Химия: В формуле SiO2 валентность кремния и кислорода соответственно равны

Химия: В формуле SiO2 валентность кремния и кислорода соответственно равны Кислород
Содержание
  1. Что такое катализатор реакции?
  2. Что такое изотоп?
  3. Основное назначение посуды
  4. В формуле sio2 валентность кремния и кислорода соответственно равны
  5. Виды реакций по числу и составу реагирующих и образующих веществ
  6. Восстановления
  7. Галогениды кремния
  8. Замещения
  9. Какие вещества реагируют с соляной кислотой
  10. Карбид кремния
  11. Качественные реакции
  12. Классификация по агрегатному состоянию
  13. Классификация по видам
  14. Классификация по происхождению
  15. Материал для производства
  16. Модификации и нахождение
  17. Обмена
  18. Обозначения изотопов
  19. Общие сведения
  20. Окисления
  21. Окислительно-восстановительные
  22. Отщепления
  23. По изменению степени окисления
  24. Положение в периодической системе химических элементов
  25. Протолитические реакции и реакции обмена
  26. Разложения
  27. Разновидности веществ, ускоряющих химические реакции
  28. Свойства гетерогенных ускорителей реакции
  29. Свойства гомогенных ускорителей реакции
  30. Силан
  31. Силикаты
  32. Силициды металлов
  33. Соединения
  34. Соединения кремния
  35. Способы получения
  36. Способы получения кремния
  37. Строение молекулы и физические свойства
  38. Таблица валентностей химических элементов. максимальная и минимальная валентность. — инженерный справочник / технический справочник дпва / таблицы для инженеров (ex dpva-info)
  39. Физические свойства
  40. Физические свойства и нахождение в природе
  41. Физические свойства, способы получения и нахождение в природе кремния
  42. Формула и другие названия соляной кислоты
  43. Химические свойства
  44. Электронное строение кремния

Что такое катализатор реакции?

Речь идет о веществе, которое способно ускорять протекание превращения многократно. Процесс в химии, протекающий в присутствии ускорителей превращений, называется катализом. Катализ характеризуется тем, что вещество, ускоряющее химический процесс, не расходует в ходе протекания последнего, а также не входит в состав конечных продуктов.

Катализ по своему результату может быть двух видов: положительный и отрицательный. Положительный катализ приводит к увеличению скорости превращения. Отрицательный катализ приводит к замедлению или прекращению протекания химического превращения. Вещества, реализующие, отрицательный катализ называются ингибиторами.

Что такое изотоп?

Изотопами называют видоизменные элементы периодической таблицы Менделеева, которые имеют один и тот же порядковый номер, но различную атомную массу. Название характеризует нахождение подобных структур в одной клеточке периодической таблицы с нормальными элементами (изо – равное, топ – положение, место – в переводе с английского).

Основное назначение посуды

Правильно подобранная посуда в лаборатории обеспечивает успех научной деятельности. Для этого закупаются сотни разных колб, воронок и другой посуды.

По назначению вся посуда делится на три группы:

  • Мерная. На ее стенках нанесен рисунок со значениями в миллилитрах или граммах. Используют такую посуду при обычной температуре, когда не требуется нагревать содержимое.
  • Немерная. Она производится из высокопрочного материала, так как должна выдерживать большие температуры.
  • Специальная. Эти химические приборы (колбы, эксикаторы и так далее) нужны для проведения определенных опытов.
  • В настоящее время выпускается большое количество посуды для научных, медицинских и иных лабораторий. Для ее изготовления используется стекло, фарфор и другие, устойчивые к резким изменениям среды, материалы. Каждый лабораторный сосуд должен соответствовать установленным нормам ГОСТа.

    В формуле sio2 валентность кремния и кислорода соответственно равны

    Виды реакций по числу и составу реагирующих и образующих веществ

    Классификация химических реакций по числу и составу реагирующих компонентов подразделяются на превращения, протекающие без изменения состава веществ, вступающих в химическое превращение (р. изомеризации и смены аллотропных модификаций у неорганических соединений) и превращения, осуществляющиеся с изменением состава реагирующих компонентов (р. соединения, замещения, обмена, разложения, отщепления).

    Восстановления

    Р. Восстановления – это превращения, в ходе которых в результате присоединения электронов уменьшается степень окисления атома реагирующего вещества. Р. восстановления, так же как и р. окисления, подразделяются на: р. полного и частичного восстановления.

    Галогениды кремния

    Хлорид и фторид кремния – галогенангидриды кремниевой кислоты.SiCl4.

    Получают галогениды кремния действием хлорана сплав оксида кремния с углем:

    SiO2 C Cl2  →  SiCl4 CO

    Галогениды кремния разлагаются водойдо кремниевой кислоты и хлороводорода:

    SiCl4      3H2O   →  H2SiO3↓        4HCl

    Хлорид кремния (IV) восстанавливается водородом:

    SiCl4       2H2  →   Si     4HCl

    Замещения

    Р. замещения – это превращения веществ, в ходе которых атомы или группы атомов одного веществ замещают атомы или группы атомов другого. Схема: АБ В=АВ Б. Примерами р. замещения являются химические взаимодействия, в ходе которых осуществляется вытеснение нижестоящие в таблице Менделеева элементов 7 группы на вышестоящие (так как последние обладают больше электроотрицательностью).

    Какие вещества реагируют с соляной кислотой

    В реакцию с соляной кислотой вступают следующие вещества:

    • металлы, стоящие в электрохимическом ряду до водорода;

    • неметаллы (фтор);

    • основания;

    • соли;

    • оксиды различных металлов;

    • органические соединения и биоорганические соединения.

    Способность указанных выше веществ реагировать с хлористым водородом определяется их химическими свойствами. Так, например, неметаллы в виде фтора, за счет более высокого уровня электроотрицательной способности вытесняют хлор (компонент хлороводорода) из соединения, или основания (гидроксиды металлов), обладая выраженными основными свойствами, вступая в реакцию с хлороводором, образуют соли металлов (такое химическое превращение называется р. нейтрализации).

    Отдельно стоит отметить взаимодействие хлороводорода с белками, которое каждые 1,5 часа (циркадные ритмы) происходит в желудке человека, с образованием аминокислот их хлорных соединений. Такое химическое превращение получило название кислотного гидролиза.

    Электроотрицательность представляет собой способность атома перетягивать электронную плотность от других структур в химическом соединении. Соответственно, чем выше данный показатель у того или иного элемента периодической таблицы, тем больше будет выражена его способность перетягивать электронную плотность в веществе, и наоборот.

    Электрохимический ряд потенциалов – это последовательное расположение металлов из таблицы Менделеева в порядке повышения их уровня электроотрицательности. Водород занимает в данной последовательности срединное положение. Металлы, расположенные до водорода, будут обладать меньшей способность удерживать электронное облако, то есть обладать более выраженными металлическими свойства, в результате чего хлор (составная часть HCl) будет проще взаимодействовать с подобными атомами.

    Характерными признаки реакции хлороводорода с металлами, стоящими в ряду напряжения металлов до водорода, следующие:

    выделение газа (в виде газа представлен H2);

    образование осадка (в случае реакции со свинцом, соединение PbCl2 малорастворимое, и может выпадать в осадок при определенных условиях).

    Карбид кремния

    В соединениях кремния с неметаллами — ковалентная связь.

    Рассмотрим карбид кремния – карборундSi 4C-4. Это вещество с атомной кристаллической решеткой. Он имеет структуру, подобную структуре алмаза и характеризуется высокой твердостью и температурой плавления, а также высокой химической устойчивостью.

    Карборунд окисляется кислородомпри высокой температуре:

    SiC 2O2 → SiO2 CO2

    Карборунд окисляется кислородом в расплаве щелочи:

    SiC 2O2 4NaOH → Na2SiO3 Na2CO3 2H2O

    Качественные реакции

    Качественная реакция насиликат-ионы SiO32- — взаимодействие  солей-силикатов с сильными кислотами. Кремниевая кислота – слабая. Она легко выделяется из растворов солей кремниевой кислоты при действии на них более сильными кислотами.

    Например, если к раствору силиката натрия прилить сильно разбавленный раствор соляной кислоты, то кремниевая кислота выделится не в виде осадка, а в виде геля. Раствор помутнеет и «застынет».

    Na2SiO3 2HCl = H2SiO3 2 NaCl

    Видеоопытвзаимодействия силиката натрия с соляной кислоты (получение кремниевой кислоты) можно посмотретьздесь.

    Классификация по агрегатному состоянию

    По агрегатному состоянию вещества каталитические соединения можно подразделить на гомогенные и гетерогенные. Гомогенные вещества, ускоряющие химическую реакцию, находятся в одной фазе с реагентами. Гетерогенные вещества, ускоряющие химическое превращение, находятся в разных фаза с реагентами (например, катализатор представлен жидкость, а реагенты – газами).

    Классификация по видам

    Классификация химической посуды по видам и форме включает в себя следующие приборы:

  • Воронки. Они служат для переливания небольшого количества жидкости и имеют диаметр от 35 до 300 мм. Как правило, стенки воронок гладкие, но в некоторых случаях встречаются рифленые экземпляры. Для удобства работы их ставят в специальный держатель или в углубления штатива.
  • Колбы. Они могут быть круглодонные (из высокопрочного стекла для устойчивости к высокой температуре) или грушевидные, называемые колбами Кьельдала. Это термостойкие изделия, используемые для определения количества азота. И еще есть приборы, необходимые для дистилляции.
  • Пробирки. Эти сосуды нужны для проведения всевозможных экспертиз, анализов и взятия проб. Обычно они стеклянные, но могут изготавливаться и из качественного пластика. Чтобы они могли устойчиво стоять на столе, используется пробиркодержатель.
  • Чаши. Их применяют для сбора и выведения штаммов микроорганизмов, сохранения их частиц и травления печатных плат. Самым известным видом прибора является чаша Петри.
  • Мерная посуда. К таким приборам относятся всевозможные пипетки, мензурки и цилиндры, имеющие на поверхности делительную маркировку. Изготавливаются из стекла и редко используются для контакта с высокой температурой.
  • Приборы для взвешивания. Такие стаканчики могут быть низкими и высокими. Их используют для соблюдения пропорций при смешивании.
  • Холодильники. Применяются для хранения веществ, их перегонки или конденсации.
  • Кроме того, в каждой лаборатории есть целые наборы для проведения опытов. Опытный химик пользуется ими, чтобы ускорить работу. В наборе есть все необходимое для безопасного проведения опытов: тигельный сосуд, шпатель, палочка для извлечений веществ, трубки, щипцы для захвата колб и так далее.

    Классификация по происхождению

    По происхождению вещества, ускоряющие процесс протекания превращений в химии, подразделяются на органические и неорганические. Неорганические соединения в основном представлены тяжелыми металлами (свинец, палладий), спектр органический соединений намного шире.

    Основными представителями органических ускорителей превращений являются энзимы (соединения биологического происхождения). Энзимы – это катализаторы, увеличивающие скорость химических реакций в живых организмах. Ферменты (энзимы) имеют следующие особенности:

    • в живых организмах объединены в мультиферментные комплексы;
    • ускоряют биохимические процессы в организме в несколько десятков тысяч раз;
    • имеют высокую избирательность и специфичность (в отличие от неорганических);
    • являются простыми или сложными белками;
    • подвержены денатурации под действием денатурирующих агентов;
    • способны к ренативации (если она возможна);
    • большинство термолабильны (активность ферментов находится в прямой зависимости от колебания температур в живом организме);
    • действия ферментов может быть усилено индукторами, и ослаблено (или прекращено) ингибиторами.

    Материал для производства

    Разобравшись, что такое химическая посуда и ее назначение, можно перейти к материалам, из которого она изготавливается. Для того чтобы обеспечить безопасность, все приборы делают из следующих веществ:

  • Стекло. Используются особые его сорта с высоким уровнем термической устойчивости. Удобство пользования такими сосудами заключается в ее легком очищении в специальной ультразвуковой мойке. Это очень важно при соблюдении чистоты экспериментов.
  • Фарфор. Преимуществом таких изделий является возможность сильного нагревания без опасения за ее целостность. Правда, фарфор дороже, и увидеть, что происходит внутри, нельзя, так как он непрозрачен.
  • Высокоогнеупорные изделия. Для их изготовления используется кварц, шамот или графит. Отличаются высоким уровнем термоустойчивости (до 1200С в вакууме).
  • Инструменты и оборудование из металла. Для удобства работы в каждой лаборатории есть металлические шкафы, штативы, ухватки, тигельные щипцы и крышки с картинкой, а также пинцеты, держатели и так далее. Все это призвано обеспечить качество проводимых исследований.
  • Таким образом, узнав название и принадлежность приборов для лабораторий можно создавать собственный исследовательский центр. Главное, чтобы все изделия были высокого качества и соответствовали ГОСТу.

    Только тогда можно быть уверенным в правильности проведенных тестов, опытов и анализов.

    Модификации и нахождение

    Различают аморфный и кристаллический кремний. Первая аллотропная модификация представлена в виде бурого порошка. Структура разупорядоченная, напоминает алмаз. Обладает сильной способностью к реакции. Твердый силициум имеет темно-серый оттенок с металлическим блеском. Структура кубическая, по способности к реагированию проявляет минимальный эффект.

    В свободной форме силициум и SiO3 (участие кислорода) не встречается, представлен только в виде соединений. Наиболее устойчив в состоянии оксида кремния или кремнезема. В природе встречается в виде песка и таких минералов, как кварц и горный хрусталь.

    Важно отметить, что неметалл входит в состав как камней в виде аметиста и яшмы, так и минералов. Основными группами являются силикаты и алюмосиликаты — это полевые шпаты, глины, слюда и другие компоненты, какие можно встретить в природе.

    Обмена

    Реакции обмена – это превращения, во время протекания которых происходит обмен атомами или группами атомов между двумя сложными веществами. Данный вид химического процесса можно встретить как органической, так и в неорганической химии. Пример из органической химии: щелочной гидролиз хлор бутана с образованием бутанола и поваренной соли:

    Обозначения изотопов

    Видоизмененные элементы периодической таблицы Менделеева обозначаются следующим образом: к символу химического элемента, к которому принадлежит изотоп, подписывается верхний левый индекс с обозначением массового числа. Так, например, изотоп кислорода, обладающий массовым числом равным восемнадцати атомных единиц, будет обозначаться следующим образом: 18O. Имеется также другое обозначение подобных атомов (например, кислород – 18).

    Общие сведения

    Вещество является элементом четырнадцатой группы третьего периода системы химических элементов, атомное число равно 14. Электронное строение, которое влияет на степень окисления кремния, отражается конфигурацией в виде подуровней 1S2 2S2 2P6 3S2 3P2.

    • Si 4e=Si^-4 проявляет свойства окислителя;
    • Si 2e=Si^ 2 становится восстановителем;
    • Si-4e=Si4 также имеет восстановительные свойства.

    Элемент является типичным неметаллом. Силициум в зависимости от превращения может проявлять свойства как окислителя, так и восстановителя. Для SiO2 степень окисления также зависит от реакции, в которой он участвует.

    Окисления

    Р. окисления – это превращения, в ходе которых в результате отдачи электронов увеличивается степень окисления атома реагирующего вещества. Классификация данных реакций в органической химии следующая: полное и частичное окисление. Пример полного окисления: р. горения метана с образованием воды и углекислого газа:

    CH4 О2=CO2 2H2O. Пример частичного окисления: образование муравьиной кислоты из формальдегида посредством использования сильных окислителей (например, перманганата калия) в присутствии концентрированной серной кислоты:5 HCHO 2 KMnO4 3H2SO4= 5 HCOOH 2 MnSO4 3 H2O K2SO4.

    Окислительно-восстановительные

    ОВР – это химический процесс, в ходе которого изменяются степени окисления атомов, которые входят в состав реагентов. В ОВР всегда есть окислитель – компонент, присоединяющий электроны и восстановитель – компонент, отдающий электроны. Пример ОВР: 2Na Cl2 = 2NaCl в данном процессе окислителем является хлор (так как его заряд меняется с 0 до -1 – т.е. происходит присоединение электронов), восстановителем является натрий (так как его заряд меняется с 0 до 1 – т.е. происходит отдача электронов).

    Важно понимать: определение окислителя и восстановителя необходимо проводить на основе свойства электроотрицательности элементов, атом с большей электроотрицательностью будет окислителем. Данное правило складывается из самого определение электроотрицательности (способность атома присоединять электроны).

    Отщепления

    Реакции отщепления – это аналог р. разложения химии углевородов. В ходе данных химических процессов реализуется отщепление группы атомов от органической молекулы. Пример: CH3-CH2-OH= CH2=CH2 H20 (р. дегидратации этилового спирта с образованием этилена и воды).

    По изменению степени окисления

    Степень окисления отражаен условный заряд атома, находящегося в составе соединения. Виды химических реакций по степени окисления подразделяются на р. восстановления, р. окисления, ОВР, протолитические превращения.

    Положение в периодической системе химических элементов

    Кремний расположен вглавной подгруппе IV группы  (или в 14 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периодепериодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

    Протолитические реакции и реакции обмена

    Протолитическими и обменными процессами называют такие превращения, в ходе протекания которых степень окисления не изменяется. Пример: HNO3 NaOH = NaNO3 H2O.

    Разложения

    Реакция разложения – вид химического процесса, в ходе которого из сложной молекулы образуются две или более простых. Схематические данное взаимодействие можно представить следующим образом: В=А Б. Примером р. разложения может послужить разложение гидроксида цинка при нагревании: Zn(OH)2=ZnO H20.

    Разновидности веществ, ускоряющих химические реакции

    Существуют две общепризнанных классификации веществ, которые ускоряют протекания превращений в химии. Первая основывается на агрегатном состоянии катализатора, вторая – на происхождении.

    Свойства гетерогенных ускорителей реакции

    К данной группе соединений относятся оксиды большинства металлов (Al2O3, CaO, BaO, MgO, TiO2), а также алюмосиликаты и цеолиты. Обозначим основные свойства гетерогенных каталитических веществ:

    • являются твердыми веществами;
    • обладают развитой поверхностью;
    • разводятся на инертном носителе;
    • обладают способностью к физической адсорбции реагентов;
    • продукты превращения выделяются с поверхности катализатора посредством процесса десорбции;
    • катализ возможен благодаря диффузионным процессам.

    Свойства гомогенных ускорителей реакции

    К данной группе соединений относятся кислоты и основания. Например, серная кислота ускоряет протекание превращение органических субстратов. Основными свойствами гомогенных соединений являются:

    • в большинстве своем жидкости;
    • образование в ходе превращения промежуточных продуктов;
    • снижение энергии активации посредством образования промежуточных продуктов.

    Силан

    Силан– это бинарное соединение кремния с водородом SiH4, ядовитый бесцветный газ.

    Если поместить порошок силицида магния в очень слабый раствор соляной кислоты, то на поверхности раствора образуются пузырьки газа. Они лопаются и загораются на воздухе. Это горит силан. Он образуется при взаимодействии кислоты с силицидом магния:

    Mg2Si 4HCl → 2MgCl2 SiH4

    Видеоопытполучения силана из силицида магния можно посмотреть здесь.

    На воздухе силан горит с образованием SiO2 и H2O:

    SiH4        2O2  → SiO2      2H2O

    Видеоопытсгорания силана можно посмотреть здесь.

    Силан разлагается водой разлагается с выделением водорода:

    SiH4       2H2O   →  SiO2      4H2

    Силан разлагается (окисляется) щелочами:

    SiH4        2NaOH      H2O   →   Na2SiO3      4H2

    Силан при нагревании разлагается:

    SiH4 → Si 2H2

    Силикаты

    Силикаты— это соли кремниевой кислоты.  Большинство силикатов нерастворимо в воде, кроме силикатов натрия и калия, их называют «жидким стеклом».

    Способы получения силикатов:

    1. Растворение кремния, кремниевой кислоты или оксида в щелочи:

    H2SiO3 2KOH → K2SiO3 2H2O

    Si 2NaOH H2O → Na2SiO3 2H2

    SiO2 2KOH → K2SiO3 H2O

    2.Сплавление с основными оксидами:

    СаО     SiO2   →   CaSiO3

    3.  Взаимодействие растворимых силикатов с солями:

    K2SiO3 CaCl2    →    CaSiO3 2KCl

    Оконное стекло (натриевое стекло) — силикат натрия и кальция: Na2O·CaO·6SiO2.

    Стекло получают при сплавлении в специальных печах смеси соды Na2CO3, известняка CaCO3 и белого песка SiO2:

    6SiO2 Na2CO3 CaCO3 → Na2O·CaO·6SiO2 2CO2

    Для получения специального стекла вводят различные добавки, так стекло содержащее ионы Pb2 – хрусталь; Cr3 – имеет зеленую окраску, Fe3 – коричневое бутылочное стекло, Co2 – дает синий цвет, Mn2 – красновато-лиловый.

    Силициды металлов

    Силициды – это бинарные соединения кремния с металлами, в которых кремний имеет степень окисления -4. Химическая связь в силицидах металлов — ионная.

    Силициды, как правило, легко гидролизуются в воде или в кислой среде.

    Например, силицид магния разлагается водой на гидроксид магния и силан:

    Mg2Si      4H2O   →  2Mg(OH)2      SiH4

    Соляная кислота легко разлагает силицид магния:

    Mg2Si      4HCl   →  2MgCl2      SiH4

    Получают силициды сплавлением простых веществ или восстановлением смеси оксидов коксомв электропечах:

    2Mg Si → Mg2Si

    2MgO SiO2 4C → Mg2Si 4CO

    Соединения

    Реакция соединения – вид химического процесса, при котором из двух и более простых компонентов образуется сложное вещество. Схематически р. соединения можно представить так: А Б В Г=Е, где в составе вещества Е находятся атомы реагентов А,Б,В,Г. К данному классу химических взаимодействий относятся р. оксидов металлов и кислот в неорганической химии.

    Разновидностью реакции соединения является р. присоединения (присоединение к одной органической молекуле другой). К подобным химическим взаимодействиям относятся следующие превращения в органической химии: галогенирование, гидрирование, р. гидратации и полимеризации.

    Соединения кремния

    Основные степени окисления кремния 4, 0 и -4.

    Наиболее типичные соединения кремния:

    Степень окисленияТипичные соединения
    4оксид кремния (IV) SiO2

    кремниевая кислота H2SiO3

    силикаты MeSiO3

    бинарные соединения с неметаллами (карбид кремния SiC)

    -4силан SiH4

    силициды металлов (силицид натрия Na4Si)

    Способы получения

    Кремниевая кислота образуется при действии сильных кислот на растворимые силикаты (силикаты щелочных металлов).

    Например, при действии соляной кислоты на силикат натрия:

    Na2SiO3 2HCl →H2SiO3 2 NaCl

    Видеоопытполучения кремниевой кислоты из силиката натрия можно посмотреть здесь.

    Даже слабая угольная кислотавытесняет кремниевую кислоту из солей:

    Na2SiO3 2Н2O 2CO2 → 2NaHCO3 H2SiO3

    Способы получения кремния

    В свободном состоянии кремний был получен Берцелиусом в 1822 г. Его латинское название «силиций» произошло от латинского слова «sileх», что означает «кремень». Аморфный кремний в лаборатории можно получить при прокаливании смеси металлического магния с диоксидом кремния.

    SiO2 2Mg → Si 2MgO

    Видеоопытвзаимодействия оксида кремния (IV) с магнием можно посмотреть здесь.

    Еще один способ получения кремнияв лаборатории— восстановление из оксида алюминием:

    3SiO2 4Al → 3Si 2Al2O3

    В промышленностииспользовать дорогие алюминий и магний неэффективно, поэтому используют другие, более дешевые способы:

    1.Восстановление из оксидакоксомв электрических печах:

    SiO2 2C → Si 2CO

    Однако в таком процессе образующийся кремний загрязнен примесями карбидов кремния, и для производства, например, микросхем уже не подходит.

    2. Наиболее чистый кремний получают восстановлением тетрахлорида кремнияводородомпри 1200 °С:

    SiCl4 2H2 → Si 4HCl

    илицинком:

    SiCl4 2Zn → Si 2ZnCl2

    3.Также чистый кремний получается при разложениисилана:

    SiH4 → Si 2H2

    Строение молекулы и физические свойства

    Кремниевые кислоты — очень слабые, малорастворимые в воде соединения общей формулы nSiO2•mH2O. Образует коллоидный раствор в воде.

    Метакремниевая H2SiO3 существует в растворе в виде полимера:

    Таблица валентностей химических элементов. максимальная и минимальная валентность. — инженерный справочник / технический справочник дпва / таблицы для инженеров (ex dpva-info)

    Валентность химических элементов – это способность у атомов химических элементов образовывать некоторое число химических связей. Определяется числом электронов атома затраченых на образование химических связей с другим атомом. Справочно: Электронные формулы атомов химических элементов.

    Считается, что валентность химических элементов определяется группой (колонкой) Периодической таблицы . Действительно, теоретически, это самая распространенная валентность для элемента, но на практике поведение химических элементов значительно сложнее. Причина множественности значений валентности заключается в том, что существуют различные способы (или варианты) заполнения, при которых электронные оболочки стабилизируются. Поэтому, предлагаем Вашему вниманию таблицу валентностей химических элементов.

    Числовое значение положительной валентности элемента равно числу отданных атомом электронов, а отрицательной валентности – числу электронов, которые атом должен присоединить для завершения внешнего энергетического уровня. В неорганической химии обычно применяется понятие степень окисления, а в органической химии — валентность, так как многие из неорганических веществ имеют немолекулярное строение, а органических — молекулярное..

    Таблица валентностей химических элементов.

    Порядковый номер
    химического элемента,
    он же: атомный номер,
    он же: зарядовое число
    атомного ядра,
    он же: атомное число

    Русское /
    Английское наименование

    Химический
    символ

    Валентность
    В скобках обозначены
    более редкие валентности.
    Химические элементы с
    единственной валентностью
    — одну и имеют.

    1

    Водород valency/валентность Hydrogen

    H

    (-1), 1

    2

    Гелий valency/валентность Helium

    He

    0

    3

    Литий valency/валентность Lithium

    Li

    1

    4

    Бериллий valency/валентность Beryllium

    Be

    2

    5

    Бор valency/валентность Boron

    B

    -3, 3

    6

    Углерод valency/валентность Carbon

    C

    ( 2), 4

    7

    Азот valency/валентность Nitrogen

    N

    -3, -2, -1, ( 1), 2, 3, 4, 5

    8

    Кислород valency/валентность Oxygen

    O

    -2

    9

    Фтор valency/валентность Fluorine

    F

    -1, ( 1)

    10

    Неон valency/валентность Neon

    Ne

    0

    11

    Натрий valency/валентность Sodium

    Na

    1

    12

    Магний valency/валентность Magnesium

    Mg

    2

    13

    Алюминий valency/валентность Aluminum

    Al

    3

    14

    Кремний valency/валентность Silicon

    Si

    -4, ( 2), 4

    15

    Фосфор valency/валентность Phosphorus

    P

    -3, 1, 3, 5

    Порядковый номер
    химического элемента,
    он же: атомный номер,
    он же: зарядовое число
    атомного ядра,
    он же: атомное число

    Русское /
    Английское наименование

    Химический
    символ

    Валентность
    В скобках обозначены
    более редкие валентности.
    Химические элементы с
    единственной валентностью
    — одну и имеют.

    16

    Сера valency/валентность Sulfur

    S

    -2, 2, 4, 6

    17

    Хлор valency/валентность Chlorine

    Cl

    -1, 1, ( 2), 3, ( 4), 5, 7

    18

    Аргон valency/валентность Argon

    Ar

    0

    19

    Калий valency/валентность Potassium

    K

    1

    20

    Кальций valency/валентность Calcium

    Ca

    2

    21

    Скандий valency/валентность Scandium

    Sc

    3

    22

    Титан valency/валентность Titanium

    Ti

    2, 3, 4

    23

    Ванадий valency/валентность Vanadium

    V

    2, 3, 4, 5

    24

    Хром valency/валентность Chromium

    Cr

    2, 3, 6

    25

    Марганец valency/валентность Manganese

    Mn

    2, ( 3), 4, ( 6), 7

    26

    Железо valency/валентность Iron

    Fe

    2, 3, ( 4), ( 6)

    27

    Кобальт valency/валентность Cobalt

    Co

    2, 3, ( 4)

    28

    Никель valency/валентность Nickel

    Ni

    ( 1), 2, ( 3), ( 4)

    29

    Медь valency/валентность Copper

    Сu

    1, 2, ( 3)

    30

    Цинк valency/валентность Zinc

    Zn

    2

    Порядковый номер
    химического элемента,
    он же: атомный номер,
    он же: зарядовое число
    атомного ядра,
    он же: атомное число

    Русское /
    Английское наименование

    Химический
    символ

    Валентность
    В скобках обозначены
    более редкие валентности.
    Химические элементы с
    единственной валентностью
    — одну и имеют.

    31

    Галлий valency/валентность Gallium

    Ga

    ( 2). 3

    32

    Германий valency/валентность Germanium

    Ge

    -4, 2, 4

    33

    Мышьяк valency/валентность Arsenic

    As

    -3, ( 2), 3, 5

    34

    Селен valency/валентность Selenium

    Se

    -2, ( 2), 4, 6

    35

    Бром valency/валентность Bromine

    Br

    -1, 1, ( 3), ( 4), 5

    36

    Криптон valency/валентность Krypton

    Kr

    0

    37

    Рубидий valency/валентность Rubidium

    Rb

    1

    38

    Стронций valency/валентность Strontium

    Sr

    2

    39

    Иттрий valency/валентность Yttrium

    Y

    3

    40

    Цирконий valency/валентность Zirconium

    Zr

    ( 2), ( 3), 4

    41

    Ниобий valency/валентность Niobium

    Nb

    ( 2), 3, ( 4), 5

    42

    Молибден valency/валентность Molybdenum

    Mo

    ( 2), 3, ( 4), ( 5), 6

    43

    Технеций valency/валентность Technetium

    Tc

    6

    44

    Рутений valency/валентность Ruthenium

    Ru

    ( 2), 3, 4, ( 6), ( 7), 8

    45

    Родий valency/валентность Rhodium

    Rh

    ( 2), ( 3), 4, ( 6)

    Порядковый номер
    химического элемента,
    он же: атомный номер,
    он же: зарядовое число
    атомного ядра,
    он же: атомное число

    Русское /
    Английское наименование

    Химический
    символ

    Валентность
    В скобках обозначены
    более редкие валентности.
    Химические элементы с
    единственной валентностью
    — одну и имеют.

    46

    Палладий valency/валентность Palladium

    Pd

    2, 4, ( 6)

    47

    Серебро valency/валентность Silver

    Ag

    1, ( 2), ( 3)

    48

    Кадмий valency/валентность Cadmium

    Cd

    ( 1), 2

    49

    Индий valency/валентность Indium

    In

    ( 1), ( 2), 3

    50

    Олово valency/валентность Tin

    Sn

    2, 4

    51

    Сурьма valency/валентность Antimony

    Sb

    -3, 3, ( 4), 5

    52

    Теллур valency/валентность Tellurium

    Te

    -2, ( 2), 4, 6

    53

    Иод valency/валентность Iodine

    I

    -1, 1, ( 3), ( 4), 5, 7

    54

    Ксенон valency/валентность Xenon

    Xe

    0

    55

    Цезий valency/валентность Cesium

    Cs

    1

    56

    Барий valency/валентность Barium

    Ba

    2

    57

    Лантан valency/валентность Lanthanum

    La

    3

    58

    Церий valency/валентность Cerium

    Ce

    3, 4

    59

    Празеодим valency/валентность Praseodymium

    Pr

    3

    60

    Неодим valency/валентность Neodymium

    Nd

    3, 4

    Порядковый номер
    химического элемента,
    он же: атомный номер,
    он же: зарядовое число
    атомного ядра,
    он же: атомное число

    Русское /
    Английское наименование

    Химический
    символ

    Валентность
    В скобках обозначены
    более редкие валентности.
    Химические элементы с
    единственной валентностью
    — одну и имеют.

    61

    Прометий valency/валентность Promethium

    Pm

    3

    62

    Самарий valency/валентность Samarium

    Sm

    ( 2), 3

    63

    Европий valency/валентность Europium

    Eu

    ( 2), 3

    64

    Гадолиний valency/валентность Gadolinium

    Gd

    3

    65

    Тербий valency/валентность Terbium

    Tb

    3, 4

    66

    Диспрозий valency/валентность Dysprosium

    Dy

    3

    67

    Гольмий valency/валентность Holmium

    Ho

    3

    68

    Эрбий valency/валентность Erbium

    Er

    3

    69

    Тулий valency/валентность Thulium

    Tm

    ( 2), 3

    70

    Иттербий valency/валентность Ytterbium

    Yb

    ( 2), 3

    71

    Лютеций valency/валентность Lutetium

    Lu

    3

    72

    Гафний valency/валентность Hafnium

    Hf

    4

    73

    Тантал valency/валентность Tantalum

    Ta

    ( 3), ( 4), 5

    74

    Вольфрам valency/валентность Tungsten

    W

    ( 2), ( 3), ( 4), ( 5), 6

    75

    Рений valency/валентность Rhenium

    Re

    (-1), ( 1), 2, ( 3), 4, ( 5), 6, 7

    Порядковый номер
    химического элемента,
    он же: атомный номер,
    он же: зарядовое число
    атомного ядра,
    он же: атомное число

    Русское /
    Английское наименование

    Химический
    символ

    Валентность
    В скобках обозначены
    более редкие валентности.
    Химические элементы с
    единственной валентностью
    — одну и имеют.

    76

    Осмий valency/валентность Osmium

    Os

    ( 2), 3, 4, 6, 8

    77

    Иридий valency/валентность Iridium

    Ir

    ( 1), ( 2), 3, 4, 6

    78

    Платина valency/валентность Platinum

    Pt

    ( 1), 2, ( 3), 4, 6

    79

    Золото valency/валентность Gold

    Au

    1, ( 2), 3

    80

    Ртуть valency/валентность Mercury

    Hg

    1, 2

    81

    Талий valency/валентность Thallium

    Tl

    1, ( 2), 3

    82

    Свинец valency/валентность Lead

    Pb

    2, 4

    83

    Висмут valency/валентность Bismuth

    Bi

    (-3), ( 2), 3, ( 4), ( 5)

    84

    Полоний valency/валентность Polonium

    Po

    (-2), 2, 4, ( 6)

    85

    Астат valency/валентность Astatine

    At

    нет данных

    86

    Радон valency/валентность Radon

    Rn

    0

    87

    Франций valency/валентность Francium

    Fr

    нет данных

    88

    Радий valency/валентность Radium

    Ra

    2

    89

    Актиний valency/валентность Actinium

    Ac

    3

    90

    Торий valency/валентность Thorium

    Th

    4

    91

    Проактиний valency/валентность Protactinium

    Pa

    5

    92

    Уран valency/валентность Uranium

    U

    ( 2), 3, 4, ( 5), 6

    Физические свойства

    Физические свойства HCl коррелируют с концентрацией данного соединения в растворе. Для того, чтобы не перегружаться цифрами, рассмотрим физические свойства хлористого водорода на примере его концентрированной формы (около 36%):

    • низкая температура кипения (t=48 градусов по Цельсию);
    • высокая температура плавления (t=30 градусов по Цельсию);
    • плотность составляет 1,18 г/см3;
    • хлорид водорода обладает способностью к ионизации в водных растворах.
    • при низкой температуре приобретает гидратную оболочку: HCL*H20 или HCl*2H2O;
    • растворы хлороводородной кислоты бесцветные;
    • в чистом виде находится в газообразном агрегатном состояние (а в растворах в жидкой форме);
    • во влажном воздухе концентрированные растворы HCl могут сильно дымиться;
    • соляная кислота – вещество, обладающее резким запахом.

    Физические свойства и нахождение в природе

    Оксид кремния (IV)  –  это твердое вещество с атомной кристаллической решеткой. В природе встречается в виде кварца, речного песка, кремнезема и прочих модификаций:

    Физические свойства, способы получения и нахождение в природе кремния

    Кремний — второй по распространенности элемент на Земле после кислорода. Встречается только в виде соединений. Оксид кремния SiO2 образует большое количество природных веществ – горный хрусталь, кварц, кремнезем.

    Простое вещество кремний – атомный кристалл темно-серого цвета с металлическим блеском, довольно хрупок. Температура плавления 1415 °C, плотность 2,33 г/см3. Полупроводник.

    Формула и другие названия соляной кислоты

    В состав соляной кислоты входят два химических элемента: хлор и водород. Данная кислота состоит из двух атомов и имеет формулу: HCl. Стоит отметить, что соляная кислота – это тривиальное название (т.е. название, применяемое в обиходной речи химиков, не отражающее состава).

    Химические свойства

    При нормальных условиях кремний существует в виде атомного кристалла, поэтому химическая активность кремния крайне невысокая.

    1. Кремний проявляет свойстваокислителя(при взаимодействии с элементами, которые расположены ниже и левее в Периодической системе) и свойствавосстановителя(при взаимодействии с элементами, расположенными выше и правее).

    1.1. При обычных условиях кремний реагирует с фтором с образованием фторида кремния (IV):

    Si    2F2  → SiF4

    При нагревании кремний реагируетсхлором, бромом, йодом:

    Si      2Cl2  →   SiCl4

    Si       2Br2  →   SiBr4

    1.2. При сильном нагревании (около 2000оС) кремний реагируетс углеродом с образованием бинарного соединения карбида кремния (карборунда):

    C      Si  → SiC

    При температуре выше 600°С взаимодействует с серой:

    Si      2S   →  SiS2

    1.3.Кремний не взаимодействует с водородом.

    1.4.С азотом кремний реагирует в очень жестких условиях:

    3Si   2N2  →  Si3N4

    1.5.В реакциях сактивными металлами кремний проявляет свойства окислителя. При этом образуются силициды:

    2Ca Si → Ca2Si

    Si       2Mg   →    Mg2Si

    1.6. При нагревании выше 400°С кремний взаимодействуетс кислородом:

    Si      O2   →  SiO2 

    2.Кремний взаимодействует сосложными веществами:

    2.1. В водных растворахщелочейкремний растворяется с образованием солей кремниевой кислоты. При этом щелочь окисляет кремний.

    Si       2NaOH      H2O   →   Na2SiO3      2H2

    Видеоопыт взаимодействия кремния с раствором щелочи можно посмотреть здесь.

    2.2.Кремний не взаимодействует с водными растворами кислот, но аморфный кремний растворяется в плавиковой кислоте с образованием гексафторкремниевой кислоты:

    Si       6HF  →   H2[SiF6]       2H2

    При обработке кремния безводным фтороводородом комплекс не образуется:

    Si(тв.)       4HF(г.)   =   SiF4       2H2

    С хлороводородом кремний реагирует при 300 °С, с бромоводородом – при 500 °С.

    2.3. Кремний растворяется всмеси концентрированных азотной и плавиковой кислот:

    3Si       4HNO3       12HF   →  3SiF4      4NO      8H2O

    Электронное строение кремния

    Электронная конфигурация  кремния восновном состоянии:

    14Si 1s22s22p63s23p2    Химия: В формуле SiO2 валентность кремния и кислорода соответственно равны

    Электронная конфигурация  кремния ввозбужденном состоянии:

    14Si* 1s22s22p63s13p3    Химия: В формуле SiO2 валентность кремния и кислорода соответственно равны

    Атом кремния содержит на внешнем энергетическом уровне 2 неспаренных электрона и 1 неподеленную электронную пару в основном энергетическом состоянии и 4 неспаренных электрона в возбужденном энергетическом состоянии.

    Степени окисления атома кремния — от -4 до 4. Характерные степени окисления -4, 0, 2, 4.

    Оцените статью
    Кислород
    Добавить комментарий