Malashonok_Neorganicheskaya_khimia_2014

Гидроксид золота (III) состава Au2O3 хH2O (желто-коричневого цвета) условно записывают в виде Аu(ОН)3, реагирует со щелочами c образованием тетрагидроксоауратов (III):

Аu(ОН)3 + KOH = K[Au(OH)4].

Кислотные свойства Аu(ОН)3 преобладают над основными. Аu(ОН)3 взаимодействует ссильными кислотами, образуяанионныйкомплексы:

Аu(ОН)3 + 4НNO3 = Н[Au(NO3)4] + 2H2O.

При хранении или слабом нагревании медленно теряют воду: Аu(ОН)3 АuО(ОН) Аu2О3.

Медь, серебро, золото образуют огромное количество комплексных соединений, как простых, так и достаточно сложных, например: Na2[CuCl4], [Cu(NH3)4](OH)2, Na3[Сu(S2O3)2], [Сu(NH3)2]2SO4, [Ag(NH3)2]Cl, H[Au(OH)Cl3], H[AuCl4], Ва[Au(ОН)4]2 · 5H2O.

Соли. Степень окисления +1 устойчива в водных растворах только для серебра, поэтому известно много солей Ag (I) с различными анионами. Однако большинство солей не растворимы в воде, раство-

римы AgNO3, AgCH3COO, AgClO3, AgClO4 и AgF. Все соли серебра чувствительны к свету, поэтому чернеют на свету, восстанавливаясь до серебра. При нагревании разлагаются:

t	+ O2;
Ag2SO4 2Ag + SO2
t
AgClO4 AgCl + 2O2.
Благодаря окислительным свойствам	иона Ag+ (Еo		Ag	=
	Ag

= +0,7996 В) соли серебра являются сильными окислителями. AgNO3 (ляпис) используют в медицине для прижигания ран.

Для Cu (I) и Au (I) известны сульфиды Cu2S, Au2S, а также моногалогениды (кроме CuF).

Так как степень окисления +2 для меди наиболее характерна, Cu (II) образует соли практически со всеми кислотами.

Ион Cu2+ в водных растворах существуют в виде гексааквакомплекса [Cu(H2O)6]2+, который входит в состав многих кристаллогидра-

тов: Cu(NO3)2 6H2O, Cu(ClO4)2 6H2O и т. д. Среди солей меди (II)

наибольший интерес представляет медный купорос CuSО4 5H2O, встречающийся в природе в виде сине-голубых кристаллов, продуктов окисления сульфидных руд. Он используется для нанесения медных покрытий, консервации древесины, защиты растений от болезней.

281

Известно также много фосфатов меди, получены как кислые, так и основные фосфаты. Некоторые из них имеют изумрудно-зеленый цвет и используются в качестве зеленых пигментов.

Слабые основные свойства гидроксида меди (II) не позволяют синтезировать в водных растворах со слабыми кислотами некоторые средние соли, например карбонаты. В результате взаимодействия растворов, содержащих медь (II) и карбонат натрия, образуются аморфные голубые осадки гидратированного основного карбоната меди

(CuOH)2CO3 nH2O. При стоянии и слабом нагревании осадок обезвоживается, превращаясь в светло-зеленый аморфный порошок (CuOH)2CO3, соответсвующий по составу минералу малахиту.

CuCO3 получают взаимодействием оксида, гидроксида или гидроксокарбоната меди с углекислым газом при высоком давлении:

(CuOH)2CO3 + CO2 t, P 2CuCO3 + Н2О.

Степень окислениия +3 наиболее характерна для золота. Для Au (III) известны сульфид Au2S3, цианид Au(CN)3, галогениды AuF3, Au2Cl6, Au2Br6. Последние получают прямым синтезом, в твердом виде и парахонисуществуютввидедимеров. Au2S3 синтезируютвэфире.

Простые соли меди (III) неизвестны, однако степень окисления +3 стабилизируется в комплексных соединениях, например: K[Cu(OH)4], K[CuF4]. Из солей серебра (III) известен лишь фторид AgF3 – сильнейший окислитель.

Биогенная роль d элементов I В группы

Медь Сu – необходимый микроэлемент живых организмов. Серебро Аg и золото Аu – примесные микроэлементы. Их соединения применяют в медицине.

Медь – биогенный элемент, содержится в тканях животных и растений. Общая масса меди в организме взрослого человека примерно 100 мг. Примерно 30% этого количества содержится в мышцах. Печень и мозг также богаты медью. Металлическая медь и ее соединения токсичны.

Наиболее важными с физиологической точки зрения являются медьсодержащие белки, обеспечивающие клеточное дыхание, восстанавливая кислород до воды на конечном участке дыхательной цепи.

Интересно, что переносчиком кислорода у моллюсков и членистоногих является не гемоглобин, а гемоцианин (медьсодержащие комплексы). Кровь этих животных имеет голубой цвет.

282

Ежедневно организму требуется 2,5–5,0 мг меди. При недостатке в организме меди может развиваться болезнь – медьдефицитная анемия. Медь необходима для усвоения железа, при дефиците меди нарушается нормальное развитие соединительных тканей и кровеносных сосудов.

Широкое применение меди и ее соединений в промышленности и сельском хозяйстве повышает риск отравления этими веществами. Отравления обычно связаны со случайной передозировкой инсектицидов, вдыханием порошка металла, заглатыванием растворов солей меди. Большую опасность представляют напитки, хранящиеся в медных сосудах без защитного покрытия стенок.

Токсическое действие соединений меди обусловлено тем, что ионы меди взаимодействуют с тиольными –SН-группами и аминогруппами –NH2-белков. Вследствие таких взаимодействий белки становятся нерастворимыми, теряют ферментативную активность. В результате нарушается нормальная жизнедеятельность.

Вкачестве наружного средства применяют 0,25%-ный водный

раствор сульфата меди СuSО4 при воспалении слизистых оболочек и конъюнктивитах. Малые дозы этого препарата могут применяться во время приема пищи при малокровии.

Ворганизме взрослого человека обнаруживается около 1 мг серебра и до 10 мг золота. Антисептические свойства растворимых солей серебра известны с древних времен. Священнослужители давно знали, что вода («святая») при хранении в серебряных сосудах долго не портится, т. е. не подвергается микробному загрязнению. В настоящее время это свойство «серебряной» воды используется моряками в дальних плаваниях.

Сильные токсические проявления у взрослого человека наблюда-

ются при приеме внутрь 7 г АgNO3.

Токсическое действие соединений серебра, как и в случае меди, обусловлено главным образом тем, что ионы серебра взаимодействуют с тиольными серо- и азотсодержащими группами белков, нуклеиновых кислот и других биоорганических веществ.

Вводном растворе существуют только комплексные соли золота,

например, Nа3[Аu(S2О3)2] и различные тиоловые бионеорганические комплексы.

Механизм токсического действия соединений золота аналогичен механизму токсического действия соединений меди и серебра. В соответствии с общим правилом для тяжелых металлов одной группы токсичностьвозрастает сувеличениематомногономеравряду: Сu – Аg – Аu.

283

Вмедицине издавна используются такие препараты, как кристал-

лический нитрат серебра АgNО3 (ляпис) и его водные растворы. Давно известны также препараты коллоидного металлического серебра протаргол (8% Аg) и колларгол (70% Аg), которые представляют собой мелкодисперсные порошки с металлическим блеском. Каждая частица таких порошков представляет собой кристаллик восстановленного металлического серебра размером менее 1 мкм с белковой оболочкой из альбумина (протаргол) или коллагена (колларгол). Белковая оболочка защищает кристаллики серебра от слипания и обеспечивает их переход в водную среду.

Препараты серебра применяют как противовоспалительные, антисептические и вяжущие средства.

Вкачестве эффективных противовоспалительных средств применяют также препараты золота. Наиболее известны кризанол (от греч. «хризос» – золото) с 30%-ным содержанием благородного металла и коллоидное золото.

Применение d элементов I B группы

На основе меди разработано большое число сплавов, к важнейшим из которых относятся латуни, бронзы и мельхиор.

Латуни – медно-цинковые сплавы, содержащие до 50% цинка. Латуни по внешнему виду напоминают золото. Они дешевле бронз, легко обрабатываются, плавятся при температуре ниже температуры плавления меди, характеризуются высокой коррозионной стойкостью. При хранении на влажном воздухе латунные изделия тускнеют, но сам сплав при этом не разрушается. Латуни используют в кораблестроении, приборостроении, из них изготавливают гильзы патронов, трубы, краны, вентили.

Бронза – сплав меди с каким-либо другим металлом, за исключением цинка и никеля. Наиболее известны и распространены оловянные бронзы, содержащие около 10% олова. Сплав с 10–15% олова имеет золотисто-коричневый («бронзовый») цвет. При содержании олова 16–25% сплав становится бледно-желтым, при 26–33% олова – светло-серым. При еще большем содержании олова получают так называемую белую бронзу, по цвету напоминающую серебро.

В «пушечной бронзе» около 85% меди, 5% цинка, 5% олова и 5% свинца. Колокольный металл содержит 78–80% меди и 20–22% олова. Корабельные винты делают из марганцевой бронзы, содержащей до 30% марганца.

284

Помимо оловянистых бронз, в которых основным легирующим элементом служит олово, выпускают прочные сплавы меди с алюминием, бериллием, германием, кадмием, свинцом и некоторыми другими металлами, также называемые бронзами (безоловянистые, специальные бронзы).

Безоловянистые бронзы отличаются высокой механической прочностью, коррозионной стойкостью. Они недостаточно устойчивы к окислению при нагревании, но очень стойки на воздухе и в морской воде.

Мельхиор – медно-никелевый сплав, содержащий 29–33% никеля. Он обладает высокой коррозионной устойчивостью – не разрушается даже при длительном воздействии водяного пара, морской воды, щелочей. Мельхиор исрользуют для изготовления столовой посуды, в приборостроении.

Медь, серебро, золото называют «монетными металлами», поскольку в древние времена их использовали как деньги, а позже из их сплавов чеканили монеты. Массовое содержание благородных металлов в сплавах характеризуют «пробой», значение которой соответствует содержанию драгоценного металла в 1000 г сплава. Ювелирные украшения часто имеют пробу по золоту 583, по серебру – 875. Международный стандарт для производства золотых и серебряных монет – 900-я проба.

285

ПЕРЕЧЕНЬ РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1.Ахметов, Н. С. Общая и неорганическая химия / Н. С. Ахметов. – 5-е изд., перераб и доп. – М.: Высшая школа, 2003. – 744 с.

2.Карапетьянц, М. Х. Общая и неорганическая химия: учеб. для вузов / М. Х. Карапетьянц, С. И. Дракин. – 4-е изд., стереотип. – М.:

Химия, 2000. – 592 с.

3.Неорганическая химия: в 3 т. / под ред. Ю. Д. Третьякова. – М.:

Академия, Т. 1. – 2004. – 240 с.; Т. 2. – 2004. – 368 с.; Т. 3. – 2007. – 352 с.

4. Неорганическая химия. Химия элементов:	в 2 т. /
Ю. Д. Третьяков [и др.]. – М.: Академкнига, 2007. – Т. 2.	– 670 с.

5.Шрайвер, Д. Неорганическая химия: учебник: в 2 т. / Д. Шрайвер,

П. Эткинс; пер. с англ. – М.: Мир, 2004. – Т. 2. – 680 с.

6.Новиков, Г. И. Общая и экспериментальная химия / Г. И. Новиков, И. М. Жарский. – Минск: Современная школа, 2007. – 831 с.

7.Угай, Я. А. Общая и неорганическая химия: учеб. для вузов / Я. А. Угай. – 3-еизд., перерабидоп. – М.: Высшаяшкола, 2004. – 528 с.

8.Суворов, А. В. Общая химия / А. В. Суворов, А. Б. Никольский. – СПб.: Химия, 1997. – 624 с.

9.Волков, А. И. Большой химический справочник / А. И. Волков, И. М. Жарский. – Минск: Современная школа, 2005. – 608 с.

Дополнительная

1.Реми, Г. Курс неорганической химии: в 2 т. / Г. Реми; пер. с

нем. А. И. Григорьева. – М.: Мир, 1972. – Т. 1. – 824 с.; 1974. – Т. 2. – 775 с.

2.Реми, Г. Курс неорганической химии: в 2 т. / Г. Реми; пер. с

нем. А. И. Григорьева. – М.: Мир, 1974. – Т. 2. – 775 с.

3.Хьюи, Дж. Неорганическая химия. Строение вещества и реакционная способность / Дж. Хьюи. – М.: Химия, 1987. – 696 с.

4.Общая химия в формулах, определениях, схемах / И. Е. Шиманович[идр.]; ред. В. Ф. Тикавый. – Минск: Універсітэцкае, 1996. – 528 с.

5.Воробьев, А. Ф. Общая и неорганическая химия: учеб. для вузов по направлениям и специальностям химико-технологического профиля: в 2 т. / А. Ф. Воробьев [и др.]. – М.: Академкнига, 2007. – Т. 2.: Химические свойства неорганических веществ. – 543 с.

6.Пиментел, Дж. Возможности химии сегодня и завтра / Дж. Пиментел, Дж. Кунрод. – М.: Мир, 1992. – 288 с.

286

	ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие..........................................................................................		3
Тема 1. р-Элементы VII А группы (галогены).....................................		4
Тема 2. р-Элементы VI А группы (халькогены).................................		33
Тема 3. р-Элементы V А группы ..........................................................		68
Тема 4.	р-Элементы IV А группы .......................................................	119
Тема 5.	р-Элементы III А группы .......................................................	174
Тема 6. s-Элементы II А группы ..........................................................		197
Тема 7. s-Элементы I А группы. Щелочные металлы .......................		209
Тема 8.	Водород ...................................................................................	222
Тема 9.	Общая характеристика d-элементов......................................	228
Тема 10. d-Элементы VI В группы........................................................		235
Тема 11. d-Элементы VII В группы ....................................................		248
Тема 12. d-Элементы VIII В группы. Семейство железа...................		259
Тема 13. d-Элементы I В группы ........................................................		271
Перечень рекомендуемой литературы ...............................................		286

287

Учебное издание

Малашонок Ирина Евгеньевна

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ

ХИМИЯ

Тексты лекций

Редактор М. Д. Панкевич

Компьютерная верстка Я. Ч. Болбот

Корректор М. Д. Панкевич

Издатель:

УО «Белорусский государственный технологический университет». Свидетельство о госудаиздателярственной регистрации издателя, изготовителя, распространителя печатных изданий

№ 1/227 от 20.03.2014.

Ул. Свердлова, 13а, 220006, г. Минск.

288