4. Uo2(oh)2 – гидроксид уранила.

Урановая кислота. Темно-красный кристаллический или желтый аморфный (осажденный). При нагревании разлагается. Не растворяется в воде, не реаги рует с разбавленными щелочами. Проявляет амфотерные свойства; реагирует с кислотами, концентрированными щелочами и гидратом аммиака.

2UO₂(OH)₂ = U₂O₅(OH)₂ (или H₂U₂O₇) + Н₂О

UO₂(OH)₂ = UO₃ + 2Н₂O

UO₂(OH)₂*H₂O= UO₂(OH)₂ + H₂O

UO₂(OH)₂ + 6H₂O<->[U(H₂O)₆O₂]²⁺ + 2OH^-

UO₂(OH)₂ + 2HCl (разб.)=(UO₂)Cl₂ + 2H₂O

UO₂(OH)₂ + 2NaOH (конц.)=Na₂U₂O₇ + 3H₂O

5. Uo2(no3)2 – нитрат уранила.

Желтый, при нагревании разлагается. Хорошо растворяется в воде (гидролиз по катиону), концентрированной азотной кислоте. Реагирует со щелочами, гидратом аммиака, карбонатами щелочных металлов. Вступает в реакции обмена.

UO₂(NO₃)₂*6Н₂О (желто-зел.) = UO₂(NO₃)₂ + 6Н₂О UO₂(NO₃)₂*6Н₂О = UO₂(OH)₂ + 2HNO₃ + 4Н₂О UO₂(NO₃)₂ (разб.) + 6Н₂О = [U(H₂O)₆O₂]²⁺ + 2NO₃^- 2UO₂(NO₃)₂ + 6NaOH (конц.) = Na₂U₂O₇ + 4NaNO₃ + ЗН₂О. 2UO₂(NO₃)₂ + 6(NH₃*Н₂О) [конц.] = (NH₄)₂U₂O₇ + 4NH₄NO₃ + ЗН₂О, (NH₄)₂U₂O₇ = 2UO₃ + 2NH₃ + H₂O UO₂(NO₃)₂ + 2NH₄HS (гор.) = (UO₂)S + 2NH₄NO₃ + H₂S. UO₂(NO₃)₂ + Na₂CO₃ (разб.) = (UO₂)CO₃ + 2NaNO₃

6. U(so4)2 – сульфат урана (IV).

Белый, при высокой температуре разлагается. Хорошо растворяется в подкис­ленной холодной воде (сильный гидролиз по катиону), растворимость умень­шается с ростом температуры. Разлагается кипящей водой, щелочами. Силь­ный восстановитель; окисляется иодом.

U(SO₄)₂ (разб.) + 8Н₂O = [U(H₂O)₈]⁴⁺ (зел.) + 2SO₄^2-

U(SO₄)₂ + ЗН₂О = U(SO₄)0 • 2H₂O + H₂SO₄

U(SO₄)₂ + 4NaOH (разб.) = U(OH)₄ + 2Na₂SO₄

U(SO₄)₂ + 4HF (конц.) = UF₄ + 2H₂SO₄

U(SO₄)₂ + 2H₂O + I₂ = (UO₂)SO₄ + 2HI + H₂SO₄

7. UF₃ – фторид урана (III).

Красно-фирлетовый, плавится и кипит без разложения, термически устойчивый. Не растворяется в холодной воде, не реагирует с разбавленными кислотами. Разлагается кипящей водой. Восстанавливается кальцием, окисляется кислородом.

4UF₃=3UF₄ + U

2UF₃ + 8H₂O=2U(OH)₄ + H₂ + 6HF

4UF₃ + 6H₂O + О₂=4(UOF₂*H₂O) +4HF

4UF₃ + 4HF (разб.) + О₂ =4UF₄ + 2H₂O

4UF₃ + 12NaOH (конц.) + 2H₂O + O₂=4U(OH)₄ + 12NaF

2UF₃ + 3Ca = 2U + 3CaF₂

8. UF₄ – фторид урана (IV).

Зеленый, термически устойчивый, плавится и кипит без разложения. Плохо растворяется в холодной воде и разбавленных щелочах, лучше — в азотной кислоте. Разлагается концентрированными щелочами. Восстанавливается водородом, активными металлами. Окисляется фтором, кислородом. Образует фторокомплексы.

UF₄*2,5Н₂О = UF₄ • Н₂О + 1,5Н₂О

UF₄*2,5Н₂О = UF₄ + 2,5Н₂О

2UF₄ + O₂ = (UO₂)F₂ + UF₆

2UF₄ + F₂ = 2UF₅

2UF₄ + H₂ = 2UF₃ + 2HF

UF₄ + 2Mg = U + 2MgF₂

9. UF₅ – фторид урана (V).

Светло-желтый (почти белый, а-модификация) или светло-серый (р-модификация). При нагревании возгоняется и подвергается дисмутации. Реакционноспособный; разлагается водой, щелочами. Стабилизируется в растворе за счет комплексообразования.

2UF₅ = UF₄ + UF₆

2UF₅ + 2H₂O (гор.) = UF₄I + (UO₂)F₂ + 4HF.

2UF₅ + lONaOH (разб.) = U(OH)₄ + UO₂(OH)₂ + 10NaF + 2H₂O

UF₅ + MF = M[UF₆] (M = H⁺, Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, Cs⁺)

10. UF₆ – фторид урана (VI).

Белый, легколетучий, термически устойчивый при нагревании и в сухом возду­хе. Энергично гидролизуется водой, разлагается щелочами. Сильный окисли­тель; восстанавливается водородом, бромоводородом. Образует фтороком-плексы.

UF₆ + 2H₂0 = (UO₂)F₂ + 4HF.

UF₆ + 6NaOH (разб.) = UO₂(OH)₂ + 6NaF + 2H₂O.

UF₆ + H₂ = UF₄ + 2HF

UF₆ + 2HBr (конц.) = UF₄ + Br₂ + 2HF.

UF₆ + UF₄ = 2UF₅

1) Отделение Sc от La и Y.

ScF₃↓ + 3NH₄F↓ → (NH₄)₃[ScF₆]

LaF₃↓; YF₃↓ + NH₄F → не идет

2) Отделение Ce⁺³, Ln⁺³ от Ce⁺⁴. Ce⁺³ и Ln⁺³ не дают КС, а Ce⁺⁴ дает ⇒

Ce(C₂O₄)₂ + 2(NH₄)₂C₂O₄ → (NH₄)₄[Ce⁺⁴(C₂O₄)₄]

Ce₂(C₂O₄)₃ + (NH₄)₂C₂O₄ → не идет

3) Отделение Eu от РЗЭ:

2EuCl₃ + Zn + 2H₂SO₄ → 2EuSO₄ + ZnCl₂ + 4HCl

(РЗЭ)Cl₃ + Zn → не идет

4) Отделение Th от РЗЭ:

Th(C₂O₄)₂↓ + 2(NH₄)₂C₂O₄ → (NH₄)₄[Th(C₂O₄)₄] p-p

(РЗЭ)(C₂O₄)₃↓ + (NH₄)₂CO₄ → не идет

5) Разделение Th и U.

Th(NO₃)₄ + 4KF → ThF₄↓ + 4KNO₃

UO₂(NO₃)₂ + 2KF → UO₂F₂p-p + 2KNO₃

6) Разделение UO и (РЗЭ) карбонатным методом:

UO₂CO₃тв + 2NaCO₃ → Na₄[UO₂(CO₃)₃]р-р

(РЗЭ)₂(CO₃)₃тв↓ + NaCO₃ → не идет

7) Десорбция Th и UO⁺₂, сначала раствором с концентрацией С1 вымывается UO₂, затем этим же раствором, но с концентрацией С2 вымывается Th.

UO₂(RSO₃)₂ + 2HCl → UO₂Cl₂ + 2HRSO₃↓

Th(RSO₃)₄ + 4HCl → ThCl₄ + 4HRSO₃↓

s-элементы первой и второй групп

1) Сходство.

S-металлы 1/2 групп имеют на последнем энергетическом уровне 1/2 электрона соответственно.

Предыдущий уровень полностью завершен и стабилен, и оказывает экранирующее действие на валентные электроны.

В результате этого экранирующего действия S-металлы 1 и 2 групп являются самыми активными металлами (и одновременно восстановителями).

Вследствие своей активности s-металлы встречаются только в виде соединений.

Начиная с 4 периода начинается нарушение монотонного изменения свойств в результате появления (n-1) d-подуровня и скачкообразные изменения таких свойств, как tпл и др.

Особенности свойств лития и бериллия.

Li и Be имеют особые свойства (меньшую химическую активность) из-за особого электронного строения (пред. слой из 2 электронов, внешние электроны находятся близко к ядру => Be амф.

2) Химические свойства s-металлов.

Активные металлы без дополнительного инициирования взаимодействуют со всеми неметаллами с выделением большого количества энергии.

С неметаллами:

Кислород:

1 гp) 4Na+02->2Na20.

2 гр) 2Ва + 02 -> 2Ва20

Li + O2 -> Li2O (менее активен).

Образование оксидов характерно только для Li.

(К, Rb, Cs) + O2 -> Э2О2 (пероксид), (С, Ва) — пероксид, оксид. (Be, Мд)—только оксид.

К+ О2 -> К2О4. Суперпероксид.

Азот:

1 гр) Na + N2 -> Na3N

2 гр) Мg + N2 -> (t) -> Mg3Nn.

Водород.

2Na + H2 -> 2NaH

Са + Н2 -> СаН2

СаН2 + Н2O -> Са(ОН)2 + Н2.

С водой: протекают бурно -> Э(ОН) + Н# Цезий и рубидий взрываются..

Me + 2H2O -> 2МеОР + Н2#.

Me + 2H2O -> Ме(ОН)2 + Н2# (кроме Be, Mg).

Ве(ОН)2 (амф) + 2НСl BeCl + 2H2O.

Ве(ОН)2 + 2NaOH -> Na2lBe(OH)4]+ 4Н2O.

Растворимость солей:

Na+ + К3[SЬ(ОН)6] -> Nа3(SЬ(ОН)6] + ЗК+.

К+ + ClO4 -> KCLO4

Li+ + (F^-, P04^3-, СО3^-).

Нет переменных степеней окисления ни у 1S, ни у 2S элементов => нет реакций с изменением степени окисления, но сами металлы являются восстановителями:

TiO2 +Са -> (t)-> Тi + 2СаО.

И ещё: Na2O2 + CO2 -> Ма2СО3 + O2#;

Na2O2 + H2O -> NaOH + O2#.

Получение:

Электролиз: только расплавов (электродный потенциал -2).

2NaCI -> Na + Cl2. Исключение: Be, Mg.

Металлотермия: только для Be и Mg.

BeO + Mg -> (t) -> Be + MgO: BeO + С -> (t) -> Be + CO; MgO + С -> Mg + CO.

Применение:

Li, Be, Mg используются в качестве добавок к редким сплавам и придают им свойство жаропрочности.

Используются в атомной области ((7,6)Li + (1,0)n -> (3,1)Т + (4,2)Не).

В идёт на производство сплавов в космической технике, используется для инициирования ядерной реакции.

d-элементы первой и второй групп

1) Электронное строение

1 гр) Э[](n-1)d(^9)nS(^2)

2 гр) Э [](n-1)d(^10)nS(^2) Степень окисления +2.

Несмотря на одинаковое строение внешних электронных оболочек, энергия ионизации для d-металлов куда выше, чем для соответствующих s-металлов. Это объясняется проникновением внешних s-электронов под экран (п-1) 10 электронов.

Поэтому d-металлы химически гораздо более активны, чем соответствующие s-металлы. В подгруппе с ростом заряда ядра эффект проникновения усиливается, что приводит к ослаблению химической активности металла.

Химические свойства.

1 гр) с O2 не взаимодействуют. Только 2Си + O2 -> (high t) -> 2CuO

с H2O не взаимодействуют

2 гр) Zn+O2-> ZnO

с H2O не взаимодействуют.

Zn + H2O -> Н2 +Zn(OH)2

Си+Cl2-> CuCl2.

Кислотно-основные свойства.

1 гр) Cu(OH)2 — основные свойства

2 гр) Zn(OH)2 — амфотерен.

Cu(OH)2 + 2НС1 -> CuCl2 + H2O.

С(ОН)2 + NaOH не идёт.

Zn(OH)2 + 2НС1 -> ZnCl2 + H2O.

Zn(OH)2 + NaOH -> Na2ZnO2 + H2O (or -> Na2[Zn(OH)4].

Cd(^2+), Hg(^2+) + NaOH не идёт.

Комплексообразование.

СаSО4 + 4NH4OH -> [Cu(NH3)4] + 4H2O

Cu + 4HCl (конц) -> H[Cu(^+)Cl2] + H2.

AgCI -> NH4OH -> [Ag(NH3)4]CI + 2H2O.

AuCI3 + HCl -> H[AuCl3].

ZnCl2 + NH4OH -> [Zn(NH3)4]Cl2 + H2O.

Окислительно-восстановительные свойства.

Cu, Ag, Au + разб не идёт.

Cu + H2SO4 -> (O2) -> CuSO4 + Н2.

Cu + 2H2SO4 (конц) -> CuSO4 + SO2 + 2H2O.

Cu + 8HNO3 -> 2NO + 3Cu(NO3)2 + 7H2O.

Ag + 2НМО3 (конц) -> NO2 + АgNО3+ H2O.

3HCI + HNO3 -> 2Cl + NOCI + H2O. Царская водка.

1 ст) Au + 3CI -> АuС13

АuС13 + HCI -> H[AuCl4]

Au + 3HCI + HNO3 -> H[AuCL4] (раствор)

Получение.

Электролиз раствора.