- •Міністерство охорони здоров’я України
- •Загальна та неорганічна хімія
- •Частина II
- •Приклади розв’язування задач
- •Контрольні питання
- •Головні підгрупи iiia і iva груп: b, Al, Ga, In, Tl, c, Si, Ge, Sn, Pb
- •Контрольні питання
- •Головна підгрупа va групи: n, p, As, Sb, Bi
- •Контрольні питання
- •Головна підгрупа via групи: o, s, Se, Te, Po
- •Контрольні питання
- •Головна підгрупа viia групи: h, f, Cl, Br, I, At
- •Контрольні питання
- •Властивості d-елементів iв і iiв підгруп: Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg
- •Контрольні питання
- •Властивості d-eлементів vib—viiib підгруп:
- •Контрольні питання
- •Література
- •69035, Г. Запорожье, пр. Маяковского, 26.
- •69035, Г. Запорожье, пр. Маяковского, 26.
Головні підгрупи iiia і iva груп: b, Al, Ga, In, Tl, c, Si, Ge, Sn, Pb
p-Елементи ІІІА групи у вільному стані уявляють собою метали (крім В).
Бор різко відрізняється від інших елементів підгрупи ІІІА і ньому невеликі радіуси атома і іона, високий іонізаційних потенціал, що характеризує його як неметал.
У стійких сполуках елементи цієї групи проявляють ступінь окислення +3, знаходячись у стані ns1p2 — збудження. Талій, як виняток, має також ступінь окислення +1. Зустрічають в природі лише у вигляді сполук (Ga, In, Tl — рідкі елементи). У вільному стані їх одержують електролізом із розплавів сполук. Бор відрізняється інертністю у звичайних умовах, але при високих температурах безпосередньо взаємодіє з галогенами (ВГ3), з азотом (ВN). Його сполуки мають найбільше значення в медичній практиці.
У p-елементів IVА групи ПСЕ на зовнішньому рівні міститься чотири електрони ns2p2, у незбудженому стані непарні лиш два p-електрони. Такому стані відповідає валентність елемента. Яка дорівнює двом, і ступінь окислення +2. Сполуки із ступенем окислення +2 нестійкі, відрізняються високою відновлювального властивістю та реакціями угруповання. Наприклад:
4H2SO4 + 2SnCl2 SnCl4 + Sn(SO4)2 + 2SO2 + 4H2O
CO + Cl2 COCl2 (фосген)
У збудженому стані містять чотири непарних електрони. Йому відповідає максимальний ступінь окислення +4. Стійкими є сполуки чотирьохвалентного вуглецю, але в ряду Si—Ge—Sn—Pb міцність аналогічних сполук зменшується (наприклад, для свинцю більш стійкими є сполуки із ступенем окислення +2). Для С і Si характерний також негативний ступінь окислення –4 (гідриди ЕН4 і інші сполуки).
Вуглець і кремній — неметали. У германію проявляються деякі металічні властивості, а олово і свинець — метали. Вони більш подібні за властивостями один з іншим, ніж германієм (екрануючий вплив (дія) 4d10, 5d10, 4f14 — електронних підрівнів, які знижують притяжіння валентних електронів до ядра атома). Наприклад, за електропровідністю біле олово і свинець — провідники; германій, кремній і сіре олово (-Sn) — напівпровідники, а вуглець у вигляді алмазу — діелектрик.
У звичайних умовах прості (елементарні) речовини цієї групи інертні, але при нагріванні реагують з воднем, киснем, галогенами, сіркою і іншими елементами. С, Si i Ge утворюють сполуки переважно з ковалентним зв’язком, тоді як ковалентність зв’язків в сполуках Sn i Pb (особливо) виражена недостатньо. СО2 і SO2 — кислотні оксиди, GeO2, SnO2, i PbO2 — амфотерні.
Контрольні питання
41. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: Na2B4O7 H3BO3 B(OCH3)3 B2O3 B Mg3B2 B2H6.
42. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: Al AlN Al(OH)3 Na[Al(OH)4] Al2(SO4)3 AlCl3.
43. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: B2H6 Li[BH4] H3BO3 Na2B4O7 NaBO2 H3BO3 B(OCH3)3.
44. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: Al Na[Al(OH)4] Al2(SO4)3 Al(OH)3 Al2O3 Al.
45. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: B KBO2 H3BO3 B2O3 BF3 K[BF4] B BN.
46. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: Al Na[Al(OH)4] Al2(SO4)3 AlCl3.
47. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: H3BO3 Na2B4O7 NaBO2 H3BO3 B(OCH3)3 B2O3.
48. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: Al4C3 Al(OH)3 Al2O3 Al Na[Al(OH)4] AlCl3.
49. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: B2O3 B BF3 K[BF4] B B2O3.
50. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: Al AlCl3 Al(OH)3 NaAlO2 Al2(SO4)3 Al(OH)3.
51. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: C CH4 CO2 Na2CO3 NaHCO3 CaCO3 CO2.
52. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: SiO2 Si Mg2Si SiH4 SiCl4 SiO2 SiF4.
53. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: Sn Sn(NO3)2 Sn(OH)2 SnCl2 SnCl4 H2SnO3 SnO2.
54. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: Pb K2[Pb(OH)4] PbO2 PbCl4 PbCl2 PbS PbSO4.
55. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: C C2N2 HCN HCOONH4 HCOOH CO COCl2.
56. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: SiO2 Si SiC SiCl4 SiH4 Na2SiO3 SiO2xH2O.
57. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: Pb(NO3)2 PbO Pb(CH3COO)2 PbO2 Na2[Pb(OH)6] H2[Pb(OH)6] PbO2.
58. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: Mg2Ge GeH4 Ge GeO2 Na2GeO3 GeO2 Ba[GeF6].
59. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: Mg2Sn SnH4 SnO2 Na2[Sn(OH)6] H2[Sn(OH)6] H2[SnCl6].
60. Складіть рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити наступні перетворення: (NH4)2SnS3 SnS2 SnCl4 H2[Sn(OH)6] Sn(OH)4 SnO2 K2SnO3.
61. Складіть електронні і молекулярні рівняння реакцій: а)алюмінію з розчином лугу, б) бору з концентрованою HNO3.
62. Який процес називається алюмотермією? Складіть електронні і молекулярні рівняння реакції, на якій засновано використання терміту (суміш Al і Fe3O4).
63. Охарактеризуйте гідриди бору (борани), наведіть приклади їх одержання. Який зв’язок одержав назву «бананового зв’язку»?
64. Опишіть хімізм електролітичного одержання алюмінію. Наведіть приклади амфотерних властивостей алюмінію та його оксиду (тригідроксиду).
65. Охарактеризуйте кислоти бора, їх форми, існування у вільному стані. Наведіть приклади взаємодії ортоборної (борної) кислоти з лугами і бури з мінеральними кислотами.
66. Напишіть хімізм реакції одержання гідриду алюмінію (AlH3) і охарактеризуйте його властивості.
67. Які сполуки бора мають практичне значення у медичній практиці? Охарактеризуйте ці сполуки.
68. Дайте характеристику оксидів і гідроксидів галію, індію і талію. Як змінюються кислотно-основні властивості елементів IIIA підгрупи зверху вниз по групі? Наведіть приклади.
69. Наведіть приклади практичного застосування найважливіших сполук алюмінію, а також галузі їх використання.
70. Дайте коротку характеристику сполукам галію, індію і талію зі ступенем окислення +1.
71. На нейтралізацію продуктів гідролізу фосгену витрачено 27,5 см3 розчину лугу з CН=0,524. Обчисліть об’єм (н.у.) фосгену, який піддали гідролізу. Відповідь: 0,161 л.
72. Який об’єм метану CH4 (у літрах) необхідно спалити, щоб нагріти 1 л води від температури 20°C до кипіння? Термохімічне рівняння реакції горіння метану: CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O; H0=–892 кДж. Теплоємкість води дорівнює 4,18 кДж/(кг°C). Відповідь: 8,4 л CH4.
73. У виробництві кальцинованої соди аміачним способом водний розчин NаCl насичується NH3 і CO2, осад NaHCO3, що утворюється при цьому, відфільтровують і прожарюють. Обчисліть витрати сировини — об’єм розсолу з вмістом 300 г NаCl на 1 л, NH3 і CO2 (у м3 за н.у.), які необхідні для виробництва 1 тонни кальцинованої соди, враховуючи, що лише 2/3 NаCl перетворюється у соду, а CO2, що утворюється при прожарюванні NaHCO3, без втрат повертається у виробничий цикл (процес). Відповідь: 5,52 м3; 422 м3 NH3; 211 м3 CO2.
74. Обчисліть теплоту утворення SiC на підставі рівняння реакції: SiO2 + 3C SiC + 2CO, H=510,9 кДж. Теплота утворенняSiO2=–872,2 кДж/моль і CO=–110,5 кДж/моль. Відповідь: –140,3 кДж.
75. Обчисліть середню добову потребу у вапняку содового заводу, що працює за сульфатним способом з середньою місячною продуктивністю 2400 тонн кристалічної соди. При розрахунках прийняти вміст CaCO3 у вапняку 85% і втрати у виробництві 10%. Відповідь: 2,96 тонни.
76. Тальк містить 0,53% водню, 19,22% магнію, 29,63% кремнію та 50,62% кисню. Визначте формулу тальку. Відповідь: 3MgO4SiOH2O.
77. Скільки грамів кремнію, масова частка домішок у якому становить 8%, вступило в реакцію з водним розчином NaOH, якщо при цьому утворилося 5,6 л водню (н.у.)? Відповідь: 3,8 г.
78. Обчисліть об’єм розчину AgNO3 з CН=0,25, який слід витратити для осадження Cl–, що утворилися в результаті гідролізу 200 см3 фосгену (н.у.). Відповідь: 71,3 см3.
79. Розкладом 14,2 г суміші CaCO3 і MgCO3 одержали 6,6 г CO2. Обчисліть вміст карбонатів кальцію і магнію в суміші. Відповідь: 10 г CaCO3; 4,2 г MgCO3.
80. Скільки кілограмів борної кислоти H3BO3 і який об’єм 23% розчину Na2CO3 (густина 1,25 г/см3) необхідно витратити для одержання 1 тонни бури Na2B4O710H2O? Відповідь: 649 кг; 967 л.