«Загальні відомості про неметали та їх сполуки»

Вид материала

Урок

Подобный материал:

• Загальні висновки І рекомендації 8 Список використаної літератури 9 Додатки, 569.55kb.
• План загальні історичні відомості про розвиток малярства на склі, зокрема на Гуцульщині., 207.25kb.
• І. Загальні відомості про хвору дитину (praefatio), 518.46kb.
• Предмет: Органічна хімія Мета, 369.43kb.
• Муровомокуриловецький р-н, Вінницька обл, 2723.63kb.
• Про суспільно-політичну ситуацію у лютому 2012 року, 119.31kb.
• Програма вступного іспиту з фаху на напрям 100101"Енергетика та електротехнічні системи, 43.34kb.
• Лекція 1 хф (лекція) Тема Загальні властивості неметалів, 1201.72kb.
• Зміст навчальної програми з вищої математики для студентів 1 курсу фармацевтичного, 32.69kb.
• 1. Загальні відомості про суб'єкта господарювання*, 78.9kb.

Карбіди

З'єднання вуглецю з металами називаються карбіди. Їх склад не підкоряється простим правилам валентності, а хімічний зв'язок змінюється від іонної і ковалентної до чисто металевою.

За типом хімічного зв'язку карбіди діляться на ковалентні, іонні, або солетворні, і металеві.

Іонні карбіди містять іони С^4-, наприклад: карбід алюмінію Al₃C₄, карбід бериліяBe₂C, формально вони є продуктами заміщення водню в метані на метал і називаються метанидами. При їх гідролізі утворюється метан.

Деякі карбіди містять іони С₂^2-, наприклад, карбід кальцію CaC₂, вони формально є похідними ацетилену і називаються ацетиленідом. До них відносяться карбіди лужних і лужньо-земельних металів, при їх гідролізі утворюється ацетилен.

У структурі карбідів літію Li₄C₃ і магнію Mg₂C₃ міститься лінійний іон С₃^4-. При їх гідролізі утворюється суміш метилацетилену і аллена.

До металевих відносяться карбіди d-элементів з делокалізованим металевим зв'язком. Вони хімічно інертні, проявляють металеві властивості, володіють високою твердістю, жароміцністю, високими температурами плавлення.

Ковалентні карбіди – з'єднання вуглецю з неметалами.

Хімічні властивості кремнію

Взаємодія з галогенами

За звичайних умов кремній досить інертний, що пояснюється міцністю його кристалічної решітки, безпосередньо взаємодіє тільки з фтором, при цьому проявляє відновні властивості:

Si + 2F₂ = SiF₄.

З хлором реагує при нагріванні до 400–600  °С:

Si + 2Cl₂ = SiCl₄.

Взаємодія з киснем

Подрібнений кремній при нагріванні до 400–600  °С реагує з киснем:

Si + O₂ = SiO₂.

Взаємодія з іншими неметалами

При дуже високій температурі близько 2000  °С реагує з вуглецем:

Si + C = SiC

і бором:

Si + 3B = B₃Si.

При 1000  °С реагує з азотом:

3Si + 2N₂ = Si₃N₄.

З воднем не взаємодіє.

Взаємодія з галогеноводнями

З фтороводнем реагує за звичайних умов:

Si + 4HF = SiF₄ + 2H₂,

з хлороводнем – при 300  °С, з бромоводнем – при 500  °С.

Взаємодія з металами

Окислювальні властивості для кремнію менш характерні, але вони виявляються в реакціях з металами, при цьому утворює силіциди:

2Ca + Si = Ca₂Si.

Взаємодія з кислотами

Кремній стійкий до дії кислот, в кислому середовищі він покривається нерозчинною плівкою оксиду і пасивується. Кремній взаємодіє тільки з сумішшю плавикової і азотної кислот:

3Si + 4HNO₃ + 18HF = 3H₂[SiF₆] + 4NO + 8H₂O.

Взаємодія з лугами

Розчиняється в лугах, утворюючи силікат і водень:

Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + H₂.

Силани

Водневі з'єднання кремнію – силани Si_nH_2n+2 – відносяться до групи кремнійводневих з'єднань, відомі силани з n = 14. Всі вони дуже отруйні речовини з неприємним запахом. Перші два – SiH₄ і Si₂H₆– гази, Si₃H₈ і Si₄H₁₀ – рідини, останні – тверді речовини.

Найбільш вивчено просте з'єднання SiH₄ – силан. Молекула силана має будову тетраедра, довжина зв'язку Si – H рівна 0,109  нм.



Багато силани на повітрі запалали і згорають з великим виділенням тепла:

SiH₄ + 2O₂ = SiO₂ + 2H₂O.

Силани – кислотні гідриди, активно взаємодіють з лугами:

SiH₄ + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + 4H₂.

У нейтральному і кислому середовищі силани стійкі.

Силан є сильним відновником:

SiH₄ + 2AgCl = SiH₃Cl + HCl + 2Ag.

При нагріванні він розкладається:

SiH₄ = Si + 2H₂.

Утворюються при дії на силіцид магнію соляною кислотою:

Mg₂Si + 4HCl = 2MgCl₂ + SiH₄.

Силани хімічно менш стійкі, чим вуглеводні.

Силіциди

При заміщенні водню на метал в силані утворюються силіциди. Їх склад не підкоряється простим правилам валентності, а хімічний зв'язок змінюється від практично іонною до металевої.

Силіциди лужних і лужньо-земельних металів характеризуються переважно іонним типом зв'язку, вони хімічно активні. Багато хто з них складається з катіонів металу і тетраедрів Si44-. Вони легко розкладаються водою з виділенням водню:

Na₂Si + 3H₂O = Na₂SiO₃ + 3H₂

або розбавленими кислотами з виділенням силана:

Ca₂Si + 2H₂SO₄ = 2CaSO₄ + SiH₄.

Багато силіцидів перехідних металів володіють металевою провідністю.

У силіциди неметалів найчастіше реалізується ковалентний зв'язок. Серед таких силіцидів найбільше значення має карбід кремнію – карборунд SIC, що має структуру алмазу, він характеризується високою твердістю і температурою плавлення, а також високою хімічною стійкістю.

Виходять силіциди сплавом простих речовин або відновленням суміші оксидів коксом в електропечах:

2Mg + Si = Mg₂Si,

2MgO + SiO₂ + 4C = Mg₂Si + 4CO.

Урок №28

Самостійна робота

За матеріалами « Теоретичні відомості» скласти таблицю:

Взаємодія	Карбону	Силіцію
з галогенами
з киснем
з неметалами
з металами
з водою
оксидами металів
з галогеноводнями
з кислотами
з лугами