Tính chất của chất đơn giản của kim loại và phi kim loại VẬN DỤNG. Tính chất hóa học của các chất đơn giản của kim loại và phi kim loại

KIM LOẠI, TÍNH CHẤT CỦA CHÚNG, VẬN DỤNG, ỨNG DỤNG. ĐIỆN TỬ.

1. Không phản ứng với nước:

1) magiê 2) berili 3) bari 4) stronti

2. Phản ứng của axit nitric loãng với đồng theo phương trình:

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

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

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

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

3. So sánh các quá trình xảy ra trên các điện cực trong quá trình điện phân nóng chảy và dung dịch natri clorua.

4. Trong quá trình điện phân dung dịch AgNO 3 trên catốt được giải phóng:

1) bạc 2) hydro 3) bạc và hydro 4) oxy và hydro

5. Trong quá trình điện phân dung dịch kali clorua trên catot, hiện tượng xảy ra:

1) khử nước 2) oxy hóa nước

3) khử ion kali 4) oxi hóa clo

6. Quá trình nào xảy ra trên cực dương bằng đồng trong quá trình điện phân dung dịch natri bromua?

1) sự oxi hóa nước 2) sự oxi hóa ion brom

3) quá trình oxy hóa đồng 4) phục hồi đồng

7. Có thể xảy ra phản ứng giữa:

1) Ag và K 2 SO 4 (dung dịch) 2) Zn và KCl (dung dịch)

3) Mg và SnCl 2 (dung dịch) 4) Ag và CuSO 4 (giải pháp)

8. Các kim loại này bị khử theo dãy nào trong quá trình điện phân dung dịch các muối của chúng?

1) Au, Cu, Ag, Fe 2) Cu, Ag, Fe, Au

3) Fe, Cu, Ag, Au 4) Au, Ag, Cu, Fe

9. Với HNO đặc 3 không sưởi ấm không tương tác:

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

10. Axit nitric tích tụ trong bình điện phân khi cho dòng điện chạy qua dung dịch nước

1) canxi nitrat 2) bạc nitrat 3) nhôm nitrat 4) xêzi nitrat

11. Trong số các kim loại dưới đây, kim loại hoạt động mạnh nhất là:

1) beri 2) magiê 3) canxi 4) bari

12. Sắt phản ứng với mỗi chất trong số hai chất:

1) natri clorua và nitơ 2) oxy và clo

3) nhôm oxit và kali cacbonat 4) nước và nhôm hydroxit

13. Hai kim loại đều phản ứng với nước ở nhiệt độ thường:

1) bari và đồng 2) nhôm và thủy ngân 3) canxi và liti 4) bạc và natri

14. Khi nhôm được nung chảy với natri hiđroxit, chất sau được tạo thành:

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

15. Với HNO loãng 3 không sưởi ấm không tương tác:

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

16. Hiđro không bị dịch chuyển từ axit:

1) crom 2) sắt 3) đồng 4) kẽm

17. Đồng tan trong dung dịch axit loãng trong nước:

1) sulfuric 2) hydrochloric 3) nitơ 4) hydrofluoric

18. Sản phẩm bằng đồng tiếp xúc với không khí dần dần được phủ một lớp sơn xanh, thành phần chính là

Thành phần của nó là:

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

19. Khi nung nóng magie trong môi trường nitơ:

1) phản ứng không tiếp tục 2) magie nitrua được tạo thành

3) magie nitrit được tạo thành 4) magie nitrat được tạo thành

20. Ở nhiệt độ thường, magiekhông tương tác Với:

Nước

B) dung dịch kiềm

C) loãng H 2 SO 4 và HNO 3

D) H đậm đặc 2 SO 4 và HNO 3

D) xám

Câu trả lời:

21. Ở nhiệt độ phòng, crom tương tác với:

A) HCl (khác) B) H 2 O C) H 2 SO 4 (khác) D) N 2 E) H 2

Câu trả lời: ____________________. (Viết ra các chữ cái tương ứng theo thứ tự bảng chữ cái.)

22. Trong quá trình điện phân một dung dịch nước KI không được tạo:

1) K 2) KOH 3) H 2 4) I 2

23. Chất mà các sản phẩm giống nhau được tạo thành trong quá trình điện phân một dung dịch nước và một chất nóng chảy có

Công thức:

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

24. Các chất khí thoát ra ở catot và anot trong quá trình điện phân dung dịch nước là:

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

25. Trong quá trình điện phân dung dịch Cr 2 (SO 4) 3 trên catốt được giải phóng:

1) oxi 2) hiđro và crom 3) crom 4) oxi và crom 26. Người ta hạ hai điện cực trơ vào một cốc thủy tinh đựng hỗn hợp dung dịch nước của các muối có cùng nồng độ

Cium AgNO 3, Cu (NO 3) 2, Hg (NO 3) 2, NaNO 3 . Các hạt đầu tiên bị khử trong quá trình điện phân là:

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

27. Trong quá trình điện phân dung dịch nước loãng Ni (NO 3 ) 2 trên catốt được giải phóng:

1) Ni 2) O 2 3) Ni và H 2 4) H 2 và O 2

28. Axit nitric tích tụ trong bình điện phân khi cho dòng điện chạy qua dung dịch nước.

1) kali nitrat 2) nhôm nitrat 3) magie nitrat 4) nitrat đồng

29. Sự giải phóng khí oxi xảy ra trong quá trình điện phân dung dịch nước một muối:

30. Trong quá trình điện phân dung dịch nước chứa bạc nitrat trên catot, chất nào sau đây được tạo thành:

1) Ag 2) NO 2 3) NO 4) H 2

31. Canxi trong công nghiệp thu được bằng cách:

1) điện phân dung dịch CaCl 2 2) điện phân nóng chảy CaCl 2

3) điện phân dung dịch Ca (OH) 2 4) tác dụng của kim loại hoạt động hơn với dung dịch nước của muối

32. Trong quá trình điện phân dung dịch natri iotua ở catot, màu quỳ tím trong dung dịch:

1) đỏ 2) xanh lam 3) tím 4) vàng

33. Trong quá trình điện phân dung dịch nước kali nitrat, ở anot thoát ra chất nào sau đây:

1) O 2 2) NO 2 3) N 2 4) H 2

34. Hiđro được tạo thành trong quá trình điện phân dung dịch nước:

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

35. Khi liti tương tác với nước, hiđro được tạo thành và:

1) oxit 2) peroxit 3) hiđrua 4) hydroxit

36. Tính kim loại yếu nhất thể hiện ở:

1) natri 2) magiê 3) canxi 4) nhôm

37. Các nhận định sau đây về kim loại kiềm có đúng không?

MỘT. Trong tất cả các hợp chất, chúng có trạng thái oxi hóa +1.

B. Với các phi kim loại, chúng tạo thành các hợp chất có liên kết ion.

1) chỉ A đúng 2) chỉ B đúng

3) cả hai phán đoán đều đúng 4) cả hai phán đoán đều sai

38. Ở nhiệt độ phòng, crom tương tác với:

1) H 2 SO 4 (dung dịch) 2) H 2 O 3) N 2 4) O 2

39. Khi crom tương tác với axit clohiđric, các chất sau được tạo thành:

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

40. Đồng không tương tác Với:

1) HNO loãng 3 2) HNO đặc 3

3) HCl loãng 4) H đặc 2 SO 4

41. Kim loại nào không thay thế hiđro từ axit sunfuric loãng?

1) sắt 2) crom 3) đồng 4) kẽm

42. Phản ứng mạnh nhất với nước:

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

43. Ở điều kiện thường, nó phản ứng với nước:

1) Mg 2) Ca 3) Pb 4) Zn

44. Kết quả của phản ứng của canxi với nước, các chất sau được tạo thành:

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

45. Phản ứng hóa học không xảy ra giữa:

1) Zn và HCl 2) Al và HCl 3) Mg và H 2 SO 4 (khác) 4) Ag và H 2 SO 4 (khác)

46. ​​Axit clohiđric phản ứng với:

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

47. Đối với nhôm, ở điều kiện thường, tương tác với:

A) HgCl 2 B) CaO C) CuSO 4 D) HNO 3 (đồng đẳng) E) Na 2 SO 4 E) Fe 3 O 4

Câu trả lời: ____________________. (Viết ra các chữ cái tương ứng theo thứ tự bảng chữ cái.)

48. Thiết lập sự tương ứng giữa nguyên liệu ban đầu và sản phẩm của phản ứng oxi hóa khử.

CÁC SẢN PHẨM PHẢN ỨNG CHẤT BẮT ĐẦU

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

4) Fe + H 2 SO 4 (đồng quy) → D) FeCl 2 + H 2

E) FeCl 3 + H 2

E) FeCl 3

49. Viết phương trình các phản ứng xảy ra ở cực âm và cực dương, phương trình tổng quát của quá trình điện phân nước

Dung dịch đồng (II) sunfat trên điện cực trơ.

50. Viết phương trình các phản ứng xảy ra ở cực âm và cực dương, phương trình tổng quát của quá trình điện phân dung dịch nước

Bari clorua trên điện cực trơ.

51. Viết phương trình các phản ứng xảy ra ở cực âm và cực dương, phương trình tổng quát của quá trình điện phân dung dịch nước

Kali iotua trên điện cực trơ.

52. Viết phương trình các phản ứng xảy ra ở cực âm và cực dương, phương trình tổng quát của quá trình điện phân dung dịch nước

Axit sunfuric trên điện cực trơ.

53. Viết phương trình các phản ứng xảy ra ở cực âm và cực dương, phương trình tổng quát của quá trình điện phân dung dịch nước

Liti bromua trên điện cực trơ.

54. Ở điều kiện thường, canxi phản ứng với:

1) oxy 2) carbon 3) lưu huỳnh 4) nitơ

55. Viết phương trình các phản ứng xảy ra ở cực âm và cực dương, phương trình tổng quát của quá trình điện phân dung dịch nước

Kali nitrat trên điện cực trơ.

56. Viết phương trình các phản ứng xảy ra ở cực âm và cực dương, phương trình tổng quát của quá trình điện phân dung dịch nước

Natri sunfat trên điện cực trơ.

57. Ở nhiệt độ thường, đồng phản ứng với:

1) nước 2) oxy 3) axit clohydric 4) axit nitric

58. Viết phương trình các phản ứng xảy ra ở cực âm và cực dương, phương trình tổng quát của quá trình điện phân dung dịch nước

Kali hiđroxit trên điện cực trơ.

59. Tan trong axit sunfuric loãng:

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

60. Viết phương trình các phản ứng xảy ra ở cực âm và cực dương, phương trình tổng quát của quá trình điện phân dung dịch nước

Axit nitric trên điện cực trơ.

61. Khi đun nóng, đồng phản ứng với:

1) hydro 2) axit hydrosulphuric

Video bài 1: Hóa học vô cơ. Kim loại: kiềm, kiềm thổ, nhôm

Video bài 2: kim loại chuyển tiếp

Bài học: Tính chất hóa học đặc trưng và sản xuất các đơn chất - kim loại: kiềm, kiềm thổ, nhôm; các nguyên tố chuyển tiếp (đồng, kẽm, crom, sắt)

Tính chất hóa học của kim loại

Tất cả các kim loại trong phản ứng hóa học đều thể hiện là chất khử. Chúng dễ dàng phân chia với các điện tử hóa trị, đồng thời bị oxi hóa. Nhớ lại rằng kim loại nằm trong dãy điện hoá căng thẳng về bên trái thì chất khử của kim loại đó càng mạnh. Do đó, chất mạnh nhất là liti, chất yếu nhất là vàng và ngược lại, vàng là chất oxi hóa mạnh nhất và liti là chất yếu nhất.

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 → Pt → Au

Tất cả các kim loại đều thay thế các kim loại khác khỏi dung dịch muối, tức là khôi phục chúng. Tất cả ngoại trừ kiềm và kiềm thổ khi chúng tương tác với nước. Các kim loại nằm trước H sẽ chuyển nó ra khỏi dung dịch axit loãng và bản thân chúng sẽ tan trong đó.

Xét một số tính chất hoá học chung của kim loại:

• Sự tương tác của kim loại với oxi tạo thành oxit bazơ (CaO, Na 2 O, 2Li 2 O, v.v.) hoặc lưỡng tính (ZnO, Cr 2 O 3, Fe 2 O 3, v.v.).
• Sự tương tác của kim loại với các halogen (phân nhóm chính của nhóm VII) tạo thành các axit hiđro (HF - hiđro florua, HCl - hiđro clorua, v.v.).
• Tương tác của kim loại với phi kim loại tạo thành muối (clorua, sunfua, nitrua, v.v.).
• Sự tương tác của kim loại với kim loại tạo thành các hợp chất liên kim (MgB 2, NaSn, Fe 3 Ni, v.v.).
• Sự tương tác của các kim loại hoạt động với hydro tạo thành các hyđrua (NaH, CaH 2, KH, v.v.).
• Sự tương tác của các kim loại kiềm và kiềm thổ với nước tạo thành các chất kiềm (NaOH, Ca (OH) 2, Cu (OH) 2, v.v.).
• Tương tác của kim loại (chỉ những kim loại đứng trong dãy điện hóa đến H) với axit tạo thành muối (sunfat, nitrit, photphat, ...). Cần lưu ý rằng kim loại phản ứng với axit khá miễn cưỡng, trong khi chúng hầu như luôn tương tác với bazơ và muối. Để phản ứng của kim loại với axit xảy ra thì kim loại đó phải hoạt động được và là axit mạnh.

Tính chất hóa học của kim loại kiềm

Nhóm kim loại kiềm gồm các nguyên tố hóa học sau: liti (Li), natri (Na), kali (K), rubidi (Rb), xesi (Cs), franxi (Fr). Khi chúng di chuyển từ trên xuống trong Nhóm I của Bảng tuần hoàn, bán kính nguyên tử của chúng tăng lên, có nghĩa là tính kim loại và tính khử của chúng tăng lên.

Xét tính chất hoá học của kim loại kiềm:

• Chúng không có dấu hiệu lưỡng tính, vì chúng có giá trị âm của thế điện cực.
• Chất khử mạnh nhất trong tất cả các kim loại.
• Trong các hợp chất, chúng chỉ thể hiện ở trạng thái oxi hóa +1.
• Cho một electron hóa trị duy nhất, nguyên tử của các nguyên tố hóa học này được biến đổi thành cation.
• Chúng tạo thành nhiều hợp chất ion.
• Hầu như tất cả đều hòa tan trong nước.

Tương tác của kim loại kiềm với các nguyên tố khác:

1. Với oxy, tạo thành các hợp chất riêng lẻ, do đó oxit chỉ tạo thành liti (Li 2 O), natri tạo thành peroxit (Na 2 O 2), và kali, rubidi và xesi tạo thành superoxit (KO 2, RbO 2, CsO 2).

2. Với nước, tạo thành kiềm và hydro. Hãy nhớ rằng, những phản ứng này rất dễ bùng nổ. Không có vụ nổ, chỉ có lithium phản ứng với nước:

2Li + 2H 2 O → 2LiO H + H 2.

3. Với halogen, tạo thành halogenua (NaCl - natri clorua, NaBr - natri bromua, NaI - natri iotua, v.v.).

4. Với hiđro khi đun nóng tạo thành hiđrua (LiH, NaH, v.v.)

5. Với lưu huỳnh khi đun nóng tạo thành các muối sunfua (Na 2 S, K 2 S,…). Chúng không màu và hòa tan nhiều trong nước.

6. Với photpho khi đun nóng sẽ tạo thành photphat (Na 3 P, Li 3 P,…) nên chúng rất nhạy cảm với hơi ẩm và không khí.

7. Với cacbon, khi đun nóng, cacbua chỉ tạo thành liti và natri (Li 2 CO 3, Na 2 CO 3), trong khi kali, rubidi và xesi không tạo cacbit mà chúng tạo thành các hợp chất nhị phân với graphit (C 8 Rb, C 8 Cs, vv).

8. Ở điều kiện thường, chỉ có liti phản ứng với nitơ, tạo thành nitrua Li 3 N, với các kim loại kiềm khác, phản ứng chỉ thực hiện được khi đun nóng.

9. Chúng phản ứng bùng nổ với axit, vì vậy việc thực hiện các phản ứng như vậy là rất nguy hiểm. Những phản ứng này là mơ hồ, bởi vì kim loại kiềm chủ động phản ứng với nước, tạo thành một chất kiềm, sau đó được trung hòa bởi một axit. Điều này tạo ra sự cạnh tranh giữa kiềm và axit.

10. Với amoniac, tạo thành các amit - chất tương tự của hiđroxit, nhưng có tính bazơ mạnh hơn (NaNH 2 - natri amit, KNH 2 - kali amit, v.v.).

11. Với rượu, tạo thành rượu.

Franxi là một kim loại kiềm phóng xạ, một trong những nguyên tố hiếm nhất và kém bền nhất trong tất cả các nguyên tố phóng xạ. Tính chất hóa học của nó vẫn chưa được hiểu rõ.

Để thu được các kim loại kiềm, họ chủ yếu sử dụng điện phân nóng chảy các halogenua của chúng, thường là clorua, tạo thành các khoáng chất tự nhiên:

• NaCl → 2Na + Cl 2.

• Na 2 CO 3 + 2C → 2Na + 3CO.

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

• KCl + Na → K + NaCl.

Tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ

Kim loại kiềm thổ bao gồm các nguyên tố thuộc phân nhóm chính nhóm II: canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba), radi (Ra). Hoạt động hóa học của các nguyên tố này phát triển giống như hoạt động hóa học của các kim loại kiềm, tức là tăng giảm phân nhóm.

Tính chất hóa học của kim loại kiềm thổ:

Cấu trúc của lớp vỏ hóa trị của nguyên tử các nguyên tố này ns 2.

• Cho hai electron hóa trị, nguyên tử của các nguyên tố hóa học này được biến đổi thành cation.
• Các hợp chất thể hiện trạng thái oxi hóa +2.
• Điện tích của hạt nhân nguyên tử lớn hơn điện tích của các nguyên tố kiềm cùng chu kỳ nên bán kính nguyên tử giảm và thế ion hóa tăng.

Tương tác của kim loại kiềm thổ với các nguyên tố khác:

1. Với oxi, tất cả các kim loại kiềm thổ, trừ bari đều tạo thành oxit, bari tạo thành peoxit BaO 2. Trong số các kim loại này, berili và magie, được phủ một lớp màng oxit mỏng bảo vệ, chỉ tương tác với oxy ở t rất cao. Oxit bazơ của kim loại kiềm thổ phản ứng với nước, ngoại trừ oxit beri BeO có tính chất lưỡng tính. Phản ứng của canxi oxit và nước được gọi là phản ứng tạo vôi tôi. Nếu thuốc thử là CaO thì vôi sống tạo thành, nếu là Ca (OH) 2 thì tạo thành vôi sống. Ngoài ra, oxit bazơ phản ứng với oxit axit và axit. Ví dụ:

• 3CaO + P 2 O 5 → Ca 3 (PO 4) 2 .

2. Với nước, kim loại kiềm thổ và oxit của chúng tạo thành hiđroxit - chất kết tinh màu trắng, so với hiđroxit của kim loại kiềm thì ít tan trong nước hơn. Hiđroxit của kim loại kiềm thổ là kiềm, trừ Be (OH) lưỡng tính ) 2 và bazơ yếu Mg (OH) 2. Vì berili không phản ứng với nước nên Be (Ồ ) 2 có thể thu được bằng các cách khác, ví dụ, bằng cách thủy phân nitrua:

• Là 3 N 2+ 6H 2 O → 3 Thì là ở (OH) 2+ 2N N 3.

3. Ở điều kiện bình thường, mọi thứ đều phản ứng với halogen, ngoại trừ beri. Chất sau chỉ phản ứng ở t cao. Các halogen được hình thành (MgI 2 - magie iodua, CaI 2 - canxi iodua, CaBr 2 - canxi bromua, v.v.).

4. Tất cả các kim loại kiềm thổ, trừ beri, đều phản ứng với hiđro khi đun nóng. Các hyđrua được tạo thành (BaH 2, CaH 2, v.v.). Để phản ứng của magie với hiđro, ngoài t cao, còn phải tăng áp suất hiđro.

5. Lưu huỳnh tạo thành các sunfua. Ví dụ:

• Ca + S → CaS.

Người ta dùng sunfua để thu được axit sunfuric và các kim loại tương ứng.

6. Chúng tạo thành nitrua với nitơ. Ví dụ:

• 3Thì là ở + N 2 → Là 3 N 2.

7. Với axit, tạo thành muối của axit và hiđro tương ứng. Ví dụ:

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

Các phản ứng này diễn ra tương tự như trong trường hợp của kim loại kiềm.

Thu được các kim loại kiềm thổ:

• BeF 2 + Mg –t o → Be + MgF 2

• 3BaO + 2Al –t o → 3Ba + Al 2 O 3

• CaCl 2 → Ca + Cl 2

Tính chất hóa học của nhôm

Nhôm là kim loại nhẹ, hoạt động, xếp thứ 13 trong bảng. Trong tự nhiên, kim loại phổ biến nhất. Và trong số các nguyên tố hóa học, nó chiếm vị trí thứ ba về sự phân bố. Dẫn nhiệt và dẫn điện cao. Có khả năng chống ăn mòn, vì nó được bao phủ bởi một lớp màng oxit. Điểm nóng chảy là 660 0 С.

Xét tính chất hóa học và sự tương tác của nhôm với các nguyên tố khác:

1. Trong tất cả các hợp chất, nhôm ở trạng thái oxi hóa +3.

2. Nó thể hiện tính khử trong hầu hết các phản ứng.

3. Kim loại lưỡng tính vừa thể hiện tính axit vừa thể hiện tính bazơ.

4. Phục hồi nhiều kim loại từ oxit. Phương pháp thu nhận kim loại này được gọi là phương pháp ép kim. Ví dụ về việc nhận crôm:

2Al + Cr 2 O 3 → Al 2 O 3 + 2Cr.

5. Phản ứng với tất cả các axit loãng tạo thành muối và giải phóng hiđro. Ví dụ:

2Al + 6HCl → 2AlCl 3 + 3H 2;

2Al + 3H2SO4 đặc → Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2.

Trong HNO 3 đặc và H 2 SO 4 nhôm bị thụ động hóa. Nhờ đó, người ta có thể lưu trữ và vận chuyển các axit này trong các thùng làm bằng nhôm.

6. Tương tác với kiềm, khi chúng hòa tan màng oxit.

7. Phản ứng với tất cả các phi kim loại trừ hiđro. Để thực hiện phản ứng với oxi, người ta cần nhôm chia nhỏ. Phản ứng chỉ thực hiện được ở t cao:

• 4Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3 .

Theo hiệu ứng nhiệt của nó, phản ứng này tỏa nhiệt. Tương tác với lưu huỳnh tạo thành nhôm sunfua Al 2 S 3, với photpho photphua AlP, với nitơ nitrit AlN, với cacbon cacbua Al 4 C 3.

8. Nó tương tác với các kim loại khác, tạo thành aluminide (FeAl 3 CuAl 2, CrAl 7, v.v.).

Nhôm kim loại thu được bằng cách điện phân dung dịch Al 2 O 3 trong criolit Na 2 AlF 6 nóng chảy ở 960–970 ° C.

• 2Al2O3 → 4Al + 3O 2.
  

Tính chất hóa học của các nguyên tố chuyển tiếp

Các phần tử chuyển tiếp bao gồm các phần tử thuộc phân nhóm phụ của Bảng tuần hoàn. Hãy xem xét các tính chất hóa học của đồng, kẽm, crom và sắt.

Tính chất hóa học của đồng

1. Trong dãy điện hoá, nó nằm bên phải H nên kim loại này kém hoạt động.

2. Bộ giảm tốc yếu.

3. Trong các hợp chất, nó thể hiện các trạng thái oxi hóa +1 và +2.

4. Phản ứng với oxi khi đun nóng tạo thành:

• đồng oxit (I) 2Cu + O 2 → 2CuO(ở nhiệt độ 400 0 C)
• hoặc đồng (II) oxit: 4Cu + O2 → 2Cu2O(ở t 200 0 C).

Oxit có tính bazơ. Khi nung nóng trong không khí trơ, Cu 2 O có tỉ khối: Cu2O → CuO + Cu. Đồng (II) oxit CuO tạo cốc trong phản ứng với kiềm, ví dụ: CuO + 2NaOH → Na 2 CuO 2 + H 2 O.

5. Đồng hiđroxit Cu (OH) 2 là chất lưỡng tính, các tính chất chính chiếm ưu thế trong đó. Nó hòa tan dễ dàng trong axit:

• Cu (OH) 2 + 2HNO 3 → Cu (NO 3) 2 + 2H 2 O,

và trong các dung dịch kiềm đậm đặc có khó khăn:

• Сu (OH) 2 + 2NaOH → Na 2.

6. Sự tương tác của đồng với lưu huỳnh trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau cũng tạo thành hai sunfua. Khi được nung nóng đến 300-400 0 C trong chân không, đồng (I) sunfua được tạo thành:

• 2Cu + S → Cu2S.

Ở nhiệt độ phòng, bằng cách hòa tan lưu huỳnh trong hiđro sunfua, đồng (II) sunfua có thể thu được:

• Cu + S → CuS.

7. Trong số các halogen, nó tương tác với flo, clo và brom, tạo thành halogenua (CuF 2, CuCl 2, CuBr 2), iot, tạo thành đồng (I) iotua CuI; không tương tác với hydro, nitơ, cacbon, silic.

8. Nó không phản ứng với axit - chất không oxy hóa, bởi vì chúng chỉ oxy hóa các kim loại nằm thành hydro trong dãy điện hóa. Nguyên tố hóa học này phản ứng với axit oxi hóa: nitric loãng và đặc và sulfuric đặc:

3Cu + 8HNO 3 (khác) → 3Cu (NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O;

Cu + 4HNO 3 (đồng quy) → Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O;

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

9. Tương tác với muối, đồng thay thế từ thành phần của chúng các kim loại nằm ở bên phải của nó trong dãy điện hóa. Ví dụ,

2FeCl 3 + Cu → CuCl 2 + 2FeCl 2 .

Ở đây chúng ta thấy rằng đồng đi vào dung dịch, và sắt (III) bị khử thành sắt (II). Phản ứng này có tầm quan trọng thực tế rất lớn và được sử dụng để loại bỏ đồng lắng đọng trên nhựa.

Tính chất hóa học của kẽm

2. Nó có tính khử rõ rệt và tính chất lưỡng tính.

3. Trong các hợp chất, nó thể hiện trạng thái oxi hóa +2.

4. Trong không khí, nó được bao phủ bởi một màng oxit ZnO.

5. Tương tác với nước có thể xảy ra ở nhiệt độ nóng đỏ. Kết quả là, oxit kẽm và hydro được tạo thành:

• Zn + H 2 O → ZnO + H 2.

6. Tương tác với các halogen để tạo thành halogenua (ZnF 2 - kẽm florua, ZnBr 2 - kẽm bromua, ZnI 2 - kẽm iodua, ZnCl 2 - kẽm clorua).

7. Với phốt pho, nó tạo thành phốt phát Zn 3 P 2 và ZnP 2.

8. Với lưu huỳnh chalcogenide ZnS.

9. Không phản ứng trực tiếp với hydro, nitơ, cacbon, silic và bo.

10. Nó tương tác với các axit không oxy hóa, tạo thành muối và thay thế hydro. Ví dụ:

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

Nó cũng phản ứng với axit - chất oxy hóa: với conc. axit sunfuric tạo thành kẽm sunfat và lưu huỳnh đioxit:

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

11. Nó phản ứng tích cực với kiềm, vì kẽm là một kim loại lưỡng tính. Với các dung dịch kiềm, nó tạo thành tetrahydroxozincat và giải phóng hydro:

• Zn + 2NaOH + 2H 2 O → Na 2 + H 2 .

Trên hạt kẽm sau phản ứng xuất hiện bọt khí. Với kiềm khan, khi được nung chảy, nó tạo thành zincat và giải phóng hydro:

• Zn + 2NaOH → Na 2 ZnO 2 + H 2.

Tính chất hóa học của crom

2.

3. Tạo thành các hợp chất có màu.

4. Trong các hợp chất, nó thể hiện các trạng thái oxi hóa +2 (oxit bazơ CrO đen), +3 (oxit lưỡng tính Cr 2 O 3 và hiđroxit Cr (OH) 3 xanh lục) và +6 (oxit crom axit (VI) CrO 3 và các axit: cromic H 2 CrO 4 và hai crôm H 2 Cr 2 O 7, v.v.).

5. Nó tương tác với flo ở nhiệt độ 350-400 0 C, tạo thành crom (IV) florua:

• Cr + 2F 2 → CrF 4.

6. Với ôxy, nitơ, bo, silic, lưu huỳnh, phốt pho và các halogen ở nhiệt độ 600 0 C:

• liên kết với oxy tạo thành oxit crom (VI) CrO 3 (tinh thể màu đỏ sẫm),
• hợp chất nitơ - crom nitrit CrN (tinh thể màu đen),
• hợp chất với bo - crôm boride CrB (tinh thể màu vàng),
• hợp chất với silic - crom silicide CrSi,
• kết nối với cacbon - crom cacbua Cr 3 C 2.

7. Nó phản ứng với hơi nước, ở trạng thái nóng, tạo thành crom (III) oxit và hydro:

• 2Cr + 3H 2 O → Cr 2 O 3 + 3H 2 .

8. Nó không phản ứng với các dung dịch kiềm, nhưng phản ứng chậm với sự tan chảy của chúng, tạo thành cromat:

• 2Cr + 6KOH → 2KCrO 2 + 2K 2 O + 3H 2.

9. Nó hòa tan trong axit mạnh loãng để tạo thành muối. Nếu phản ứng xảy ra trong không khí, muối Cr 3+ được tạo thành, ví dụ:

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

• Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2.

10. Với axit sunfuric và nitric đậm đặc, cũng như với nước cường toan, nó chỉ phản ứng khi đun nóng, bởi vì. ở nhiệt độ thấp, các axit này phân hóa crom. Phản ứng với axit khi đun nóng có dạng như sau:

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

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

Crom (II) oxit CrO- Chất rắn màu đen hoặc đỏ, không tan trong nước.

Tính chất hóa học:

• Nó có các đặc tính cơ bản và phục hồi.
• Khi nung nóng đến 100 0 C trong không khí, nó bị oxi hóa thành Cr 2 O 3 - crom (III) oxit.
• Có thể khôi phục crom bằng hiđro từ oxit này: CrO + H 2 → Cr + H 2 O hoặc than cốc: CrO + C → Cr + CO.
• Phản ứng với axit clohydric, đồng thời giải phóng hydro: 2CrO + 6HCl → 2CrCl 3 + H 2 + 2H 2 O.
• Không phản ứng với kiềm, axit sunfuric và nitric loãng.

Crom oxit (III) Cr 2 O 3- Chất chịu lửa, có màu xanh lục sẫm, không tan trong nước.

Tính chất hóa học:

• Nó có tính chất lưỡng tính.
• Cách oxit bazơ tương tác với axit: Cr 2 O 3 + 6HCl → CrCl 3 + 3H 2 O.
• Cách oxit axit tương tác với kiềm: Cr 2 O 3 + 2KOH → 2KCrO 3 + H 2 O.
• Chất oxy hóa mạnh oxy hóa Cr 2 O 3 thành cromat H 2 CrO 4.
• Các chất khử mạnh phục hồiCr ra Cr2O3.

Crom (II) hydroxit Cr (OH) 2 - Chất rắn màu vàng hoặc nâu, hòa tan kém trong nước.

Tính chất hóa học:

• Tính bazơ yếu, thể hiện tính bazơ.
• Khi có hơi ẩm trong không khí, nó bị oxy hóa thành Cr (OH) 3 - crom (III) hydroxit.
• Phản ứng với axit đặc tạo muối crom (II) màu xanh lam: Cr (OH) 2 + H 2 SO 4 → CrSO 4 + 2H 2 O.
• Không phản ứng với kiềm và axit loãng.

Crom (III) hydroxit Cr (OH) 3 - chất màu xanh xám, không tan trong nước.

Tính chất hóa học:

• Nó có tính chất lưỡng tính.
• Cách hiđroxit bazơ tương tác với axit: Cr (OH) 3 + 3HCl → CrCl 3 + 3H 2 O.
• Axit hydroxit tương tác với kiềm như thế nào: Cr (OH) 3 + 3NaOH → Na 3 [Cr (OH) 6].

Tính chất hóa học của sắt

1. Là kim loại hoạt động, có khả năng phản ứng cao.

2. Nó có các đặc tính phục hồi, cũng như các đặc tính từ tính rõ rệt.

3. Trong các hợp chất, nó thể hiện các trạng thái oxi hóa chính +2 (với chất oxi hóa yếu: S, I, HCl, dung dịch muối), +3 (với chất oxi hóa mạnh: Br và Cl) và ít đặc trưng +6 (với O và H 2 O). Trong chất oxi hóa yếu, sắt ở trạng thái oxi hóa +2, ở chất mạnh hơn +3. +2 trạng thái oxi hoá tương ứng với oxit đen FeO và hiđroxit Fe (OH) 2 màu xanh lá cây, có tính bazơ. +3 trạng thái oxi hóa tương ứng với oxit màu nâu đỏ Fe 2 O 3 và hiđroxit Fe (OH) 3 màu nâu, có tính chất lưỡng tính yếu. Fe (+2) là chất khử yếu và Fe (+3) thường là chất oxi hóa yếu. Khi điều kiện oxi hóa khử thay đổi, các trạng thái oxi hóa của sắt có thể thay đổi lẫn nhau.

• 3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4.

5. Phản ứng với halogen khi đun nóng:

• liên kết với clo tạo thành sắt (III) clorua FeCl 3,
• hợp chất với brom - sắt (III) bromua FeBr 3,
• hợp chất với iot - sắt (II, III) iotua Fe 3 I 8,
• hợp chất với flo - sắt (II) florua FeF 2, sắt (III) florua FeF 3.

• kết nối với lưu huỳnh tạo thành sắt (II) sunfua FeS,
• kết nối với nitơ - sắt nitrit Fe 3 N,
• hợp chất với phốt pho - phốt pho FeP, Fe 2 P và Fe 3 P,
• hợp chất với silic - sắt silicua FeSi,
• hợp chất với cacbon - sắt cacbua Fe 3 C.

9. Nó không phản ứng với dung dịch kiềm, nhưng phản ứng chậm với kiềm nóng chảy, là chất oxi hóa mạnh:

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

10. Phục hồi các kim loại nằm ở hàng điện hóa bên phải:

• Fe + SnCl 2 → FeCl 2 + Sn.

• 3Fe2O3 + CO → CO 2 + 2Fe 3 O 4,
• Fe 3 O 4 + CO → CO 2 + 3FeO,
• FeO + CO → CO 2 + Fe.

Sắt (II) oxit FeO - chất kết tinh màu đen (wustit) không tan trong nước.

Tính chất hóa học:

• Có tính chất cơ bản.
• Phản ứng với axit clohydric loãng: FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O.
• Phản ứng với axit nitric đặc:FeO + 4HNO 3 → Fe (NO 3) 3 + NO 2 + 2H 2 O.
• Không phản ứng với nước và muối.
• Với hiđro ở nhiệt độ 350 0 C, nó bị khử thành kim loại nguyên chất: FeO + H 2 → Fe + H 2 O.
• Nó cũng bị khử thành kim loại nguyên chất khi kết hợp với than cốc: FeO + C → Fe + CO.
• Có thể thu được oxit này bằng nhiều cách khác nhau, một trong số đó là nung Fe ở áp suất thấp O: 2Fe + O 2 → 2FeO.

Sắt (III) oxitFe2O3- bột màu nâu (hematit), một chất không tan trong nước. Tên khác: oxit sắt, sắt minium, màu thực phẩm E172, v.v.

Tính chất hóa học:

• Fe 2 O 3 + 6HCl → 2 FeCl 3 + 3H 2 O.
• Nó không phản ứng với các dung dịch kiềm, nó phản ứng với sự tan chảy của chúng, tạo thành sắt: Fe 2 O 3 + 2NaOH → 2NaFeO 2 + H 2 O.
• Khi đun nóng với hiđro, nó thể hiện tính oxi hóa: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.

Ôxít sắt (II, III) Fe 3 O 4 hoặc FeO Fe 2 O 3 - Chất rắn màu đen xám (quặng sắt từ, magnetit), chất không tan trong nước.

Tính chất hóa học:

• Bị phân hủy khi đun nóng trên 1500 0 С: 2Fe 3 O 4 → 6FeO + O 2.
• Phản ứng với axit loãng: Fe 3 O 4 + 8HCl → FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2 O.
• Không phản ứng với các dung dịch kiềm, phản ứng với sự tan chảy của chúng: Fe 3 O 4 + 14NaOH → Na 3 FeO 3 + 2Na 5 FeO 4 + 7H 2 O.
• Khi phản ứng với oxi, nó có tính oxi hóa: 4Fe 3 O 4 + O 2 → 6Fe 2 O 3.
• Với hydro, khi đun nóng, nó được phục hồi:Fe 3 O 4 + 4H 2 → 3Fe + 4H 2 O.
• Nó cũng bị khử khi kết hợp với cacbon monoxit: Fe 3 O 4 + 4CO → 3Fe + 4CO 2.

Sắt (II) hiđroxit Fe (OH) 2 - chất kết tinh màu trắng, hiếm khi hơi xanh, không tan trong nước.

Tính chất hóa học:

• Nó có các thuộc tính lưỡng tính với ưu thế của các đặc tính cơ bản.
• Nó tham gia vào phản ứng trung hòa của axit không oxy hóa, cho thấy các tính chất chính: Fe (OH) 2 + 2HCl → FeCl 2 + 2H 2 O.
• Khi tương tác với axit nitric hoặc axit sunfuric đặc, nó có tính khử, tạo thành muối sắt (III): 2Fe (OH) 2 + 4H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4) 3 + SO 2 + 6H 2 O.
• Khi đun nóng, nó phản ứng với các dung dịch kiềm đặc: Fe (OH) 2 + 2NaOH → Na 2.

Sắt hydroxit (I tôi I) Fe (OH) 3- chất kết tinh hoặc chất vô định hình màu nâu, không tan trong nước.

Tính chất hóa học:

• Nó có các đặc tính lưỡng tính nhẹ với ưu thế của các đặc tính cơ bản.
• Dễ dàng tương tác với axit: Fe (OH) 3 + 3HCl → FeCl 3 + 3H 2 O.
• Với các dung dịch kiềm đậm đặc, nó tạo thành hexahydroxoferrat (III): Fe (OH) 3 + 3NaOH → Na 3.
• Nó hình thành lên men với kiềm tan chảy:2Fe (OH) 3 + Na 2 CO 3 → 2NaFeO 2 + CO 2 + 3H 2 O.
• Trong môi trường kiềm có chất oxi hóa mạnh, chất này thể hiện tính khử: 2Fe (OH) 3 + 3Br 2 + 10KOH → 2K 2 FeO 4 + 6NaBr + 8H 2 O.

Tất cả các nguyên tố hóa học được chia thành kim loại và phi kim tùy thuộc vào cấu tạo và tính chất nguyên tử của chúng. Ngoài ra, các chất đơn giản được tạo thành bởi các nguyên tố được phân loại thành kim loại và phi kim loại, dựa trên các tính chất vật lý và hóa học của chúng.

Trong Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học D.I. Mendeleev, các phi kim loại được đặt theo đường chéo: bo - astatine và ở trên nó trong các phân nhóm chính.

Nguyên tử kim loại được đặc trưng bởi bán kính tương đối lớn và một số nhỏ các điện tử ở cấp độ ngoài cùng từ 1 đến 3 (ngoại lệ: gecmani, thiếc, chì - 4; antimon và bitmut - 5; poloni - 6 điện tử).

Ngược lại, các nguyên tử phi kim loại được đặc trưng bởi bán kính nguyên tử nhỏ và số electron ở cấp độ ngoài cùng từ 4 đến 8 (ngoại lệ là bo, nó có ba electron như vậy).

Do đó, các nguyên tử kim loại có xu hướng nhường các electron bên ngoài, tức là tính khử, và đối với các nguyên tử phi kim loại - mong muốn nhận các điện tử còn thiếu đến mức tám điện tử ổn định, tức là Tính oxy hóa.

Kim loại

Trong kim loại có liên kết kim loại và mạng tinh thể kim loại. Tại các vị trí mạng tinh thể có các ion kim loại mang điện tích dương được liên kết bởi các điện tử xã hội hóa bên ngoài thuộc toàn bộ tinh thể.

Điều này quyết định tất cả các tính chất vật lý quan trọng nhất của kim loại: ánh kim loại, tính dẫn điện và nhiệt, tính dẻo (khả năng thay đổi hình dạng dưới tác động bên ngoài) và một số đặc tính khác của nhóm các chất đơn giản này.

Các kim loại nhóm I của phân nhóm chính được gọi là kim loại kiềm.

Kim loại nhóm II: canxi, stronti, bari - kiềm thổ.

Tính chất hóa học của kim loại

Trong các phản ứng hoá học, kim loại chỉ thể hiện tính khử, tức là các nguyên tử của chúng hiến tặng các electron, kết quả là tạo thành các ion dương.

1. Tương tác với các phi kim loại:

a) oxy (với sự tạo thành oxit)

Các kim loại kiềm và kiềm thổ dễ bị oxi hóa ở điều kiện thường nên được bảo quản dưới một lớp dầu vaseline hoặc dầu hỏa.

4Li + O 2 = 2Li 2 O

2Ca + O 2 \ u003d 2CaO

Xin lưu ý: khi natri tương tác, peroxide được hình thành, kali - superoxide

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

và oxit thu được khi nung peroxit với kim loại tương ứng:

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

Sắt, kẽm, đồng và các kim loại kém hoạt động khác bị oxi hóa chậm trong không khí và tích cực khi đun nóng.

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4 (hỗn hợp hai oxit: FeO và Fe 2 O 3)

2Zn + O 2 = 2ZnO

2Cu + O 2 \ u003d 2CuO

Các kim loại vàng và bạch kim không bị oxy hóa bởi oxy trong khí quyển trong bất kỳ trường hợp nào.

b) hydro (với sự hình thành các hyđrua)

2Na + H2 = 2NaH

Ca + H 2 \ u003d CaH 2

c) clo (với sự tạo thành clorua)

2K + Cl 2 \ u003d 2KCl

Mg + Cl 2 \ u003d MgCl 2

2Al + 3Cl 2 \ u003d 2AlCl 3

Xin lưu ý: khi sắt phản ứng, sắt (III) clorua được tạo thành:

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

d) lưu huỳnh (với sự tạo thành các sunfua)

2Na + S = Na 2 S

Hg + S = HgS

2Al + 3S = Al 2 S 3

Xin lưu ý: khi sắt phản ứng, sắt (II) sunfua được tạo thành:

Fe + S = FeS

e) nitơ (với sự hình thành nitrua)

6K + N 2 = 2K 3 N

3Mg + N 2 \ u003d Mg 3 N 2

2Al + N 2 = 2AlN

2. Tương tác với các chất phức tạp:

Cần phải nhớ rằng, theo khả năng phục hồi, các kim loại được sắp xếp thành một hàng, được gọi là dãy điện hóa hay hoạt độ của kim loại (dãy dịch chuyển 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

nước

Các kim loại nằm trong hàng ngang với magiê, ở điều kiện thường, chuyển vị hydro ra khỏi nước, tạo thành bazơ tan - kiềm.

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

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

Magiê tương tác với nước khi đun sôi.

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

Nhôm phản ứng mạnh với nước khi lớp màng oxit bị loại bỏ.

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

Các kim loại còn lại, đứng liên tiếp với hiđro, ở những điều kiện nhất định, cũng có thể phản ứng với nước giải phóng hiđro và tạo thành oxit.

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

b) dung dịch axit

(Trừ axit sunfuric đặc và axit nitric có nồng độ bất kỳ. Xem các phản ứng oxi hóa khử.)

Xin lưu ý: không sử dụng axit silicic không hòa tan cho các phản ứng

Các kim loại khác nhau, từ magiê đến hydro sẽ thay thế hydro từ axit.

Mg + 2HCl \ u003d MgCl 2 + H 2

Xin lưu ý: muối đen được tạo thành.

Fe + H 2 SO 4 (razb.) \ U003d FeSO 4 + H 2

Sự tạo thành muối không tan ngăn cản phản ứng tiếp tục. Ví dụ, trên thực tế, chì không phản ứng với dung dịch axit sunfuric do sự tạo thành sunfat chì không hòa tan trên bề mặt.

Các kim loại ở hàng sau hydro KHÔNG thay thế hydro.

c) dung dịch muối

Các kim loại trong cùng hàng với magiê và phản ứng tích cực với nước không được sử dụng để thực hiện các phản ứng như vậy.

Đối với các kim loại khác, quy tắc được thực hiện:

Mỗi kim loại thay thế từ dung dịch muối các kim loại khác nằm trong hàng bên phải của nó, và bản thân nó có thể bị thay thế bởi các kim loại nằm bên trái của nó.

Cu + HgCl 2 \ u003d Hg + CuCl 2

Fe + CuSO 4 \ u003d FeSO 4 + Cu

Đối với các dung dịch axit, sự tạo thành muối không tan sẽ ngăn cản phản ứng tiến hành.

d) dung dịch kiềm

Các kim loại tương tác với nhau, các hiđroxit của chúng là chất lưỡng tính.

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

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

e) với các chất hữu cơ

Kim loại kiềm với ancol và phenol.

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

Các kim loại tham gia phản ứng với haloalkane, được sử dụng để thu được các xycloalkane thấp hơn và để tổng hợp, trong đó bộ xương cacbon của phân tử trở nên phức tạp hơn (phản ứng A. Wurtz):

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

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

phi kim loại

Trong các chất đơn giản, các nguyên tử của phi kim loại liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị không phân cực. Trong trường hợp này, các liên kết cộng hóa trị đơn (trong H 2, F 2, Cl 2, Br 2, I 2), kép (trong phân tử O 2), liên kết cộng hóa trị ba (trong phân tử N 2) được hình thành.

Cấu trúc của các chất đơn giản - phi kim loại:

1. phân tử

Ở điều kiện thường, hầu hết các chất này là chất khí (H 2, N 2, O 2, O 3, F 2, Cl 2) hoặc chất rắn (I 2, P 4, S 8) và chỉ có một nước brom duy nhất (Br 2) là chất lỏng. Tất cả các chất này đều có cấu trúc phân tử, do đó chúng dễ bay hơi. Ở trạng thái rắn, chúng dễ nóng chảy do tương tác giữa các phân tử yếu khiến các phân tử của chúng ở trong tinh thể và có khả năng thăng hoa.

2. nguyên tử

Các chất này được tạo thành bởi các tinh thể, trong các nút của chúng có các nguyên tử: (B n, C n, Si n, Gen, Se n, Te n). Do độ bền cao của liên kết cộng hóa trị, theo quy luật, chúng có độ cứng cao và bất kỳ thay đổi nào liên quan đến sự phá hủy liên kết cộng hóa trị trong tinh thể của chúng (nóng chảy, bay hơi) đều được thực hiện với mức tiêu hao năng lượng lớn. Nhiều chất trong số này có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao, và độ bay hơi của chúng rất thấp.

Nhiều nguyên tố - phi kim loại tạo thành một số chất đơn giản - biến đổi dị hướng. Tính dị hướng có thể được liên kết với một thành phần phân tử khác nhau: oxy O 2 và ozon O 3 và với các cấu trúc tinh thể khác nhau: các biến đổi dị hướng của cacbon là graphit, kim cương, cacbine, fullerene. Các nguyên tố - phi kim loại có biến đổi dị hướng: cacbon, silic, photpho, asen, oxy, lưu huỳnh, selen, tellurium.

Tính chất hóa học của phi kim loại

Nguyên tử của các phi kim loại bị chi phối bởi tính oxi hóa, tức là khả năng gắn electron. Khả năng này được đặc trưng bởi giá trị của độ âm điện. Trong số các phi kim loại

Tại, B, Te, H, As, I, Si, P, Se, C, S, Br, Cl, N, O, F

độ âm điện tăng và tính oxi hóa được nâng cao.

Sau đó, đối với các chất đơn giản - phi kim loại, cả tính chất oxi hóa và tính khử sẽ là đặc trưng, ​​ngoại trừ flo, chất oxi hóa mạnh nhất.

1. Tính chất oxy hóa

a) trong phản ứng với kim loại (kim loại luôn là chất khử)

2Na + S = Na 2 S (natri sunfua)

3Mg + N 2 = Mg 3 N 2 (magie nitrua)

b) trong phản ứng với các phi kim nằm bên trái của phi kim này, tức là có giá trị độ âm điện nhỏ hơn. Ví dụ, khi photpho và lưu huỳnh tương tác, lưu huỳnh sẽ là chất oxi hóa, vì photpho có độ âm điện nhỏ hơn:

2P + 5S = P 2 S 5 (phốt pho V sunfua)

Hầu hết các phi kim loại sẽ là chất oxi hóa trong phản ứng với hydro:

H 2 + S = H 2 S

H 2 + Cl 2 \ u003d 2HCl

3H 2 + N 2 \ u003d 2NH 3

c) trong phản ứng với một số chất phức tạp

Chất oxy hóa - oxy, các phản ứng cháy

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

2SO 2 + O 2 \ u003d 2SO 3

Chất oxy hóa - clo

2FeCl 2 + Cl 2 = 2FeCl 3

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

CH 4 + Cl 2 \ u003d CH 3 Cl + HCl

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

2. Tính chất phục hồi

a) trong phản ứng với flo

S + 3F 2 = SF 6

H 2 + F 2 \ u003d 2HF

Si + 2F 2 = SiF 4

b) trong phản ứng với oxi (trừ flo)

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

c) trong phản ứng với các chất phức tạp - chất oxi hóa

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. Các phản ứng cân bằng: cùng một phi kim vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử.

Cl 2 + H 2 O \ u003d HCl + HClO

3Cl 2 + 6KOH \ u003d 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

Tính chất chung của kim loại.

Sự có mặt của các electron hóa trị liên kết yếu với hạt nhân quyết định tính chất hóa học chung của kim loại. Trong các phản ứng hóa học, chúng luôn đóng vai trò là chất khử, các chất đơn giản là kim loại không bao giờ thể hiện tính oxi hóa.

Nhận kim loại:
- thu hồi từ oxit với cacbon (C), cacbon monoxit (CO), hydro (H2) hoặc kim loại hoạt động hơn (Al, Ca, Mg);
- thu hồi từ các dung dịch muối với một kim loại hoạt động hơn;
- điện phân dung dịch hoặc nấu chảy các hợp chất kim loại - thu hồi các kim loại hoạt động mạnh nhất (kim loại kiềm, kiềm thổ và nhôm) sử dụng dòng điện.

Trong tự nhiên, kim loại được tìm thấy chủ yếu ở dạng hợp chất, chỉ có những kim loại hoạt động thấp ở dạng đơn chất (kim loại bản địa).

Tính chất hóa học của kim loại.
1. Tương tác với các chất đơn giản là phi kim loại:
Hầu hết các kim loại đều có thể bị oxi hóa với các phi kim loại như halogen, oxi, lưu huỳnh, nitơ. Nhưng hầu hết các phản ứng này đều yêu cầu khởi động quá trình gia nhiệt trước. Trong tương lai, phản ứng có thể tiến hành với việc giải phóng một lượng nhiệt lớn, dẫn đến sự bốc cháy của kim loại.
Ở nhiệt độ phòng, các phản ứng chỉ có thể xảy ra giữa các kim loại hoạt động mạnh nhất (kiềm và kiềm thổ) và các phi kim loại hoạt động mạnh nhất (halogen, oxi). Các kim loại kiềm (Na, K) phản ứng với oxi tạo thành peroxit và superoxit (Na2O2, KO2).

a) tương tác của kim loại với nước.
Ở nhiệt độ thường, các kim loại kiềm và kiềm thổ tương tác với nước. Kết quả của phản ứng thay thế, một kiềm (bazơ tan) và hiđro được tạo thành: Kim loại + H2O \ u003d Me (OH) + H2
Khi đun nóng, các kim loại khác tương tác với nước, đứng trong dãy hoạt động bên trái của hiđro. Magiê phản ứng với nước sôi, nhôm - sau khi xử lý bề mặt đặc biệt, kết quả là các bazơ không hòa tan được hình thành - magie hydroxit hoặc nhôm hydroxit - và hydro được giải phóng. Các kim loại trong phạm vi hoạt động từ kẽm (bao gồm) đến chì (bao gồm) tương tác với hơi nước (tức là trên 100 C), trong khi các oxit của kim loại tương ứng và hydro được tạo thành.
Các kim loại ở bên phải hydro trong dãy hoạt động không tương tác với nước.
b) tương tác với oxit:
kim loại hoạt động tương tác trong phản ứng thế với oxit của kim loại khác hoặc phi kim loại, khử chúng thành những chất đơn giản.
c) tương tác với axit:
Các kim loại nằm bên trái hydro trong dãy hoạt động phản ứng với axit để giải phóng hydro và tạo thành muối tương ứng. Các kim loại bên phải hiđro trong dãy hoạt động không tương tác với dung dịch axit.
Một vị trí đặc biệt được chiếm bởi các phản ứng của kim loại với nitric và axit sunfuric đặc. Tất cả các kim loại trừ những kim loại quý (vàng, bạch kim) đều có thể bị oxy hóa bởi các axit oxy hóa này. Kết quả của các phản ứng này, các muối tương ứng sẽ luôn được tạo thành, tương ứng là nước và sản phẩm của quá trình khử nitơ hoặc lưu huỳnh.
d) với kiềm
Các kim loại tạo thành hợp chất lưỡng tính (nhôm, berili, kẽm) có khả năng phản ứng với nóng chảy (với sự tạo thành các muối trung bình của alumin, berili hoặc kẽmat) hoặc các dung dịch kiềm (với sự tạo thành các muối phức tương ứng). Tất cả các phản ứng sẽ giải phóng hydro.
e) Theo vị trí của kim loại trong dãy hoạt động, có thể xảy ra các phản ứng khử (chuyển) một kim loại kém hoạt động từ dung dịch muối của nó bằng một kim loại khác hoạt động hơn. Kết quả của phản ứng, muối của một chất hoạt động hơn và đơn giản hơn được tạo thành - một kim loại kém hoạt động hơn.

Tính chất chung của phi kim.

Số phi kim loại ít hơn nhiều so với kim loại (22 nguyên tố). Tuy nhiên, hóa học của các phi kim loại phức tạp hơn nhiều do mức năng lượng bên ngoài của các nguyên tử của chúng được lấp đầy nhiều hơn.
Tính chất vật lý của phi kim loại đa dạng hơn: trong số đó có thể khí (flo, clo, oxi, nitơ, hiđro), lỏng (brom) và chất rắn, khác nhau rất nhiều về nhiệt độ nóng chảy. Hầu hết các phi kim loại không dẫn điện, nhưng silic, graphit, gecmani có tính chất bán dẫn.
Thể khí, lỏng và một số phi kim ở thể rắn (iot) có cấu tạo phân tử mạng tinh thể, còn lại các phi kim loại đều có mạng tinh thể nguyên tử.
Flo, clo, brom, iot, oxi, nitơ và hiđro ở điều kiện thường tồn tại dưới dạng phân tử đioxit.
Nhiều nguyên tố phi kim loại tạo thành một số biến đổi dị hướng của các chất đơn giản. Vì vậy, ôxy có hai biến đổi dị hướng - ôxy O2 và ôzôn O3, lưu huỳnh có ba biến đổi dị hướng - lưu huỳnh hình thoi, dẻo và đơn tà, phốt pho có ba biến đổi dị hướng - đỏ, phốt pho trắng và đen, cacbon - sáu biến đổi dị hướng - bồ hóng, than chì, kim cương , carbine, fullerene, graphene.

Khác với kim loại chỉ thể hiện tính khử, phi kim loại trong phản ứng với các chất từ ​​đơn giản đến phức tạp đều có thể vừa đóng vai trò là chất khử, vừa là chất oxi hóa. Theo hoạt độ của chúng, các phi kim loại chiếm một vị trí nhất định trong dãy độ âm điện. Flo được coi là phi kim loại hoạt động mạnh nhất. Nó chỉ thể hiện tính chất oxy hóa. Oxy đứng thứ hai về hoạt tính, nitơ đứng thứ ba, sau đó là halogen và các phi kim loại khác. Hiđro có độ âm điện thấp nhất trong các phi kim.

Tính chất hóa học của phi kim loại.

1. Tương tác với các chất đơn giản:
Phi kim tương tác với kim loại. Trong phản ứng đó, kim loại đóng vai trò chất khử, phi kim loại đóng vai trò chất oxi hóa. Kết quả của phản ứng của hợp chất, các hợp chất nhị phân được hình thành - oxit, peroxit, nitrit, hiđrua, muối của axit không chứa oxi.
Trong các phản ứng của các phi kim với nhau, phi kim loại âm điện hơn thể hiện tính chất của chất oxi hóa, phi kim loại âm điện hơn thể hiện tính chất của chất khử. Kết quả của phản ứng hợp chất, các hợp chất nhị phân được hình thành. Cần phải nhớ rằng các phi kim loại có thể thể hiện trạng thái oxy hóa thay đổi trong các hợp chất của chúng.
2. Tương tác với phức chất:
a) với nước:
Trong điều kiện bình thường, chỉ có halogen tương tác với nước.
b) với oxit của kim loại và phi kim loại:
Nhiều phi kim loại có thể phản ứng ở nhiệt độ cao với oxit của các phi kim loại khác, khử chúng thành những chất đơn giản. Các phi kim ở bên trái lưu huỳnh trong dãy độ âm điện cũng có thể tương tác với oxit kim loại, khử kim loại thành những chất đơn giản.
c) với axit:
Một số phi kim loại có thể bị oxi hóa bằng axit sunfuric hoặc axit nitric đặc.
d) với kiềm:
Dưới tác dụng của kiềm, một số phi kim loại có thể bị khử kim loại, vừa là chất oxi hóa vừa là chất khử.
Ví dụ: trong phản ứng của các halogen với dung dịch kiềm không đun nóng: Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O hoặc khi đun nóng: 3Cl2 + 6NaOH = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O.
e) với các muối:
Khi tương tác, là chất oxi hóa mạnh, chúng thể hiện tính khử.
Các halogen (trừ flo) tham gia phản ứng thế bằng dung dịch muối của axit hydrohalic: Halogen hoạt động hơn sẽ thay thế halogen kém hoạt động hơn khỏi dung dịch muối.

Tính chất hóa học của đơn chất - phi kim loại

Tính chất hóa học của hydro

Tuy nhiên, từ quan điểm về các đặc tính của hydro như một chất đơn giản, nó có nhiều điểm chung hơn với các halogen. Hydro, giống như halogen, là một phi kim loại và tạo thành các phân tử tảo cát tương tự như chúng (H 2 ).

Ở điều kiện thường, hiđro là chất ở thể khí, kém hoạt động. Hoạt tính thấp của hydro được giải thích là do độ bền cao của liên kết giữa các nguyên tử hydro trong phân tử, đòi hỏi phải đun nóng mạnh hoặc sử dụng chất xúc tác, hoặc cả hai cùng một lúc để phá vỡ nó.

Tương tác của hydro với các chất đơn giản

với kim loại

Trong số các kim loại, hiđro chỉ phản ứng vớikiềm và kiềm thổ! Kim loại kiềm bao gồm các kim loại thuộc phân nhóm chính của nhóm 1 (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) và kim loại kiềm thổ - các kim loại thuộc phân nhóm chính của nhóm 2, ngoại trừ beri và magiê (Ca, Sr, Ba, Ra)

Khi tương tác với các kim loại hoạt động, hiđro thể hiện tính chất oxi hóa, tức là giảm trạng thái oxy hóa của nó. Trong trường hợp này, các hiđrua của kim loại kiềm và kiềm thổ được tạo thành, có cấu trúc ion. Phản ứng xảy ra khi đun nóng:

2Na + H 2 = 2NaH

Ca + H 2 = CaH 2

Cần lưu ý rằng chỉ xảy ra tương tác với các kim loại hoạt động khi hiđro phân tử H 2 là chất oxi hóa.

với phi kim loại

Trong số các phi kim loại, hydro chỉ phản ứng với cacbon, nitơ, oxy, lưu huỳnh, selen và halogen!

Carbon nên được hiểu là than chì hoặc carbon vô định hình, vì kim cương là một dạng biến đổi dị hướng cực kỳ trơ của carbon.

Khi tương tác với các phi kim loại, hiđro chỉ có thể thực hiện chức năng của chất khử, tức là chỉ có thể làm tăng trạng thái oxi hóa:

Tương tác của hydro với các chất phức tạp

với các oxit kim loại

Hiđro không phản ứng với các oxit kim loại nằm trong dãy hoạt động của kim loại với nhôm (kể cả), tuy nhiên khi đun nóng có khả năng khử nhiều oxit kim loại về phía bên phải nhôm:

với các oxit phi kim loại

Trong số các oxit của phi kim loại, hiđro phản ứng khi đun nóng với các oxit của nitơ, halogen và cacbon. Trong tất cả các tương tác của hiđro với oxit phi kim loại, phản ứng của nó với cacbon monoxit CO cần được đặc biệt chú ý.

Hỗn hợp CO và H 2 thậm chí còn có tên riêng của nó - "khí tổng hợp", vì tùy thuộc vào điều kiện, các sản phẩm công nghiệp cần thiết như metanol, fomanđehit và thậm chí là hydrocacbon tổng hợp có thể thu được từ nó:

với axit

Hydro không phản ứng với axit vô cơ!

Trong số các axit hữu cơ, hiđro chỉ phản ứng với axit không no, cũng như với axit chứa nhóm chức có khả năng bị khử bởi hiđro, đặc biệtnhóm aldehyde, keto hoặc nitro .

với muối

Trong trường hợp dung dịch nước của các muối, tương tác của chúng với hiđro không xảy ra. Tuy nhiên, khi cho hydro đi qua các muối rắn của một số kim loại có hoạt độ trung bình và thấp, có thể xảy ra quá trình khử một phần hoặc hoàn toàn, ví dụ:

Tính chất hóa học của halogen

Halogen là các nguyên tố hóa học thuộc nhóm VIIA (F, Cl, Br, I, At), cũng như các chất đơn giản mà chúng tạo thành. Sau đây, trừ khi có quy định khác, halogen sẽ được hiểu là các chất đơn giản.

Tất cả các halogen đều có cấu trúc phân tử, dẫn đến nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các chất này thấp. Các phân tử halogen là điatomic, tức là công thức của chúng có thể được viết dưới dạng tổng quát là Hal 2 .

Halogen

Tính chất vật lý

F 2 Khí hư màu vàng nhạt, mùi hắc, khó chịu

Cl 2 Khí hư màu xanh vàng, mùi hắc, ngạt thở.

Br 2 Chất lỏng màu nâu đỏ, có mùi hăng

tôi 2 Chất rắn, mùi hắc, tạo thành tinh thể màu tím đen

Cần lưu ý một tính chất vật lý cụ thể của iốt như khả năng thăng hoa hay nói cách khác là thăng hoa. Thăng hoa là hiện tượng một chất ở trạng thái rắn không bị nóng chảy khi bị nung nóng mà bỏ qua pha lỏng ngay lập tức chuyển sang trạng thái khí.

Như đã biết, độ âm điện của các phi kim giảm dần khi chuyển xuống phân nhóm, và do đó hoạt độ của các halogen giảm dần trong dãy: F 2 > Cl 2 > Br 2 > Tôi 2

Tương tác của halogen với các chất đơn giản

Tất cả các halogen đều có phản ứng mạnh và phản ứng với hầu hết các chất đơn giản. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng flo, do khả năng phản ứng cực cao, có thể phản ứng ngay cả với những chất đơn giản mà các halogen khác không thể phản ứng. Những chất đơn giản như vậy bao gồm oxy, carbon (kim cương), nitơ, bạch kim, vàng, và một số khí quý (xenon và krypton). Những thứ kia. trong thực tế, flo không chỉ phản ứng với một số khí quý.

Các halogen còn lại, tức là clo, brom và iot cũng là những chất hoạt động, nhưng kém hoạt động hơn flo. Chúng phản ứng với hầu hết tất cả các chất đơn giản trừ ôxy, nitơ, cacbon ở dạng kim cương, bạch kim, vàng và các khí quý.

Tương tác của halogen với phi kim loại

hydro

Khi tất cả các halogen phản ứng với hiđro, các hiđro halogenua được tạo thành với công thức chung là HHal. Đồng thời, phản ứng của flo với hiđro bắt đầu tự phát ngay cả trong bóng tối và tiến hành bằng một vụ nổ theo phương trình: H 2 + F 2 = 2HF

Phản ứng của clo với hydro có thể được bắt đầu bằng cách chiếu tia cực tím cường độ mạnh hoặc đun nóng. Cũng bị rò rỉ với một vụ nổ: H 2 + Cl 2 = 2HCl

Brom và iot chỉ phản ứng với hiđro khi đun nóng, đồng thời phản ứngvới iốt là có thể đảo ngược: H 2 + Br 2 = 2 HBr

phốt pho

Tương tác của flo với photpho dẫn đến quá trình oxi hóa của photpho lên trạng thái oxi hóa cao nhất (+5). Trong trường hợp này, sự hình thành photpho pentaflorua xảy ra: 2P + 5F 2 = 2PF 5

Khi clo và brom tương tác với photpho, có thể thu được photpho halogenua cả ở trạng thái oxi hóa + 3 và ở trạng thái oxi hóa + 5, điều này phụ thuộc vào tỷ lệ của các chất phản ứng:

Trong trường hợp cho photpho trắng trong môi trường có flo, clo hoặc brom lỏng, phản ứng bắt đầu tự phát.

Sự tương tác của phốt pho với iốt có thể dẫn đến sự hình thành chỉ phốt pho triiodide do khả năng oxy hóa thấp hơn đáng kể so với các halogen khác:

xám

Flo oxy hóa lưu huỳnh đến trạng thái oxy hóa cao nhất +6, tạo thành lưu huỳnh hexafluoride:

Clo và brom phản ứng với lưu huỳnh, tạo thành các hợp chất chứa lưu huỳnh ở trạng thái oxi hóa cực kỳ bất thường đối với nó +1 và +2. Những tương tác này rất cụ thể, và để vượt qua kỳ thi môn hóa học, khả năng viết ra phương trình của những tương tác này là không cần thiết. Do đó, ba phương trình sau được đưa ra để hướng dẫn:

tương tác của lưu huỳnh với clo và brom

Tương tác của halogen với kim loại

Như đã đề cập ở trên, flo có thể phản ứng với tất cả các kim loại, ngay cả những kim loại không hoạt động như bạch kim và vàng:

Các halogen còn lại phản ứng với tất cả các kim loại trừ bạch kim và vàng:

Phản ứng của halogen với các chất phức tạp

Phản ứng thay thế bằng halogen

Các halogen hoạt động nhiều hơn, tức là Các nguyên tố hóa học nằm ở vị trí cao hơn trong bảng tuần hoàn có thể thay thế các halogen kém hoạt động hơn từ các axit hiđro và halogenua kim loại mà chúng tạo thành:

Tương tự, brom và iot thay thế lưu huỳnh khỏi các dung dịch sunfua và hoặc hydro sunfua:

Clo là một chất oxy hóa mạnh hơn và oxy hóa hydro sunfua trong dung dịch nước của nó không phải lưu huỳnh mà thành axit sunfuric:

Tương tác của halogen với nước

Nước cháy trong flo với ngọn lửa màu xanh lam theo phương trình phản ứng:

Brom và clo phản ứng với nước khác với flo. Nếu flo đóng vai trò là chất oxi hóa, thì clo và brom mất cân bằng trong nước, tạo thành hỗn hợp axit. Trong trường hợp này, các phản ứng là thuận nghịch:

Sự tương tác của iốt với nước diễn ra ở mức độ không đáng kể đến mức có thể bỏ qua và coi như phản ứng không xảy ra.

Tương tác của halogen với dung dịch kiềm

Flo, khi tương tác với dung dịch nước của kiềm, lại đóng vai trò là chất oxi hóa:

Khả năng viết phương trình này không bắt buộc phải vượt qua kỳ thi. Nó là đủ để biết thực tế về khả năng của một tương tác như vậy và vai trò oxy hóa của flo trong phản ứng này.

Không giống như flo, các halogen còn lại không cân đối trong dung dịch kiềm, tức là chúng đồng thời tăng và giảm trạng thái oxi hóa của chúng. Đồng thời, trong trường hợp clo và brom, tùy theo nhiệt độ mà có thể chảy theo hai hướng khác nhau. Đặc biệt, trong điều kiện lạnh giá, các phản ứng xảy ra như sau:

Iốt phản ứng riêng với kiềm theo tùy chọn thứ hai, tức là với sự hình thành của iotat, bởi vì hypoiodite không ổn định không chỉ khi được làm nóng, mà còn ở nhiệt độ bình thường và ngay cả khi lạnh:

Tính chất hóa học của oxy

Nguyên tố hóa học oxy có thể tồn tại ở dạng hai biến đổi dị hướng, tức là tạo thành hai chất đơn giản. Cả hai chất này đều có cấu tạo phân tử. Một trong số chúng có công thức O 2 và có tên oxy, tức là giống như tên của nguyên tố hóa học mà nó được tạo thành.

Một chất đơn giản khác được tạo thành bởi ôxy được gọi là ôzôn. Ozone, không giống như oxy, bao gồm các phân tử triatomic, tức là có công thức O 3 .

Vì dạng oxy chính và phổ biến nhất là oxy phân tử O 2 Trước hết, chúng ta sẽ xem xét các tính chất hóa học của nó.

Nguyên tố hóa học oxi đứng thứ hai về độ âm điện trong tất cả các nguyên tố và chỉ đứng sau flo. Về vấn đề này, thật hợp lý khi giả định hoạt tính cao của oxy và sự hiện diện của các đặc tính oxy hóa gần như duy nhất trong nó. Thật vậy, danh sách các chất đơn giản và phức tạp mà oxy có thể phản ứng với nó là rất lớn. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng vì có một liên kết đôi mạnh trong phân tử oxy nên hầu hết các phản ứng với oxy đều cần sử dụng nhiệt. Thông thường, cần phải gia nhiệt mạnh ngay khi bắt đầu phản ứng (bắt lửa), sau đó nhiều phản ứng tiến hành độc lập mà không cần cung cấp nhiệt từ bên ngoài.

Trong số các chất đơn giản, chỉ có kim loại quý (Ag, Pt, Au), các halogen và khí trơ không bị oxi hóa.

Lưu huỳnh cháy trong oxi tạo thành lưu huỳnh đioxit:

Tính chất hóa học đặc trưng của oxi và lưu huỳnh

Phốt pho tùy theo lượng oxi thừa hay thiếu mà nó có thể tạo thành cả photpho (V) oxit và photpho (III) oxit:

Tương tác của oxyvới nitơ tiến hành trong những điều kiện cực kỳ khắc nghiệt, vì năng lượng liên kết trong oxy và đặc biệt là các phân tử nitơ rất cao. Độ âm điện cao của cả hai nguyên tố cũng góp phần vào sự phức tạp của phản ứng. Phản ứng chỉ bắt đầu ở nhiệt độ trên 2000 o C và có thể đảo ngược:

Không phải tất cả các chất đơn giản đều phản ứng với oxi để tạo thành oxit. Vì vậy, ví dụ, natri, đốt cháy trong oxy, tạo thành peroxit:

Thông thường, khi các chất phức tạp được đốt cháy trong oxy, một hỗn hợp các oxit của các nguyên tố tạo thành chất ban đầu được hình thành. Ví dụ:

Tuy nhiên, khi các chất hữu cơ chứa nitơ được đốt cháy trong oxy, nitơ phân tử N được hình thành thay vì oxit nitric. 2 . Ví dụ:

Khi đốt cháy các dẫn xuất clo trong oxi, thay vì các oxit clo, hiđro clorua được tạo thành:

Tính chất hóa học của ozon:

Ozone là một chất oxy hóa mạnh hơn oxy. Điều này là do một trong những liên kết oxy-oxy trong phân tử ozone dễ dàng bị đứt và kết quả là oxy nguyên tử cực kỳ hoạt động được hình thành. Ozone, không giống như oxy, không cần đun nóng để thể hiện tính chất oxy hóa cao của nó. Nó cho thấy hoạt động của nó ở nhiệt độ bình thường và thậm chí thấp: PbS + 4O 3 = PbSO 4 + 4O 2

Như đã nêu ở trên,bạc không phản ứng với ôxy, tuy nhiên, nó phản ứng với ôzôn:

2Ag + O 3 = Ag 2 O + O 2

Một phản ứng định tính đối với sự có mặt của ozon là khi cho khí thử đi qua dung dịch kali iotua, người ta quan sát thấy sự tạo thành iot:

2KI + O 3 + H 2 O = tôi 2 ↓ + O 2 + 2KOH

Tính chất hóa học của lưu huỳnh

Lưu huỳnh như một nguyên tố hóa học có thể tồn tại ở một số dạng biến đổi dị hướng. Phân biệt lưu huỳnh hình thoi, đơn chất và nhựa. Lưu huỳnh đơn tính có thể được thu được bằng cách làm nguội chậm nóng chảy lưu huỳnh hình thoi, trong khi chất dẻo, ngược lại, thu được bằng cách làm lạnh nhanh nóng chảy lưu huỳnh đã đun sôi trước đó. Chất dẻo lưu huỳnh có đặc tính đàn hồi hiếm có đối với các chất vô cơ - nó có thể co giãn thuận nghịch dưới tác dụng của ngoại lực, trở lại dạng ban đầu khi tác dụng này chấm dứt. Lưu huỳnh hình thoi là ổn định nhất trong điều kiện bình thường, và tất cả các biến đổi dị hướng khác sẽ đi vào nó theo thời gian.

Các phân tử lưu huỳnh hình thoi bao gồm tám nguyên tử, tức là công thức của nó có thể được viết là S 8 . Tuy nhiên, do tính chất hóa học của tất cả các biến đổi đều khá giống nhau, nên để không gây khó khăn cho việc viết các phương trình phản ứng, bất kỳ lưu huỳnh nào cũng được ký hiệu đơn giản bằng ký hiệu S.

Lưu huỳnh có thể tương tác với cả chất đơn giản và phức tạp. Trong các phản ứng hóa học, nó vừa thể hiện tính oxi hóa vừa thể hiện tính khử.

Tính chất oxy hóa của lưu huỳnh xuất hiện khi nó tương tác với kim loại, cũng như phi kim loại được tạo thành bởi các nguyên tử của nguyên tố có độ âm điện nhỏ hơn (hydro, cacbon, photpho):

Là một chất khử, lưu huỳnh hoạt động khi tương tác với các phi kim loại được tạo thành bởi các nguyên tố âm điện hơn (oxy, halogen), cũng như các chất phức tạp có chức năng oxy hóa rõ rệt, ví dụ, axit sunfuric và nitric đặc:

Lưu huỳnh cũng tương tác trong quá trình đun sôi với các dung dịch nước đậm đặc của kiềm. Tương tác diễn ra theo kiểu không cân xứng, tức là lưu huỳnh đồng thời làm giảm và tăng trạng thái oxy hóa của nó:

Tính chất hóa học của nitơ

Nguyên tố hóa học nitơ chỉ tạo thành một chất đơn giản. Chất này ở thể khí và được hình thành bởi các phân tử tảo cát, tức là có công thức N 2 . Mặc dù nguyên tố hóa học nitơ có độ âm điện lớn nhưng nitơ phân tử N 2 là một chất vô cùng trơ. Thực tế này là do một liên kết ba cực mạnh (N≡N) diễn ra trong phân tử nitơ. Vì lý do này, hầu như tất cả các phản ứng với nitơ chỉ diễn ra ở nhiệt độ cao.

Tương tác của nitơ với kim loại

Chất duy nhất phản ứng được với nitơ ở điều kiện thường là liti:

Điều thú vị là thực tế là với các kim loại hoạt động khác, tức là kiềm và kiềm thổ, nitơ chỉ phản ứng khi đun nóng:

Tương tác của nitơ với các kim loại có hoạt độ trung bình và thấp (trừ Pt và Au) cũng có thể xảy ra, nhưng yêu cầu nhiệt độ cao hơn không thể so sánh được.

Tương tác của nitơ với các phi kim loại

Nitơ phản ứng với hydro khi đun nóng với sự có mặt của chất xúc tác. Phản ứng là thuận nghịch, do đó, để tăng sản lượng amoniac trong công nghiệp, quá trình được thực hiện ở áp suất cao:

Là một chất khử, nitơ phản ứng với flo và oxy. Với flo, phản ứng xảy ra dưới tác dụng của sự phóng điện:

Với oxy, phản ứng diễn ra dưới ảnh hưởng của phóng điện hoặc ở nhiệt độ hơn 2000 O C và có thể đảo ngược:

Trong số các phi kim loại, nitơ không phản ứng với halogen và lưu huỳnh.

Tương tác của nitơ với các chất phức tạp

Là một phần của khóa học tại trường USE, chúng ta có thể giả định rằng nitơ không phản ứng với bất kỳ chất phức tạp nào ngoài các hyđrua kim loại hoạt động:

Tính chất hóa học của phốt pho

Có một số biến đổi dị hướng của phốt pho, đặc biệt là phốt pho trắng, phốt pho đỏ và phốt pho đen.

Phốt pho trắng do phân tử 4 nguyên tử P tạo thành 4 , không phải là một biến đổi ổn định của phốt pho. Có độc. Ở nhiệt độ phòng, nó mềm và giống như sáp, có thể dễ dàng cắt bằng dao. Trong không khí, nó bị oxy hóa từ từ, và do đặc thù của cơ chế oxy hóa như vậy, nó phát sáng trong bóng tối (hiện tượng hóa học phát quang). Ngay cả khi ở nhiệt độ thấp, phốt pho trắng có thể bốc cháy tự phát.

Trong tất cả các dạng biến đổi dị hướng, photpho trắng là hoạt động tích cực nhất.

Photpho đỏ gồm các phân tử dài có thành phần biến đổi Pn. Một số nguồn chỉ ra rằng nó có cấu trúc nguyên tử, nhưng vẫn đúng hơn nếu coi cấu trúc của nó là phân tử. Do đặc điểm cấu tạo, nó là một chất kém hoạt động hơn so với phốt pho trắng, đặc biệt, không giống như phốt pho trắng, nó oxy hóa chậm hơn nhiều trong không khí và cần phải đánh lửa để đốt cháy nó.

Phốt pho đen bao gồm các chuỗi Pn liên tục và có cấu trúc phân lớp tương tự như cấu trúc của than chì, đó là lý do tại sao nó trông giống như vậy. Biến đổi dị hướng này có cấu trúc nguyên tử. Là chất ổn định nhất trong số tất cả các biến đổi dị hướng của phốt pho, thụ động hóa học nhất. Vì lý do này, các tính chất hóa học của phốt pho được thảo luận dưới đây chủ yếu được quy cho phốt pho trắng và đỏ.

Tương tác của photpho với phi kim loại

Khả năng phản ứng của photpho cao hơn nitơ. Vì vậy, sau khi đốt cháy ở điều kiện thường, photpho có khả năng cháy, tạo thành oxit axit P 2 O 5 :

và khi thiếu oxy, photpho (III) oxit:

Phản ứng với halogen cũng diễn ra mạnh mẽ. Vì vậy, trong quá trình clo hóa và brom hóa photpho, tùy thuộc vào tỷ lệ của thuốc thử, photpho trihalit hoặc pentahalit được tạo thành:

Do tính oxi hóa của iot yếu hơn đáng kể so với các halogen khác, nên chỉ có thể oxi hóa photpho bằng iot đến trạng thái oxi hóa +3:

Không giống như nitơ, phốt pho không phản ứng với hydro.

Tương tác của photpho với kim loại

Phốt pho phản ứng khi đun nóng với kim loại hoạt động và kim loại hoạt động trung bình để tạo thành photpho:

Tương tác của photpho với các chất phức tạp

Phốt pho bị oxy hóa bởi các axit oxy hóa, đặc biệt là axit nitric và sulfuric đậm đặc:

tương tác của phốt pho với axit oxy hóa

Bạn nên biết rằng phốt pho trắng phản ứng với dung dịch nước của kiềm. Tuy nhiên, do đặc thù nên khả năng viết các phương trình của các tương tác như vậy để thi Thống nhất môn Hóa học vẫn chưa được yêu cầu.

Tuy nhiên, đối với những người đạt 100 điểm, để yên tâm hơn, bạn có thể nhớ các đặc điểm sau về tương tác của phốt pho với dung dịch kiềm khi lạnh và khi đun nóng.

Trong điều kiện lạnh, tương tác của photpho trắng với dung dịch kiềm diễn ra chậm. Phản ứng kèm theo sự hình thànhkhí có mùi cá thối - phosphine và các hợp chất có trạng thái oxi hóa hiếm của photpho +1:

Khi photpho trắng tương tác với dung dịch kiềm đậm đặc, hiđro được giải phóng trong quá trình sôi và photpho được tạo thành:

Tính chất hóa học của cacbon

Carbon có khả năng hình thành một số biến đổi dị hướng. Đây là kim cương (biến đổi dị hướng trơ ​​nhất), graphit, fullerene và carbine.

Than và bồ hóng là cacbon vô định hình. Carbon ở trạng thái này không có cấu trúc có trật tự và thực sự bao gồm các mảnh nhỏ nhất của các lớp than chì. Carbon vô định hình được xử lý bằng hơi nước nóng được gọi là than hoạt tính. 1 gam than hoạt tính, do có nhiều lỗ rỗng trong đó, có tổng bề mặt hơn ba trăm mét vuông! Do khả năng hấp thụ các chất khác nhau, than hoạt tính được sử dụng rộng rãi như một chất độn lọc, cũng như một chất hấp thụ cho các loại ngộ độc khác nhau.

Từ quan điểm hóa học, cacbon vô định hình là dạng hoạt động mạnh nhất của nó, than chì thể hiện hoạt tính trung bình, và kim cương là một chất cực kỳ trơ. Vì lý do này, các tính chất hóa học của cacbon được xem xét dưới đây chủ yếu phải được quy cho cacbon vô định hình.

Tính khử của cacbon

Là một chất khử, cacbon phản ứng với các phi kim loại như oxy, halogen và lưu huỳnh.

Tùy thuộc vào tình trạng thừa hay thiếu oxy, quá trình đốt cháy than có thể tạo ra khí carbon monoxide CO hoặc carbon dioxide CO 2 :

Khi cacbon tương tác với flo carbon tetrafluoride được tạo thành:

Khi đun nóng cacbon với lưu huỳnh carbon disulfide CS được hình thành 2 :

Cacbon có thể khử kim loại sau nhôm trong dãy hoạt động của các oxit của chúng. Ví dụ:

Cũng thếcacbon cũng phản ứng với oxit của kim loại hoạt động , tuy nhiên, trong trường hợp này, như một quy luật, nó không phải là sự khử của kim loại được quan sát, mà là sự hình thành cacbit của nó:

Tương tác của cacbon với oxit phi kim loại

Carbon tham gia phản ứng đồng tỷ lệ với carbon dioxide CO 2 :

Một trong những quy trình quan trọng nhất theo quan điểm công nghiệp là cái gọi là quá trình chuyển hóa than bằng hơi nước. Quá trình được thực hiện bằng cách cho hơi nước đi qua than nóng. Trong trường hợp này, phản ứng sau xảy ra:

Ở nhiệt độ cao, carbon có thể khử ngay cả một hợp chất trơ như silicon dioxide. Trong trường hợp này, tùy thuộc vào các điều kiện, có thể hình thành silic hoặc cacbua silic (carborundum):

Ngoài ra, cacbon như một chất khử phản ứng với các axit oxy hóa, đặc biệt là axit sulfuric và nitric đậm đặc:

Tính chất oxy hóa của cacbon

Nguyên tố hóa học cacbon không có độ âm điện cao, vì vậy các chất đơn giản mà nó tạo thành hiếm khi thể hiện tính oxi hóa so với các phi kim loại khác.

Một ví dụ về các phản ứng như vậy là tương tác của cacbon vô định hình với hydro khi đun nóng với sự có mặt của chất xúc tác:

cũng như với silicon ở nhiệt độ 1200-1300 O VỚI:

Cacbon thể hiện tính chất oxy hóa trong mối quan hệ với kim loại . Cacbon có khả năng phản ứng với kim loại hoạt động và một số kim loại hoạt động trung gian. Các phản ứng xảy ra khi đun nóng:

Các cacbua kim loại hoạt động bị thủy phân bởi nước:

cũng như các dung dịch của axit không oxy hóa:

Trong trường hợp này, các hydrocacbon được tạo thành có chứa cacbon ở trạng thái oxy hóa tương tự như trong cacbua ban đầu.

Tính chất hóa học của silicon

Silic có thể tồn tại, cũng như cacbon ở trạng thái tinh thể và vô định hình, và cũng giống như trong trường hợp cacbon, silic vô định hình hoạt động hóa học mạnh hơn đáng kể so với silic tinh thể.

Đôi khi silicon vô định hình và tinh thể được gọi là các biến đổi dị hướng của nó, mà nói một cách chính xác, điều này không hoàn toàn đúng. Silic vô định hình về bản chất là tập hợp các hạt silic tinh thể nhỏ nhất được sắp xếp ngẫu nhiên tương đối với nhau.

Tương tác của silicon với các chất đơn giản

phi kim loại

Ở điều kiện bình thường, silic, do tính trơ, chỉ phản ứng với flo:

Si + 2F 2 = SiF 4

Silic chỉ phản ứng với clo, brom và iot khi đun nóng. Có đặc điểm là, tùy thuộc vào hoạt tính của halogen, nhiệt độ tương ứng khác nhau được yêu cầu:

Tất cả các halogenua silic đều dễ dàng bị thủy phân bởi nước:

cũng như các dung dịch kiềm:

Phản ứng của silic với oxy tiến hành, nhưng yêu cầu gia nhiệt rất mạnh (1200-1300 O C) do màng oxit cứng nên khó tương tác:

Ở nhiệt độ 1200-1500 O Với silic tương tác từ từ với cacbon ở dạng than chì tạo thành carborundum SiC - một chất có mạng tinh thể nguyên tử tương tự như kim cương và gần như không thua kém nó về độ bền:

Silicon không phản ứng với hydro.

kim loại

Do độ âm điện thấp, hiđro có thể chỉ thể hiện tính oxi hóa đối với kim loại. Trong số các kim loại, silic phản ứng với hoạt tính (kiềm và kiềm thổ), cũng như nhiều kim loại hoạt động trung bình. Kết quả của sự tương tác này, các silicit được tạo thành: 2Mg + Si = Mg 2 Si

Silicua của các kim loại hoạt động dễ bị thủy phân với nước hoặc dung dịch loãng của axit không có tính oxi hóa:

Điều này tạo ra khí silan SiH 4 - chất tương tự của metan CH 4 .

Tương tác của silicon với các chất phức tạp

Silicon không phản ứng với nước ngay cả khi sôi, nhưng silicon vô định hình tương tác với hơi nước quá nhiệt ở nhiệt độ khoảng 400-500 O C. Điều này tạo ra hiđro và silic đioxit:

Trong tất cả các axit, silic (ở trạng thái vô định hình) chỉ phản ứng với axit flohydric đặc:

Silic tan trong dung dịch kiềm đậm đặc. Phản ứng đi kèm với sự phát triển của hydro: