيتروجين. لهذا السبب ، تستمر جميع التفاعلات تقريبًا مع النيتروجين فقط في درجات حرارة مرتفعة.

تفاعل النيتروجين مع المعادن

المادة الوحيدة التي تتفاعل مع النيتروجين في الظروف العادية هي الليثيوم:

المثير للاهتمام هو حقيقة أنه مع المعادن النشطة الأخرى ، أي الأرض القلوية والقلوية ، يتفاعل النيتروجين فقط عند تسخينه:

من الممكن أيضًا تفاعل النيتروجين مع المعادن ذات النشاط المتوسط ​​والمنخفض (باستثناء Pt و Au) ، ولكنه يتطلب درجات حرارة أعلى بما لا يقاس.

تفاعل النيتروجين مع اللافلزات

يتفاعل النيتروجين مع الهيدروجين عند تسخينه في وجود محفزات. يكون التفاعل قابلاً للانعكاس ، وبالتالي ، لزيادة إنتاجية الأمونيا في الصناعة ، تتم العملية تحت ضغط عالٍ:

كعامل مختزل ، يتفاعل النيتروجين مع الفلور والأكسجين. مع الفلور ، يستمر التفاعل تحت تأثير التفريغ الكهربائي:

مع الأكسجين ، يستمر التفاعل تحت تأثير التفريغ الكهربائي أو عند درجة حرارة تزيد عن 2000 حول C وقابل للعكس:

من غير الفلزات ، لا يتفاعل النيتروجين مع الهالوجينات والكبريت.

تفاعل النيتروجين مع المواد المعقدة

كجزء من الدورة المدرسية USE ، يمكننا أن نفترض أن النيتروجين لا يتفاعل مع أي مواد معقدة بخلاف هيدرات المعادن النشطة:

الخواص الكيميائية للفوسفور

هناك العديد من التعديلات المتآصلة للفوسفور ، ولا سيما الفوسفور الأبيض والفوسفور الأحمر والفوسفور الأسود.

يتكون الفوسفور الأبيض من أربع جزيئات ذرية P. 4 ، ليس تعديلاً مستقرًا للفوسفور. سام. في درجة حرارة الغرفة ، تكون ناعمة ويمكن قطعها بسهولة مثل الشمع بالسكين. في الهواء ، يتأكسد ببطء ، وبسبب خصائص آلية هذه الأكسدة ، فإنه يتوهج في الظلام (ظاهرة اللمعان الكيميائي). حتى مع التسخين المنخفض ، يمكن الاشتعال التلقائي للفوسفور الأبيض.

من بين جميع التعديلات المتآصلة ، يعتبر الفوسفور الأبيض هو الأكثر نشاطًا.

يتكون الفسفور الأحمر من جزيئات طويلة ذات تكوين متغير Pn. تشير بعض المصادر إلى أن لها بنية ذرية ، ولكن لا يزال من الأصح اعتبار هيكلها جزيئيًا. نظرًا لخصائصه الهيكلية ، فهو مادة أقل نشاطًا مقارنة بالفوسفور الأبيض ، على وجه الخصوص ، على عكس الفوسفور الأبيض ، يتأكسد بشكل أبطأ بكثير في الهواء ويتطلب الاشتعال لإشعاله.

يتكون الفسفور الأسود من سلاسل Pn المستمرة وله هيكل متعدد الطبقات مشابه لهيكل الجرافيت ، وهذا هو السبب في أنه يبدو مثله. هذا التعديل المتآصل له بنية ذرية. الأكثر ثباتًا من بين جميع التعديلات المتآصلة للفوسفور ، والأكثر سلبية كيميائيًا. لهذا السبب ، يجب أن تُعزى الخصائص الكيميائية للفوسفور الموضحة أدناه بشكل أساسي إلى الفوسفور الأبيض والأحمر.

تفاعل الفسفور مع اللافلزات

تفاعل الفوسفور أعلى من تفاعل النيتروجين. لذلك ، يمكن للفوسفور أن يحترق بعد الاشتعال في ظل الظروف العادية ، مكونًا أكسيد حمض الفوسفور 2 ا 5 :

ومع نقص الأكسجين ، أكسيد الفوسفور (III):

التفاعل مع الهالوجينات يستمر أيضًا بشكل مكثف. لذلك ، أثناء المعالجة بالكلور والبروم للفوسفور ، اعتمادًا على نسب الكواشف ، يتم تشكيل ثلاثي الهاليدات الفوسفور أو خماسي الهاليدات:

نظرًا لخصائص الأكسدة الأضعف لليود مقارنةً بالهالوجينات الأخرى ، فمن الممكن أكسدة الفوسفور باليود فقط إلى حالة الأكسدة +3:

على عكس النيتروجين ، لا يتفاعل الفوسفور مع الهيدروجين.

تفاعل الفسفور مع المعادن

يتفاعل الفوسفور عند تسخينه مع معادن نشطة ومعادن ذات نشاط متوسط ​​لتشكيل الفوسفات:

تفاعل الفوسفور مع المواد المعقدة

يتأكسد الفوسفور عن طريق الأحماض المؤكسدة ، ولا سيما أحماض النيتريك والكبريتيك المركزة:

تفاعل الفوسفور مع الأحماض المؤكسدة

يجب أن تعلم أن الفوسفور الأبيض يتفاعل مع المحاليل المائية للقلويات. ومع ذلك ، نظرًا للخصوصية ، فإن القدرة على كتابة معادلات مثل هذه التفاعلات لامتحان الدولة الموحد في الكيمياء لم تكن مطلوبة بعد.

ومع ذلك ، بالنسبة لأولئك الذين يحصلون على 100 نقطة ، من أجل راحة البال ، يمكنك تذكر السمات التالية لتفاعل الفوسفور مع المحاليل القلوية في البرد وعند التسخين.

في البرد ، يستمر تفاعل الفسفور الأبيض مع المحاليل القلوية ببطء. يكون التفاعل مصحوبًا بالتكوينغاز برائحة السمك الفاسد - الفوسفين والمركبات ذات حالة الأكسدة النادرة للفوسفور +1:

عندما يتفاعل الفسفور الأبيض مع محلول قلوي مركز ، يتم إطلاق الهيدروجين أثناء الغليان ويتكون الفوسفور:

الخواص الكيميائية للكربون

الكربون قادر على تشكيل العديد من التعديلات المتآصلة. هذه هي الألماس (أكثر تعديل خامل خامل) ، الجرافيت ، الفوليرين والكاربين.

الفحم والسخام من الكربون غير المتبلور. لا يحتوي الكربون في هذه الحالة على بنية مرتبة ويتكون في الواقع من أصغر أجزاء طبقات الجرافيت. يسمى الكربون غير المتبلور المعالج ببخار الماء الساخن بالكربون المنشط. 1 جرام من الكربون المنشط ، بسبب وجود العديد من المسام فيه ، يبلغ إجمالي سطحه أكثر من ثلاثمائة متر مربع! نظرًا لقدرته على امتصاص المواد المختلفة ، يتم استخدام الكربون المنشط على نطاق واسع كحشو مرشح ، بالإضافة إلى مادة ماصة لأنواع مختلفة من التسمم.

من وجهة نظر كيميائية ، فإن الكربون غير المتبلور هو أكثر أشكاله نشاطًا ، والجرافيت يُظهر نشاطًا متوسطًا ، والماس مادة خاملة للغاية. لهذا السبب ، يجب أن تُعزى الخواص الكيميائية للكربون المذكورة أدناه بشكل أساسي إلى الكربون غير المتبلور.

تقليل خصائص الكربون

كعامل اختزال ، يتفاعل الكربون مع غير المعادن مثل الأكسجين والهالوجينات والكبريت.

اعتمادًا على زيادة أو نقص الأكسجين ، قد ينتج عن احتراق الفحم أول أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون 2 :

عندما يتفاعل الكربون مع الفلور يتكون رابع فلوريد الكربون:

عندما يسخن الكربون بالكبريت يتكون ثاني كبريتيد الكربون CS 2 :

يمكن أن يقلل الكربون من المعادن بعد الألمنيوم في سلسلة نشاط أكاسيدهم. فمثلا:

ايضايتفاعل الكربون أيضًا مع أكاسيد المعادن النشطة ومع ذلك ، في هذه الحالة ، كقاعدة عامة ، لا يتم ملاحظة اختزال المعدن ، ولكن تكوين كربيده:

تفاعل الكربون مع الأكاسيد غير المعدنية

يدخل الكربون في تفاعل تناسبي مشترك مع ثاني أكسيد الكربون CO 2 :

واحدة من أهم العمليات من وجهة نظر صناعية هي ما يسمى بإعادة التشكيل البخاري للفحم. تتم العملية عن طريق تمرير بخار الماء عبر الفحم الساخن. في هذه الحالة ، يحدث رد الفعل التالي:

في درجات الحرارة العالية ، يكون الكربون قادرًا على تقليل حتى مركب خامل مثل ثاني أكسيد السيليكون. في هذه الحالة ، اعتمادًا على الظروف ، يكون تكوين السيليكون أو كربيد السيليكون (الكربوراندوم) ممكنًا:

أيضًا ، يتفاعل الكربون كعامل اختزال مع الأحماض المؤكسدة ، على وجه الخصوص ، أحماض الكبريتيك والنتريك المركزة:

خصائص مؤكسدة الكربون

إن كربون العنصر الكيميائي ليس كهربيًا بدرجة عالية ، لذلك نادرًا ما تظهر المواد البسيطة التي يتكون منها خصائص مؤكسدة فيما يتعلق بالمواد غير المعدنية الأخرى.

مثال على هذه التفاعلات هو تفاعل الكربون غير المتبلور مع الهيدروجين عند تسخينه في وجود محفز:

وكذلك مع السيليكون عند درجة حرارة 1200-1300 حول من:

يعرض الكربون خصائص مؤكسدة فيما يتعلق بالمعادن . الكربون قادر على التفاعل مع المعادن النشطة وبعض المعادن ذات النشاط الوسيط. تستمر التفاعلات عند تسخينها:

يتم تحلل الكربيدات المعدنية النشطة بالماء:

وكذلك محاليل الأحماض غير المؤكسدة:

في هذه الحالة ، تتكون الهيدروكربونات المحتوية على الكربون في نفس حالة الأكسدة الموجودة في الكربيد الأصلي.

الخواص الكيميائية للسيليكون

يمكن أن يوجد السيليكون ، وكذلك الكربون في الحالة البلورية وغير المتبلورة ، وكما في حالة الكربون ، يكون السيليكون غير المتبلور أكثر نشاطًا كيميائيًا بشكل ملحوظ من السيليكون المتبلور.

أحيانًا يُطلق على السيليكون غير المتبلور والبلوري تعديلاته المتآصلة ، والتي ، بالمعنى الدقيق للكلمة ، ليست صحيحة تمامًا. السيليكون غير المتبلور هو في الأساس تكتل من أصغر جزيئات السيليكون البلوري مرتبة بشكل عشوائي بالنسبة لبعضها البعض.

تفاعل السيليكون مع المواد البسيطة

غير المعادن

في الظروف العادية ، يتفاعل السيليكون ، بسبب خموله ، فقط مع الفلور:

سي + 2F 2 = SiF 4

يتفاعل السيليكون مع الكلور والبروم واليود فقط عند تسخينه. من المميزات ، اعتمادًا على نشاط الهالوجين ، أن درجة حرارة مختلفة مماثلة مطلوبة:

تتحلل جميع هاليدات السليكون بالماء بسهولة:

وكذلك المحاليل القلوية:

يستمر تفاعل السيليكون مع الأكسجين ، ولكنه يتطلب تسخينًا قويًا جدًا (1200-1300 حول ج) نظرًا لحقيقة أن فيلم أكسيد قوي يجعل من الصعب التفاعل:

عند درجة حرارة 1200-1500 حول مع السيليكون يتفاعل ببطء مع الكربون على شكل غرافيت مع تكوين كربورندوم SiC - مادة ذات شبكة بلورية ذرية تشبه الماس وتقريباً ليست أقل شأناً منها في القوة:

لا يتفاعل السيليكون مع الهيدروجين.

المعادن

نظرًا لانخفاض سلبيته الكهربية ، يمكن للهيدروجين أن يظهر خصائص مؤكسدة فقط فيما يتعلق بالمعادن. من بين المعادن ، يتفاعل السيليكون مع النشط (الأرض القلوية والقلوية) ، وكذلك العديد من المعادن ذات النشاط المتوسط. نتيجة لهذا التفاعل ، تتشكل مبيدات السيليكات: 2Mg + Si = Mg 2 سي

تتحلل مبيدات السيليكات للمعادن النشطة بسهولة بالماء أو المحاليل المخففة للأحماض غير المؤكسدة:

ينتج عن هذا سيلان غاز SiH 4 - التناظرية من الميثان CH 4 .

تفاعل السيليكون مع المواد المعقدة

لا يتفاعل السيليكون مع الماء حتى عند الغليان ، لكن السيليكون غير المتبلور يتفاعل مع بخار الماء شديد السخونة عند درجة حرارة حوالي 400-500 حول C. ينتج الهيدروجين وثاني أكسيد السيليكون:

من بين جميع الأحماض ، يتفاعل السيليكون (في حالته غير المتبلورة) فقط مع حمض الهيدروفلوريك المركز:

يذوب السيليكون في المحاليل القلوية المركزة. يكون التفاعل مصحوبًا بتطور الهيدروجين: