Chimia elementelor s. Sulf - proprietăți chimice, preparat, compuși

Cursul 10
Chimia elementelor s
Probleme acoperite:
1. Elemente ale principalelor subgrupe ale grupelor I și II
2. Proprietăţile atomilor elementelor s
3. Rețele cristaline ale metalelor
4. Proprietățile substanțelor simple – alcaline și alcalino-pământoase
metale
5. Prevalența elementelor s în natură
6. Obținerea SHM și SHZM
7. Proprietăţile compuşilor cu elemente s
8. Hidrogenul este un element special
9. Izotopi ai hidrogenului. Proprietățile hidrogenului atomic.
10. Producția și proprietățile hidrogenului. Educație chimică
comunicatii.
11. Legătura de hidrogen.
12. Peroxid de hidrogen - structură, proprietăți.

Elementele principalelor subgrupe ale grupelor I și II -
s-elemente
Elementele S sunt elemente ale căror carcase exterioare sunt umplute:
IA-grup - ns1- H, Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
IIA-grup - ns2- Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra

Energiile de ionizare, potențialele electrozilor și
razele elementelor s

Rețele cristaline din metale
Centrat pe față
cubic (fcc)
Ca, Sr
Centrat pe corp
cubic (bcc)
Toate alcaline
metale, Ba
Hexagonal
împachetat dens
(GP)
Fii, Mg

Metale alcaline - substanțe simple
Litiu
tºtopire = 181°C
ρ = 0,53 g/cm3
Sodiu
topitură = 98°C
ρ = 0,97 g/cm3
Potasiu
tºtopire = 64°C
ρ = 0,86 g/cm3
Rubidiu
tºtopire = 39°C
Ρ = 1,53 g/cm3
cesiu
tºtopire = 28°C
Ρ = 1,87 g/cm3

Metale alcalino-pământoase - substanțe simple
Beriliu
topitură = 1278°C
Ρ = 1,85 g/cm3
Magneziu
topitură = 649°C
Ρ = 1,74 g/cm3
Bariu
topitură = 729°C
Ρ = 3,59 g/cm3
Calciu
topitură = 839°C
Ρ = 1,55 g/cm3
Stronţiu
topitură = 769°C
Ρ = 2,54 g/cm3
Radiu
topitură = 973°C
Ρ = 5,5 g/cm3


1. La o tăietură proaspătă, suprafața este lucioasă, când a
aerul se estompează repede.
2. Arde în atmosferă de aer, formând oxizi de unul sau
mai multe tipuri: grup IA - Me2O, Me2O2, MeO2; Grupul IIA - MeO,
MeO2, MeO4.
3. Oxizii de sodiu și potasiu pot fi obținuți numai prin
încălzirea unui amestec de peroxid cu exces de metal în absență
oxigen.
4. Toate, cu excepția lui Be, reacţionează cu H2 când sunt încălzite
formând hidruri.
5. Toate interacționează cu Hal2, S, N2, P, C, Si pentru a forma respectiv
halogenuri, sulfuri, fosfuri, carburi si siliciuri.

Proprietățile chimice ale s-metalelor
6. Metalele alcaline formează alcalii cu apa și sunt îndepărtate din apă
H2: Li - încet, Na - energetic, K - violent, cu explozie, arde
flacără violetă.
7. Toate metalele alcaline reacţionează violent cu acizii, cu o explozie,
formând săruri și înlocuind H2. Astfel de reacții nu sunt efectuate intenționat.

Proprietățile chimice ale s-metalelor
8. Reactivitatea metalelor alcalino-pământoase
scade de jos în sus: Ba, Sr și Ca interacționează activ cu
apa rece, Mg - cu apa fierbinte, Be - reactioneaza lent chiar si cu
BAC.
9. Metalele din grupa IIA reacţionează puternic cu acizii, formând săruri
și deplasarea H2.
10. s-metale (cu excepția Be) interacționează cu alcoolii, formând
alcoolați H2.
11. Toate reacţionează cu acizii carboxilici, formând săruri şi
deplasarea H2. Săruri de sodiu și potasiu ale carbonaților superiori
acizii se numesc sapunuri.
12. S-metale sunt capabile să reacționeze cu multe altele
compuși organici, formând organometalice
conexiuni.


În natură se găsesc exclusiv sub formă
conexiuni!
Spodumene
LiAl(Si2O6)
NaCl halit
Silvinit KCl
Și, de asemenea, carnalită KCl MgCl2 6H2O, piatră de lună
K, sarea lui Glauber Na2SO4 10H2O și multe
alte.

Apariția s-metalelor în natură
Rubidiul și cesiul sunt oligoelemente și nu se formează
minerale independente, dar sunt incluse în minerale în
formă de impurități.
Principalele minerale pegmatita,
polueaza..

Apariția s-metalelor în natură
Beriliu → beril: smarald, acvamarin, morganit,
heliodor si altii...
Smarald
Be3Al2Si6O18
Acvamarin
Be3Al2Si6O18
Heliodor
Be3Al2Si6O18

Apariția s-metalelor în natură
Celestine
SrSO4
Stronţianit
SrCO3
Barite
BaSO4
Witherita
BaCO3

Apariția s-metalelor în natură
Mg2+
Ca2+
Na+
si altii...
K+

Prepararea s-metalelor
Electroliza este un fenomen fizico-chimic constând
în descărcarea pe electrozi
substanțe ca urmare
reacții electrochimice,
însoţită de trecere
curent electric prin
soluție sau topire
electrolit.
ShchM și ShchZM primesc
electroliza topiturii lor
halogenuri.

Prepararea s-metalelor


1. Oxizii și hidroxizii de metale alcaline și metale alcaline au un strălucitor
caracter de bază pronunțat: reacționează cu acizii,
oxizi acizi, oxizi amfoteri și
hidroxizi.
2. Soluțiile de hidroxizi de metal alcalin și metal alcalin sunt alcaline.
3. MgO și Mg(OH)2 sunt bazice, hidroxidul este ușor solubil.
4. BeO și Be(OH)2 sunt amfotere.
5. Hidroxizii de metale alcaline sunt stabili termic, hidroxizi
elementele subgrupei IIA la încălzire se descompun în
oxid de metal și apă.

Proprietățile compușilor s-metali

Proprietățile compușilor s-metali
6. Hidrurile s-metalelor au o structură ionică, ridicată
t°pl, sunt numite asemănătoare cu sare datorită asemănării lor cu
halogenuri. Topiturile lor sunt electroliți.
7. Interacțiunea cu apa are loc prin mecanismul OM.
E0H2/2H+ = -2,23V.
8. Sulfuri, fosfuri, nitruri și carburi de ShchM și ShchZM
reacționează cu apa și acizii fără a schimba grade
oxidarea atomilor.

CHIMIE

știință care studiază structura ași transformările acestora, însoțite de modificări ale compoziției și (sau) structurii. Chim. lucrurile sfinte (transformările lor; vezi Reacții chimice) sunt determinate de Ch. arr. starea externă învelișuri electronice de atomi și molecule care formează substanțe; starea nucleelor ​​si interne electroni în chimie procesele rămân aproape neschimbate. Obiect chimic cercetarea sunt elemente chimiceși combinațiile lor, adică atomi, chimice simple (cu un singur element) și complexe (molecule, ioni radicali, carbeni, radicali liberi). compuși, combinații ale acestora (asociați, solvați etc.), materiale etc. Numărul de substanțe chimice. conn. imens și în creștere tot timpul; întrucât X însuși își creează obiectul; până la capăt Secolului 20 cunoscut cca. 10 milioane de substanțe chimice conexiuni.
X. ca știință și industrie nu există de mult (aproximativ 400 de ani). Cu toate acestea, chem. cunoștințe și chimie practica (ca meșteșug) poate fi urmărită de mii de ani, iar într-o formă primitivă au apărut împreună cu Homo sapiens în procesul interacțiunii sale. cu mediul. Prin urmare, o definiție strictă a lui X. se poate baza pe un sens larg, atemporal, universal - ca domeniu al științelor naturale și al practicii umane asociate cu chimia. elementele și combinațiile lor.
Cuvântul „chimie” provine fie de la numele Egiptului Antic „Hem” („întunecat”, „negru” - aparent, de la culoarea solului din valea râului Nil; sensul numelui este „știința egipteană”). , sau din greaca veche. Chemeia - arta topirii metalelor. Modern Nume X. este derivat din Late Lat. chimia și este internațional, de ex. limba germana Chemie, francez chimie, engleză chimie Termenul „X”. folosit pentru prima dată în secolul al V-lea. greacă alchimistul Zosima.

Istoria chimiei. Ca practică experiențială, Xing-ul a apărut odată cu începuturile societății umane (folosirea focului, gătitul, tăbăcirea pieilor) și, sub formă de meșteșuguri, a atins devreme sofisticarea (producția de vopsele și emailuri, otrăvuri și medicamente). La început, oamenii foloseau substanțe chimice. modificari in biol. obiecte (, putrezire), și cu stăpânirea deplină a focului și arderii - chimice. procese de sinterizare și fuziune (producția de ceramică și sticlă), topirea metalelor. Compoziția sticlei egiptene antice (4 mii de ani î.Hr.) nu diferă semnificativ de compoziția sticlei moderne. sticla sticla. În Egipt deja 3 mii de ani î.Hr. e. topit în cantități mari folosind cărbune ca agent reducător (cuprul nativ a fost folosit din timpuri imemoriale). Potrivit surselor cuneiforme, producția dezvoltată de fier, cupru, argint și plumb a existat și în Mesopotamia cu 3 mii de ani î.Hr. e. Stăpânirea chimiei procesele de producere a cuprului și, apoi a fierului, au fost etape în evoluția nu numai a metalurgiei, ci a civilizației în ansamblu, schimbând condițiile de viață ale oamenilor, influențându-le aspirațiile.
În același timp, au apărut teorii teoretice. generalizări. De exemplu, manuscrisele chinezești din secolul al XII-lea. î.Hr e. raport "teoretic" sisteme de construcție din „elementele de bază” (foc, lemn și pământ); În Mesopotamia s-a născut ideea de rânduri de perechi de contrarii, interacțiune. care „alcătuiesc lumea”: bărbat și femeie, căldură și frig, umiditate și uscăciune etc. Foarte importantă era ideea (de origine astrologică) a unității fenomenelor de macrocosmos și microcosmos.
Valorile conceptuale includ și valori atomice. o doctrină care a fost dezvoltată în secolul al V-lea. î.Hr e. Greaca antica filozofii Leucip și Democrit. Ei au propus semantică analogică. model al structurii unui in-va, care are un sens combinatoriu profund: combinatii conform anumite reguli Nu un numar mare elementele indivizibile (atomi și litere) în compuși (molecule și cuvinte) creează bogăția și diversitatea informațională (indivizi și limbi).
În secolul al IV-lea. î.Hr e. Aristotel a creat chimia. un sistem bazat pe „principiile”: uscăciunea - și frigul - căldură, cu ajutorul unor combinații în perechi din care în „materia primară” a derivat 4 elemente de bază (pământ, apă și foc). Acest sistem a existat aproape neschimbat timp de 2 mii de ani.
După Aristotel, conducerea în chimie. cunoștințele s-au mutat treptat de la Atena la Alexandria. De atunci, au fost create rețete pentru obținerea de substanțe chimice. apar instituții interne (cum ar fi templul lui Serapis din Alexandria, Egipt), angajate în activități pe care arabii le vor numi mai târziu „al-chimie”.
În secolele IV-V. chimic. cunoașterea pătrunde în Asia Mică (împreună cu nestorianismul), iar în Siria iau naștere şcoli filozofice, difuzând greacă. filozofia naturală și chimia transmisă. cunoștințe către arabi.
În secolele III-IV. apărea alchimie - o mișcare filosofică și culturală care îmbină misticismul și magia cu meșteșugul și arta. Alchimia a adus-o. contribuția la laborator. pricepere și tehnică, obținând multe substanțe chimice pure. in-in. Alchimiștii au completat elementele lui Aristotel cu 4 principii (ulei, umiditate și sulf); combinatii ale acestor mistice elementele și principiile au determinat individualitatea fiecărei insule. Alchimia a avut o influență notabilă asupra formării culturii vest-europene (combinarea raționalismului cu misticismul, cunoașterea cu creația, cultul specific al aurului), dar nu s-a răspândit în alte regiuni culturale.
Jabir ibn Hayyan, sau în Geber european, Ibn Sina (Avicenna), Abu ar-Razi și alți alchimiști au introdus chimia. viața de zi cu zi (din urină), praf de pușcă, pl. , NaOH, HNO3. Cărțile lui Geber, traduse în latină, s-au bucurat de o popularitate enormă. Din secolul al XII-lea Alchimia arabă începe să-și piardă practic. direcție și, odată cu ea, conducerea. Pătrunzând prin Spania și Sicilia în Europa, stimulează munca alchimiștilor europeni, dintre care cei mai faimoși au fost R. Bacon și R. Lull. Din secolul al XVI-lea dezvoltarea practică se dezvoltă. Alchimia europeană, stimulată de nevoile metalurgiei (G. Agricola) și medicinei (T. Paracelsus). Acesta din urmă a fondat farmacologica ramură a chimiei - iatrochimia, iar împreună cu Agricola a acționat de fapt ca primul reformator al alchimiei.
X. ca știință a apărut în timpul revoluției științifice din secolele XVI-XVII, când în Europa de Vest o nouă civilizație a apărut ca urmare a unei serii de revoluții strâns legate: religioasă (Reforma), care a dat o nouă interpretare a naturii evlavioase a treburilor pământești; științific, care a dat un nou, mecanicist. imaginea lumii (heliocentrism, infinit, subordonare legilor naturale, descriere în limbajul matematicii); industrial (apariția fabricii ca sistem de mașini care utilizează energie fosilă); sociale (distrugerea feudalelor și formarea societății burgheze).
X., urmând fizica lui G. Galileo și I. Newton, ar putea deveni o știință doar pe calea mecanismului, care a stabilit normele și idealurile de bază ale științei. În X. a fost mult mai dificil decât în ​​fizică. Mecanica este ușor de abstractizat din caracteristicile unui obiect individual. În X. fiecare obiect privat (in-in) este o individualitate, diferită calitativ de celelalte. X. nu și-a putut exprima subiectul pur cantitativ și de-a lungul istoriei sale a rămas o punte între lumea cantității și lumea calității. Cu toate acestea, speranțele anti-mecaniștilor (de la D. Diderot la W. Ostwald) că X. va pune bazele unui diferit, non-mecanist. științele nu s-au materializat, iar X. s-a dezvoltat în cadrul definit de imaginea lumii lui Newton.
Timp de mai bine de două secole X. a dezvoltat o idee despre natura materială a obiectului său. R. Boyle, care a pus bazele raționalismului și experimentării. metoda în X., în lucrarea sa „The Skeptical Chemist” (1661) a dezvoltat idei despre chimie. atomi (corpusculi), diferențele de formă și masă ale cărora explică calitățile articole individuale. Atomistă ideile din X. au fost întărite ideologic. rolul atomismului în cultura europeană: om-atom este un model de om, care formează baza unei noi filozofii sociale.
Metalurgic X., care se ocupa de procese de ardere, oxidare și reducere, calcinarea - calcinarea metalelor (X. se numea pirotehnică, adică arta de foc) - a atras atenția asupra gazelor formate în timpul acestui proces. J. van Helmont, care a introdus conceptul de „gaz” și l-a descoperit (1620), a pus bazele pneumaticei. chimie. Boyle în lucrarea sa „Fire and Flame Weighed on Balances” (1672), repetând experimentele lui J. Rey (1630) privind creșterea masei metalului în timpul arderii, a ajuns la concluzia că acest lucru se întâmplă din cauza „captării particulelor grele. de flacără de metal.” La hotarul secolelor XVI-XVII. G. Stahl formulează teorie generală X. - teoria flogistonului (caloric, adică „substanță inflamabilă”, îndepărtată cu ajutorul aerului din substanțele în timpul arderii lor), care l-a eliberat pe X. de sistemul aristotelic care a durat 2 mii de ani. Deși M.V Lomonosov, după ce a repetat experimentele de ardere, a descoperit legea conservării masei în chimie. p-tions (1748) și a putut să dea o explicație corectă a proceselor de ardere și oxidare ca interacțiune. in-va cu particule de aer (1756), cunoasterea arderii si oxidarii era imposibila fara dezvoltarea pneumatica. chimie. În 1754 J. Black (re)descoperit dioxidul de carbon („aerul fix”); J. Priestley (1774) - , G. Cavendish (1766) - („aer inflamabil”). Aceste descoperiri au oferit toate informațiile necesare pentru a explica procesele de ardere, oxidare și respirație, ceea ce a făcut A. Lavoisier în anii 1770-90, îngropând astfel în mod eficient teoria flogistului și câștigând faima de „părintele lui X modern. ”
Până la început secolul al 19-lea pneumatochimie și cercetare compoziţie i-a adus pe chimiști mai aproape de înțelegerea acelui chem. elementele sunt combinate în anumite rapoarte echivalente; au fost formulate legile constanţei compoziţiei (J. Proust, 1799-1806) şi relaţiilor volumetrice (J. Gay-Luc-sac, 1808). În cele din urmă, J. Dalton, Most. și-a expus pe deplin conceptul într-un eseu” Sistem nou filozofia chimică” (1808-27), i-a convins pe contemporanii săi de existența atomilor, a introdus conceptul de greutate (masă) atomică și a readus la viață conceptul de element, dar într-un sens complet diferit - ca colecție de atomi. de acelasi tip.
Ipoteza lui A. Avogadro (1811, acceptată de comunitatea științifică sub influența lui S. Cannizzaro în 1860) că particulele de gaze simple sunt molecule a doi atomi identici, a rezolvat o serie de contradicții. Imagine a naturii materiale a chimiei. dotarea a fost completată cu deschiderea periodică. legea chimică elemente (D.I. Mendeleev, 1869). A legat cantitățile. măsura () cu calitate (proprietăți chimice), a relevat sensul conceptului de chimie. element, a dat chimistului o teorie de mare putere predictivă. X. devenit modern. ştiinţă. Periodic legea a legitimat locul propriu al lui X. în sistemul științelor, rezolvând conflictul latent al chimiei. realitatea cu normele de mecanism.
În același timp, s-a căutat cauzele și forțele substanțelor chimice. interacțiuni. Dualismul a apărut. teoria (electrochimică) (I. Berzelius, 1812-19); au fost introduse conceptele „” și „legătură chimică”, care au fost umplute cu fizic sens odată cu dezvoltarea teoriei structurii atomice și a cuantumului X. Au fost precedate de cercetări intense în org. in-in prima repriza. al XIX-lea, care a dus la împărțirea lui X. în 3 părți: chimie anorganică, chimie organicăȘi Chimie analitică(până în prima jumătate a secolului al XIX-lea, aceasta din urmă a fost secțiunea principală a X.). Nou empiric. materialul (soluțiile de substituție) nu s-a încadrat în teoria lui Berzelius, așa că au fost introduse idei despre grupuri de atomi care acționează în soluții ca un întreg - radicali (F. Wöhler, J. Liebig, 1832). Aceste idei au fost dezvoltate de C. Gerard (1853) în teoria tipurilor (4 tipuri), a cărei valoare era aceea că era ușor asociată cu conceptul de valență (E. Frankland, 1852).
În prima repriză. secolul al 19-lea a fost descoperit unul dintre cele mai importante fenomene ale lui X. cataliză(termenul în sine a fost propus de Berzelius în 1835), care a găsit foarte curând o utilizare practică pe scară largă. aplicarea. Toate R. secolul al 19-lea alături de descoperiri importante precum articole noi(și clase), ca și coloranții (V. Perkin, 1856), au fost prezentate concepte importante pentru dezvoltarea ulterioară a X.. În 1857-58, F. Kekule a dezvoltat teoria valenței aplicată la org. v-tu, ai stabilit tetravalența carbonului și capacitatea atomilor săi de a se lega între ei. Acest lucru a deschis calea pentru teoria chimiei. structuri ale org. conn. (teoria structurală), construită de A. M. Butlerov (1861). În 1865, Kekule a explicat natura aromaticelor. conn. J. van't Hoff şi J. Le Bel, postulând tetraedrul. structuri (1874), a deschis calea pentru o vedere tridimensională a structurii insulei, punând fundația stereochimie ca o secțiune importantă a lui X.
Toate R. secolul al 19-lea Totodată, cercetările în domeniul cinetica chimicăȘi termochimie. L. Wilhelmy a studiat cinetica hidrolizei carbohidraților (pentru prima dată dând o ecuație pentru viteza de hidroliză; 1850), iar K. Guldberg și P. Waage au formulat legea acțiunii masei în 1864-67. G. I. Hess a descoperit legea fundamentală a termochimiei în 1840, M. Berthelot și V. F. Luginin au studiat căldura multora. raioane. În același timp, lucrați mai departe chimie coloidală, fotochimieȘi electrochimie, Crimeea a început în secolul al XVIII-lea.
Sunt create lucrările lui J. Gibbs, Van't Hoff, V. Nernst și alții chimic Studiile conductivității electrice a soluțiilor și electrolizei au condus la descoperirea electroliticelor. disocierea (S. Arrhenius, 1887). În același an, Ostwald și van't Hoff au fondat prima revistă dedicată Chimie Fizica, și a prins contur ca o disciplină independentă. K ser. secolul al 19-lea se obişnuieşte să se atribuie originea agrochimieȘi biochimie, mai ales în legătură cu munca de pionierat a lui Liebig (1840) privind enzimele, proteinele și carbohidrații.
secolul al 19-lea de drept m.b. numit secolul descoperirilor chimice. elemente. Pe parcursul acestor 100 de ani, au fost descoperite mai mult de jumătate (50) din elementele existente pe Pământ. Spre comparație: în secolul al XX-lea. Au fost descoperite 6 elemente, în secolul al XVIII-lea - 18, mai devreme de secolul al XVIII-lea - 14.
Descoperiri remarcabile în fizică la final. secolul al 19-lea (raze X, electroni) și dezvoltarea teoriei. reprezentari ( teoria cuantica) a condus la descoperirea de noi elemente (radioactive) și la fenomenul de izotopie, apariția radiochimieȘi chimie cuantică, idei noi despre structura atomului și natura chimiei. conexiuni, dând naștere dezvoltării modernului X. (chimia secolului XX).
Succesele secolului X. al XX-lea. asociat cu progresul analitului. X. şi fizice metode studiind in-inşi influenţa asupra lor, pătrunderea în mecanismele proceselor, cu sinteza noului clase in-inși materiale noi, diferențierea chimică. discipline si integrarea lui X. cu alte stiinte, satisfacand nevoile timpurilor moderne. industrie, inginerie și tehnologie, medicină, construcții, Agriculturăși alte sfere ale activității umane în noua chimie. cunoștințe, procese și produse. Aplicarea cu succes a noului fizic metodele de influență au condus la formarea de noi direcții importante ale lui X., de exemplu. chimia radiațiilor, chimia plasmei.Împreună cu X. temperaturi scăzute ( criochimie) și X. presiuni mari(cm. Presiune), sonochimia (vezi Ultrasunete), chimie laser etc au început să formeze o nouă zonă – X. impacturi extreme, joc mare rolîn obținerea de materiale noi (de exemplu, pentru electronice) sau materiale vechi valoroase cu materiale sintetice relativ ieftine. de (de exemplu, diamante sau nitruri de metal).
Unul dintre primele locuri în X. este problema predicției funcționale sv-v-va bazată pe cunoașterea structurii sale și determinarea structurii substanței (și sintezei acesteia), pe baza scopului său funcțional. Soluția acestor probleme este asociată cu dezvoltarea calculelor chimice cuantice. metode şi noi teoretice abordări, cu succes în non-org. și org. sinteză. Lucrările privind inginerie genetică și sinteza compușilor sunt în curs de dezvoltare. cu structură și proprietăți neobișnuite (de exemplu, temperatură ridicată supraconductori). Metode bazate pe sinteza matriceală, și, de asemenea, folosind idei tehnologie plană. Metodele care simulează biochimia sunt în curs de dezvoltare în continuare. raioane. Progresele în spectroscopie (inclusiv scanarea tunelului) au deschis perspective pentru „proiectarea” materialelor la dig. nivel, a dus la crearea unei noi direcții în X. – așa-numita. nanotehnologiei. Pentru a controla substanțele chimice procese atât în ​​laborator cât şi în industrie. scară, principiile încep să fie folosite. și rugăciunea. organizarea ansamblurilor de molecule care reacţionează (inclusiv abordări bazate pe termodinamica sistemelor ierarhice).
Chimia ca sistem de cunoaștere despre substanţe şi transformările lor. Aceste cunoștințe sunt conținute într-un stoc de fapte - informații stabilite și verificate în mod fiabil despre chimie. elemente și compuși, condițiile și comportamentul lor în natură și arte. medii Criteriile de fiabilitate a faptelor și metodele de sistematizare a acestora evoluează constant. Generalizările mari care leagă în mod fiabil seturi mari de fapte devin legi științifice, a căror formulare deschide noi etape ale lui X. (de exemplu, legile conservării masei și energiei, legile lui Dalton, legea periodică a lui Mendeleev). Teorii folosind specific concepte, explicați și preziceți fapte dintr-un domeniu mai specific. De fapt, cunoașterea experimentală devine un fapt numai atunci când primește cunoștințe teoretice. interpretare. Deci, prima chimie. teoria - teoria flogistului, deși incorectă, a contribuit la formarea lui X., deoarece a conectat faptele într-un sistem și a făcut posibilă formularea de noi întrebări. Teoria structurală (Butlerov, Kekule) a organizat și explicat o cantitate imensă de material organizațional. X. şi a determinat dezvoltarea rapidă a chimiei. sinteza si studiul structurii org. conexiuni.
X. întrucât cunoaşterea este un sistem foarte dinamic. Acumularea evolutivă a cunoștințelor este întreruptă de revoluții – o restructurare profundă a sistemului de fapte, teorii și metode, odată cu apariția unui nou set de concepte sau chiar a unui nou stil de gândire. Astfel, revoluția a fost provocată de lucrările lui Lavoisier (teoria materialistă a oxidării, introducerea metodelor experimentale cantitative, dezvoltarea nomenclaturii chimice), descoperirea periodicului. Legea lui Mendeleev, creația la început. Secolului 20 noi analiți metode (microanaliza, ). Apariția unor noi zone care dezvoltă o nouă viziune asupra subiectului lui X și influențează toate domeniile acestuia (de exemplu, apariția lui X fizic pe baza termodinamicii chimice și cineticii chimice) poate fi considerată, de asemenea, o revoluție.
Chim. cunoștințele au o structură dezvoltată. Cadrul lui X. constă din substanțe chimice de bază. discipline care s-au dezvoltat în secolul al XIX-lea: analitic, non-org., org. și fizice X. Ulterior, în cursul evoluției structurii lui A., s-au format un număr mare de noi discipline (de exemplu, chimia cristalină), precum și o nouă ramură a ingineriei - Tehnologia chimică.
În cadrul disciplinelor, se dezvoltă un set mare de domenii de cercetare, dintre care unele sunt incluse într-una sau alta disciplină (de exemplu, X. compus organic elementar - parte din org. X.), altele sunt de natură multidisciplinară, adică necesită unificare într-un singur studiu de către oameni de știință din diferite discipline (de exemplu, studierea structurii biopolimerilor folosind un complex de metode complexe). Încă altele sunt interdisciplinare, adică necesită pregătirea unui specialist într-un nou profil (de exemplu, impulsul nervos X.).
Din moment ce aproape toate practice activitatea umană este asociată cu utilizarea materiei ca substanțe, substanțe chimice. cunoștințele sunt necesare în toate domeniile științei și tehnologiei care stăpânesc lumea materială. Prin urmare, astăzi X. a devenit, alături de matematică, un depozit și un generator de astfel de cunoștințe, care „penetrează” aproape tot restul științei. Adică evidențiind X. ca ansamblu de domenii de cunoaștere, putem vorbi și despre chimie. aspect al majorității celorlalte domenii ale științei. Există multe discipline și domenii hibride la „frontierele” lui X.
În toate etapele dezvoltării ca știință, X. experimentează influența puternică a științei fizice. științe – mai întâi mecanica newtoniană, apoi termodinamica, fizica atomică și mecanica cuantică. Fizica atomică oferă cunoștințe care fac parte din fundamentul lui X., dezvăluie semnificația periodicității. legea, ajută la înțelegerea tiparelor de prevalență și distribuție a substanțelor chimice. elemente din Univers, care face obiectul astrofizicii nucleare și cosmochimie.
Fundam. X. a fost influențat de termodinamică, care stabilește restricții fundamentale asupra posibilității reacțiilor chimice. r-ţii (termodinamică chimică). X., a cărui lume întreagă a fost asociată inițial cu focul, a stăpânit rapid termodinamica. mod de gândire. Van't Hoff și Arrhenius au legat studiul vitezei reacțiilor (cinetica) -X cu termodinamica. primit modern mod de a studia procesul. Studiu de chimie cinetica a necesitat implicarea multor fizicieni privați. discipline pentru înţelegerea proceselor transfer in-in(vezi, de exemplu, Difuzie, transfer în masă Extinderea și aprofundarea matematizării (de exemplu, utilizarea matematicii. modelare, teoria grafurilor) ne permite să vorbim despre formarea mat. X. (a fost prezis de Lomonosov, numind una dintre cărțile sale „Elemente de chimie matematică”).

Limbajul chimiei. Sistem informatic. Subiectul X. - elemente și compușii acestora, chimice. interacţiune dintre aceste obiecte – are o diversitate uriașă și în creștere rapidă. Limbajul lui L. este în mod corespunzător complex și dinamic. Dicționarul său include numele. elemente, compuși, substanțe chimice. particule și materiale, precum și concepte care reflectă structura obiectelor și interacțiunea lor. Limba lui X. are o morfologie dezvoltată - un sistem de prefixe, sufixe și terminații care fac posibilă exprimarea diversității calitative a chimiei. lume cu mare flexibilitate (vezi Nomenclatura chimică). Dicționarul X. a fost tradus în limbajul simbolurilor (semne, ph-l, ur-nium), care fac posibilă înlocuirea textului cu o expresie sau o imagine vizuală foarte compactă (de exemplu, modele spațiale). Crearea limbajului științific al lui X. și a unei metode de înregistrare a informațiilor (în primul rând pe hârtie) este una dintre marile fapte intelectuale ale științei europene. Comunitatea internațională a chimiștilor a reușit să stabilească lucrări constructive la nivel mondial într-o chestiune atât de controversată precum dezvoltarea terminologiei, clasificării și nomenclaturii. S-a găsit un echilibru între limbajul de zi cu zi, denumirile chimice istorice (triviale). compuși și denumirile lor stricte cu formula. Crearea limbii X. este un exemplu uimitor de combinație de mobilitate foarte mare și progres cu stabilitate și continuitate (conservatorism). Modern chimic. Limbajul permite ca o cantitate imensă de informații să fie înregistrată pe scurt și fără ambiguități și schimbate între chimiști din întreaga lume. Au fost create versiuni care pot fi citite de mașină ale acestui limbaj. Diversitatea obiectului X. și complexitatea limbajului fac ca sistemul informațional X. să fie cel mai mult. mare și sofisticat în toată știința. Se bazeaza pe reviste de chimie, precum și monografii, manuale, cărți de referință. Datorită tradiției de coordonare internațională care a apărut la începutul lui X., cu mai bine de un secol în urmă, s-au format standarde pentru descrierea chimiei. in-in și chem. raioane și s-a pus începutul unui sistem de indici actualizați periodic (de exemplu, indexul conexiunii Beilstein org.; vezi și Cărți de referință și enciclopedii de chimie). O scară uriașă de substanțe chimice literatura de acum 100 de ani ne-a determinat să căutăm modalități de a o „comprima”. Au apărut reviste de rezumate (RJ); După cel de-al doilea război mondial, în lume au fost publicate două RJ-uri maxim complete: „Chemical Abstracts” și „RJ Chemistry”. Sistemele de automatizare sunt dezvoltate pe baza RZh. sisteme de regăsire a informațiilor.

Chimia ca sistem social- cea mai mare parte a întregii comunități de oameni de știință. Formarea unui chimist ca tip de om de știință a fost influențată de caracteristicile obiectului științei sale și de metoda de activitate (experiment chimic). Dificultăți mat. formalizarea obiectului (în comparație cu fizica) și în același timp varietatea manifestărilor senzoriale (miros, culoare, biol. etc.) au limitat încă de la început dominația mecanismului în gândirea chimistului și l-au lăsat. un domeniu pentru intuiție și artă. În plus, chimistul folosea întotdeauna unelte nemecanice. natura – foc. Pe de altă parte, spre deosebire de obiectele stabile, date de natură, ale unui biolog, lumea unui chimist are o diversitate inepuizabilă și în creștere rapidă. Misterul ireductibil al noii plante a conferit responsabilitatea și prudența viziunii asupra lumii a chimistului (ca tip social, chimistul este conservator). Chim. Laboratorul a dezvoltat un mecanism strict de „selecție naturală”, respingând oamenii aroganți și predispuși la erori. Aceasta dă originalitate nu numai stilului de gândire, ci și organizării spirituale și morale a chimistului.
Comunitatea chimiștilor este formată din oameni care sunt implicați profesional în X. și se consideră a fi în acest domeniu. Aproximativ jumătate dintre aceștia lucrează, însă, în alte domenii, furnizându-le substanțe chimice. cunoştinţe. În plus, li se alătură mulți oameni de știință și tehnologi - în mare măsură chimiști, deși nu se mai consideră chimiști (stăpânirea aptitudinilor și abilităților unui chimist de către oamenii de știință din alte domenii este dificilă din cauza caracteristicilor menționate mai sus ale subiect).
Ca orice altă comunitate unită, chimiștii au propriul limbaj profesional, un sistem de reproducere a personalului, un sistem de comunicare [reviste, congrese etc.], propria istorie, propria lor istorie. norme culturaleși stilul de comportament.

Metode de cercetare. Domeniu special de chimie. cunoștințe – metode chimice. experiment (analiza compoziției și structurii, sinteza substanțelor chimice). A. – cele mai multe pronunţat experimental știința. Gama de abilități și tehnici pe care un chimist trebuie să le stăpânească este foarte largă, iar gama de metode crește rapid. Deoarece metodele chimice experimentele (în special analiza) sunt folosite în aproape toate domeniile științei, X. dezvoltă tehnologii pentru toată știința și le combină metodic. Pe de altă parte, X. manifestă o sensibilitate foarte mare la metodele născute în alte domenii (în primul rând fizicii). Metodele ei sunt cel mai înalt grad caracter interdisciplinar.
În cercetare. Pentru scopurile X, este folosită o gamă largă de moduri de a influența lucrurile. La început a fost termic, chimic. si biol. impact. Apoi sus și presiune scăzută, mecanic, magnetic si electrice influențe, fluxuri de ioni de particule elementare, radiații laser etc. Acum din ce în ce mai multe dintre aceste metode pătrund în tehnologia de producție, ceea ce deschide un nou canal important de comunicare între știință și producție.

Organizatii si institutii. Chim. Cercetarea este un tip special de activitate care a dezvoltat un sistem adecvat de organizații și instituții. Ingineria chimică a devenit un tip special de instituție. de laborator, aparatul este conceput pentru a îndeplini funcțiile de bază îndeplinite de o echipă de chimiști. Unul dintre primele laboratoare a fost creat de Lomonosov în 1748, cu 76 de ani mai devreme decât chimistul. au apărut laboratoare în SUA. Spaţiu Structura laboratorului și echipamentele acestuia fac posibilă depozitarea și utilizarea unui număr mare de dispozitive, instrumente și materiale, inclusiv cele potențial foarte periculoase și incompatibile (inflamabile, explozive și toxice).
Evoluţia metodelor de cercetare în X. a condus la diferenţierea laboratoarelor şi la identificarea multor metodologii. laboratoare și chiar centre de instrumente, specializate în deservirea unui număr mare de echipe de chimiști (analize, măsurători, influență asupra substanțelor, calcule etc.). O instituție care unește laboratoarele care lucrează în domenii similare cu con. secolul al 19-lea devenit cercetat. int (vezi institute de chimie). Foarte des chimic. Institutul are o producție experimentală - un sistem semiindustrial. instalatii pentru productia de mici loturi in-inși materiale, testarea lor și dezvoltarea tehnologiei. moduri.
Chimiștii sunt instruiți în chimie. facultăţi ale universităţilor sau specialităţilor. superior institutii de invatamant, care se deosebesc de altele prin ponderea mare a lucrărilor practice și utilizarea intensivă a experimentelor demonstrative în studiile teoretice. cursuri. Dezvoltarea chimiei ateliere și experimente de prelegeri - un gen special de chimie. cercetarea, pedagogia si, in multe privinte, arta. De la mijloc. Secolului 20 pregătirea chimiștilor a început să treacă dincolo de universitate, să acopere mai devreme grupe de vârstă. Au apărut specialiști. chimic. școli medii, cluburi și olimpiade. În URSS și Rusia, a fost creat unul dintre cele mai bune sisteme chimice pre-instituționale din lume. pregătire, a fost dezvoltat genul de chimie populară. literatură.
Pentru depozitarea și transferul de substanțe chimice. cunoștințe există o rețea de edituri, biblioteci și centre de informare. Un tip special de instituții X. constă din organisme naționale și internaționale pentru gestionarea și coordonarea tuturor activităților din acest domeniu - de stat și publice (vezi, de exemplu, Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată).
Sistemul instituțiilor și organizațiilor lui X. este un organism complex, care a fost „crescut” de 300 de ani și este considerat în toate țările ca o mare comoară națională. Doar două țări din lume aveau un sistem complet de organizare a X. în structura cunoștințelor și în structura funcțiilor – SUA și URSS.

Chimie și societate. X. este o știință, gama de relații dintre roi și societate a fost întotdeauna foarte largă - de la admirație și credință oarbă („chimizarea întregii economii naționale”) până la negare la fel de oarbă („boom de nitrați”) și chimiofobie. Imaginea unui alchimist a fost transferată lui X. - un magician care își ascunde scopurile și are o putere de neînțeles. Otrăvuri și praf de pușcă în trecut, nervi paralizați. iar substanţele psihotrope de astăzi – conştiinţa comună asociază aceste instrumente de putere cu X. Din moment ce chimica. industria este importantă şi componenta necesara economie, chimiofobia este adesea incitată în mod deliberat în scopuri oportuniste (psihoză artificială de mediu).
De fapt, X. este un factor de formare a sistemului în timpurile moderne. societate, adică o condiție absolut necesară existenței și reproducerii acesteia. În primul rând, pentru că X. participă la formarea modernului. persoană. Viziunea asupra lumii prin prisma conceptelor X nu poate fi scoasă din viziunea sa asupra lumii. Mai mult, în civilizația industrială, o persoană își păstrează statutul de membru al societății (nu este marginalizată) doar dacă stăpânește rapid noile substanțe chimice. prezentare (pentru care se foloseşte un întreg sistem de popularizare a X.). Întreaga tehnosferă este creată artificial inconjura o persoana lumea devine din ce în ce mai saturată de produse chimice. producție, a cărei manipulare necesită nivel inalt chimic. cunoștințe, aptitudini și intuiție.
În cele din urmă Secolului 20 Inadecvarea generală a societăților este din ce în ce mai resimțită. institute și conștiință cotidiană a societății industriale până la nivelul chimizării moderne. pace. Această discrepanță a dat naștere unui lanț de contradicții care a devenit problema globalași creând un pericol calitativ nou. La toate nivelurile sociale, inclusiv comunitatea științifică în ansamblu, decalajul nivelurilor chimice este în creștere. cunoștințe și abilități de la chimie. realitatea tehnosferei și impactul acesteia asupra biosferei. Chim. educația și educația în școlile generale devin rare. Diferența dintre chimicale formarea politicienilor şi pericol potenţial decizii greșite. Organizarea unui nou sistem de chimie universală, adecvat realității. educația și stăpânirea chimiei. cultura devine o condiție pentru securitatea și dezvoltarea durabilă a civilizației. În timpul crizei (care promite să fie lungă), o reorientare a priorităților lui X este inevitabilă: de la cunoaștere de dragul îmbunătățirii condițiilor de viață la cunoaștere de dragul garanțiilor. conservarea vieții (de la criteriul „maximizarea beneficiilor” la criteriul „minimizarea daunelor”).

Chimie aplicată. Semnificația practică, aplicată a lui X. este exercitarea controlului asupra substanțelor chimice. procese care au loc în natură și tehnosferă, în producerea și transformarea necesarului persoana in-in si materiale. În majoritatea industriilor până în secolul al XX-lea. au dominat procesele moştenite din perioada meşteşugărească. X., mai devreme decât alte științe, a început să genereze produse, al căror principiu însuși se baza pe cunoștințele științifice (de exemplu, sinteza coloranților de anilină).
Stare chimică industria a determinat în mare măsură ritmul și direcția industrializării și a politicii. situație (cum ar fi, de exemplu, crearea unei producții pe scară largă de amoniac și acid azotic de către Germania folosind metoda Geber-Bosch, care nu a fost prevăzută de țările Antantei, care i-au furnizat o cantitate suficientă de explozibili pentru a face o economie). razboi mondial). Dezvoltarea industriei minerale, a îngrășămintelor și apoi a produselor de protecție a plantelor a crescut brusc productivitatea agricolă, ceea ce a devenit o condiție pentru urbanizare și dezvoltare industrială rapidă. Înlocuire tehnică culturi artistice. in-you și materiale (țesături, coloranți, înlocuitori de grăsimi etc.) înseamnă în mod egal. creșterea aprovizionării cu alimente. resurse si materii prime pentru industria usoara. Condiție și economic Eficiența ingineriei mecanice și a construcțiilor este din ce în ce mai determinată de dezvoltarea și producția de materiale sintetice. materiale (plastice, cauciucuri, filme și fibre). Dezvoltarea de noi sisteme de comunicații, care în viitorul apropiat se vor schimba radical și au început deja să schimbe fața civilizației, este determinată de dezvoltarea materialelor din fibră optică; progresul televiziunii, informaticii și informatizării este asociat cu dezvoltarea elementului de bază a microelectronicii și a pilierelor. Electronică. În general, dezvoltarea tehnosferei de astăzi depinde în mare măsură de gama și cantitatea de substanțe chimice produse. produse industriale. Calitatea multor substanțe chimice produsele (de exemplu, vopsele și lacuri) afectează, de asemenea, bunăstarea spirituală a populației, adică participă la formarea celor mai înalte valori umane.
Este imposibil de supraestimat rolul lui X. în dezvoltarea uneia dintre cele mai importante probleme cu care se confruntă umanitatea - protecția mediu inconjurator(cm. Protecția Naturii). Aici, sarcina lui X. este să dezvolte și să îmbunătățească metode de detectare și determinare a poluării antropice, studierea și modelarea chimiei. procesele care au loc în atmosferă, hidrosferă și litosferă, crearea de substanțe chimice fără deșeuri sau cu conținut scăzut de deșeuri. producerea, dezvoltarea metodelor de neutralizare si eliminare a produselor industriale. Și deșeuri menajere.

Lit.: Fngurovsky N. A., Eseu despre istoria generală a chimiei, vol. 1-2, M., 1969-79; Kuznetsov V.I., Dialectica dezvoltării chimiei, M., 1973; Soloviev Yu I., Trifonov D. N., Shamin A. N., Istoria chimiei. Dezvoltarea principalelor direcții ale chimiei moderne, M., 1978; Jua M., Istoria chimiei, trad. din italiană, M., 1975; Legasov V. A., Buchachenko A. L., „Avansuri în chimie”, 1986, v. 55, v. 12, p. 1949-78; Fremantle M., Chimia în acțiune, trad. din engleză, părţile 1-2, M., 1991; Pimentel J., Coonrod J., Posibilitățile chimiei de azi și de mâine, trad. din engleză, M., 1992; Par ting ton J. R., O istorie a chimiei, v. 1-4, L.-N.Y., 1961-70. CU.

G. Kara-Murza, T. A. Aizatulin. Dicţionar cuvinte străine Limba rusă

CHIMIE- CHIMIA, știința substanțelor, transformările lor, interacțiunile și fenomenele care apar în timpul acestui proces. Clarificarea conceptelor de bază cu care operează X, cum ar fi atom, moleculă, element, corp simplu, reacție etc., doctrina moleculară, atomică și... ... Marea Enciclopedie Medicală

- (posibil din grecescul Chemia Chemiya, unul dintre nume antice Egipt), o știință care studiază transformările substanțelor însoțite de modificări ale compoziției și (sau) structurii acestora. Procese chimice (obținerea metalelor din minereuri, vopsirea țesăturilor, îmbrăcarea pieilor și... ... Dicţionar enciclopedic mare

CHIMIA, ramură a științei care studiază proprietățile, compoziția și structura substanțelor și interacțiunea lor între ele. În prezent, chimia este un domeniu larg de cunoștințe și este împărțit în primul rând în chimie organică și chimie anorganică.... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

CHIMIE, chimie, multe altele. nu, femeie (greacă chemeia). Știința compoziției, structurii, modificărilor și transformărilor, precum și a formării de noi substanțe simple și complexe. Chimia, spune Engels, poate fi numită știința modificărilor calitative în corpuri care apar... ... Dicţionar Ushakova

chimie- – știința compoziției, structurii, proprietăților și transformărilor substanțelor. Dicționar de chimie analitică chimie analitică chimie coloidală chimie anorganică ... Termeni chimici

Un ansamblu de științe, al căror subiect este combinarea atomilor și transformările acestor compuși care apar odată cu ruperea unora și formarea altor legături interatomice. Diverse chimie și științe diferă prin aceea că se ocupă fie de clase diferite... ... Enciclopedie filosofică

chimie- CHIMIE, și, g. 1. Producția nocivă. Lucrați în chimie. Trimite după chimie. 2. Droguri, pastile etc. 3. Toate nenaturale, produse nocive. Nu este doar chimia cârnaților. Mănâncă propriile produse chimice. 4. O varietate de coafuri cu produse chimice... ... Dicţionar de rusă argot

Știință * Istorie * Matematică * Medicină * Descoperire * Progres * Tehnologie * Filosofie * Chimie Chimie Cine nu înțelege altceva decât chimia nu o înțelege suficient. Lichtenberg Georg (Lichtenberg) (

Chimia este știința materiei(un obiect care are masă și ocupă un anumit volum).

Chimia studiază structura și proprietățile materiei, precum și modificările care apar odată cu aceasta.

Orice substanță poate fi fie în formă pură, fie constă dintr-un amestec de substanțe pure. Datorită reacțiilor chimice, substanțele pot fi transformate într-o substanță nouă.

Chimia este o știință foarte largă. Prin urmare, se obișnuiește să se distingă secțiuni separate de chimie:

  • Chimie analitică. Efectuează analize cantitative (câtă substanță este conținută) și analize calitative (ce substanțe sunt conținute) a amestecurilor.
  • Biochimie. Studiu reacții chimice la organismele vii: digestia, reproducerea, respiratia, metabolismul... De regula, studiul se realizeaza la nivel molecular.
  • Chimie anorganică. Studiază toate elementele (structura și proprietățile compușilor) din tabelul periodic al lui Mendeleev, cu excepția carbonului.
  • Chimie organica. Aceasta este chimia compușilor de carbon. Există milioane de compuși organici cunoscuți care sunt utilizați în petrochimie, produse farmaceutice și producția de polimeri.
  • Chimie Fizica. Studiu fenomene fiziceși modelele reacțiilor chimice.

Etapele dezvoltării chimiei ca știință

Procesele chimice (obținerea metalelor din minereuri, vopsirea țesăturilor, îmbrăcarea pieilor...) au fost folosite de omenire deja în zorii vieții sale culturale.

Originea în secolele al III-lea și al IV-lea alchimie, a cărui sarcină era să transforme metalele comune în metale nobile.

Încă din Renaștere, cercetarea chimică a fost folosită din ce în ce mai mult în scopuri practice (metalurgie, sticlă, producție de ceramică, vopsele...); a fost și o specială direcție medicală alchimie - iatrochimie.

În a doua jumătate a secolului al XVII-lea, R. Boyle a dat primul definiție științifică concepte "element chimic".

Perioada de transformare a chimiei într-o știință autentică s-a încheiat în a doua jumătate a secolului al XVIII-lea, când a fost formulată legea conservării maseiîn timpul reacțiilor chimice.

La începutul secolului al XIX-lea, John Dalton a pus bazele atomismului chimic, Amedeo Avogardo a introdus conceptul "moleculă". Aceste concepte atomo-moleculare au fost stabilite abia în anii 60 ai secolului al XIX-lea. Apoi A.M. Butlerov a creat teoria structurii compuși chimici, iar D.I. Mendeleev a descoperit legea periodică.

Proprietățile generale ale s-metalelor. Atomii metalelor s au, respectiv, unul sau doi electroni sau ns 2 la nivelul electronic exterior Stările de oxidare ale ionilor lor sunt în majoritatea cazurilor +1 și + 2. Pe măsură ce numărul atomic crește, razele lor cresc și energiile de ionizare. scădere (Figura 16.8). Substanțele simple au o rețea cristalină cu legături metalice relativ slabe. Toate s-metale, cu excepția beriliului, au valori mari temperaturile de topire (vezi Fig. 3), duritatea și rezistența. Densitatea acestor metale este scăzută și se situează în intervalul 0,58 ÷ 3,76 g/cm 3 . Toate metalele s sunt agenți reducători puternici. Valorile potențialelor standard ale electrodului lor sunt sub - 2,0 V (cu excepția beriliului (vezi Fig. 5). Atunci când interacționează cu hidrogenul, s-metale formează hidruri ionice MH și MH2, care suferă hidroliză în prezența apei:

MH + 2H2O = MOH + H2,

MH2 + 2H20 = M(OH)2 + 2H2.

Reacția de hidroliză a hidrurii este utilizată pentru a produce hidrogen în aplicații în afara rețelei. Hidrururile metalice sunt, de asemenea, folosite pentru a produce unele metale. Toate metalele S, cu excepția beriliului și magneziului, reacționează violent cu apa (periculoase) cu eliberarea de hidrogen

M + H20 = = MOH + ½H2

M + 2H20 = M(OH)2 + H2

Reactivitatea s-metalelor cu apa crește odată cu creșterea numărului atomic din grup.

Datorită activității lor, metalele alcaline și alcalino-pământoase nu pot fi în atmosferă, așa că sunt depozitate etanș în kerosen sau sub un strat de vaselină sau parafină. S-metale formează oxizi, a căror dizolvare produce alcalii. Oxidul de magneziu este ușor solubil în apă, hidroxidul său Mg(OH) 2 este bazic în natură. Oxidul de beriliu este amfoter.

Atunci când interacționează cu halogenii, se formează halogenuri care sunt foarte solubile în apă. Nitrații acestor metale sunt, de asemenea, foarte solubili în apă. Solubilitatea sulfaților și carbonaților elementelor din grupa II este semnificativ mai mică decât cea a elementelor din grupa I.

Metale alcaline. Sodiu Na, potasiu K, litiu Li (0,0065%) și rubidiu Rb (0,015%) sunt frecvente, iar cesiu Cs (7*10 -4%) este rar în Scoarta terestra elemente, iar franciu Fr la elementele obținute artificial.

Toate sunt substanțe foarte active din punct de vedere chimic, iar activitatea lor crește de la litiu la franciu. Deci, rubidiul și cesiul reacționează cu apa cu o explozie, potasiul cu aprinderea hidrogenului eliberat și sodiul și litiul fără aprindere. Ele reacționează cu majoritatea elementelor și mulți compuși, unii dintre ei, cum ar fi halogenii și oxigenul, cu ardere spontană sau explozie. Reacţionează violent (periculos) cu acizii, reducându-i la gradul cel mai de jos oxidare, de exemplu:

8Na+4H2SO4=Na2S+3Na2SO4+4H2O.

Metalele alcaline formează compuși intermetalici cu multe metale.

Litiul este cel mai puțin activ dintre metalele alcaline. ÎN soluții alcaline De exemplu, reacţionează relativ lent cu apa datorită formării unei pelicule protectoare de oxid. Litiul este și mai stabil în soluții de electroliți non-apoase, de exemplu, în soluții de carbonat de propilen (C 3 H 6 O 2 CO 2) sau clorură tionică (SOCl 2), ceea ce a făcut posibilă crearea CIT cu un anod de litiu, non -soluţii apoase de electroliţi şi diverşi agenţi oxidanţi (MnO 2, Fe 2 S, CuO, SO 2, SOCl 2 etc.). Deoarece litiul are un potențial negativ și scăzut greutate moleculară, apoi energia specifică a acestor HIT-uri în special la temperaturi negative (t<0ºС), в 4 – 10 раз выше удельной энергии традиционных ХИТ.

Litiul metalic este, de asemenea, utilizat în reactoarele de fuziune pentru a produce tritiu.

6 3 Li+ 1 0 n= 3 1 H+ 4 2 He .

Adăugarea de litiu la aliajele de aluminiu îmbunătățește rezistența și rezistența la coroziune, iar la cuprul îmbunătățește conductivitatea electrică. Sodiul este folosit în metalurgie pentru a obține metale și a îndepărta arsenicul din plumb și ca lichid de răcire în industria nucleară și chimică. Rubidiul și cesiul pierd cu ușurință electroni atunci când sunt iluminate și, prin urmare, servesc drept materiale pentru celulele solare.

Alcalii și sărurile metalelor alcaline sunt larg răspândite și sunt utilizate, de exemplu, în inginerie mecanică - pentru degresarea pieselor, neutralizarea apelor uzate (NaOH, Na2CO3), în sectorul energetic - pentru tratarea apei (NaOH, NaCl), pentru protecția împotriva coroziunii (LiCl). - amestec LiOH), în metalurgie (NaC1, KS1, NaNO 3, KNO 3), în industria chimică (NaOH, Na 2 CO 3 etc.), în viața de zi cu zi (NaCl, Na 2 CO 3 etc.), în sudare și lipire (LiF), în agricultură (КCl, KNO 3, K 2 S0 4 etc.), medicină etc.

Unele săruri de sodiu și potasiu sunt folosite ca aditivi alimentari. În țările din Europa de Vest, etichetele produselor alimentare indică numere E corespunzătoare anumitor aditivi. Deci aditivii de la E 200 la E 290 sunt conservanți, de exemplu Na 2 SO 3 (E 221), NaNO 2 (E 250), NaNO 3 (E 251), de la E 300 la E 321 - antioxidanți, de exemplu ascorbat de sodiu ( E 301), de la E 322 și mai sus - emulgatori, stabilizatori etc., de exemplu, citrat dihidrogen de sodiu (E 332), fosfat dihidrogen de sodiu (V) (E 339). Ionii K + și Na + joacă un rol important în natura vie.

Beriliu și magneziu. Magneziul Mg este unul dintre cele mai comune elemente de pe Pământ (fracție de masă 2,1%). Beriliul este relativ rar (% în greutate), se caracterizează printr-un punct de topire ridicat (1278 C), duritate și rezistență. Magneziul este mai moale și mai ductil decât beriliul și este relativ fuzibil (t pl = 650°C).

Beriliul gri deschis și magneziul alb-argintiu sunt acoperite în aer cu o peliculă de oxid, protejându-le de interacțiunea cu oxigenul și apa. Magneziul este mai activ din punct de vedere chimic decât beriliul când este încălzit, ambele metale ard în oxigen, iar magneziul reacţionează cu apa. Halogenii reacţionează cu Be şi Mg la temperaturi obişnuite. În soluțiile acide, ambele metale se dizolvă cu eliberarea de hidrogen și beriliul se dizolvă în alcalii. Acizii oxidanți pasivează beriliul. Beriliul și magneziul formează compuși intermetalici cu multe metale. Beriliul este folosit în energia nucleară ca moderator de neutroni. Introducerea beriliului în aliajele metalice crește rezistența, duritatea, elasticitatea și rezistența la coroziune. De interes deosebit este bronzul de beriliu [aliaj Cu - Be care conține 2,5% Be (gr.)], din care se prepară arcuri și alte elemente elastice ale instrumentelor și dispozitivelor.

Chimia elementelor s.

Reprezentanți tipici, aplicație.

Akhmetdinova Yu., Gataullina O., Solodovnikov A.

Sarcini și exerciții sugerate:

  • Exercițiul 1 cu alegere multiplă
  • Exercițiul 2 Alegere multiplă
  • Exercițiul 3 Cu răspuns scurt
  • Exercițiul 4 Completați spațiile libere
  • Exercițiul 5 Alcătuiește un cuvânt
  • Exercițiul 6 Alcătuiește o propoziție
  • Exercițiul 7 Găsiți o potrivire 1
  • Exercițiul 8 Găsiți potrivirea 2
  • Exercițiul 9 Cuvânt încrucișat

Surse folosite:

· http://www.chem.msu.su/rus/school/zhukov1/14.html

· http://shkola.lv/index.php?mode=lesson&lsnid=130

· G. Remy. Curs de chimie anorganică, vol.1.

· N.S. Akhmetov. Chimie generală și anorganică.

· A.B. Nikolsky. Chimie: manual pentru universități.

Caracteristicile generale ale elementelor grupurilor IA și IIA

Grupa IA include litiu, sodiu, potasiu, rubidiu și cesiu. Aceste elemente sunt numite elemente alcaline. Acest grup include, de asemenea, elementul radioactiv (instabil) puțin studiat, obținut artificial, franciu. Uneori, hidrogenul este inclus și în grupul IA. Astfel, acest grup include elemente din fiecare dintre cele 7 perioade.

Grupa IIA include beriliu, magneziu, calciu, stronțiu, bariu și radiu. Ultimele patru elemente au un nume de grup - elemente alcalino-pământoase.

Patru dintre aceste treisprezece elemente sunt cele mai abundente în scoarța terestră: Na ( w=2,63%), K ( w= 2,41%), Mg ( w= 1,95%) și Ca ( w= 3,38%). Restul sunt mult mai puțin frecvente, iar franciul nu apare deloc.

Razele orbitale ale atomilor acestor elemente (cu excepția hidrogenului) variază de la 1,04 A (pentru beriliu) la 2,52 A (pentru cesiu), adică pentru toți atomii depășesc 1 angstrom. Acest lucru duce la faptul că toate aceste elemente sunt adevărate elemente de formare a metalelor, iar beriliul este un element de formare a metalului amfoter. Formula electronică de valență generală a elementelor grupului IA este ns 1 și elementele grupului IIA – ns 2 .

Dimensiunile mari ale atomilor și numărul mic de electroni de valență duc la faptul că atomii acestor elemente (cu excepția beriliului) tind să renunțe la electronii de valență. Atomii elementelor din grupa IA renunță la electronii de valență cel mai ușor, în timp ce cationii încărcați unic sunt formați din atomi de elemente alcaline, iar cationii încărcați dublu sunt formați din atomi de elemente alcalino-pământoase și magneziu. Starea de oxidare în compușii elementelor alcaline este +1, iar cea a elementelor din grupa IIA este +2.

Substanțele simple formate de atomii acestor elemente sunt metale. Litiu, sodiu, potasiu, rubidiu, cesiu și franciu sunt numite metale alcaline deoarece hidroxizii lor sunt alcaline. Calciul, stronțiul și bariul sunt numite metale alcalino-pământoase. Activitatea chimică a acestor substanțe crește pe măsură ce raza atomică crește.

Dintre proprietățile chimice ale acestor metale, cele mai importante sunt proprietățile lor reducătoare. Metalele alcaline sunt cei mai puternici agenți reducători. Metalele elementelor din grupa IIA sunt, de asemenea, agenți reducători destul de puternici.

Mai multe detalii despre proprietățile elementelor s individuale pot fi găsite în baza de date



 

Ar putea fi util să citiți: