- •О.Б.Чалова, а.М. Сыркнн Химические свойства металлов
- •Рецензенты
- •Введение
- •1. Деление элементов на металлы и неметаллы.
- •1.1. Периодические свойства атомов и ионов
- •1.2. Деление элементов на металлы и неметаллы.
- •1.3. Классификация простых веществ по составу
- •Неметалл
- •2.1. Упрощенная модель металлической химической связи
- •2. Металлическая химическая связь. Металлические структуры
- •2.2. Резонанс ковалентных связей в металлах.
- •2.3. Зонная теория проводимости. Зонные структуры в металлах
- •2.4. Металлические структуры
- •2.5. Поликристаллическая структура металлов
- •2.6. Сплавы и интерметаллические соединения металлов
- •2.6.2. Интерметаллические соединения.
- •3. Физические свойства металлов
- •3.2. Поляризуемость.
- •3.3. Температура плавления, температура кипения металлов.
- •3.4. Электропроводность.
- •3.5. Теплопроводность.
- •3.6. Магнитные свойства.
- •3.7. Механические свойства.
- •3.8. Сверхпроводимость.
- •3.9. Контактные потенциалы
- •3.10. Работа выхода электрона.
- •4. Химические свойства металлов
- •4.1. Общие тенденции изменения химической активности металлов.
- •4.2. Взаимодействие металлов с неметаллами
- •4.2.1. Общие тенденции изменения окислительной способности неметаллов
- •4.2.2. Взаимодействие металлов с галогенами
- •4.2.3. Взаимодействие металлов с кислородом
- •4.2.4. Взаимодействие металлов с халькогенами
- •4.2.5. Взаимодействие металлов с азотом и фосфором
- •4.2.6. Взаимодействие металлов с углеродом, кремнием, водородом
- •5. Взаимодействие металлов с водными растворами окислителей
- •5.1. Ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов металлов
- •5.2. Взаимодействие металлов с водой
- •5.3. Взаимодействие металлов с водными растворами щелочей
- •5.4. Взаимодействие металлов с растворами кислот, окисляющими
- •5.5. Взаимодействие металлов с концентрированной серной кислотой
- •5.6. Взаимодействие металлов с азотной кислотой
- •5.7. Взаимодействие металлов с «царской водкой» и другими смесями
- •5.8. Взаимодействие металлов с растворами солей
- •5.8.1. Окисление катионом неактивного металла в растворах солей.
- •5.8.2. Окисление металлов в растворах солей, подвергающихся гидролизу по катиону
- •5.8.3. Окисление металлов в растворах солей, подвергающихся гидролизу по аниону
- •5.8.4. Окисление металла растворенным кислородом.
- •5.8.5. Окисление металла в растворах, содержащих анионы – лиганды.
- •5.8.6. Взаимодействие металлов с растворами аммиака
- •6. Экспериментальная часть
- •6.1. Общие рекомендации для подготовки к лабораторным занятиям
- •Лабораторная работа №_____ Тема:________________________________________________
- •6.2. Основные правила безопасной работы в химической лаборатории
- •Библиографический список
- •Содержание
- •Учебное издание
- •Химические свойства металлов Редактор л.А.Маркешина
- •Тираж 600 экз. Заказ .
- •450062, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул. Космонавтов, 1
Лабораторная работа №_____ Тема:________________________________________________
Опыт:________________________________________________
Условия опыта |
Наблюдения |
Уравнения реакций в молекулярном и ионном виде |
Выводы |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
6.2. Основные правила безопасной работы в химической лаборатории
соблюдение порядка, чистоты, тишины, дисциплины;
выполнение только порученных преподавателем работ;
перед выполнением работы необходимо ознакомиться с заданием, оборудованием, реактивами;
работа выполняется на отведенном рабочем месте в спецодежде – халате;
в лаборатории запрещается работать одному, принимать пищу, курить, загромождать рабочее место, оставлять работающие приборы без присмотра, включать приборы, не относящиеся к данной работе;
реактивы, предназначенные для общего пользования, нельзя уносить на свое рабочее место; пипетки после отбора необходимого количества реактива следует немедленно возвращать в реактивную склянку;
остатки реактивов и продуктов реакции сливать только в специальный слив; категорически запрещается сливать их в раковину и общую канализацию;
следует экономно расходовать реактивы, электричество, воду; аккуратно и осторожно обращаться с химической посудой и приборами;
при нагревании растворов в пробирке необходимо пользоваться держателем, отверстие пробирки должно быть обращено внутрь вытяжного шкафа;
все опыты, связанные с применением или образованием ядовитых веществ, вредных паров и газов, а также концентрированных кислот и щелочей, разрешается проводить только в вытяжном шкафу;
по окончании работы необходимо вымыть посуду, убрать рабочее место, выключить электронагревательные приборы, воду и вымыть руки с мылом;
ВНИМАНИЕ! О любых происшествиях немедленно сообщить преподавателю или лаборанту, которые ликвидируют опасность и окажут первую помощь;
при воспламенении горючей жидкости на одежде работающего, необходимо немедленно погасить пламя, завернув пострадавшего в одеяло;
при ожогах концентрированными растворами кислот пораженное место промывают сильной струей воды в течение 2-3 минут, затем 2-3%-ным раствором чайной соды, после чего накладывают марлевую повязку, смоченную 1-2%-ным раствором перманганата калия; при сильных ожогах после оказания первой помощи следует обратиться к врачу;
при ожогах концентрированными растворами щелочей обожженное место промывают обильным количеством воды, затем 1-2%-ным раствором борной или уксусной кислоты, после чего накладывают марлевую повязку, смоченную 1-2%-ным раствором перманганата калия;
при попадании кислоты, щелочи или какого-либо другого реактива в глаза следует промыть их обильным количеством воды и немедленно обратиться к врачу.
6.3. Лабораторная работа «Химические свойства металлов»
Взаимодействие металлов с неметаллами
Опыт 1. Горение магния на воздухе (показательный)
Взять в тигельные щипцы стружку магния и поджечь. Белые порошкообразные продукты горения магния на воздухе перенести в пробирку с дистиллированной водой. Полученную суспензию разделить на две порции. К первой - добавить 2 капли индикатора фенолфталеина, со второй порцией провести качественную реакцию на обнаружение иона NH4+ в соответствии со следующим описанием.
Выполнение реакции:
На одно часовое стекло нанести 2 капли полученного раствора и 2 капли 2н раствора NaOH; на другое стекло поместить универсальный индикатор, смоченный водой, и фильтровальную бумагу, смоченную реактивом Несслера. Бумажки не должны соприкасаться. Накрыть вторым стеклом первое, камеру поместить на ладонь. Через некоторое время фильтровальная бумага на верхнем часовом стекле, смоченная реактивом Несслера, окрашивается в бурый цвет, а универсальный индикатор синеет. Это доказывает наличие ионов NH4+ в полученном растворе.
- Охарактеризовать внешний вид металлического магния.
- Объяснить, почему в обычных условиях металлический магний устойчив на воздухе.
- Отметить, как протекает реакция:
- активно или нет, что выделяется;
- стружка магния сгорела полностью или нет, объяснить;
- охарактеризовать внешний вид продуктов реакции;
- охарактеризовать состав воздуха;
- составить уравнения реакций магния с основными компонентами воздуха:
Mg + O2 →
Mg + N2 →
- охарактеризовать растворимость оксида и гидроксида магния в воде;
- объяснить изменение окраски раствора и ответить, какая среда – кислая, нейтральная или щелочная – в полученном растворе;
- составить уравнения реакций взаимодействия бинарных соединений магния с водой:
MgO + H2O →…;
Mg3N2 + H2O →…;
- составить уравнение электролитической диссоциации гидроксида магния;
Mg(OH)2↓
…;
- охарактеризовать кислотно-основные свойства оксида и гидроксида магния;
- сделать вывод.
Опыт 2. Взаимодействие металлического цинка (Zn) с серой (показательный).
Порошок смеси цинка и серы поместить на асбестовую сетку и осторожно нагреть над пламенем спиртовки. Нагревание прекратить, как только реакция начнется. После завершения реакции продукт разделить на две части и перенести первую - в пробирку с дистиллированной водой, вторую - в пробирку с раствором соляной кислоты. Над второй пробиркой подержать кусочек фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли - нитрата свинца(II).
- Отметить, как протекает реакция, что выделяется;
- что расплавляется при нагревании, и горит слабым, синим пламенем;
- что выделяется в виде белого дыма с резким запахом;
- составить уравнение побочной реакции:
S + O2 →
- какими энергетическими эффектами сопровождается основная реакция взаимодействия цинка с серой;
- взаимодействие цинка с серой является экзо- или эндотермической реакцией;
- охарактеризовать внешний вид продуктов реакции;
- составить уравнение реакции взаимодействия цинка с серой, назвать его;
Zn + S →
- отметить растворяется ли продукт реакции в воде;
- отметить изменения в пробирке с раствором соляной кислоты;
- по запаху определить, какой газ выделяется;
- составить уравнение реакции:
ZnS + HCl → .....
- отметить, какие изменения произошли на фильтровальной бумаге над отверстием пробирки;
- составить уравнение реакции:
H2S + Pb(NO3)2 →
- сделать общий вывод.
Опыт 3. Взаимодействие металлического алюминия (Al) с серой (показательный).
Порошок смеси алюминия и серы поместить на асбестовую сетку, инициировать реакцию горящим магнием и продолжить нагревание над пламенем спиртовки. Нагревание прекратить, как только реакция начнется. После завершения реакции продукт перенести в пробирку с 2н раствором соляной кислоты. Над пробиркой подержать кусочек фильтровальной бумаги, смоченной раствором соли - нитрата свинца(II).
- Отметить, как протекает реакция, что выделяется;
- что расплавляется при нагревании, и горит слабым, синим пламенем;
- что выделяется в виде белого дыма с резким запахом;
- составить уравнение побочной реакции:
S + O2 →
- какими энергетическими эффектами сопровождается основная реакция взаимодействия алюминия с серой;
- взаимодействие алюминия с серой является экзо - или эндотермической реакцией;
- охарактеризовать внешний вид продуктов реакции;
- составить уравнение реакции взаимодействия алюминия с серой, назвать продукт реакции;
Al + S →
- используя таблицу растворимости, ответить, что происходит с продуктом реакции в воде;
- составить уравнение полного гидролиза сульфида алюминия
Al2S3 + H2О →
- отметить, что происходит с сульфидом алюминия в растворе кислоты
- по запаху определить, какой газ выделяется;
- составить уравнение реакции:
Al2S3 + HCl →
- отметить, какие изменения произошли на фильтровальной бумаге над отверстием пробирки;
- составить уравнение реакции:
H2S + Pb(NO3)2 →
- сделать общий вывод.
Взаимодействие металлов с водой
Опыт 4. Взаимодействие металлического натрия с водой (показательный)
В кристаллизатор налить дистиллированной воды и добавить несколько капель раствора фенолфталеина. Пинцетом достать натрий из банки с керосином, обсушить фильтровальной бумагой, почистить скальпелем и отрезать небольшой кусочек. Поместить небольшой кусочек металлического натрия в кристаллизатор с водой, и закрыть его стеклом. Наблюдать за изменениями в кристаллизаторе в течение 5 минут.
- Обратить внимание, как хранят натрий;
- охарактеризовать внешний вид натрия после длительного хранения и на свежем срезе;
- отметить, натрий мягкий или твердый металл, объяснить, почему он легко режется скальпелем;
- какие продукты окисления образуются на его поверхности после длительного хранения;
- составить уравнения возможных реакций, протекающих на поверхности натрия при контакте с воздухом:
Na + O2 →
Na + N2 →
Na2O + H2O →
Na2O + CO2 →
- отметить, как протекает реакция натрия с водой, какие продукты выделяются;
- отметить, как изменилась форма кусочка натрия и о чем это свидетельствует;
- ответить, натрий легкоплавкий или тугоплавкий металл;
- ответить, взаимодействие натрия с водой экзо - или эндотермическая реакция;
- отметить, какую окраску приобрел раствор фенолфталеина, и на какие свойства продукта реакции это указывает;
- составить уравнение реакции натрия с водой:
Na + H2O →
- указать восстановитель и окислитель, какой газ выделяется;
- ответить, почему натрий хранят с особыми предосторожностями, можно ли отнести его к «пожароопасным» веществам;
- рассчитать ЭДС реакции: ЭДС = φок - φвос;.
- сделать вывод.
Опыт 5. Взаимодействие металлов - Ca и Mg - с водой
В две пробирки налить по 2-3 мл дистиллированной воды и добавить 2 капли раствора фенолфталеина. В одну пробирку поместить немного металлического магния, в другую - кальция. Наблюдать за изменениями в пробирках в течение 3-5 минут. Пробирку с магнием нагреть на спиртовке до кипения.
- Отметить, как протекает реакция с Mg при комнатной температуре; с Mg при нагревании;
- сравнить активность металлов Ca и Mg ;
- составить уравнения реакций:
Ca + H2O →
Mg + H2O →
- указать восстановитель и окислитель, какой газ выделяется;
- рассчитать потенциал «водородного электрода»
при рН=7;
- рассчитать ЭДС реакций: ЭДС = φок. – φвос.;
- ответить, почему при комнатной температуре магний практически не взаимодействует с водой;
- что «пассивирует» Mg и почему при нагревании реакция осуществляется;
- отметить, в какой пробирке окраска фенолфталеина более интенсивная;
- по окраске фенолфталеина указать, какая среда в растворах полученных продуктов;
ответить, какие металлы активно взаимодействуют с водой.
Опыт 6. Взаимодействие «амальгамированного» алюминия с водой
В пробирку с 5 мл дистиллированной воды поместить обычную алюминиевую проволоку и оставить для сравнения до окончания опыта. В две пробирки налить по 3-5 мл раствора соли ртути(II) и опустить в каждую металлическую алюминиевую проволоку, выдержать в течение 5 минут. После чего проволочки протереть кусочком фильтровальной бумаги, и одну из них оставить на воздухе, а вторую поместить в пробирку с дистиллированной водой. Наблюдать за изменениями в пробирках и на поверхности проволоки, оставшейся на воздухе, в течение 5-10 минут.
- Отметить, происходят ли изменения в пробирке с обычной алюминиевой проволокой;
- объяснить, почему в обычных условиях алюминий не взаимодействует с водой;
- отметить, как изменилась поверхность алюминиевой проволоки после обработки солью ртути;
- составить уравнения реакций, протекающих в растворе соли ртути
Hg(NO3)2 + H2O →
- составить уравнения реакций, протекающих в растворе соли ртути на поверхности алюминиевой проволоки:
Al2O3 + HNO3 →
Al + Hg(NO3)2 →
- объяснить, может ли образоваться на поверхности «амальгамированного» алюминия защитная оксидная пленка;
- отметить, что образуется на поверхности «амальгамированного» алюминия на воздухе;
- составить уравнение реакции окисления алюминия на воздухе:
Al + O2 →
- отметить, какие изменения происходят в пробирке с «амальгамированной» алюминиевой проволокой в воде;
- составить уравнение реакции между «амальгамированным» алюминием и водой:
Al + H2O →
- ответить, пассивирован или нет «амальгамированный» алюминий.
Взаимодействие металлов с водными растворами щелочей
Опыт 7. Взаимодействие «амфотерных» металлов (Al, Sn, Pb и Zn) с водным раствором щелочи
Налить в четыре пробирки по 1-2 мл концентрированного раствора щелочи - гидроксида натрия - и поместить в каждую из пробирок один из металлов (в первую - алюминиевую стружку, во вторую - гранулу цинка, в третью - гранулу олова, в четвертую - гранулу свинца). Пробирки осторожно нагреть на спиртовке.
- Отметить, как протекает реакция металлических Al, Zn, Sn и Pb с водным раствором щелочи;
- растворы каких веществ называют щелочами, привести примеры;
- сравнить активность металлических Al, Zn, Sn и Pb по отношению к водному раствору щелочи;
- ответить, чем покрыт каждый из металлов;
- составить уравнения реакций растворения оксидных пленок металлов в растворе гидроксида натрия, учитывая, что образуются гидроксокомплексы:
Al2O3 + NaOH + H2O …
ZnO + NaOH + H2O …
SnO2 + NaOH + H2O …
PbO + NaOH + H2O …
- составить уравнения реакций металла с раствором гидроксида натрия, учитывая, что образуются соответствующие гидроксокомплексы с координационным числом равным четырем:
Al + NaOH + H2O …
Zn + NaOH + H2O …
Sn + NaOH + H2O …
Pb + NaOH + H2O …
- указать восстановитель и окислитель;
- ответить, какой газ выделяется;
- выписать (табл.3 приложения) значения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов электрохимических систем
Me + 4OH- - ne [Me(OH)4]n-4:
…;
…;
…
.;
…;
- сравнить их значения с соответствующими потенциалами для процессов окисления в кислой среде:
…;
…;
…
;
…;
- ответить, в какой среде более выражены восстановительные свойства металлических Al, Zn, Sn и Pb;
-
рассчитать потенциал «водородного
электрода»
при рН=14;
- рассчитать ЭДС реакций: ЭДС = φок . – φвос.
- сделать вывод.
Взаимодействие металлов с растворами кислот, окисляющими ионом H+
Опыт 8. Взаимодействие металлов с соляной кислотой. Ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов металлов
В пять пробирок налить по 1 мл 2 М раствора соляной кислоты и поместить в каждую пробирку по одному кусочку металла Mg, Zn, Fe, Pb, Cu. Наблюдать за изменениями в пробирках в течение 5-10 минут. Пробирку со свинцом нагреть, после охлаждения добавить 2 капли раствора сульфида натрия. В пробирку с железом добавить 2 капли раствора K3[Fe(CN)6] – индикатора на ион Fe2+.
- Отметить, как протекают реакции в каждой из пробирок, что выделяется;
- расположить металлы в порядке уменьшения их активности по отношению к соляной кислоте;
- какой металл не взаимодействует с соляной кислотой;
- составить уравнения реакций
Mg + HCl → …;
Zn + HCl → …;
Fe + HCl → …;
- определить окислитель и восстановители;
- выписать из табл.3 приложения значения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов электрохимических систем
- рассчитать ЭДС проведенных реакций
ЭДС = φок . – φвос.
- указать, какие из проведенных реакции термодинамически возможны;
- сформулировать условие самопроизвольного протекания окислительно-восстановительной реакции;
- отметить, появляется ли синее окрашивание в пробирке с железом;
- составить уравнение реакции, подтверждающей наличие ионов Fe2+ в растворе
Fe2+ + K+ + [Fe(CN)6]2- → KFe[Fe(CN)6]
синий
- отметить, какие изменения происходят в пробирке со свинцом после нагревания;
- составить уравнение реакции
Pb + HCl → …;
- составить уравнение реакции, подтверждающей наличие ионов Pb2+ в растворе
PbCl2 + Na2S → …;
- ответить, почему свинец не взаимодействует с соляной кислотой при комнатной температуре;
- объяснить, что такое «пассивирование металла»;
- сформулировать, какие металлы могут вытеснять молекулярный водород из кислот.
Взаимодействие металлов с растворами солей. Ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов.
Опыт 9. Взаимодействие металлического цинка с растворами солей
В пять пробирок внести по грануле металлического цинка и прилить по 1мл раствора соли: в первую пробирку - хлорида магния; во вторую - сульфата железа (II); в третью - хлорида олова (II); в четвертую - нитрата свинца (II); в пятую - сульфата меди (II). Наблюдать за изменениями в пробирках в течение 5-10 минут. Используя универсальный индикатор, измерить рН в растворах солей.
- Отметить, как протекают реакции в каждой из пробирок, что выделяется;
- ответить, реакция металлов с водными растворами - гомогенная или гетерогенная;
- ответить, с раствором какой соли цинк не взаимодействует;
- составить уравнения основных реакций:
Zn + FeSO4 …;
Zn + SnCl2 …;
Zn + Pb(NO3)2 …;
Zn + CuSO4 …;
- указать восстановитель и окислитель;
- используя значения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов (табл.3 приложения), рассчитать ЭДС проведенных реакций:
ЭДС = φок - φвос;.
- расположить растворы солей в порядке увеличения ЭДС и активности их взаимодействия с цинком;
используя ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов, сформулировать, какие металлы могут быть «вытеснены» из растворов их солей цинком;
- по измеренной величине рН, ответить, какая среда в каждом из растворов солей;
- составить уравнения побочных реакций:
Me2+ + H2O MeOH+ + H+ (уравнение гидролиза)
Zn + H+ …
- ответить, какой газ выделяется;
- сделать общий вывод
Опыт 10. Взаимодействие металлического железа с раствором хлорида цинка
В пробирку внести гранулу или опилки металлического железа и прилить 1мл раствора соли хлорида цинка, добавить 2 капли гексацианоферрата(Ш) калия (K3[Fe(CN)6]) - индикатора на ионы Fe2+. Наблюдать за изменениями в пробирке в течение 5-10 минут. Используя универсальный индикатор, измерить рН в растворе соли хлорида цинка.
- Отметить, как протекает реакция, что выделяется и как изменяется окраска раствора;
- ответить, может ли окисляться железо ионами цинка, рассчитать ЭДС реакции;
- по измеренной величине рН, ответить, какая среда в растворе соли;
- ответить, какой газ выделяется;
- составить уравнение реакции гидролиза в молекулярной и ионной форме:
Zn 2+ + H2O
- составить уравнение реакции окисления железа:
Fe + H+ …
- указать восстановитель и окислитель;
- используя значения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов (табл.3 приложения), рассчитать ЭДС реакции:
ЭДС = φок . – φвос.
- составить уравнение реакции, подтверждающей накопление ионов Fe2+
Fe2+ + K+ + [Fe(CN)6]3-
- сделать вывод.
Опыт 11. Взаимодействие металлического алюминия с раствором карбоната натрия
В пробирку внести гранулу или опилки металлического алюминия и прилить 1мл раствора соли карбоната натрия. Наблюдать за изменениями в пробирке в течение 5-10 минут. Используя универсальный индикатор, измерить рН в растворе соли карбоната натрия.
- Отметить, как протекает реакция, что выделяется;
- ответить, может ли окисляться алюминий ионами натрия, рассчитать ЭДС реакции: ЭДС = φок . – φвос.;.
- по измеренной величине рН, ответить, какая среда в растворе соли карбоната натрия;
- ответить, какой газ выделяется;
- составить уравнение реакции гидролиза карбоната натрия в молекулярной и ионной форме:
CO32- + H2O
- составить уравнение реакции растворения оксидной пленки:
Al2O3 + OH- + H2O
- составить уравнение реакции окисления алюминия:
Al + OH- + H2O
- указать восстановитель и окислитель;
используя значения стандартных окислительно-восстановительных потенциалов (табл.3 приложения), рассчитать ЭДС реакции:
ЭДС = φок - φвос;
- сделать вывод.
Взаимодействие металлов с концентрированной серной кислотой
Опыт 12. Взаимодействие магния - Mg- с концентрированной серной кислотой (показательный)
В пробирку поместить 1-2 стружки магния и прилить 1 мл концентрированной серной кислоты. Подержать над отверстием пробирки фильтровальную бумагу, смоченную раствором соли свинца (II). Наблюдать за изменениями в пробирке в течение 2-3 минут, пробирку осторожно нагреть на спиртовке.
- Отметить, какие изменения происходят в пробирке; на фильтровальной бумаге;
- ответить, какой элемент является окислителем в концентрированной серной кислоте;
- до каких продуктов может восстанавливаться концентрированная серная кислота;
- ответить, что образуется при окислении металлического магния;
- составить уравнение первой реакции, учитывая, что первоначально выделяющийся газ- SO2:
Mg + H2SO4(конц.) SO2 + … + …;
- составить уравнение второй реакции, учитывая, что образующийся бледно-желтый осадок -S:
Mg + H2SO4(конц.) S + … + …;
- составить уравнение третьей реакции, учитывая, что выделяющийся газ с характерным запахом - H2S:
Mg + H2SO4(конц.) H2S + … + …;
- составить уравнение реакции, протекающей на фильтровальной бумаге и доказывающей образование сероводорода:
H2S + Pb(NO3)2 …;
- ответить, реакция магния с концентрированной серной кислотой является селективной или нет.
Опыт 13. Взаимодействие железа - Fe - с концентрированной серной кислотой (показательный)
В пробирку поместить 1-2 стружки железа и прилить 1 мл концентрированной серной кислоты. Наблюдать за изменениями в пробирке в течение 2-3 минут; пробирку нагреть на спиртовке. После охлаждения 2-3 капли полученного раствора внести в пробирку с 1 мл дистиллированной воды и добавить 2 капли раствора тиоцианата калия (KSCN)
- Отметить, какие изменения происходят в пробирке при комнатной температуре; при нагревании;
- ответить, в каких условиях железо «пассивируется» концентрированной серной кислотой;
- составить уравнение реакции железа с концентрированной серной кислотой при нагревании, учитывая, что образуется сульфат железа (III), вода и оксид серы (IV): t0
Fe
+ H2SO4(конц.)
- отметить, какие изменения происходят в пробирке с тиоцианатом калия (KSCN);
- составить уравнение реакции, объясняющей появление кроваво-красного окрашивания в результате образования гексатиоцианатоферрата (III) калия
Fe2(SO4)3 + KSCN
- сделать вывод.
Опыт 14. Взаимодействие свинца- Pb - с концентрированной серной кислотой (показательный)
В пробирку поместить 1-2 гранулы свинца и прилить ≈ 1 мл концентрированной серной кислоты. Наблюдать за изменениями в пробирке в течение 2-3 минут; пробирку осторожно нагреть на спиртовке.
- Отметить, какие изменения происходят в пробирке при комнатной температуре и при нагревании;
- ответить, до какого продукта окисляется свинец;
- ответить, какие продукты образуются из серной кислоты;
- составить уравнение первой реакции, учитывая, что первоначально выделяющийся газ - SO2:
Pb + H2SO4(конц.) SO2 + … + …;
- составить уравнение второй реакции, учитывая, что образующийся бледно-желтый осадок на стенках пробирки - элементарная сера:
Pb + H2SO4(конц.) S + … + …;
- сделать вывод.
Опыт 15. Взаимодействие меди - Си - с концентрированной серной кислотой (показательный)
В пробирку поместить 1-2 стружки меди и прилить 1 мл концентрированной серной кислоты. Наблюдать за изменениями в пробирке в течение 2-3 минут; пробирку осторожно нагреть на спиртовке. После охлаждения 2-3 капли полученного раствора внести в пробирку с 1 мл дистиллированной воды и добавить 2 капли гексацианоферрата(II) калия (K4[Fe(CN)6]).
- Отметить, какие изменения происходят в пробирке при комнатной температуре и при нагревании;
- составить уравнение реакции меди с концентрированной серной кислотой при нагревании, учитывая, что образуется сульфат меди(II), вода и оксид серы (IV): to
Cu + H2SO4(конц.) SO2 + … + …;
- ответить, какой осадок бурого цвета может образовать медь при взаимодействии с концентрированной серной кислотой;
- составить уравнение реакции меди с концентрированной серной кислотой при нагревании, учитывая, что образуется бурый осадок сульфида меди(П):
Cu + H2SO4(конц.) CuS + … + …;
- отметить, какие изменения происходят в пробирке с гексацианоферратом(II) калия (K4[Fe(CN)6]) – индикатором на ионы Cu2+;
- составить уравнение реакции, объясняющей появление красно-бурого осадка в результате образования гексацианоферрата(II) меди(II) (Cu2[Fe(CN)6])
Cu2+ + [Fe(CN)6]4-
- сделать вывод.
Взаимодействие металлов с азотной кислотой
Опыт 16. Взаимодействие металлов – Mg, Fe, Cu - с разбавленной азотной кислотой (показательный)
В три пробирки налить по 2-3 мл разбавленной азотной кислоты. Осторожно опустить в первую пробирку стружку меди, во вторую - железа, в третью - магния. Если реакция идет слабо, слегка нагреть пробирки. После охлаждения в пробирку с Fe добавить 1 каплю тиоцианата калия (KSCN).
- Отметить, какие изменения происходят в каждой из пробирок, с каким металлом реакция идет наиболее энергично;
- составить уравнения возможных реакций Mg с разбавленной азотной кислотой, учитывая, что образуется нитрат магния, вода и продукт восстановления азота (V)
Mg + HNO3(разб.) NO + … + …;
Mg + HNO3(разб.) NH4NO3 + … + …;
-составить уравнение реакции Fe с разбавленной азотной кислотой, учитывая, что образуются нитрат железа (III), вода и оксид азота (II):
Fe + HNO3(разб.) NO + … + …;
- ответить, действием какого реактива можно доказать образование соли железа (III);
- составить уравнение реакции меди с разбавленной азотной кислотой, учитывая, что образуются нитрат меди (II), вода и оксид азота (II).
Cu + HNO3(разб.) NO + … + …;
- сделать вывод.
Опыт 17. Взаимодействие металлов – Cu, Fe, Sn- с концентрированной азотной кислотой (показательный)
В три пробирки налить по ~1 мл концентрированной азотной кислоты. Осторожно опустить в первую пробирку стружку меди, во вторую -железа, в третью - олова. Наблюдать за изменениями в пробирках в течение ~2 минут. Пробирки с железом и оловом нагреть. После охлаждения в пробирку с Fe добавить 1 каплю тиоцианата калия (KSCN).
- Отметить, какие изменения происходят в каждой из пробирок при комнатной температуре, при нагревании;
- ответить с каким металлом при комнатной температуре реакция идет наиболее энергично, какие металлы «пассивируются» концентрированной азотной кислотой;
- составить уравнение реакции меди с концентрированной азотной кислотой, протекающей при комнатной температуре с образованием нитрата меди (II), воды и оксида азота (IV).
Cu + HNO3(конц.) NO2 ↑ + … + …;
Бурый
- отметить, какие изменения происходят в пробирке с тиоцианатом калия (KSCN);
- составить уравнение реакции, объясняющей появление кроваво-красного окрашивания в результате образования гексатиоцианатоферрата (III) калия
Fe(NO3)3 + KSCN
- составить уравнение реакции железа с концентрированной азотной кислотой, протекающей при нагревании с образованием нитрата железа (III), воды и оксида азота (IV):
Fe + HNO3(конц.) NO2 + … + …;
- составить уравнение реакции олова с концентрированной азотной кислотой, протекающей при нагревании с образованием метаоловянной кислоты, воды и оксида азота (IV):
Sn + HNO3(конц.) NO2 + H2SnO3 + …;
- сделать вывод.
Опыт 18. Взаимодействие алюминия - А1- с концентрированной азотной кислотой (показательный)
В две пробирки налить по 1 мл концентрированной азотной кислоты и опустить в первую - алюминиевую проволоку, во вторую - гранулу или стружку алюминия. Наблюдать за изменениями в пробирках в течение 2 минут. Вынуть проволоку из раствора азотной кислоты и опустить в пробирку с раствором сульфата меди (II), наблюдать 2 минуты, после чего добавить 5-6 капель раствора хлорида натрия и наблюдать за изменениями. Пробирку с алюминиевой стружкой (или гранулой) в растворе азотной кислоты осторожно нагреть на спиртовке.
- Отметить, какие изменения происходят в каждой из пробирок при комнатной температуре; при нагревании;
- ответить, почему при комнатной температуре реакция активного металла алюминия с концентрированной азотной кислотой не идет;
- ответить, возможно, ли окисление алюминия ионами Cu2+;
- отметить, наблюдается ли выделение меди на алюминиевой проволоке из раствора сульфата меди (II) до и после добавления хлорида натрия;
- объяснить, почему после действия концентрированного раствора азотной кислоты, алюминий не взаимодействует с раствором сульфата меди (П);
- объяснить, какова роль хлорида натрия в реакции алюминия с раствором сульфата меди (П);
- составить уравнение реакции алюминия с сульфатом меди (II), рассчитать ЭДС реакции: ЭДС = φок . – φвос.
Al + CuSO4
- составить уравнение реакции алюминия с концентрированной азотной кислотой, протекающей при нагревании с образованием нитрата алюминия (III), воды и оксида азота (IV):
Al + HNO3(конц.) NO2 + … + …;
- сделать вывод.
Взаимодействие металлов с раствором аммиака
Опыт 19. Взаимодействие металлов – Zn, Cu - с концентрированным раствором аммиака
В две пробирки налить по 1 мл концентрированного раствора аммиака Осторожно опустить в первую пробирку пластинку меди, во вторую - гранулу цинка. Наблюдать за изменениями в пробирках в течение 10 минут. Пробирки нагреть и наблюдать в течение 30 минут.
- Отметить, какие изменения происходят в каждой из пробирок при комнатной температуре; при нагревании;
- составить уравнение реакции растворения оксидной пленки на поверхности цинка в аммиаке, учитывая, что образуется аммиакатный комплекс – гидроксид тетрааминцинка (II):
ZnO + H2O + NH3
- составить уравнение реакции растворения оксидной пленки на поверхности меди в аммиаке, учитывая, что образуется аммиакатный комплекс – гидроксид тетрааминмеди (II):
CuO + H2O + NH3
- составить уравнение реакции окисления цинка водой в присутствии аммиака, учитывая, что образуется аммиакатный комплекс – гидроксид тетрааминцинка (II) и водород:
Zn + H2O + NH3
- выписать из таблицы приложения значения окислительно-восстановительных потенциалов и рассчитать ЭДС реакции:
ЭДС = φок . – φвос = φH20/Н2 - φ [Zn(NНЗ)4]2-/Zn
- составить уравнение реакции окисления цинка кислородом в присутствии аммиака, учитывая, что образуется аммиакатный комплекс – гидроксид тетрааминцинка (II):
Zn + O2 + NH3
- выписать из таблицы приложения значения окислительно-восстановительных потенциалов и рассчитать ЭДС реакции:
ЭДС = φок . – φвос = φO2/Н2O - φ [Zn(NНЗ)4]2-/Zn
- составить уравнение реакции окисления меди кислородом в присутствии аммиака, учитывая, что образуется аммиакатный комплекс – гидроксид тетрааминмеди (II): Cu + O2 + NH3
- выписать из таблицы приложения значения окислительно-восстановительных потенциалов и рассчитать ЭДС реакции:
ЭДС = φок . – φвос = φO2/Н2O - φ [Cu(NНЗ)4]2-/Cu
- сделать вывод.
Контрольные вопросы
Какие элементы Периодической системы относятся к металлам, и какие к неметаллам?
Какие элементы относят к s– металлам и где они расположены в Периодической системе?
Укажите валентные электроны для s – металлов.
Какие степени окисления характерны для s – металлов?
Какие элементы относят к p – металлам и где они расположены в Периодической системе?
Укажите валентные электроны для p – металлов
Какие степени окисления характерны для p – металлов?
Какие элементы относят к d – металлам и где они расположены в Периодической системе?
Укажите валентные электроны для d – металлов.
Какие степени окисления характерны для d – металлов?
Как изменяются радиусы атомов элементов одного периода?
Как изменяются радиусы атомов элементов одной главной подгруппы?
Как изменяются радиусы атомов элементов одной побочной подгруппы?
Как изменяются энергии ионизации атомов элементов одного периода?
Как изменяются энергии ионизации атомов элементов одной главной подгруппы?
Как изменяются энергии ионизации атомов элементов одной побочной подгруппы?
Как изменяется «сродство атомов к электрону» элементов одного периода?
Как изменяется «сродство атомов к электрону» элементов одной главной подгруппы?
Как изменяется «сродство атомов к электрону» элементов одной побочной подгруппы?
Как изменяется электроотрицательность элементов одного периода?
Как изменяется электроотрицательность элементов одной главной подгруппы?
Как изменяется электроотрицательность элементов одной побочной подгруппы?
Что такое «металличность» и как она изменяется у элементов Периодической системы по периоду и по подгруппам?
Какая связь образуется между атомами металлов, какова ее природа и свойства?
Что такое энергия металлической связи и как она изменяется у элементов Периодической системы по периоду и по подгруппам?
Какие физические свойства характерны для металлов?
Какие свойства в химических реакциях проявляют металлы?
От каких факторов зависит химическая активность металлов?
Как изменяется химическая активность металлов одного малого периода? Большого периода?
Как изменяется химическая активность металлов одной главной подгруппы?
Как изменяется химическая активность металлов одной побочной подгруппы?
Какие свойства в химических реакциях проявляют неметаллы?
От каких факторов зависит химическая активность неметаллов?
Как изменяется химическая активность неметаллов одного периода?
Как изменяется химическая активность неметаллов одной главной подгруппы?
Что образуется при взаимодействии металлов с неметаллами?
Как определить возможность протекания реакции между металлом и неметаллом?
Что такое «пассивирование» металла?
Какие соединения образуют металлы с галогенами?
Какие продукты образуются при взаимодействии металлов с кислородом?
Какие соединения называют оксидами, пероксидами, надпероксидами?
Какие металлы при взаимодействии с кислородом могут образовать пероксиды, надпероксиды?
Что такое стехиометричные соединения и нестехиометричные соединения?
Какие неметаллы образуют с металлами преимущественно нестехиометричные соединения?
Какие металлы образуют с водородом нестехиометричные соединения?
Какие соединения образуют металлы с халькогенами?
Какие соединения образуют металлы с азотом; с фосфором?
Какие соединения образуют металлы с углеродом; с кремнием?
Что является мерой химической активности металла в реакции с водными растворами?
Какие электрохимические системы характеризует ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов
Как по положению металла в ряду стандартных окислительно-восстановительных потенциалов определить химическую активность металла?
Как по положению металла в ряду стандартных окислительно-восстановительных потенциалов определить окислительную способность катиона металла?
Для реакций в какой среде – кислой или щелочной – составлен ряд стандартных окислительно-восстановительных потенциалов металла?
Как определить возможность взаимодействия металла с водным раствором окислителя?
Какой элемент является окислителем в воде, и что образуется при восстановлении воды?
Как зависят окислительно-восстановительные свойства «водородного электрода» от кислотности (pH) раствора?
Для каких металлов термодинамически возможна реакция с водой, и почему большинство из них в обычных условиях водой не окисляются?
Какие металлы легко взаимодействуют с водой при комнатной температуре?
Какие продукты образуются при взаимодействии металла с водой?
Как можно удалить пассивирующую защитную оксидную пленку с поверхности металла?
Что такое «амальгамирование», и какие реакции протекают в растворе соли ртути?
Растворы каких веществ называют щелочами?
Какие металлы взаимодействуют с водными растворами щелочей?
При выполнении каких условий возможно взаимодействие металлов с водными растворами щелочей?
Какие металлы относят к «амфотерным»?
Как изменяется величина окислительно-восстановительного потенциала электрохимической системы: Me - ne- → Men+ при переходе от кислой к щелочной среде в случае «амфотерного» металла?
Как изменяется восстановительная cпособность «амфотерного» металла при переходе от кислой к щелочной среде?
Какие продукты образуются при взаимодействии «амфотерного» металла с водными растворами щелочей?
Какие кислоты окисляют только ионом Н+?
Какие металлы могут окисляться ионом Н+ при pH = 0?
Возможно ли пассивирование s – и p –металлов в кислой среде оксидными пленками?
При каком условии возможно пассивирование s – и p –металлов в кислой среде?
Какие d – металлы пассивированы в кислотах оксидными пленками?
В каких кислотах металлы IVБ - VБ - подгрупп окисляются с образованием комплексных соединений и выделением водорода?
Какие продукты образуются при взаимодействии металлов с разбавленной серной кислотой?
Какой элемент является окислителем в концентрированной серной кислоте, и какие продукты образуются при ее восстановлении?
Какие металлы могут окисляться концентрированной серной кислотой?
Какие металлы пассивированы концентрированной серной кислотой «на холоде»?
Какие продукты образуются при взаимодействии металлов с концентрированной серной кислотой?
Какой элемент является окислителем в азотной кислоте, и какие продукты образуются при ее восстановлении?
Какие факторы влияют на состав продуктов восстановления азотной кислоты?
Какие металлы могут окисляться концентрированной азотной кислотой?
Какие металлы пассивированы концентрированной азотной кислотой «на холоде»?
Какие продукты образуются при взаимодействии металлов с разбавленной азотной кислотой?
Какие продукты образуются при взаимодействии металлов с концентрированной азотной кислотой?
Что входит в состав «царской водки»?
Что является окислителем в «царской водке»?
Какую роль в процессе окисления металлов «царской водкой» выполняет соляная кислота?
Почему «царская водка» является более сильным окислителем, чем азотная кислота?
Какие металлы окисляются «царской водкой»?
Какие продукты образуются при взаимодействии металлов с «царской водкой»?
Как металлы могут взаимодействовать с растворами солей?
При каком условии металлы могут окисляться катионами соли?
Какие металлы взаимодействуют с растворами солей, подвергающихся гидролизу по катиону?
Какие металлы взаимодействуют с растворами солей, подвергающихся гидролизу по аниону?
Как влияет присутствие кислорода на поведение металла в растворе соли?
Оксиды каких металлов растворяются в избытке концентрированного аммиака?
Какие металлы могут окисляться в растворе аммиака водой?
Что образуется при окислении металла водой в растворе аммиака?
100. Что образуется при окислении металла кислородом в растворе аммиака?
101. Как влияет комплексообразование на восстановительные свойства металла?
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 1. Конфигурации внешних электронных оболочек элементов, первый потенциал ионизации и сродство к электрону
Главные подгруппы
период |
IA |
IIA |
IIIА |
IVА |
VА |
VIА |
VIIА |
VIIIА |
1 |
Н Is1 13,60 0,75
|
|
|
|
|
|
|
He Is2 24,58 -0,22 |
2 |
Li 2sl 5,39 0,62
|
Be 2sl 9,32 -2,5 |
В 2pl 8,30 0,24 |
С 2р2 11,26 1,27 |
N 2p3 14,53 ~0 |
О 2р4 13,61 1,47 |
F 2p5 17,42 3,34 |
Ne 2p6 21,56 -0,30 |
3 |
Na 3sl 5,14 0,55
|
Mg 3s2 7,64 -2,4 |
Al 3pl 5,98 0,46 |
Si 3p2 8,15 1,24 |
P 3p3 10,48 0,74 |
S 3p4 10,36 2,08 |
Cl 3p5 13,01 3,61 |
Ar 3p6 15,76 -0,36 |
4 |
К 4s1 4,34 0,50
|
Ca 4s2 6,11 -1,62 |
Ga 4p1 6,00 0,37 |
Ge 4p2 7,88 1,20 |
As 4p3 9,81 0,81 |
Se 4p4 9,75 2,02 |
Br 4p5 11,84 3,36 |
Kr 4p6 14,00 -0,40 |
5 |
Rb 5s1 4,18 0,49
|
Sr 5s2 5,69 -1,74 |
In 5p1 5,79 0,35 |
Sn 5p2 7,34 1,25 |
Sb 5p3 8,64 1,07 |
Те 5р4 9,01 1,97 |
I 5p5 10,45 3,06 |
Xe 5p6 12,13 -0,42 |
6 |
Cs 6s1 3,89 0,47
|
Ba 6s2 5,21 -0,54 |
Tl 6pl 6,11 0,5 |
Pb 6p2 7,42 1,05 |
Bi 6p3 7,29 |
Po 6p4 8,43 1,8 |
At 6p5 9,5 2,8 |
Rn 6p6 10,75 -0,42 |
7 |
Fr 7sl |
Ra 7s2 5,28
|
|
|
|
|
|
|
Побочные подгруппы
|
IIIБ |
IVБ |
VБ |
VIБ |
VIIБ |
VIIIБ |
IБ |
IIБ |
||
4 |
Sc 3d'4s2 6,54 |
Ti 3d24s2 6,82 |
V 3d34s2 6,74 |
Cr 3d54s1 6,76 0,66
|
Mn 3d54s2 7,43 |
Fe 3d64s2 7,87 |
Co 3d74s2 7,86 |
Ni 3d84s2 7,63 1,15 |
Cu 3d104s1 7,72 1,23 |
Zn 3d104sl 9,39 |
5 |
Y 4d15s2 6,38 |
Zr 4d25s2 6,84 |
Nb 4d45s1 6,88 |
Mo 4d55s1 7,10 1,0
|
Tc 4d55s2 7,28 |
Ru 4d75sl 7,36 |
Rh 4d85s1 7,46 |
Рd 4d105s° 8,33 |
Ag 4d105s1 7,57 1,30 |
Cd 4d105s2 8,99 |
6 |
La 5d16s2 5,61 |
Hf 5d26s2 7 |
Та 5d36s2 7,88 0,8
|
W 5d46s2 7,98 0,5 |
Re 5d56s2 7,87 0,15 |
Os 5d66s2 8,7 |
Ir 5d76s2 9 |
Pt 5d96sl 9,0 2,13 |
Au 5d106s1 9,22 2,31 |
Hg 5d106s2 10,43 |
7 |
Ac 6d17s2 6,9
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Се 4f2 - -
|
Pr 4f3 - - |
Nd 4f4 6,3 - |
Pm 4f5 - - |
Sm 4f6 5,6 - |
Eu 4f7 5,7 - |
Gd 4f75d1 6,2 - |
Tb, 4f9 6,7 - |
Dy 4f10 6,8 - |
Ho 4f11 - - |
Er 4f12 6,1 - |
Tm 4f13 5,8 - |
Yb 4f14 6,2 - |
Lu 4f145d1 6,2 - |
Th 6d2 6,95 -
|
Pa 5f26d1 - - |
U 5f36d1 6,1 - |
Np 5f5 - - |
Pu 5f6 5,1 - |
Am 5f7 6,0 - |
Cm 5f76d1 - - |
Bk 5f86d1 - - |
Cf 5f10 - - |
Es 5f11 - - |
Fm 5f12 - - |
Md 5f13 - - |
No 5f14 - - |
Lr |
Примечание к таблице 1
a Верхняя строка — конфигурация внешних электронных оболочек (основное состояние);
средняя строка — первый потенциал ионизации Еион, эВ (все величины соответствуют поглощению энергии);
нижняя строка — энергия сродства атома к электрону (первая ступень) Есрод ат к е эВ
(отрицательные величины — поглощение энергии, положительные — выделение энергии).
Таблица 2. Ковалентные и атомные радиусы металлов а
Главные подгруппы
период |
IA |
IIA |
IIIА |
IVА |
VА |
VIА |
VIIА |
VIIIА |
1 |
Н 0,370б 0,30 |
|
|
|
|
|
|
He - (1,50) |
2 |
Li 1,336б 1,520 |
Be - 1,113
|
В 0,81 0,794г |
С 0,772 - |
N 0,74д 0,549б |
О 0,74д 0,603б |
F 0,72б - |
Ne - (1,59)в |
3 |
Na 1,5395б 1,858
|
Mg 1,54б 1,598
|
Al 1,18 1,432 |
Si 1,18 1,32е |
P 1,10ж - |
S 1,04д - |
Cl 0,99б - |
Ar - (1,91)в |
4 |
К 1,953б 2,272
|
Ca 1,74 1,974
|
Ga 1,26 1,22
|
Ge 1,22 1,37е
|
As 1,21ж 1,25
|
Se 1,17б 1,16
|
Br 1,14б |
Kr - (2,01)в |
5 |
Rb 2,16 2,475 |
Sr 1,91 2,152
|
In 1,44 1,620
|
Sn 1,40 1,62
|
Sb 1,41 1,45
|
Те 1,37 1,43
|
I 1,33б - |
Xe - (2,20)в |
6 |
Cs 2,35 2,655
|
Ba 1,98 2,173
|
Tl 1,48 1,704 |
Pb 1,47 1,750
|
Bi 1,46 1,543
|
Po - 1,67
|
At - -
|
Rn
|
7 |
Fr l |
Ra
|
|
|
|
|
|
|
Побочные подгруппы
|
IIIБ |
IVБ |
VБ |
VIБ |
VIIБ |
VIIIБ |
IБ |
IIБ |
||
4 |
Sc 1,44 1,606
|
Ti 1,32 1,448
|
V 1,22 1,311
|
Cr 1,18 1,249
|
Mn 1,17 1.366з |
Fe 1,17 1,241
|
Co 1,16 1,253
|
Ni 1,15 1,247
|
Cu 1,17 1,278
|
Zn 1,25 1,332
|
5 |
Y 1,62 1,776
|
Zr 1,45 1,589
|
Nb 1,34 1,429
|
Mo 1,30 1,363
|
Tc 1,27 1,352
|
Ru 1,25 1,325 |
Rh 1,25 1,345
|
Рd 1,28 1,376
|
Ag 1,34 1,445
|
Cd 1,48 1,489
|
6 |
La 1,69 1,869 |
Hf 1,44 1,564 |
Та 1,34 1,43 |
W 1,30 1,370
|
Re 1,28 1,370
|
Os 1,26 1,338
|
Ir 1,27 1,358
|
Pt 1,30 1,387
|
Au 1,34 1,442
|
Hg 1,49 1,502
|
7 |
Ac — 1,878 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Се 1,65 1,625 |
Pr 1,64 1,820 |
Nd 1,64 1,814 |
Pm - - |
Sm 1,63 — |
Eu 1,85 1,995 |
Gd 1,62 1,786 |
Tb, 1,61 1,763 |
Dy 1,60 1,752 |
Ho 1,58 1,443 |
Er 1,58 1,734 |
Tm 1,58 1,424 |
Yb — 1,940 |
Lu 1,56 1,717 |
Th 1,65 1,797
|
Pa — 1,606
|
U 1,42 1,3 |
Np — 1,31
|
Pu - 1,513
|
Am |
Cm
|
Bk
|
Cf
|
Es
|
Fm
|
Md
|
No
|
Lr |
Примечание к таблице 2
а - Верхняя строка—ковалентный радиус, нижняя строка — атомный радиус металла (все величины в Ао).
б - Простые вещества — двухатомная молекула.
в - Вандерваальсов радиус.
г - Для связи В—В в простом веществе.
д - Для простой связи в химических соединениях.
е – Структура металла в модификации при высоком давлении.
ж - Для связи в P4 и As4.
з - 1095°С.
Таблица 3. Электроотрицательности элементов а
Главные подгруппы
период |
IA |
IIA |
IIIА |
IVА |
VА |
VIА |
VIIА |
VIIIА |
1 |
Н 2,1 |
|
|
|
|
|
|
He
|
2 |
Li 0,80 1,0 0,97 |
Be 2,15 1,5 1,47 |
В 1,9 2,0 2,07 |
С 2,5 2,5 2,5 |
N 3,7 3,0 3,07 |
О 3,5 3,5 3,5 |
F 3,9 4,0 4,1 |
Ne
|
3 |
Na 0,74 0,9 1,01 |
Mg 1,2 1,2 1,23 |
Al 1,6 1,5 1,47 |
Si 2,25 1,8 1,74 |
P 2,8 2,1 2,06 |
S 2,6 2,5 2,44 |
Cl 2,95 3,0 2,83 |
Ar
|
4 |
К 0,8 0,8 0,91 |
Ca - 1,0 1,04 |
Ga 1,9 1,6 1,82 |
Ge - 1,8 2,02 |
As 1,8 2,0 2,2 |
Se 2,2 2,4 2,48 |
Br 2,8 2,8 2,74 |
Kr
|
5 |
Rb - 0,8 0,89 |
Sr - 1,0 0,99 |
In 1,8 1,7 1,49 |
Sn - 1,8 1,72 |
Sb 1,7 1,9 1,82 |
Те - 2,1 2,01 |
I 2,2 2,5 2,21 |
Xe
|
6 |
Cs 0,8 0,7 - |
Ba 0,9 0,9 0,99 |
Tl 2,0 1,8 - |
Pb 2,3 1,8 - |
Bi 2,0 1,9 - |
Po - 2,0 - |
At - 2,2 - |
Rn
|
7 |
Fr - 0,7 - |
Ra - 0,9 - |
|
|
|
|
|
|
Побочные подгруппы
|
IIIБ |
IVБ |
VБ |
VIБ |
VIIБ |
VIIIБ |
IБ |
IIБ |
||
4 |
Sc 1,7 1,3 1,2 |
Ti - 1,5 1,32 |
V - 1,6 1,45 |
Cr - 1,6 1,56 |
Mn - 1,5 1,6 |
Fe - 1,8 1,64 |
Co - 1,8 1,75 |
Ni - 1,8 1,75 |
Cu 1,4 1,9 1,75 |
Zn 1,5 1,6 1,66 |
5 |
Y - 1,2 1,11 |
Zr - 1,4 1,22 |
Nb - 1,6 1,23 |
Mo - 1,8 1,3 |
Tc - 1,9 1,36 |
Ru - 2,2 1,42 |
Rh - 2,2 1,45 |
Рd - 2,2 1,35 |
Ag 1,4 1,9 1,42 |
Cd 1,4 1,7 1,46 |
6 |
La - 1,1 - |
Hf - 1,3 - |
Та - 1,5 - |
W 2,4 1,7 - |
Re - 1,9 - |
Os - 2,2 1,52
|
Ir 2,2 2,2 - |
Pt 2,3 2,2 - |
Au 2,5 2,4 - |
Hg 2,0 1,9 - |
7 |
Ac - 1,1 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание к таблице 3
a - Верхняя строка — электроотрицательности по Малликену, средняя — по Полингу, нижняя — по Олреду —Рохову.
6 - Лантаноиды: 1,1-1,3; с увеличением атомного номера электроотрицательность слегка возрастает.
в – Актиноиды: 1,2 – 1,5 (приблизительные данные)
Таблица 4. Энергия образования изолированных атомова
Главные подгруппы
период |
IA |
IIA |
IIIА |
IVА |
VА |
VIА |
VIIА |
VIIIА |
1 |
Н 217,99
|
|
|
|
|
|
|
He 0 |
2 |
Li 160,7
|
Be 324,3 |
В 555,6 |
С 715,0 |
N 472,8 |
О 249,4 |
F 78,99 |
Ne 0 |
3 |
Na 108,7
|
Mg 147,7 |
Al 326,4 |
Si 450,6 |
P 314,6 |
S 279,0 |
Cl 121,3 |
Ar 0 |
4 |
К 89,1
|
Ca 178,2 |
Ga 277,0 |
Ge 376,6 |
As 302,5 |
Se 205,69 |
Br 111,88 |
Kr 0 |
5 |
Rb 81,6
|
Sr 164,4 |
In 243,3 |
Sn 302,1 |
Sb 262.3 |
Те 190,5 |
I 106,84 |
Xe 0 |
6 |
Cs 76,65
|
Ba 180 |
Tl 182,2 |
Pb 195,0 |
Bi 207,1 |
Po - |
At - |
Rn 0 |
7 |
Fr -
|
Ra 150 |
|
|
|
|
|
|
Побочные подгруппы
|
IIIБ |
IVБ |
VБ |
VIБ |
VIIБ |
VIIIБ |
IБ |
IIБ |
||
4 |
Sc 377,8
|
Ti 472,8 |
V 514,2 |
Cr 396,6 |
Mn 280.7 |
Fe 416,3 |
Co 424,7 |
Ni 429,7 |
Cu 338,3 |
Zn 130,7 |
5 |
Y 421,3
|
Zr 620,5 |
Nb 725,9 |
Mo 658,1 |
Tc 678 |
Ru 642,7 |
Rh 556,9 |
Рd (378,2) |
Ag 284,55 |
Cd 112 |
6 |
La 431,0
|
Hf 619,2 |
Та 782,0 |
W 851,0 |
Re 769,9 |
Os 791 |
Ir 665 |
Pt 568,3 |
Au 366,1 |
Hg 61,32 |
7 |
Ac - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Се 422
|
Pr
|
Nd
|
Pm
|
Sm |
Eu
|
Gd |
Tb, |
Dy |
Ho
|
Er |
Tm |
Yb |
Lu |
Th 571,5
|
Pa |
U |
Np |
Pu
|
Am |
Cm
|
Bk
|
Cf
|
Es
|
Fm
|
Md
|
No
|
Lr |
Примечание к таблице 4
а – все величины энергий эндотермические, выражены в кДж/моль
Таблица 5. Электромагнитные свойства простых веществ
Главные подгруппы
период |
IA |
IIA |
IIIА |
IVА |
VА |
VIА |
VIIА |
VIIIА |
1 |
H -1,98 - -
|
|
He -0,48 - - |
|||||
2 |
Li + 4,9 9,4 76,8
|
Be -1,0 6,4 200 |
B -0,62 ~1012 27,6 |
C -0,49 40-70а 98б |
N -0,43 - - |
O + 106 - - |
F - - - |
Ne -0,33 - - |
3 |
Na .+0,66 4,6 132
|
Mg +0,26 4,5 156 |
Al + 0,61 2,75 237 |
Si -0,11 П 148 |
P -0,86 - 12,1в |
S -0,49 ~1024 0,269 |
Cl -0,57 - - |
Ar -0,48 - - |
4 |
K + 0,53 6,9 102
|
Ca +1,1 4,6 170 |
Ga -0,31 2730 40,6 е |
Ge -0,11 П 59,9 |
As -0,0752г 35 - |
Se -0,28д ~1017 4,52ж |
Br -0,35 - - |
Kr -0,35 - - |
5 |
Rb + 0,23 12,5 58,2 |
Sr + 1,05 30,3° - |
In -0,09 8,2° 81,7 |
Sn -0,25 11,4 66,6 |
Sb -0,81 38,7 24,3 |
Te -0,29 ~6000 3,96Ж |
I -0,35 - 0,449 |
Xe -0,35 - - |
6 |
Cs + 0,23 21 35,9
|
Ba + 0,15 36° - |
Tl -0,24 19 46,1 |
Pb -0,11 21 35,2 |
Bi -134 1313 9,15 |
Po - 43 - |
At — — — |
Rn - - - |
7 |
Fr — —. — — |
Ra - |
|
|||||
Побочные подгруппы
период
|
IIIБ |
IVБ |
VБ |
VIБ |
VIIБ |
VIIIБ |
IБ |
IIБ |
|||
4 |
Sc +7,0 - 15.8 |
Ti +3,2 3 21,9 |
V +4,5 24,8 31,5 |
Cr +3,2 14 90,3 |
Mn 9,6 ~45 7,82 |
Fe CM 9,8 80,3
|
Co CM 6,39° 99,2
|
Ni CM 7,24 90,5
|
Cu -0,086 1,72 398 |
Zn -0,14 5,9 121 |
|
5 |
Y +2,1 - 16,2 |
Zr +1,3 49 22,7
|
Nb +2,2 12,4 53,7 |
Mo + 0,93 5,6 138 |
Tc - - - |
Ru +0,43 10 117
|
Rh +1,08 5,1 150
|
Pd +5,1 10,8 75,5
|
Ag -0,19 1,62 427
|
Cd -0,18 7,4 96,8 |
|
6 |
La +0,81 5918 13,5 |
Hf - 32 23,0 |
Та +0,83 15 57,5 |
W +0,32 5,5 178 |
Re +0,37 19,8 47,9 |
Os +0,05 9,5 87,6 |
Ir 0,13 6,5 147 |
Pt +0,98 10,6 71,4 |
Au -0,14 2,4 315 |
Hg -0,17 95,8° (8,34) |
|
7 |
Ac - - - |
|
|||||||||
Лактаноиды
|
Се 78 11,4
|
Pr
12,5 |
Nd
16.5 |
Pm
|
Sm
13,3 |
Eu
|
Gd
9,28 |
Tb
10.4 |
Dy
10.7 |
Ho
13.0 |
Er
14,3 |
Tm
16,8 |
Yb
34.9 |
Lu
16,2 |
Актиноиды |
Th |
Pa |
U |
Np |
Pu |
Am |
Cm |
Bk |
Cf |
Es |
Fm |
Md |
No |
Lr |
18 49.1
|
|
29о 27,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примечание к таблице 5
Верхняя строка – магнитная восприимчивость ( отнесенная к массе вещества) χg 10-6 см3/г; знаком плюс обозначен парамагнетизм, знаком минус – диамагнетизм.
Средняя строка – электрическое сопротивление (удельное сопротивление) ρ, 10-6 Ом см; верхний цифровой индекс обозначает температуру определения в оС, при отсутствии индекса температура 20 оС.
Нижняя строка – коэффициент теплопроводности λ, Вт/м К, 300К.
П – полупроводник; СМ – сильномагнитное вещество.
а – В направлении, параллельном плоскости графита. В перпендикулярном направлении (1 -5) 10-1 Ом см.
б - В направлении, параллельном плоскости графита. В перпендикулярном направлении 120 Вт/м К.
в – Величина для черного фосфора.
г – Кристаллическое вещество. Для аморфного вещества – 0,31 10-6 см3/г.
д - Модификация с гексагональной сингонией.
е - В направлении, параллельном оси а.
ж - В направлении, параллельном оси с.
з - В направлении, параллельном главной оси. В перпендикулярном направлении 109 10-6 Ом см.
Таблица 6. Структуры элементарных веществ (в твердом состоянии)
Главные подгруппы
период |
IA |
IIA |
IIIА |
IVА |
VА |
VIА |
VIIА |
VIIIА |
1 |
Н
|
|
|
|
|
|
|
He γ-А1 α'-А2 α-А3 |
2 |
Li
АЗ А1 А2 |
Be
А3 |
В βТр Т αТр |
С
А4 Г |
N2
А1 АЗ |
О2 Р Г Т |
F2
М |
Ne
А1 |
3 |
Na
АЗ А2 |
Mg
АЗ |
Al
А1 |
Si
А4 |
P Черный фосфор P4 |
S8 Тр М Р |
Cl2
Р |
Ar
А1 |
4 |
К
А2 |
Ca А2 А3 А1 |
Ga
Ра |
Ge
А4 |
As Тр As4 |
Se Se8 М Г |
Br2
Р |
Kr
А1 |
5 |
Rb
А2 |
Sr γ-А2 β-А3 α-А1 |
In
Тб |
Sn А4 β-Т |
Sb
Тр |
Те А3 Г |
I2
Р |
Xe
А1 |
6 |
Cs
А2 |
Ba
А2 |
Tl β-А2 α-А3 |
Pb
А1 |
Bi
Тр |
Po β-Трг α-К |
At
|
Rn
А1 |
7 |
Fr
|
Ra А2 |
|
|
|
|
|
|
Побочные подгруппы
|
IIIБ |
IVБ |
VБ |
VIБ |
VIIБ |
VIIIБ |
IБ |
IIБ |
||
4 |
Sc
А1 А3 |
Ti
А2 А3 |
V
А2 |
Cr АЗ А1 А2 |
Mnд γ-А1 β -К α-К |
Fe γ-А1 β-А2 α-А2 |
Co
А1 А3 |
Ni
А3 А1 |
Cu
А1 |
Zn
А3 |
5 |
Y β-А2 α-А3 |
Zr β-А2 α-А3 |
Nb
А2 |
Mo А1 А2 |
Tc
А3 |
Ru
А3 |
Rh
А1 |
Рd
А1 |
Ag
А1 |
Cd
А3 |
6 |
Laе А1 А3 А31 |
Hf β-А2 α-А3 |
Та
А2 |
Wж К А2 |
Re
А3 |
Os
А3 |
Ir
А1 |
Pt
А1 |
Au
А1 |
Hgв β-Т α-Тр |
7 |
Ac А1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Се А3 А1 А31 |
Pr А3 А1 А31 |
Nd А2 А3 А31 |
Pm - |
Sm А2 Тр |
Eu
А2 |
Gd
А3 |
Tb,
А3 |
Dy
А3 |
Ho
А3 |
Er
А3 |
Tm
А3 |
Yb β-А2 α-А1 |
Lu
А3 |
Th
β-А2 α-А1 |
Pa
А3 |
U γ-А2 β-Т α-М |
Np γ-А2 β-Т α-М |
Puз γ-Р β-М α-М |
Am |
Cm
|
Bk
|
Cf
|
Es
|
Fm
|
Md
|
No
|
Lr |
Примечание к таблице 6
Внизу каждого столбца — форма, стабильная при комнатной температуре. По мере продвижения вверх — высокотемпературные стабильные формы.
А1 — гранецентрированная кубическая решетка с плотнейшей упаковкой;
А2 — объемноцентрированная кубическая решетка;
АЗ — гексагональная структура с плотнейшей упаковкой;
А4 — алмазоподрбная структура;
АЗ' — структурная разновидность гексагональной плотнейшей упаковки с чередованием слоев по вертикали по типу АВАСАВАС.
Кристаллографические сингонии обозначаются следующим образом: К — кубическая (равноосная кристаллическая система); Т — тетрагональная; Г —гексагональная; Тр—тригональная; Р — ромбоэдрическая; М.— моноклинная, α, β, γ, и т. д. — модификации, существующие при обычных температурах.
а - 7 неэквивалентных положений.
б - Вытянутая вдоль оси с структура А1.
в - Для α - формы ртути — структура А1, сплюснутая вдоль телесной диагонали.
г - Для β -формы полония реализуется сплюснутая форма.
д - В α -форме марганца содержится 4 различных вида соприкасающихся атомов. β -Форма марганца образует икосаэдрическую структуру, которая содержит 2 вида атомов Мn с неравноценными валентностями. γ -Форма марганца образует структуру А1, сжатую вдоль оси с.
е - Образует также структуру А2.
ж - β -Форма вольфрама, получаемая электролизом расплавленной соли, содержит атомы вольфрама двух видов.
з - Кроме того, имеются другие модификации.
Таблица 7. Плотность и поляризуемость простых веществ
Главные подгруппы
период |
IA |
IIA |
IIIА |
IVА |
VА |
VIА |
VIIА |
VIIIА |
1 |
Н 0,08987а 0,40
|
|
|
|
|
|
|
He 0,1785а 0,20 |
2 |
Li 0,534 5,00
|
Be 1,85 1,90 |
В 2,73б 1,39 |
С 3,15в 0,82 |
N 1,2507а 0,87 |
О 1,429а,г 0,79 |
F 1,696а 0,63 |
Ne 0,9002а 0,38 |
3 |
Na 0,97120 9,04
|
Mg 1,74 5,47 |
Al 2,7020 3,93 |
Si 2,3318 3,59 |
P 1,820д 3,41 |
S 2,070е 3,01 |
Cl 3,214а 2,26 |
Ar l,7830,a 1,59 |
4 |
К 0,8б20 17,20 |
Ca 1,5520 10,15
|
Ga 5,91 4,60 |
Ge 5,325 4,39 |
As 4,73ж 4,08 |
Se 4,43' 4,28 |
Br 3,10 3,21 |
Kr 3,74а 2,39 |
5 |
Rb 1,53 21,05
|
Sr 2,620 13,16 |
In 7,3120 6,07 |
Sn 7,2820 и 6,34 |
Sb 6,6920 7,18 |
Те 6,24к: 5,71 |
I 4,93 5,58 |
Xe 5.85a 3,93 |
6 |
Cs 1.87320 26,13
|
Ba 3,520 14,79 |
Tl 11,852 6,70 |
Pb 11,3416 7,10 |
Bi 9,8020 8,33 |
Po 9,32Л |
At |
Rn 9,73a |
7 |
Fr
|
|
|
|
|
|
|
|
Побочные подгруппы
|
IIIБ |
IVБ |
VБ |
VIБ |
VIIБ |
VIIIБ |
IБ |
IIБ |
||
4 |
Sc 2,99 5.95
|
Ti 4,5020 4,24 |
V 5,9810 3,25 |
Cr 7,1920 2,85 |
Mn 7,44м 2,89 |
Fe 7,8620 2,82 |
Co 8,920 2,62 |
Ni 8.84520 2,58 |
Cu 8.9220 2,78 |
Zn 7.1420 3,53 |
5 |
Y 4,45 8.0110 |
Zr 6,5220 5,51
|
Nb 8.56 4,32 |
Mo 10,23 3,72 |
Tc 11,5 3,30 |
Ru 12,4120 3,21 |
Rh 12,41 3,25 |
Pd 12.0220 3,49 |
Ag 10,4920 4,00 |
Cd 8,64 5,04 |
6 |
La 6,19н 8,76 |
Hf 13.3120 5,31 |
Ta 16,6420 4,32 |
W 19,30 3,77 |
Re 20.0220 3,49 |
Os 22,57 3,33 |
Ir 22,42 3,37 |
Pt 21,45 3,56 |
Au 19,320 4,01 |
Hg 13.5615 5,47 |
7 |
Ac |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Се 6,70о 8,17 |
Pr 6,78 8.21 |
Nd 6,80 8,17 |
Pm |
Sm 7,54 8,60 |
Eu 5,26 11,50 |
Gd 7,95 7,81 |
Tb 8,27 7,57 |
Dy 8,56 7,53 |
Ho 8,80 7,45 |
Er 9,05 7,22 |
Tm 9,33 7,18 |
Yb 6,98П 9,79 |
Lu 9,87 7,10 |
Th 11,50 7,85
|
Pa 15,4 5,95 |
U 19.05P 4,96 |
Np 20,4520 4,60 |
Pu 19,82 |
Am 13,7 8,25 |
Cm 13,5 |
Bk |
Cf |
Es |
Fm |
Md |
No |
Lr |
Примечание к таблице 7
Верхняя строка - плотность, г/см3; цифровой индекс — температура определения, при отсутствии индекса температура 25°С.
Нижняя строка — поляризуемость, 10-4 см3·/моль (в расчете на изолированный атом).
а – Газ;
б - Кристалл.
в - Алмаз 3,15-3,36; графит 1,9-2.39.
г - Озон 2,141 а.
д - Белый фосфор. Черный фосфор 2,69, красный фосфор 2,20.
е - α-Форма серы. β-Форма 1,96.
ж - Черный мышьяк. Белый мышьяк 2,0.
3 - Неметаллическая модификация. Металл 4,80.
и - β -Форма. α -Форма (серое олово, неметаллическое) 5,80.
к - Металлический теллур.
л - α -Форма. β -Форма 9,4.
м - α -Форма. β -Форма 7,29.
н - α -Форма. β -Форма 6,17.
о - α -Форма. β -Форма 6,9.
п - α -Форма.
р - α -Форма. β -Форма 18,11 (720°С), γ-форма 18,06 (805°С).
Таблица 8. Температура плавления, температура кипения, теплоты плавления и теплоты испарения простых веществ
Главные подгруппы
период |
IA |
IIA |
IIIА |
IVА |
VА |
VIА |
VIIА |
VIIIА |
1 |
H -259,1 0,117 -252,9 0,904
|
|
He -272,2а 0,021 -268,9 0,084 |
|||||
2 |
Li 179 3,0 1317 148
|
Be 1278 15,8 2970 295 |
B 2300 ~20 2550 315 |
C >3550 104 4827 718,4s |
N -209,9 0,72 -195,8 5,58 |
O -218,4б 0,44 -183,0 6,82в |
F -219,6 1,56 -188 6,32 |
Ne -248,7 0,33 -246,0 1,80 |
3 |
Na 97,81 2,63 882 89,1
|
Mg 651 9,2 1107 132 |
Al 660,4 10,7 2467 291 |
Si 1414 50,2 2335 (170) |
P 44,1 20,3д 280,5 12,4е |
S 112,8г 1,72 444,7 9,62 |
Cl -101,0 6,41 -34,5 20,41 |
Ar -189,2 1,18 -185,7 6,519 |
4 |
K 63,5 2,4 774 77,4
|
Ca 848 9,2 1487 150 |
Ga 29,8 5,59 2403 267 |
Ge 958,5 34,7 2700 333 |
As 817ж 32,4s 613s 139ж |
Se 220.23 5,23 684,6 14,4и |
Br -7,2 10,5 58,8 30,7 |
Kr -156,6 1,64 -152,3 9,03 |
5 |
Rb 38,89 2,2 688 75,8
|
Sr 769 9,2 1384 141 |
In 156,6 3,3 (2000) 226 |
Sn 232,0 7,07 2270 290,4 |
Sb 630,7 20 1635 190 |
Te 449,8 17,5 1390 85 |
I 113,6 15,6 184,4 62,3 |
Xe -111,9 2,30 -107,1 12,6 |
6 |
Cs 28,5 2,09 690 67,78 |
Ba 725 7,66 1637 149 |
Tl 302,5 4,31 1457 168 |
Pb 327,5 4,77 1744 179,5 |
Bi 271,4 11,0 1560 193 |
Po 254 12,7 962 106 |
At — — — — |
Rn -71 2,90 -62 16,4 |
7 |
Fr — —. — — |
Ra 700 8,3 1140 137 |
|
|||||
Побочные подгруппы
период
|
IIIБ |
IVБ |
VБ |
VIБ |
VIIБ |
VIIIБ |
IБ |
IIБ |
|||
4 |
Sc 1539 16,1 2727 305 |
Ti 1675 18,6 3260 397 |
V 1890 17,5 (3000) 456 |
Cr 1890 14,6 2482 349 |
Mn 1244 14,6 2097 225 |
Fe 1535 15,1 2750 354 |
Co 1494 16,2 (3100) 373 |
Ni 1455 17,6 2732 381 |
Cu 1084.5 13,3 2595 305 |
Zn 419,6 6,57 907 114,8 |
|
5 |
Y 17,2 2927 393 |
Zr 1852 5,0 3578 141,1
|
Nb 2468 26,8 3300 695 |
Mo 2610 27,6 5560 590 |
Tc 2200 ~23 5030 ~500 |
Ru 3900
2250 — |
Rh 1693 22,4 3727 496 |
Pd 1554 16,7 3167 361 |
Ag 961,9 11,3 2212 254 |
Cd 321,1 6,2 765 99,8 |
|
6 |
La 920 6,2 3469 400
|
Hf 150 24,2 5400 571 |
Та 2996 31,4 5425 753 |
W 3387 35,4 5927 799 |
Re 3180 38,1 5627 707 |
Os 2700 29,3 (5500) 787s |
Ir 2447 26,5 4527 564 |
Pt 1772 21,7 3827 520 |
Au 1064 12,7 2966 310,5 |
Hg -38,86 2,53 356,7 58,1 |
|
7 |
Ac 1050 10 (3200) 294
|
|
|||||||||
Лактаноиды
|
Се 795 - 3468 - |
Pr 935 - 3127 - |
Nd 1024 - 3027 - |
Pm 1035 - 2730 - |
Sm 1072 - 1900 - |
Eu 826 - 1439 - |
Gd 1312 - 3000 - |
Tb 1356 - 2800 |
Dy 1407 - 2600 - |
Ho 1461 - 2600 - |
Er 1522 - 2510 - |
Tm 1545 - 1727 - |
Yb 824 - 1427 - |
Lu 1652 - 3327 - |
Актиноиды |
Th |
Pa |
U |
Np |
Pu |
Am |
Cm |
Bk |
Cf |
Es |
Fm |
Md |
No |
Lr |
(1800) 15,6 (3000) 540 |
1230 - <1600 — |
1133 - 3818 412 |
640 — — |
639 - 3235 — |
<850 - 2600 — |
1340 — — - |
|
|
|
|
|
|
|
Примечание к таблице 8
В каждой клетке последовательно перечислены: температура плавления в оС (1-я строка);
теплота плавления в кДж/моль (2-я строка); температура кипения в оС (3-я строка);
теплота испарения в кДж/моль (4-я строка); индекс S означает, что вещество возгоняется.
а - 26 aтм. 1 атм = 101,325 кПа
6 - Данные для О2. Озон:.т. пл. -193°С, т. кип. -112°С.
в - Озон: 10,8 кДж/Моль.
г - Величина для α-формы серы. Для β-формы 119°С, для γ-формы 106,8°С.
д - Переход красный фосфор →жидкость. Для перехода белый фосфор → жидкость 0,6 кДж/моль
е- Жидкость → Р4 (газ)
ж - 28 атм; 1 атм = 101,325 кПа
3 - Значение для металлической модификации. Аморфная форма: 144°С.
и - Жидкость → Se8. Для перехода: жидкость →Se2 53,6 кДж/моль
Таблица 9. Механические свойства простых веществ в твердом состоянии
Главные подгруппы
период |
IA |
IIA |
IIIА |
IVА |
VА |
VIА |
VIIА |
VIIIА |
1 |
Н |
|
|
|
|
|
|
He |
2 |
Li 8,692 11,7
|
Be 0,855 97 |
В 0,551а 450 |
С Ал.0,16 Гр.<3,0 |
N |
О |
F |
Ne |
3 |
Na 15,62 9,12 |
Mg 2,953 45,2 |
Аl 1,338 68,5 |
Si 0,3120 105 |
Р 5,45 19,4 |
S 13,2 19,8 |
Cl
|
Ar 47-183
|
4 |
К 35,6545 3,61
|
Са 5,697 15,5 |
Ga 2,0920 94,4 |
Ge 1,318 101 |
As 3,16 39,8 |
Se 11,820 59,1б |
Br |
Kr |
5 |
Rb 5250 (2.77) |
Sr 8,187 11,8 |
In 2,725 10,7 |
Sn 1,953 54,4 - |
Sb 2,699 77,5 |
Те 5,082 42 |
I 1320 - |
Xe
|
6 |
Cs 7050 (1.79)
|
Ва 10,19 12,9 |
Тl 3,48 8,1 |
Pb 2,373 16,4 |
Bi 2,917 31,4 |
Ро (26) |
At |
Rn |
7 |
Fr (1,7)
|
Ra (16) |
|
|
|
|
|
|
Побочные подгруппы
|
IIIБ |
IVБ |
VБ |
VIБ |
VIIБ |
VIIIБ |
IБ |
IIБ |
||
4 |
Sc - 80,9
|
Ti 0,797 108 |
V 0,609в 134 |
Cr 0,606 248 |
Mn 0,791 202 |
Fe 0,587 206 |
Co 0,51625 210 |
Ni 0,529 201 |
Cu 0,719 123 |
Zn 1,687 103 |
5 |
Y 2,49 66,1 |
Zr 1,097 93,9 |
Nb 0,570 107б |
Mo 0,347 334 |
Tc − 376 |
Ru 0,342 420 |
Rh 0,361 380 |
Pd 0,528 126 |
Ag 0,987 73,2 |
Cd 1,954 49,5 |
6 |
La 3,513 38,7 |
Hf 0,901 140 |
Та 0,478 186 |
W 0,293 354 |
Re − 470 |
Os − 550 |
Ir 0,268 514 |
Pt 0,360 168 |
Au 0,577 79.3 |
Hg |
7 |
Ac - (35) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Се 4,563 19,6(а)
|
Pr 3,38 33,2 |
Nd - 38,7 |
Pm − (43) |
Sm − 34,8 |
Eu − (15,5) |
Gd − 57,3 |
Tb − 58,6 |
Dy − 64,4 |
Ho − 68,4 |
Er − 74,8 |
Tm − (77) |
Yb − 18,1 |
Lu − (86) |
Th 1,818 76
|
Pa − (102) |
U 0,966 202,7 |
Np − 102 |
Pu − 98,4 |
Am |
Cm |
Bk
|
Cf |
Es |
Fm |
Md |
No |
Lr |
Примечание к таблице 9
Верхняя строка — коэффициент сжимаемости χT10-6см2/кг; (верхний индекс - температура; числа без индекса относятся к температуре 30°С);
нижняя строка — модуль Юнга (коэффициент прочности на растяжение) Е, 109 Н/м2. Для неоднородных образцов бывает трудно получить сходящиеся результаты.
а - Содержит 0,1% вольфрама.
б - Чистота образца сомнительна.
в - Содержит 0,07% углерода.
Таблица 10. Температуры перехода (Тк) чистых металлов
Подгруппа |
Металл |
TK, K |
Подгруппа |
Металл |
TK, K |
IIБ |
Zn |
0,86 |
|
Zr |
0,55 |
|
Cd |
0,56 |
|
Hf |
0,35 |
|
Hg |
4,15 |
VБ |
V |
5,3 |
ШA |
Al |
1,2 |
|
Nb |
9,13 |
|
Ga |
1,09 |
|
Та |
4,48 |
|
In |
3,40 |
VIБ |
Mo |
0,92 |
|
Tl |
2,39 |
VIIБ |
Tc |
8,22 |
IVA |
Sn |
3,72 |
|
Re |
0,95 |
|
Pb |
7,19 |
VIIIБ |
Ru |
0,49 |
ШБ |
La |
4,80 |
|
Rh |
< 0,001 |
|
Th |
1,37 |
|
Os |
0,66 |
|
U |
0,68 |
|
Ir |
0,14 |
IVБ |
Ti |
0,42 |
|
Pt |
<0,001 |
Таблица 11. Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы
в водных растворах при 25оС
Электрод |
Электродная реакция |
φо, В |
Li+/Li |
Li++e=Li |
–3,045 |
K+/K |
K++e=K |
–2,925 |
Cs+/Cs |
Cs++e=Cs |
–2,923 |
Ra2+/Ra |
Ra2++2e=Ra |
–2,916 |
Ba2+/Ba |
Ba2++2e=Ba |
–2,906 |
Ca2+/Ca |
Ca2++2e=Ca |
–2,866 |
Na+/Na |
Na++e=Na |
–2,714 |
La3+/La |
La3++3e=La |
–2,522 |
Mg2+/Mg |
Mg2++2e=Mg |
–2,363 |
[Al(OH)4]1-/Al |
[Al(OH)4]1-+3e=Al+4OH- |
–2,336 |
Be2+/Be |
Be2++2e=Be |
–1,847 |
Al3+/Al |
Al3++3e=Al |
–1,662 |
Ti2+/Ti |
Ti2++2e=Ti |
–1,628 |
[Zn(OH)4]2-/Zn |
[Zn(OH)4]2-+2e=Zn+4OH- |
–1,255 |
V2+/V |
V2++2e=V |
–1,186 |
Mn2+/Mn |
Mn2++2e=Mn |
–1,180 |
Cr2+/Cr |
Cr2++2e=Cr |
–0,913 |
[Sn(OH)4]2-/Sn |
[Sn(OH)4]2-+2e=Sn+4OH- |
–0,790 |
Zn2+/Zn |
Zn2++2e=Zn |
–0,763 |
Cr3+/Cr |
Cr3++3e=Cr |
–0,744 |
So/S2- |
So+2e=S2- |
–0,51 |
Fe2+/Fe |
Fe2++2e=Fe |
–0,440 |
Cd2+/Cd |
Cd2++2e=Cd |
–0,403 |
Co2+/Co |
Co2++2e=Co |
–0,277 |
Ni2+/Ni |
Ni2++2e=Ni |
–0,250 |
Sn2+/Sn |
Sn2++2e=Sn |
–0,136 |
Pb2+/Pb |
Pb2++2e=Pb |
–0,126 |
Fe3+/Fe |
Fe3++3e=Fe |
–0,036 |
H+/H2 |
H++e=½ H2 |
0 |
Bi3+/Bi |
Bi3++3e=Bi |
+0,01 |
Cu2+/Cu |
Cu2++2e=Cu |
+0,337 |
O2/OH– |
½ O2+H2O+2e=2OH– |
+0,401 |
Cu+/Cu |
Cu++e=Cu |
+0,521 |
I2/I– |
½ I2+e=I– |
+0,535 |
Ag+/Ag |
Ag++e=Ag |
+0,799 |
Hg2+/Hg |
Hg2++2e=Hg |
+0,854 |
Pd2+/Pd |
Pd2++2e=Pd |
+0,987 |
Br2/Br – |
½ Br2+e=Br– |
+1,065 |
Pt2+/Pt |
Pt2++2e=Pt |
+1,2 |
Cl2/Cl– |
½ Cl2+e=Cl– |
+1,359 |
Au3+/Au |
Au3++3e=Au |
+1,498 |
Au+/Au |
Au++e=Au |
+1,691 |
F2/F– |
½ F2+e=F– |
+2,87 |
Таблица 12. Константы диссоциации некоторых кислот
и оснований при 25оС
Соединения |
К1 |
К2 |
К3 |
Кислоты метаалюминиевая HalO2 |
6∙10-13 |
– |
– |
азотистая HNO2 |
5,1∙10-4 |
– |
– |
бромноватистая HBrO |
2,5∙10-9 |
– |
– |
метакремниевая H2SiO3 |
2,2∙10-10 |
1,6∙10-12 |
|
муравьиная HCOOH |
1,8∙10-4 |
– |
|
селенистая H2SeO3 |
2,4∙10-3 |
4,8∙10-9 |
|
селеноводородная H2Se |
1,3∙10-1 |
1∙10-11 |
|
сернистая H2SO3 |
1,7∙10-2 |
6,2∙10-8 |
|
сероводородная H2S |
1,0∙10-7 |
1∙10-14 |
|
синильная HCN |
6,2∙10-10 |
– |
|
теллуроводородная H2Te |
2,3∙10-3 |
1∙10-11 |
|
угольная H2CO3 |
4,5∙10-7 |
4,8∙10-11 |
|
уксусная CH3COOH |
1,75∙10-5 |
– |
|
фосфорная H3PO4 |
7,6∙10-3 |
6,2∙10-8 |
4,2∙10-13 |
фтороводородная HF |
6,8∙10-4 |
– |
|
хлорноватистая HClO |
5,0∙10-8 |
– |
|
Основания и амфотерные гидроксиды алюминия Al(OH)3 |
– |
– |
1,38∙10-9 |
аммония NH4OH |
1,79∙10-5 |
– |
– |
галлия Ga(OH)3 |
– |
1,6∙10-11 |
4∙10-12 |
железа (II) Fe(OH)2 |
– |
1,3∙10-4 |
– |
железа (III) Fe(OH)3 |
– |
1,8∙10-11 |
1,3∙10-12 |
кадмия Cd(OH)2 |
– |
5∙10-3 |
– |
кобальта (II) Co(OH)2 |
– |
4∙10-5 |
– |
лития LiOH |
6,7∙10-1 |
– |
– |
магния Mg(OH)2 |
– |
2,5∙10-3 |
– |
марганца (II) Mn(OH)2 |
– |
5∙10-4 |
– |
меди (II) Cu(OH)2 |
– |
3,4∙10-7 |
– |
никеля (II) Ni(OH)2 |
– |
2,5∙10-5 |
– |
свинца (II) Pb(OH)2 |
9,6∙10-4 |
3∙10-8 |
– |
серебра AgOH |
1,1∙10-4 |
– |
– |
хрома (III) Cr(OH)3 |
– |
– |
1∙10-10 |
цинка Zn(OH)2 |
4,4∙10-5 |
1,5∙10-9 |
– |
Таблица 13. Произведение растворимости некоторых
малорастворимых электролитов при 25оС
Электролит |
ПР |
Электролит |
ПР |
AgBr |
5,3∙10-13 |
Fe(OH)2 |
5∙10-16 |
Ag2CO3 |
8,2∙10-12 |
Fe(OH)3 |
4∙10-38 |
AgCl |
1,8∙10-10 |
FePO4 |
1,3∙10-22 |
Ag2CrO4 |
1,1∙10-12 |
FeS |
5∙10-18 |
AgI |
8,3∙10-17 |
HgS |
1,6∙10-52 |
Ag2S |
6,3∙10-50 |
MgCO3 |
4,0∙10-5 |
Ag2SO4 |
1,6∙10-5 |
Mg(OH)2 |
5∙10-12 |
Ag3PO4 |
1,3∙10-20 |
Mg3(PO4)2 |
1∙10-13 |
Al(OH)3 |
5∙10-33 |
MnCO3 |
1,8∙10-11 |
AlPO4 |
5,7∙10-19 |
Mn(OH)2 |
4,0∙10-14 |
BaCO3 |
5,1∙10-9 |
MnS |
2,5∙10-10 |
BaCrO4 |
1,2∙10-10 |
Ni(OH)2 |
2∙10-15 |
BaSO4 |
1,1∙10-10 |
PbBr2 |
9,1∙10-6 |
Ba3(PO4)2 |
6,0∙10-39 |
PbCO3 |
7,5∙10-14 |
BeCO3 |
1∙10-3 |
PbCl2 |
1,56∙10-5 |
CaCO3 |
4,8∙10-9 |
PbF2 |
2,7∙10-8 |
CaF2 |
4,0∙10-11 |
PbI2 |
1,1∙10-9 |
CaHPO4 |
2,7∙10-7 |
PbS |
2,5∙10-27 |
Ca(H2PO4)2 |
1∙10-3 |
PbSO4 |
1,6∙10-8 |
CaSO4 |
9,1∙10-6 |
Pb3(PO4)2 |
7,9∙10-43 |
Ca3(PO4)2 |
2,0∙10-29 |
Sb2S3 |
1,6∙10-93 |
CdS |
7,9∙10-27 |
SrCO3 |
1,1∙10-10 |
CoCO3 |
1,4∙10-13 |
SrCrO4 |
3,6∙10-5 |
Co(OH)2 |
2∙10-16 |
SrF2 |
2,5∙10-9 |
CoS |
4,0∙10-21 |
SrSO4 |
3,2∙10-7 |
Cr(OH)3 |
1,1∙10-30 |
ZnCO3 |
1,4∙10-14 |
CrPO4 |
1,0∙10-17 |
Zn(OH)2 |
5∙10-17 |
CuC2O4 |
2,9∙10-8 |
ZnS |
1,6∙10-24 |
Cu(OH)2 |
1,6∙10-19 |
ZnSe |
4,7∙10-27 |
CuS |
6,3∙10-36 |
Zn3(PO4)2 |
9,1∙10-33 |
Таблица 14. Растворимость солей, кислот и оснований в воде
Ионы |
H+ |
NH4+ |
K+ |
Na+ |
Ag+ |
Ba2+ |
Ca2+ |
Mg2+ |
Zn2+ |
Cu2+ |
Hg2+ |
Pb2+ |
Fe2+ |
Fe3+ |
Al3+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH- |
- |
P |
P |
P |
- |
P |
M |
H |
H |
H |
- |
H |
H |
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
NO3- |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cl- |
P |
P |
P |
P |
H |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
M |
P |
P |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S2- |
P |
P |
P |
P |
H |
P |
P |
M |
H |
H |
H |
H |
H |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SO32- |
P |
P |
P |
P |
M |
M |
M |
M |
M |
- |
- |
H |
M |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SO42- |
P |
P |
P |
P |
M |
H |
M |
P |
P |
P |
P |
H |
P |
P |
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CO32- |
P |
P |
P |
P |
H |
H |
H |
H |
H |
- |
- |
H |
H |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SiO32- |
H |
- |
P |
P |
H |
H |
H |
- |
H |
- |
- |
H |
H |
- |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PO43- |
P |
P |
P |
P |
H |
H |
H |
H |
H |
H |
H |
H |
H |
H |
H |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3COO- |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P |
P – растворимые (больше 1 г в 100 г воды); М – малорасторимые (от 1 г и до 0,001 г в 100 г
воды); Н - нерастворимые (меньше 0,001 г в 100 г воды); черточка – разлагаются водой или
не существуют
