- •Р.Б. Николаева, с.В. Сайкова
- •Часть 2.
- •Учебное пособие
- •Список принятых сокращений и условных обозначений1
- •Введение
- •Водород
- •Свойства и применение
- •Распространенность и получение водорода. Водородная энергетика
- •Галогены
- •Общая характеристика. Получение
- •Простые вещества
- •Галогениды водорода
- •Кислородосодержащие соединения фтора
- •Кислородосодержащие соединения аналогов фтора
- •Галиды галогенов
- •Галид-оксиды галогенов
- •Халькогены
- •Общая характеристика
- •Простые вещества
- •Халькогениды водорода
- •Перхалькогениды
- •Кислородосодержащие соединения
- •Галиды и оксид-галиды
- •Экологический аспект переработки сульфидных руд
- •Подгруппа азота
- •Общая характеристика
- •Простые вещества
- •Соединения с водородом
- •Гидразин и гидроксиламин
- •Кислородосодержащие соединения
- •Удобрения. Проблема связывания азота
- •Сульфиды
- •Галиды и оксогалиды
- •Группа p-элементов
- •Нахождение в природе, получение
- •Простые вещества
- •Соединения с водородом
- •Соединения с металлами
- •Кислородосодержащие соединения
- •Углекислый газ. Использование и проблемы
- •Силикатное стекло
- •Сульфиды
- •Азотсодержащие соединения р-элементов IV группы
- •III-группа p-элементов
- •Общая характеристика
- •Нахождение в природе и получение простых веществ
- •Физические свойства простых веществ
- •Производство алюминия. Сплавы
- •Химические свойства простых веществ
- •Соединения с водородом
- •Кислородосодержащие соединения
- •Соединения бора с азотом
- •S-элементы
- •Общая характеристика. Простые вещества
- •Соединения s-элементов
- •12000С ⎧→ CaSiO3(цемент)
- •Благородные газы
- •Некоторые закономерности периодической системы
- •D-элементы
- •Общая характеристика
- •Нахождение в природе
- •Получение d-металлов
- •Физические свойства
- •Химические свойства простых веществ
- •Кислородосодержащие соединения
- •Соли d-элементов
- •Комплексные соединения
- •F-элементы
- •Лантаноиды
- •Актиноиды
- •Заключение
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •Содержание
- •IV группа p-элементов.................................................................................................................................................52
- •III-группа p-элементов................................................................................................................................................68
III-группа p-элементов
Примеси меди и серебра ухудшают электропроводность алюминия, а цинк – наоборот. В высшей степени занимательная наука – металловедение.
Журнал «Химия и жизнь»
Общая характеристика
Элементы данной группы имеют три валентных электрона (s2p86), и для них характерна ст.ок. (+3). А (-3) проявляет лишь бор и только в соединениях с активными М.
В отличие от B и Al, их аналоги более легко образуют продукты в ст.ок. (+1) и (+2), хотя они неустойчивы, кроме соединений таллия(I). Причины указанного – эффекты d- и f-сжатий, которые особенно ощутимы для р-элементов III группы, т.к. они, начиная с галлия, располагаются сразу после d-элементов. Как следствие, наблюдается рост значений I1не только при переходе от In к Tl (т.е. от 5-го периода к 6-му, как в других ргруппах), но и от Al к Ga.
Нахождение в природе и получение простых веществ
Основные борсодержащиеприродные формы – это гидроксид H3BO3(в отложениях и в воде минеральных источников) и соли: Na2B4O7 ⋅ nH2O , при n= 10 вещество называется бурой, а при n= 4 – кернитом.
Бор получают из буры, переводя ее серной кислотой в гидроксид, который дегидратируют, а на оксид действуют магнием в качестве восстановителя. Синтезированный таким способом продукт содержит примеси и имеет бурый цвет, а чистый бор (черного цвета) образуется, например, при разложении его гидридов.
Наиболее распространенная форма алюминияв природе – егооксид, т.е.
глинозем (который является основным сырьем при получении алюминия электролизом). Он составляет также основумногих минералов: от бурых бокситов до красных рубинов и синих сапфиров (их окраску обеспечиваютпримесисоединений Fe, Cr, и Ti с Fe, соответственно).
Многие искусственные драгоценные камни тоже синтезируют на основе оксида алюминия введением указанныхпримесей. (Например, добавляя от 0,035 до 0,1% хрома при выращивании монокристаллов Al2O3 , получают искусственные рубины – их используют, в частности, в качестве квантовых усилителей влазерах.)
Алюминий вместе с кремнием образует также большое разнообразие природныхалюмосиликатов: от обычного полевого шпата K[AlSi3O ]8(и получающейся из него при выветривании глины Al2Si2O6 (OH)2 ) до драгоценного лазурита Al2SiO4 (SO4 ,S,Cl)1−2 .
(Последний имеет интенсивно синий цвет за счет наличия хлорид- и сульфид-ионов. Из его крошки получают ультрамарин – краску художников эпохи Возрождения.)
Глина вследствие слоистой структуры представляет собой мягкую массу, пластичнуюво влажном состоянии1, изатвердевающуюпри высушивании. А при обжиге она твердеет необратимо, благодаря чему применяется в строительстве и в гончарном деле. Белую глину (каолин), основу которой составляет каолинит Al4Si4O10 (OH)8 , используют в производстве фарфора и т.п.
По распространенности (6,6%) Al занимает третье место (после O и Si), а значит, среди металлов – первое. Остальных р-элементов III группы в природе сравнительно мало (10−4 −10−6 %), причем Ga, In и Tl рассеяны (известен лишь редкий минерал CuGaS2 ) и находятся, главным образом, в полиметаллических рудах. Из отходов их переработки эти элементы извлекают в виде оксидов. Последние затем восстанавливают цинком, водородом или электротоком (при электролизе) до металлов.