Упражнения

1. Нарисуйте модель кристаллической решетки металла. Покажите характер изменения состояния кристаллической решетки металла: а) при электропроводности; б) теплопроводности.

2. Нарисуйте схему электролизера и напишите электродные реакции, протекающие на катоде и аноде при получении металлического натрия.

3. Напишите реакцию восстановления железа из оксида железа в доменной печи.

4. Выскажите предположение, почему зола, образующаяся при сжигании каменного угля на электростанциях, имеет повышенную радиоактивность по сравнению с естественным радиоактивным фоном окружающей среды.

5. Вычислите время, необходимое для радиоактивного превращения металлического полония-210 на 99%, если известно, что период полураспада Ро равен 138 дней. Какое вещество образуется при радиоактивном распадеРо, если известно, что полоний-излучатель?

Тема 6 неметаллы

Неметаллы представлены 22 элементами периодической системы. За исключением водорода (s-элемента) остальные неметаллы – р-элементы. Кислород и кремний составляют почти 78 мас.% земной коры. В этом легко убедиться, если рассчитать долю кислорода и кремния в наиболее распространенных минералах горных пород (силикатах и алюмосиликатах), например, таких, как каолинит Al₂[Si₂O₅](OH)₄, ортоклаз К[AlSi₃O₈], анортит Ca[Al₂Si₂O₈], кварцевый песок SiO₂.

Отметим два признака, которые отличают неметаллы от металлов. В пределах одного периода:

1) радиусы атомов неметаллов меньше радиусов атомов металлов;

2) энергия ионизации атомов неметаллов больше энергии ионизации атомов металлов, поэтому в окислительно-восстановительных реакциях с металлами неметаллы выступают как окислители.

Положение металлов и неметаллов в периодической системе элементов является следствием заполнения электронных оболочек атомов в соответствии с квантовыми правилами. Периодичность изменения электронной конфигурации атомов приводит к повторению физических и химических свойств элементов через правильные интервалы. Каждый новый период открывается щелочным металлом и завершается благородным газом (неметаллом). Переход от одного периода к следующему происходит скачком. В этом легко убедиться, сравнивая изменение атомных радиусов и энергии ионизации от заряда ядра атома (рис. 51 и 52).

6.1. Элементы 18 группы. Благородные газы

Благородные газы (гелий He, неон Ne, аргон Ar, криптон Kr, ксенон Xe и радон Rn) входят в 18 группу периодической системы, они завершают периоды. Атомы элементов имеют электронную конфигурацию с полностью заполненной np⁶-орбиталью (у гелия 1s²-орбиталь). Такая конфигурация электронных оболочек определяет химическую инертность одноатомных благородных газов.

В природе благородные газы находятся в атмосфере, гидросфере и литосфере. Самым распространенным среди них является аргон, его содержание в атмосфере составляет 1 % по объему, точнее 0.934 об.%. Гелий He выделяют из гелионосных горючих газов. Радон получают как побочный продукт при переработке ураносодержащих руд. Неон, аргон, ксенон и криптон получают из воздуха как побочные продукты разделения воздуха на азот и кислород.

Гелий применяется в качестве носителя в хроматографии. Смесь кислорода и гелия используется вместо воздуха водолазами.

Аргон используется для создания инертной атмосферы при сварочных работах.

Неон и криптон используют в газоразрядных трубках (реклама).

Радон – радиоактивный газ (-излучатель). Период полураспада самого долгоживущего радионуклида Rn-222 3.8 сут.