Неорганическая химия. Часть 2. Химия элементов и их соединений. Николаева Р.Б - 58 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

58
Металлиды, как правило, более тугоплавки, чем исходные вещества. Например,
т.пл.
35
SiTi равна 2120
0
С, в то время как у Ti и Si – 1670 и 1420
0
С, соответственно. А
сплав 20% HfC с 80% TаC плавится при рекордно высокой температуре (4400
0
С).
Из карбидов практическое значение имеет
CB
4
(который настолько тверд, что его
порошком шлифуют алмазы) и SiC (карборунд), имеющий алмазоподобную структуру.
Карборунд получают из смеси песка и кокса при 2200
0
С. По твердости (~9,8) он
немного уступает алмазу, но превосходит его по термостойкости
1
, поэтому используется
как абразивный (от лат. слова, означающего «сдираю») и огнеупорный материал, а также
в качестве полупроводника.
Персоединения с металлами в случае Si неустойчивы и мало изучены, а перкарбиды
[8] ЩМ и ЩЗМ настолько прочны, что могут быть синтезированы из ИПВ, например:
22
t
CNaCNa ⎯→⎯+ .
Кислородосодержащие соединения
Состав, структура и физические свойства оксидов.
Для всех р-элементов IV
группы получены оксиды в ст.ок. (+2) и (+4). Для свинца, кроме оксидов состава PbO
(желт. цвета) и
2
PbO (коричн.), существуют соединения
32
OPb (оранж. цвета) и т.н. сурик
43
OPb (красн.)
2
[8].
Подчеркнем, что хотя молекулы
2
CO неполярны, а СО – полярны (
12,0=µ
D), но
из-за меньшей атомности кипит CO гораздо ниже (-191
0
C), чем возгоняется
2
CO (-78
0
C).
И растворяется в воде хуже (в 1 V
OH
2
- 1 V
2
CO (при 15
0
С и 1 атм) и всего лишь 0,03 V
СО), поскольку СО, в отличие от
2
CO , химически с H
2
O при об.у. не реагирует.
В отличие от
газообразных оксидов С, оксиды кремния и его аналогов - твердые
(причем тугоплавкие) вещества, малорастворимые в воде, что объясняется их
полимерным строением. Так, соединения состава ЭО имеют слоистую решетку [1], а
2
ЭO
– координационную [2], и к тому же, с прочными ковалентными связями,
устойчивыми к гетеролитическому разрыву (при действии воды).
Отметим, что координационная структура
2
SiO
построена из тетраэдров (
4
SiO
),
расположенных
упорядоченно (кварц) или неупорядоченно (кварцевое стекло). А под
давлением ~120 000 атм и t=1300
0
С кварц переходит в стишовит, в котором к.ч.(Si)=6.
Для аналогов кремния характерна лишь 6-кратная координация в решетке [1]. Только для
германия получены
высокотемпературные модификации, подобные кварцу и
кварцевому стеклу, но при
об.у они термодинамически неустойчивы.
Синтез оксидов. Получить оксиды состава
2
ЭO можно из ИПВ. Исключение
составляет свинец, который при этом образует оксид PbO (или
43
OP в зависимости от
температуры [8]). А
2
PbO
можно синтезировать действием на соединения свинца(II)
очень сильных окислителей:
42
FeONa , Co(III) и т.п., имеющих 8,1E
0
> В.
При недостатке кислорода и углерод окисляется до (+2), т.е. получается СО,
поэтому во время работы двигателя на C-содержащем топливе в закрытом помещении или
при неправильной эксплуатации печей, люди часто «угорают» [8].
1
Алмаз выше 1200
0
С (без доступа воздуха) переходит в графит, а SiC лишь плавится при 2830
0
С.
2
Благодаря окрашенности оксиды свинца используют для приготовления красок. Кстати, раньше основой
красок были свинцовые белила (PbOH)
2
CO
3
, поэтому старинные картины темнеют под действием H
2
S (при-
месь в воздухе) за счет образования черного PbS. Реакция его окисления до белого PbSO
4
с помощью H
2
O
2
лежит в основе процесса реставрации картин.

Страницы