МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ
«ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра химии
Курс лекций по дисциплине
«НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ»
(для студентов инженерно – технологического факультета)
Гродно 2012
УДК: 546 (076.5)
ББК 24.1 Я 73
Р 13
Рецензенты: доктор биологических наук, профессор кафедры химии Учреждения образования «Гродненский государственный аграрный университет» З.В. Горбач, кандидат химических наук, доцент кафедры общей и неорганической химии Учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет» Л.И.Хмылко.
Апанович, З.В.
Курс лекций по дисциплине «Неорганическая химия».
ЛЕКЦИЯ 1 Тема: s - Элементы I группы | |
1. Общая характеристика элементов I А группы. | 7 |
Особенности лития и его соединений | |
2. Водород. Получение. Физические и химические свойства. Особенности положения в периодической системе | 15 |
3. Вода и ее свойства. Экологическое и биологическое значение воды | 18 |
4. Пероксид водорода. Окислительно-восстановительная двойственность Н2О2 | 21 |
5. Биогенные свойства элементов I А группы | 23 |
ЛЕКЦИЯ 2 Тема: s – Элементы II группы | |
1. Общая характеристика элементов II А группы. Физические и химические свойства щелочноземельных металлов (Ca, Sr, Ba) их бинарных соединений, гидроксидов и солей. Способы получения | 28 |
2. Особенности соединений бериллия | 34 |
3. Жесткость воды и ее влияние на живые организмы | 36 |
4. Важнейшие соединения (в практическом отношении) элементов II А группы | 38 |
5. Биогенная роль элементов II-А группы. Применение в сельском хозяйстве | 39 |
ЛЕКЦИЯ 3 Тема: p – Элементы III группы | |
1. Общая характеристика элементов III-A группы | 41 |
2. Бор. Получение. Химические свойства | 43 |
3. Алюминий | 48 |
4. Биогенная роль | 52 |
ЛЕКЦИЯ 4 Тема: р - Элементы IV группы | |
1. Общая характеристика IV-A группы | 54 |
2 Химия углерода | 57 |
3. Химия кремния | 66 |
4. Химия германия, олова, свинца (Ge, Sn, Pb) | 69 |
5. Биогенная роль | 70 |
ЛЕКЦИЯ 5 Тема: р - Элементы V группы | |
1. Общая характеристика элементов V-А группы | 71 |
2. Химия азота | 74 |
3. Химия фосфора | 92 |
4. Биогенная роль | 99 |
ЛЕКЦИЯ 6Тема: р - Элементы VI группы | |
1. Общая характеристика элементов VI-A группы | 101 |
2. Химия кислорода | 104 |
3. Химия серы | 113 |
4. Биогенная роль | 125 |
ЛЕКЦИЯ 7 Тема: р - Элементы VII группы (галогены) | |
1.Общая характеристика элементов VII-A | 128 |
2.Особые свойства фтора, как наиболее электроотрицательного элемента | 131 |
3.Способы получения галогеноводородов и их свойства | 137 |
4.Кислородсодержащие соединения галогенов | 140 |
5.Биогенная роль (фтор и йод как микроэлементы) | 145 |
ЛЕКЦИЯ 1
Тема: s - Элементы I группы
1. Общая характеристика элементов I А группы. Особенности лития и его соединений.
В периодической системе всего 14 s -элементов (включая водород и гелий). Это элементы I А и II А групп. Элементы I А группы – щелочные металлы Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Все они имеют на внешнем электронном уровне атома по одному электрону ns1, сильно удаленному от ядра, с низким потенциалом ионизации. Всегда проявляют степень окисления +1.
Сверху вниз в подгруппе возрастает радиус атома элементов за счет возникновения новых электронных уровней.
В группах по мере увеличения числа энергетических уровнейатомные радиусы растут. Переход нейтрального атома в катион
, сопровождается уменьшением радиуса поскольку в катионе заряд ядра удерживает меньшее число электронов. Очевидно, с возрастанием заряда ионный радиус катиона будет падать.Энергия ионизации – это та энергия, которую необходимо затратить на отрыв внешнего электрона у невозбужденного атома. Строение внешних оболочек ns1, поэтому они имеют низкие энергии ионизации, уменьшающиеся при переходе по подгруппе сверху вниз. Связь электрона с ядром ослабевает при этом за счет увеличения радиуса атома и экранирования заряда ядра предшествующими внешнему электрону оболочками, увеличивается расстояние электрона от ядра и энергия ионизации уменьшается.
С ростом заряда ядра от Na к Fr усиливаются восстановительные свойства, это самые активные металлы. Их стандартные электродные потенциалы j° отрицательные и имеют большое абсолютное значение. Наиболее отрицателен j° лития равный -3,02 В по сравнению с ионами других щелочных металлов (ион Li+ имеет среди них наименьший радиус), хороший комплексообразователь. Энтальпия гидратации катионов лития велика (∆Н° гидрат.= - 486,6 кДж/моль). Чем меньше алгебраическая величина потенциала, тем выше восстановительная способность этого металла и тем ниже окислительная способность его ионов. Металлический литий – самый сильный восстановитель, а ион Li+ самый слабый окислитель.
С увеличением порядкового номера, уменьшается относительная электроотрицательность (ОЭО).
Все щелочные металлы образуют одинаковую кристаллическую структуру. У щелочных металлов тип металлической структуры – объемно - центрированная кубическая упаковка (ОЦКУ).