ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешені «Бейорганикалық химия-1» пәні



жүктеу 0.79 Mb.
бет1/6
Дата28.04.2016
өлшемі0.79 Mb.
  1   2   3   4   5   6


КАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Семей қаласының ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ



3 деңгейлі СМЖ құжаты

ПОӘК

ПОӘК 042-18-0.1.01/03-

2015


ПОӘК

«Бейорганикалық химия-1» пәнінің оқу-әдістемелік материалы

« » 2015ж.

№ 3 басылым




ПӘННІҢ ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕНІ
«Бейорганикалық химия-1» пәні
5В072000 - «Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы»

мамандығы үшін




ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК МАТЕРИАЛДАР

Семей


2015
Мазмұны


  1. Дәрістер

  2. Практикалық және зертханалық сабақтар

  3. Білім алушының өздік жұмысы


Модуль І: d-элементтер
ДӘРІС 1,2 VIIIB топша элементтері
1. VIIIB топша элементтерінің жалпы сипаттамалары;

2. Элементтердің физикалық, химиялық қасиеттері;

3. Оттекті қосылыстары, қасиеттері;

4. Тұздары, алу, қасиеттері, гидролизі

Fe …3d64s2 Co …3d74s2 Ni…3d84s2



Ерекшелік: а) Со пен Ni валенттілік электрон саны топ номерінен үлкен; б) бұл элементтер топ номеріне сәйкес валенттілік көрсетпейді; в) бір топша да горизонтальды 3 элемент орналасқан.

Атомдық радиустары, нм 0,126; 0,125; 0,124

И.э., в 7,89 7,87 7,63

ЕЭ2+/Э,в -0,44 -0,277 -0,25

Бұл көрсеткіштерден 3 элементтің қасиеттері жақын екендігі көрінеді. Бұл элементтерге тән тотығу дәрежесі(т.д.) +2,+3. Темір үшін +3 т.д. сәйкес қосылыстар тұрақтырақ. d5 болғанда берік конфигурация болады, темірде тек 1 ғана артық электрон болғандықтан 3d64s2 , ал Со 2 электрон артық 3d74s2 , соңдықтан +3, +2 қосылыстар тұрақтылығы бірдей, ал никельде +2 қосылыс тұрақты. Fe max. т.д. +6, Co +5, Ni +4, бірақ Co 5 + және Ni 4 + сәйкес қосылыстар әлі белгісіз. Бұл элементтерде т.д. « ноль» болатын карбонилдер белгілі [Fe(CO)5] .

Кездесу:O2, Si, Al, Fe- төртінші орында. Fe мен Ni негізгі массасы жер ядросында. Fe оксид, сульфид ретінде: Fe3O4- магнетит, Fe2O3-гематит, Fe2O3×H2O -лимонит, FeS-пирротин, FeS2-пирит, FeAsS -арсенопирит, FeCO3-сидерит.Метеоритте, вулкандарда темір бос күйінде болады. Темір O2, Si, Al, Fe-4-ші орында табиғатта кездеседі. Co, Ni көбінесе бірге кездеседі. Co,Ni көбінесе сульфидті қосылыс түзеді.

Алу. Fe2O3 +3C→2Fe+3CO карботермия (кокс) .

Fe2O3 + CO→2Fe+3CO2 шойын, болат (домна пештерінде).



Физикалық, химиялық қасиеттері: үш металл да ферромагнитті. Балқу температуралары: Тб Fe(1536); Co(1493); Ni (14530C), яғни қиын балқитын металлдар, балқу t0-сы темірден никельге қарай азаяды, себебі 3d- қабатта жұпталмаған электрон саны азаяды. Бұл металлдардың активтігі орташа. Сутегіге дейін тұрғандықтан, сұйытылған қышқылдардан H2 ығыстырады. Концентрациясы H2SO4>70% болса,Fe пассивтеледі. Концентрлі HNO3 Fe, Co, Ni үшеуінде пассивтейді, Co қымыз қышқылында ериді де, [Co(C2O4)3]3- қосылыс түзеді. Егер Fe құрамында қоспалар (примесь) болса, коррозияға тез түседі. 4Fe+6H2O+3O2=4Fe(OH)3.

Қосылыстары: ЭО және Э2O3;

Э+O2→ оксидтер қоспасы түзіледі. Э(ОН)2 t0 ЭО+H2O; Э(ОН)3 t0 Э2О3+H2O;

Co2O3 және Ni2O3 тұрақсыз, айрылып ЭО береді. Ni2O3 →2NiO+1/2O2;

Co3O4 және Fe3O4 болады, бірақ олар оксидтер қоспасы, Fe2O3×FeO;

ЭО +қышқыл → Э2+ ( тұзы) + Н2 О ЭО + H2O→ жүрмейді, яғни бұл металдардың оксидтері суда ерімейді. Fe(OH)2-ақ, Co(OH)2-алқызыл (розовый), Ni(OH)2- жасыл тұнбалар. 4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓ қоңыр, яғни ауада қалдырса, ақ түсті гидроксид Fe(OH)2 қоңыр гидроксидке Fe(OH)3 айналады; Fe3+→Co3+→Ni3+ оттегіне тұрақтылығы артады, себебі +3 т.д. тек Fe3+ тән. 2Ni(OH)2+2NaOH+HBr2→2Ni(OH)3+2NaBr;

2Fe(OH)3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+6H2O;

Ал Co(OH)3+H2SO4→CoSO4+O2+H2O, себебі кобальт үшін +2 қосылыс тұрақты болғандықтан.

Co3++e-→Co2+ 4OH- -4e-→2H2O+O2 молекула ішіндегі ТТР, H2SO4 тотықтырғыш емес. Ni(OH)3+НCl→NiCl2+Cl2+H2O;

Ni3++e-→Ni2+

2Cl- - 2e-→Cl2; Fe2+ → Fe3+ →Fe6+.

Егер бір элемент бірнеше оксид (гидроксид) түссе, онда төменгі тотығу дәрежесіне сәйкес қосылыс негіздік қасиет, жоғарғы т.д. сәйкес қосылыс қышқылдық қасиет көрсетеді, ортадағы т.д. сәйкес қосылыс амфотерлі қасиет көрсетеді:

FeO Fe2O3 FeO3 - жоқ Fe(OH)2 Fe(OH)3 H2FeO4 – тұрақсыз, әлсіз қышқыл. негіздік амфотер. қышқылдық қасиет көрсетеді

Fe(OH)3 + NaOH→t0 Na+Fe+3O22- (феррит)+H2O; HFeO2 – темірлі қышқыл.

Fe2O3 +Na2CO3балқытып NaFeO2+CO2,

Fe(OH)3 + 3NaOH→ Na3[Fe(OH)] сулы ортада

Fe(OH)3 + КOH+Br2→K2FeO4(феррат)+KBr+H2O; HFeO4 – темір қышқылы, тұздары фераттар күшті тотықтырғыш.



Металл еместермен қосылыстары тек Г2, S валенттіліктеріне сәйкес қосылыстар түзеді Fe +Cl2→FeCl3 Co, Ni +Cl2→ЭCl2 ; Fe+S →FeS; Э+S → ЭS; Э(ЭО)+HCl →ЭCl2+H2O ЭF2 ғана суда ерімейді, Co +S→CoS; CoCl2+(NH4)2S→CoS↓+2NH4Cl Сульфаттары: Э+H2SO4(сұйыт.)→ ЭSO4 +H2; Ерітіндіден олар кристаллогидрат ретінде бөлінеді: ЭSO4 ×7H2O(купорос):

FeSO4 ×7H2O - ашық жасыл, CoSO4×7H2O- қызыл, NiSO4×7H2O –жасыл.

Fe2O3 + H2SO4(конц.)→ Fe2(SO4)3+3Н2О;

Fe2(SO4)3×6Н2О не Fe2(SO4)3×10Н2О

Нитраттар: Э+HNO3(сұйыт.)→ Э(NO3) 2+NO+H2О; Э(NO3)2∙ 6Н2О тек Fe(NO3)3 белгілі Fe+HNO3(25%)→ Fe(NO3)3 ×6H2O+NO2+H2O;

Карбонаттар: FeCO3; CoCO3 .6H2O, NiCO3 .6H2O;

Қос тұздар (шениттер): (NH4)2[Fe(SO4)2]: (NH4)2[Fe(SO4)2] - Мор тұзы.

Квасцы (ашудас) (NH4)2SO4× Fe2(SO4)3×24H2O (NH4)2SO4×Co(SO4)3×24 H2O; Fe3+ аңықтау үшін (сапалық реакция).

Fe3+ +NH4CNS → роданид: Fe(CSN)3 ;

Ni+2 + диметилглиоксим→қызыл↓Чугаев реактивы

Fe2+ + гем.→гемоглобин.
Дәріс материалын оқығаннан соң студент білуі керек:


  1. Металдарды алу(металлургия өндірісін);

  2. Металдардың химиялық қасиеттерін;

  3. Қосылыстарының химиялық қасиеттерін және қолданылуын.


Өзін-өзі тексеру сұрақтары:

1. Электрондық формулалары арқылы қосылыстарын анықтау.

2. Физикалық және химиялық қасиеттері.

3. Оксидтері, гидроксидтері, қасиеттері.
ДӘРІС 3,4 VIIB топша элементтері .

1.Элементтердің жалпы сипаттамасы.

2.Марганецтің оттекті қосылыстары, ерекшеліктері.

3.Рений қосылыстары, қасиеттері, қолданылуы

Mn, Tc, Re (n-1)d5ns2 электрондық формалалары, d5 - жартылай толған d-орбиталь, тұрақты, соңдықтан бұл элементтерге +2 т.д. көбірек тән.

Mn … 3d54s2 Tc…4d55s2 Re … 5d56s2 r=0,130нм 0,136 нм 0,137нм

Радиустарына байланысты қараса, Tc мен Re қасиеттері ұқсас болуы керек. Tc –жасанды элемент, жер қыртысында жоқ. Mn~9.10-2 %(темірден кейін), Re – 1.10-7 %.

tбС 1244 2200 31800C

ρ 7,44 11,49 21,04 г/см3

γЭ2+/Э -1,18 0,4 γЭ+3/Э 0,3

0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 тотығу дәрежесіне сәйкес қосылыстары бар. Карбонилдерде Mn, Re т.д. ноль болады. Mn +2, +4, +7 т.д. сәйкес қосылыстары көбірек. Re +7 т.д. сәйкес қосылыстары тұрақты; Tc +4, +6, +7 т.д. көбірек тән. Кездесу MnO2×H2O – пиролюзит, Mn көбінесе темірмен бірге кездеседі. Mn3O4 – гаусмонит, магнитный железняк Fe3O4- пен бірге, Mn2O3×Fe2O3 - бикстит; MeCO3 -родохрозит FeCO3 –сидеритпен бірге, MnS-марганец алдамышы FeS-пирротонмен бірге, MnS2 –Mарганец колчеданы; FeS2 колчеданмен бірге.

Re молибден, вольфрам, Pt-кендерінде қоспа ретінде кездеседі, өзінің кені жоқ. Алу. Mn оксидіне +Al→Al2O3+ Mn, алюмотермия. 3Mn3O4+8Al→4Al2O3+9Mn

3 | 8Mn2++2e-→Mn0

2 |Mn3++6e-→Mn0

8 | Al- 3e-→Al3+

Кендегі Re Re2O7 айналады, Re2O7 +2KOH→2KReO4(перренат)+H2O 2KRe+7O4+7H2O →2Re0(порошок-ұнтақ)+2KOH+6H2+O

2|Re7++7e-→Re0

7|H2-2e-→2H+

Re ұнтағын →t0(дуга) металл слиткасына айналады.


9842Mo +10n(нейтрон)→9942Mo→-ß 9943Tc

10444Ru +10n→10443Tc+11H

Ядерлық реакторларда 1кг плутонийден (Pu) 25 г Tc алады.



Қолдану: Mn - қара түсті металлургия (легирующий металл) қолданылады;

Tc –нейтронды жұтады, катализатор құрамына қосылады, радиациялық диагностикада; Re – электроникада, Тб ( балқу температурасы) үлкен болғандықтан, ыстыққа төзімді құймалар құрамына кіреді, соңдықтан самолеттер мен ракеталардың детальдарын жасайды.



Қасиеттері: 3Mn +2O2(ауа)→t0 Mn3O4;

Tc, Re+O2300C Э2O7;

Mn+2HCl (конц., сұйық), H2+SO4(сұйыт.)→ H2 +Mn2+Cl2, MnSO4;

Tc, Re+HCl, H2+SO4 → γ>0.

Mn+4HNO3(сұйық) →Mn (NO3)2 +2NO+2H2O

2Tc, Re+7 HNO3 →HЭO4 +7NO+2H2O HTcO4-технеций қышқылы;

HReO4-рений қышқылы.

Mn+Г2→ Mn+2Г2 Tc, Re+F2, Cl2100C+Br2300C

Mn элементы т.д. байланысты оксидтер мен гидроксидтердің қышқыл негіздік қасиетінің өзгеруін көрсететін «модельді» элемент ретінде қарауға болады. Элемент төменгі т.д. –де негіздік, жоғары т.д. қышқылдық қасиет көрсетеді. MnO, Mn2O3 – негіздік; MnO2, Mn2O5-амфотерлік; MnO3, Mn2O7 Mn(OH)2,Mn(OH)3 MnO(OH)2, Mn(OH)4 H2MnO4 H2+Mn+4O3-2 HMnO4 H+Mn+5O3-2 Mn+5O-2(OH-)3. Сонымен бірге т.д. байланысты бұл элемент ТТ-қасиеттерінің өзгеруін және т.д.-не әр түрлі орта әсерін де көруге болады.

Mn7+O4- → H+→+5e- Mn2+, қышқыл ортада

Mn7+O4- → OH-→+1e- MnO42- , сілтілік ортада

Mn7+O4- → H2O→+3e- MnO2, бейтарап ортада

Mn+4O2+H2→Mn+2O+H2O

4MnO4300C 2Mn+32O3+O2

2KMnO4+2H2SO4(конц.)→Mn2O7(жасыл сұйық зат)+2KHSO4+H2O

Tc, Re+O2t0 Э2O7

Re2O7+CO→2ReO3+CO2

3Re+6O3 t0 Re2 +7O7+ Re+4O2

тек Э2O7 +H2O→H ЭO4 ~10%

HMnO4→HTeO4→HReO4 күші азаяды, себебі металдық қасиет артады. HMnO4 күші HCl күшіне жақын, яғни диссоциацияға толық түседі. Бұл қышқылдар тұздары перманганат, пертехнат, перренат деп аталады. Сілтілік ортада Н2ЭO4 тұрақтырақ. Бейтарап, қышқыл ортада диспропорция реакциясына түседі: 3ЭO42-+2H2O→2 ЭO4-+ ЭO2+4OH- тұздары манганат, технат, ренат. Н2ЭO4 – бос күйінде жоқ, тек тұзы ғана болады. 2KMnO4+Na2SO3+2KOH→2K2MnO4+Na2SO4+H2O.

2|Mn7++1e-→Mn6+

|S4+-2e-→S6+

ЭO42- - жасыл. MnO4- қызыл, TcO4- қызыл-сары, ReO4- - түссіз. MnO2+KOH+O2→K2MnO4+H2О; Re+KOH+O2→K2ReO4+H2O

Зертханада O2 алу үшін KMnO4t0 K2MnO4 + MnO2+O2

MnO2 (қышқылдық қасиет) +BaO(негіз)→BaMn4O3(гаусманит).



Тұздары: Mn2+ тұздары суда ериді, тек MnCO3, Mn3(PO4)2

25Mn )2 )8 )13 )2 …3s23p63d54s24p

Mn-2e-→Mn2+ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ □ □ □ □

sp3 -гибридтелу, координациялық сан 4,

sp3d2 - гибридтелу, координациялық сан 6


Дәріс материалын оқығаннан соң студент білуі керек:

1.Металдарды алу;

2.Металдардың химиялық қасиеттерін;

3.Қосылыстарының химиялық қасиеттерін және қолданылуын.
Өзін-өзі тексеру сұрақтар:

1.Перманганаттың реакция ортасына байланысты т.д. өзгеруі

2.Марганецтің тотығу дәрежесіне байланысты оксидтерінің, гидроксидрерінің қасиеттерінің өзгеруі

3.Рений қосылыстарын алу, қасиеттері

ДӘРІС 5,6 VIB топша элементтері.

1.Элементтердің жалпы сипаттамасы .

2.Алу, қасиеттері .

3.Тұздары, алу, қасиеттері, қолданылуы

… 3d54s1 24 Cr )2 )8 )12 )2 d5 орбиталь тұрақты болғандықтан 3d44s2 болу керек, орбитальдар 3d54s1 Cr, Мо 4d55s1 болып 1электрон «секіреді». Аяқталған 4f14 соң орналасқандықтан, W 4f145d46s2 болады. Cr жер қыртысында 2∙10-2% ; Мо, W~10-4%.

r0 0,127 0,139 0,140 радиустар мәндері жақын болғандықтан, W, Мо қасиеттері ұқсас.

Тб 1875 2620 3395 0C. Балқу температуралары жоғары, әсіресе вольфрамның.

γЭ3+/Э = -0,744в (хром); -0,20в - ( молибден), сондықтан сұйық қышқылдардан сутегіні ығыстырады.

Алу: Хлористый железняк (хромит) FeO∙Cr2O3, қорғасын хроматы PbCrO4.

MoS2 молибден жылтыры; CaWO4-шеелит, PbWO4-штольцит, Fe4Mn1-xWO4, WS2; Тұздарының балқымасы→эл-з Э; Э2О3+C - карботермия, (АІ, мырыш), металлотермия арқылы алуға болады.

Қара металлургияда қолданылады, феррохром, ферромолибден, таза металлдары.

Э2О3+Al, H2→ 2Э + АІ2О3 + Н2 О;



Қасиеттері: Бұл металлдардың сыртында жұқа оксид қабаттары болғандықтан (Cr2O3 , WO3, MoО3 ) элементтер инертті, яғни суда, ауада өзгеріске ұшырамайды, оксидтік қабатты еріткен соң реакцияға түседі.

Э(Cr, Mo ) + HCl (H2SO4)→ ЭCl3+H2

Бұл металдар қышқылдар қоспасында жақсы ериді, егер бір қышқыл тотықтырғыш болса: Э+HNO3+HF→H2[ЭF8]+NO2+H2O

Э+ O2→ Cr2O3, MoО3, WO3.



Қосылыстары: +2, +3, +4, +6 т.д. сәйкес қосылыстары бар – хромда:

CrO, Cr2О3, СrО2, СrО3

Мо +4, +5, +6. МоО2, МоО5, МоО3

W +4, +6: WO2, WO3; (NH4)2 Cr2O7 t0 Cr2О3 +N2+H2O

Молекула ішіндегі ТТР: Cr(ОН)3 ↓, соңдықтан жанама жолмен алады

CrCl3+3NaOH→… ; Cr2(SO4)3 + 6NH4OH→ Cr(ОН)3 +(NH4)2SO4

CrO-қара негіздік оксид Cr2О3 СrО3

Cr(ОН)2 сары амф. Cr(ОН)3 НСrO2 H2CrО4

CrОН)3 ↓+3HCl→...; Cr(ОН)3 ↓+3NaOH→ ... . – амфотерлі қасиетін көрсетеді. CrCl2+2NaOH→

ЭO3 алу: W, Мо+O2t0 ЭO3 ( Вольфрам, молибден), ал хром - СrО3 алынбайды, оны

K2Cr2O7+H2SO4конц.→ K2SO4 + 2СrО3(қызыл кристалл)+H2O;

ЭO3+H2O→↓ H2CrО4-хром қышқылы; ↓ H2МоО4 – молибден қышқылы;

↓H24 –вольфрам қышқылы күші әлсірейді, әлсіз қышқылдар:

Тұздары: CrО4 2- сары, МоО42-, WО42- - түссіз, хромат, молибдат, вольфрамат. VI B топша элементтері жоғарғы т.д. полиқосылыстар түзеді. Ерітінді концентрациясы өскен сайын алдымен дихромат Cr2О72- , сосын трихромат Cr3О102- - қызыл, тетрахромат Cr4О132- - қызыл-қоңыр болады, қышқылдары тұрақсыз, тұздары бар: дихромат суда жақсырақ ериді:

H2O+ Cr2О72- (тоқ сары)↔ 2CrО42- (сары) + 2H+ қышқыл ортада, сулы не сілті ортада. K2Cr2O7+2КОН→2К2CrО4 +H2O; К2CrО4 + H2SO4→ K2Cr2O7+ K2 SO4 + H2O Хроматтар күшті тотықтырғыш, әсіресе қышқыл ортада.

Н2CrО4 + H2O2→ H2O+ CrО5(СrО3+ O2) пероксид, көк

2H+ + CrО42- → CrО5 + H2O

O22- + 2е- → О2- O22- - 2е- → О20 W, Мо изополиқышқылдар, гетерополиқышқылдар түзеді: (NH4)6Mo7O24; Na10W12O41 (NH4)3(PMo12O40)- аммонийдің фосфомолибдаты.

[(NH4)3(PMo3O10)4] H2ЭO4 – қышқылдары; ЭO2(OH)2+HCl→ ЭO2Cl2+2H2O;

ЭO22+ - хромил, молибденил, вольфрамил;

SO2Cl2 – сульфурил, CrО2Cl2 өзара ұқсас Э+Г2→ ЭГ3; Э + S → Э2S3.



Дәріс материалын оқығаннан соң студент білуі керек:

1.Металдарды алу;

2.Металдардың химиялық қасиеттерін;

3.Қосылыстарының химиялық қасиеттерін және қолданылуын.

4.Элеменнтердің комплекс қосылыстары, алу, қасиеттері.

Өзін-өзі тексеруге арналған сұрақтар:

1. Хромның тотығу дәрежесіне байланысты қосылыстарының қасиеттері

2. Элементтердің қышқылдарының қасиеттерінің өзгеруі, сәйкес тұздары

3. Қосылыстарының қолданылуы



Дәріс 7 IIB топша элементтері

1.Табиғатта кездесуі, алу .

2.Элементтердің химиялық қасиеттері, қолданылуы 3.Қосылыстары, алу, қасиеттері .


: ebook -> umkd
umkd -> Семей мемлекеттік педагогикалық институты
umkd -> 5 в 020500 «Бастауыш оқытудың педагогикасы мен әдістемесі»
umkd -> «Баспа қызметіндегі компьютерлік технологиялар»
umkd -> Гуманитарлық-заң, аграрлық факультетінің мамандықтарына арналған
umkd -> 5B050400 «Журналистика» мамандығына арналған
umkd -> Әдебиет (араб тілінде «адаб» үлгілі сөз) тыңдарман, оқырманның ақылына, сезіміне, көңіліне бірдей әсер беретін дарынды сөз зергерлерінің жан қоштауынан туған көрнек өнері
umkd -> 5В020500 «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған ХІХ ғасырдағы қазақ әдебиеті пәнінің
umkd -> «Өлкетану тарихы және мәдениеті»
umkd -> Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі шәКӘрім атындағы семей мемлекеттік
umkd -> 5 в 011700 : -«Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған


  1   2   3   4   5   6


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет