Текст
                    Р. А. Лидин
СПРАВОЧНИКI
ПО общей и
НЕОРГАНИЧЕСКОЙ
ХИМИИ


Р. А. Лидин СПРАВОЧНИК ПО ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ Химические элементы Атомы, молекулы, ионы Простые и сложные вещества Водные растворы Физические величины и их единицы МОСКВА «ПРОСВЕЩЕНИЕ» «УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА» 1997
УДК 373.167.1 ББК 24.1 Л55 Рецензенты, заведующая отделом естественных дисциплин Института повы- шения квалификации и переподготовки работников народного образования Мо- сковской области Н. Н. Веденяпина, заведующий кафедрой общей и неорганиче- ской химии Московского института стали и сплавов доктор хим. наук Г. М. Кур- дюмов ч; Лидин Р. А. Л55 Справочник по общей и неорганической химии.— М.: Просвещение: Учеб, лит., 1997.— 256 с.: ил.— ISBN 5-09- 007182-9. Оригинальное по структуре пособие совмещает достоинства справочной, методической и дидактической литературы. Аккумулятор основных химиче- ских знаний, понятий, законов, теорий и т. д. Систематизирует и расширя- ет материал учебников по общей и неорганической химии. В книге даны алгоритмы составления уравнений реакций, расчетные формулы для ре- шения задач различных типов. Справочник адресован широкому кругу читателей. ISBN 5-09-007182-9 ББК 24.1 © Издательство «Просвещение», 1997 Все права защищены
СОД Е РЖА Н И Е Предисловие .................................................. . 5 1. Химические элементы .............................................. 7 1.1. Список элементов (от названий к символам). Порядковые номера ’ — 1.2. Список элементов (от символов к названиям). Степени окисления 8 1.3. Распространение элементов в природе .......................... 9 1.3.1. Физическая распространенность элементов .................. — 1.3.2. Кларки элементов ........................................ 10 1.3.3. Химическая распространенность элементов .................. — 1.3.4. Состав литосферы ......................................... — 1.3.5. Состав гидросферы ....................................... 11 1.3.6. Состав атмосферы ......................................... — 1.3.7. Жизненно важные элементы ........................... . — 1.4. История открытия элементов................................... 12 1.4.1. Исторические периоды развития химии и открытие элементов — , 1.4.2. Даты и приоритеты открытия элементов..................... — 1.4.3. Исторические сведения об открытии некоторых элементов 16 1.5. Происхождение русских и латинских названий и символов эле- ментов ........................................................ 27 2. Атомы. Электронное строение и энергетические характеристики . . 34 2.1. Относительные атомные массы. Электронные формулы. Радиусы. Радиоактивность.................................................. — 2.2. Электронные конфигурации атомов элементов от водорода до крип- тона ............................................................ 38 2.3. Энергия ионизации и сродство к электрону. Электроотрицательность элементов ........................................................ 39 3. Молекулы. Химическая связь и строение .......................... 41 3.1. Двухатомные частицы. Структурные формулы. Энергия и длина связи. Полярность.................................................. — 3.2. Многоатомные частицы с центральным атомом sp-элемента. Тип гибридизации. Геометрическая форма. Энергия и длина связи. Ва- лентные углы. Полярность.......................................... 43 3.3. Многоатомные частицы с центральным атомом {/-элемента. Гео- метрическая форма. Энергия и длина связи. Строение {/-подуровня. Магнитный момент. Цвет ........................................ 45 3.4. Определение типа гибридизации и геометрической формы много- атомных частиц с центральным атомом sp-элемента . ®. .' . 48 4. Химические реакции .............................................. 53 4.1. Уравнения реакций. Молекулярные и ионные уравнения. Уравнения гидролиза и электролиза .................... ... — 4.2. Энергетика и направление реакций ...................... . . . 55 4.2.1. Термодинамическая возможность протекания реакций ... — 4.2.2. Термодинамические константы веществ ........ 56 5. Окислительно-восстановительные реакции ........................... 61 5.1. Типичные окислители и восстановители .......................... — 5.1.1. Реакции при сплавлении ............................... . — 5.1.2. Реакции в водном растворе ............. — 5.2. Окислительно-восстановительные переходы в водном растворе 62 5.2.1. Полуреакции и потенциалы восстановления окислителей . . — 5.2.2. Полуреакции и потенциалы окисления восстановителей . . 65 5.3. Электрохимический ряд напряжений металлов .................... 69 5.4. Направление реакций в водном растворе ......................... — 5.5. Подбор коэффициентов в уравнениях реакций..................... 70 5.5.1. Метод электронного баланса ................................ — 5.5.2. Метод электронно-ионного баланса ......................... 71 6. Кислотно-основные реакции......................................... 74 6.1. Константы кислотности веществ (водный раствор, 25 °C) ... — 6.2. Интервал pH осаждения гидроксидов металлов.................... 76 3
6.3. Кислотно-основные индикаторы .................................. 77 7. Растворимость неорганических веществ .............................. — 7.1. Растворимость твердых веществ................................... — 7.1.1. Хорошо растворимые вещества................................ — 7.1.2. Малорастворимые и практически нерастворимые вещества 79 7.1.3. Растворимость, осаждение и гидролиз солей при комнатной тем- пературе ......................................................... 80 7.2. Растворимость газообразных и жидких веществ.................... 81 8. Классы неорганических веществ..................................... 83 8.1. Сводная таблица классов веществ................................. — 8.2. Дефиниции классов веществ ..................................... 84 9. Номенклатура неорганических веществ .............................. 87 9.1. Современные химические формулы и названия ...................... — 9.1.1. Химические элементы ....................................... 88 9.1.2. Простые вещества .......................................... 89 9.1.3. Сложные вещества ........................................... — 9.1.4. Комплексные соединения..................................... 92 9.1.5. Гидраты ................................................... 93 9.2. Устаревшие формулы и названия ................................. 94 9.2.1. Индивидуальные вещества .................................... — 9.2.2. Группы веществ ............................................ 95 9.3. Тривиальные названия .......................................... 96 9.3.1. Индивидуальные вещества .................................... — 9.3.2. Смеси, растворы ........................................... 97 9.3.3. Сплавы .................................................... 99 9.4. Минералогические названия ...................................... 100 10. Свойства и получение неорганических веществ......................102 10.1. Металлы и их соединения ....................................... 105 10.1.1. Натрий .................................................. 107 10.1.2. Калий.................................................... 116 10.1.3. Кальций.................................................. 131 10.1.4. Алюминий ................................................ 136 10.1.5. Железо .................................................. 140 10.2. Неметаллы и их соединения.....................................150 10.2.1. Водород...................................................151 10.2.2. Хлор .....................................................154 10.2.3. Кислород .................................................157 10.2.4. Сера .................................................... 160 10.2.5. Азот .....................................................166 10.2.6. Фосфор .................................................. 175 10.2.7. Углерод.................................................. 179 10.2.8. Кремний.................................................. 184 10.3. Качественные реакции веществ ................................ 187 Формульный указатель .......................................... 188 11. Водные растворы .................................................. 193 11.1. Способы приготовления растворов ............................... — 11.2. Плотность воды при различных температурах.................... 194 11.3. Плотность растворов ......................................... 195 11.3.1. Распространенные кислоты и щелочи.......................... — 11.3.2. Лабораторные реактивы.................................... 196 12. Физические величины и их единицы. Физические постоянные. Дефини- ции и расчетные формулы ............................................ 198 Приложения.......................................................... 221 1. Выдающиеся ученые-химики......................................... — 2. Растворы важнейший реактивов в лаборатории .....................230 3. Названия химических элементов на английском, французском и не- мецком языках.......................................................231 4. Латинский и греческий алфавиты..................................234 Литература . . 236 Предметно-именной указатель......................................... 237 4
Светлой памяти Константина Васильевича Астахова, педагога и ученого Предисловие Уважаемый читатель, вы держите в руках не обычное учеб- ное пособие, а справочник в широком смысле этого слова. Во-первых, в нем содержатся необходимые характеристики химических элементов — символы, названия, степени окисления и распространенность в природе (раздел 1), электронное строе- ние их атомов (раздел 2), молекулярное строение соединений элементов (раздел 3), термодинамические константы (раздел 4), электрохимический ряд напряжений, окислительно-восстанови- тельные потенциалы и константы кислотности (разделы 5, 6), растворимость и свойства растворов (разделы 7, 11). Эти сведе- ния представлены в форме таблиц, которые построены однотип- но — от химической формулы вещества к его константам. Во-вторых, представлены описательные сведения, которые в учебнике разбросаны по отдельным параграфам и страницам. Здесь история открытия, происхождение названий и символов элементов (раздел 1), краткие биографические данные выдаю- щихся химиков мира (приложение 1), названия элементов на различных языках (приложение 3), определения физических ве- личин и их единиц (раздел 12). В-третьих, в справочнике имеется обширный дидактический материал учебника — предсказание геометрической формы мо- лекул (раздел 3), правила составления уравнений реакций и тер- модинамическое обоснование возможности их протекания (раз- дел 4), типичные окислители и восстановители, установление на- правления окислительно-восстановительных реакций и методы подбора коэффициентов в их уравнениях (раздел 5), сводная таб- лица растворимости и гидролиза солей (раздел 7) и определения всех важнейших классов неорганических веществ и сводная таб- лица классов (раздел 8), правила составления химических фор- мул и названий (неорганическая номенклатура, раздел 9), спосо- бы приготовления растворов (раздел 11), формулировки основ- ных законов химии и расчетные формулы, используемые при решении химических задач (раздел 12). В-четвертых, в этой книге вы встретите специальные сведе- ния, необходимые при изучении теории и практики химии, такие, 5
как список жизненно важных элементов (раздел 1), интервалы pH осаждения гидроксидов металлов и набор распространенных индикаторов (раздел 6), список устаревших формул и названий, еще встречающихся в химической литературе, а также тривиаль- ных и минералогических названий ве.ществ (раздел 9), состав растворов важнейших реактивов в лаборатории (приложение 2), латинский и греческий алфавиты (приложение 4). В-пятых, данный справочник содержит весь фактологический материал школьного курса химии (раздел 10). Охарактеризова- ны химические свойства и получение неорганических веществ для металлов (натрий, калий, кальций, алюминий, железо) и не- металлов (водород, хлор, кислород, сера, азот, фосфор, углерод, кремний). Приведены необходимые и достаточные наборы урав- нений реакций с участием простых веществ, оксидов, гидрокси- дов, солей и бинарных соединений указанных металлов и неме- таллов. Отдельно выделены способы синтеза этих веществ в ла- боратории и в промышленности, качественные реакции их обна- ружения. Таким образом, в весьма компактной форме представлено основное содержание учебного предмета «Общая и неорганиче- ская химия». При написании этой книги автор основывался на результатах своей многолетней педагогической работы, начало которой про- текало под руководством его учителя профессора К. В. Астахова, а также на опыте создания своих предыдущих учебных пособий и справочников. В процессе работы над книгой автор пользовался большой поддержкой, сердечным вниманием и творческими консультаци- ями академика РАН Н. Т. Кузнецова, заслуженного деятеля на- уки и техники РФ Б. Д. Степина, профессора В. А. Молочко, до- цёнтов Л. Ю. Аликберовой, Н. С. Рукк, А. А. Цветкова |, канди- датов химических наук Л. Л. Андреевой, Г. П. Логиновой, О. И. Агаповой, практической помощью Л. И. Назаровой, Н. А. Айнетдиновой, Т. П. Саниной и других коллег, полезным обсуждением и рядом важных замечаний и предложений рецен- зентов. Автор выражает им глубокую признательность. Все за- мечания и предложения по улучшению содержания справочника будут приняты с благодарностью. Автор надеется, что пособие выдержит испытание временем, станет настольной книгой многих учителей и преподавателей хи- мии, которые порекомендуют ее учащимся с развитым интересом к естественным наукам. Профессор Р. А. Лидин
1. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ 1.1. Список элементов (от названий к символам). Порядковые номера Приведены названия химических элементов, их символы и по- рядковые номера (Z) в Периодической системе. Элементы с по- рядковыми номерами 106—ПО, не имеющие пока названий и символов, в таблице не указаны. Происхождение названий и символов элементов см. в разде- ле 1.5. Произношение символов см. в разделе 1.2. Название Символ z Название Символ z Название Символ z Азот N 7 Кобальт Со 27 Рений Re 75 Актиний Ас 89 Кремний Si 14 Родий Rh 45 Алюминий А1 13 Криптон Кг 36 Ртуть Hg 80 Америций Ат 95 Ксенон Хе 54 Рубидий Rb 37 Аргон Аг 18 Курчатовий Ku 104 Рутений Ru 44 Астат At 85 Кюрий Cm 96 Самарий Sm 62 Барий Ва 56 Лантан La 57 Свинец Pb 82 Бериллий Be 4 Литий Li 3 Селен Se 34 Берклий Bk 97 Лоуренсий Lr 103 Сера S 16 Бор В 5 Лютеций Lu 71 Серебро Ag 47 Бром Вг 35 Магний Mg 12 Скандий Sc 21 Ванадий V 23 Марганец Mn 25 Стронций Sr 38 Висмут Bi 83 Медь Cu 29 Сурьма Sb 51 Водород Н 1 Менделевий Md 101 Таллий T1 81 Вольфрам W 74 Молибден Mo 42 Тантал Ta 73 Гадолиний Gd 64 Мышьяк As 33 Теллур Те 52 Галлий Ga 31 Натрий Na 11 • Тербий Tb 65 Гафний Hf 72 Неодим Nd 60 ’ Технеций Tc 43 Гелий Не 2 Неон Ne 10 Титан Ti 22 Германий Ge 32 Нептуний Np 93 Торий Th 90 Гольмий Но 67 Никель Ni 28 Тулий Tm 69 Диспрозий Dy 66 Нильсборий Ns 105 Углерод C 6 Европий Eu 63 Ниобий Nb 41 Уран U 92 Железо Fe 26 Нобелий No 102 Фермий Fm 100 Золото Au 79 Олово Sn 50 Фосфор P 15 Индий In 49 Осмий Os 76 Франций Fr 87 Иод I 53 Палладий Pd 46 Фтор F 9 Иридий Ir 77 Платина Pt 78 Хлор Cl 17 Иттербий Yb 70 Плутоний Pu 94 Хром Cr 24 Иттрий Y 39 Полоний Po 84 Цезий Cs 55 Кадмий Cd 48 Празеодим Pr 59 Церий Ce 58 Калий К 19 - Прометий Pm 61 Цинк Zn 30 Калифорний Cf 98 ' Протактиний Pa 91 Цирконий Zr 40 Кальций Ca 20 . Радий Ra 88 Эйнштейний Es 99 Кислород О 8 Радон Rn _1 86 Эрбий Er 68 7
1.2. Список элементов (от символов к названиям). Степени окисления Приведены символы химических элементов в алфавитном по- рядке (в индексе слева — порядковые номера элементов в Пери- одической системе) и их названия. Произношение символов элементов совпадает, как правило, с их названиями. Исключения отмечены значком * и даны в при- мечании к таблице. Представлены характерные степени окисления для каждого элемента в порядке следования в ряду целых рациональных чисел. Происхождение символов элементов и их названий см. в раз- деле 1.5. Электроотрицательность элементов см. в разделе 2.3. Символ Название Степень окисления Символ Название Степень окисления 89 А С Актиний 0, +П1 87рГ Франций 0, +1 47А8* Серебро 0, +1 31Ga Галлий о, +ш 13А1 Алюминий о, +111 64Gd Гадолиний о, +ш 95Ат Америций 0, 4-11, III, IV 32Ge Германий 0, +н, IV igAr Аргон 0 tH* Водород -I, 0, +1 33AS* Мышьяк -III, 0, 4-III, V 2He Гелий 0 8sAt Астат -I, 0, 4-1, V 72Hf Гафний 0, +IV 7gAu Золото 0, 4-1, III 80Hg* Ртуть о, +1, н 5в Бор -III,0, + III 67Ho Гольмий о, +ш 5бВа Барий 0, 4-II 53I Иод -1, 0, +1, V, ,Ве Бериллий 0, 4-П VII оэВ i Висмут 0, 4-П1, V 49In Индий 0, + III “bk Берклий 0, +Ш, IV 77Ir Иридий 0, +HI, IV 35В г Бром -1,0, 4-1, V, VII igrK Калий 0, +1 6с* Углерод -IV, 1,0, +п, збКг Криптон о, +п IV 104K11 Курчатовий 0, +IV 2о С а Кальций о, +п 57 La Лантан о, +ш 4gCd Кадмий о, +п 3Li Литий 0, +1 58 Се Церий 0, +ш, IV н+г Лоуренсий о, +ш 98С1 Калифорний 0, +ш, IV 71 Lu Лютеций о, +ш 17С1 Хлор -1,0, +1, III, ioiMd Менделевий 0, +11, III IV, V, VI, VII 12^g Магний о, +п 9gCrn Кюрий 0, +ш, IV 25Мп Марганец 0, +п, IV, VI, 27Со Кобальт 0, +п, III VII 24С г Хром 0, +п, III, VI 42AA.o Молибден 0, +IV, VI 55CS Цезий 0, +1 7n* Азот -III, 0, +1, II, 29^U* Медь 0, +1, II III, IV, V 66Dy Диспрозий о, +ш i.Na Натрий 0, +1 бвВг Эрбий 0, +III <.Nb Ниобий о, +IV, V 99Е S Эйнштейний 0, +п, III «.Nd Неодим 0, +III бз£и Европий 0, +п, III uNe Неон 0 9f Фтор -I, о 28Ni Никель 0, +11, III 26Fe* Железо 0, +п, III, VI 102N0 Нобелий 0, +11, III iooFm Фермий о, +п, ш 93Np Нептуний 0, + III, IV, VI, VII 8
П родолжение Символ Название Степень окисления Символ Название Степень окисления 105^5 Нильсборий 0, +V 21$С Скандий 0, +ш 8о* Кислород -п, I, о, +11 34$ е Селен -11,0, +iv, VI 760s Осмий 0, +IV, VI, I4Si* Кремний — IV, 0, +п, IV VIII 62Sm Самарий 0, +11, III |5Р* Фосфор -III, о, +1, 50$ П” Олово 0, +п, IV III, V 38$ г Стронций о, +п 91Ра Протактиний 0, + IV, V 7зТа Тантал 0, + IV, V 82РЬ* Свинец 0, +11, IV 65ть Тербий 0, + III, IV 4вР<1 Палладий 0, +11, IV 43ТС Технеций 0, + IV, VII 6|Рш Прометий 0, +ш бгТе Теллур -11,0, + IV, VI мРо Полоний 0, +п, IV эоТЬ Торий 0, +IV 59РГ Празеодим 0, +III, IV 22Т1 Титан 0, +п, III, IV 78Pt Платина 0, +п, IV sJi Таллий 0, +1, III 94PU Плутоний 0, +Ш, IV, V, 69Тт Тулий о, +III VI 92^ Уран 0, + III, IV, VI 88Ra Радий 0, +п 23 V Ванадий 0, +п, III, IV, 37Rb Рубидий 0, +1 V 78Re Рений 0, +IV, VII 74w Вольфрам 0, +iv, VI 45Rh Родий 0, +ш, IV 54Хе Ксенон 0, +11, IV, VI, SsRn Радон 0, +п, IV, VI, VIII VIII 39 Y Иттрий 0, +III 44R11 Рутений 0, +11, IV, VI, 7oYb Иттербий 0, +п, III 4 VIII зо2п Цинк о, +п 16$ * Сера -II, 0, + IV, VI 40^ Г Цирконий о, +IV 51Sb Сурьма о, + III, V | * Произношение символов некоторых элементов: Ag — аргентум As — арсеникум Au — аурум С — цэ Си — купрум Fe — феррум Н — аш Hg — гидраргирум N — эн О —о Р — ПЭ РЬ — плюмбум 1.3. Распространение элементов S — эс Sb — стибиум Si — силициум Sn — станнум в природе L3.1. ФИЗИЧЕСКАЯ РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ Химические элементы расположены в порядке убывания их физической распространенности (т. е. их массовых долей) в зем- ной коре. Земная кора (общая масса принята за 100%) — это: литосфера (твердая оболочка на глубину до 17 км) — 93,06% гидросфера (вода морей и океанов, озер и рек) — 6,91% атмосфера (воздушная оболочка на высоту до 15 км) — 0,03% Радиоактивные элементы, не имеющие стабильных изотопов, обозначены значком *. 1. О 6. Na 11. Cl 16. N 21. Cr 26. Cu 31. Sn 2. Si 7. К 12. P 17. Rb 22. Ni 27. W 32. Y 3. Al 8. Mg 13. C 18. F 23. Sr 28. Li 33. Nd 4. Fe 9. н 14. Mn 19. Ba 24. V 29. Ce 34. Nb 5. Са 10. Ti 15. s 20. Zr 25. Zn 30. Co 35. Pb 9
36. La 45. Gd 54. *U 63. Hg 72. Os 81. Re 90. *Np 37. В 46. Ge 55. Yb 64. Cd 73. Pd 82. Kr 91. *Pu 38. Ga 47. As 56. Er 65. T1 74. Те 83. Xe 92. *Fr 39. Мо 48. Be 57. Ho 6Q. Bi 75. Au 84. *Ra 93. *Pm 40. *Th 49. Pr 58. Eu 67. Tm 76. Pt 85. *Pa 94. *At 41. Та 50. Sc 59. Tb 68. In 77. Ne 86. *Ac Остальные 42. Cs 51. Hf 60. Se 69. Ag 78. He 87. *Po элементы в 43. Вг 52. Dy 61. Lu 70. I 79. Ir 88. *Rn природе от- 44. Sm 53. Ar 62. Sb 71. Ru 80. Rh 89. *Tc сутствуют 1.3.2. КЛАРКИ ЭЛЕМЕНТОВ Приведены кларки химических элементов, выраженные мас- совой долей (%) элемента в земной коре. Элементы расположе- ны в порядке убывания физической распространенности (см. также раздел 1.3.1). 1. О 49,50 10. Ti 0,410 19. Ва 0,0260 28. Li 0,0060 2. Si 25,80 И. Cl 0,190 20. Zn 0,0210 29. Се 0,0043 3. Al 7,57 12. Р 0,090 21. Cr 0,0190 30. Со 0,0037 4. Fe 4,70 13. С 0,087 22. Ni 0,0150 31. Sn 0,0035 5. Са 3,38 14. Мп 0,085 23. Sr 0,0140 32. Y 0,0026 6. Na 2,63. 15. S 0,048 24. V 0,0140 33. Nd 0,0022 7. К 2,41 16. N 0,030 25. Zn 0,0120 34. Nb 0,0019 8. Mg 1,95 17. Rb 0,029 26. Си 0,0100 35. Pb 0,0018 9. Н 0,88 18. F 0,028 27. W 0,0064 Итого 99,98 мае. % Остальные элементы (в сумме) — 0,02 мае. % 1.3.3. ХИМИЧЕСКАЯ РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ Химические элементы расположены в порядке убывания хи- мической распространенности (т. е. их атомной доли, %) в зем- ной коре. 1. О 55,00 9. К 1,100 17. N 0,0250 25. Sr 0,0029 2. Si 16,35 10. Ti 0,152 18. Li 0,0160 26. Си 0,0028 3. Н 15,52 11. С 0,129 19. Cr 0,0064 27. Zn 0,0015 4. Al 4,99 12. Cl 0,095 20. Rb 0,0060 28. Co 0,0012 5. Na 2,03 13. P 0,052 21. V 0,0049 29. Be 0,0011 6. Са 1,50 14. Mn 0,028 22. Zr 0,0040 30. В 0,0006 7. Fe 1,49 15. S 0,027 23. Ba 0,0034 8. Mg 1,42 16. F 0,026 24. Ni 0,0032 Итого 99,99 атомн. % Остальные элементы (в сумме) — 0,01 атомн. % 1.3.4. СОСТАВ ЛИТОСФЕРЫ Химические элементы расположены в порядке убывания их массовой доли (%) в литосфере (см. раздел 1.3.1). 10
1. О 46,60 10. H 0,140 19. Cr 0,0200 28. У 0,0040 2. Si 27,72 11. P 0,118 20. Zr 0,0160 29. Li 0,0030 3. Al 8,13 12. Мп 0,100 21. Rb 0,0120 30. Nd 0,0024 4. Fe 5,00 13. F 0,070 22. V 0,0110 31. Nb 0,0024 5. Са 3,63 14. S 0,052 23. Ni 0,0080 32. Co 0,0023 6. Na 2,83 15. Sr 0,045 24. Zn 0,0065 33. La 0,0018 7. К 2,59 16. Ba 0,040 25. N 0,0046 34. Ga 0,0015 8. Mg 2,09 17. C 0,032 26. Ce 0,0046 35. Pb 0,0015 9. Ti 0,44 18. Cl 0,020 27. Cu 0,0045 Итого 99,75 мае. % Остальные элементы (в сумме) — 0,25 мае. % 1.3.5. СОСТАВ ГИДРОСФЕРЫ Химические элементы расположены в порядке убывания их массовой доли (%) в гидросфере (см. раздел 1.3.1). 1. О 2. Н 3. С1 85,600 10,780 1,987 4. Na 1,1050 5. Mg 0,1326 6. S 0,0928 7. К 0,0416 8. Вг 0,0068 9. С 0,0028 10. Sr 0,0009 11. В 0,0005 Итого 99,75 мае.% Остальные элементы (в сумме) —0,25 мае.% 1.3.6. СОСТАВ АТМОСФЕРЫ Приведено содержание газов в сухом воздухе (вблизи поверх- ности Земли) в объемных и массовых долях: средняя плотность сухого воздуха 1,2925 г/л (при н. у.) средняя относительная молекуляр- ная масса сухого воздуха 28,966 а. е. м. Растворимость воздуха в воде см. в разделе 7.2. Газ Объемная доля, % Массовая доля, % Газ Объемная доля, % Массовая доля, % n2 О2 Ar CO2 Ne He CH4 78,09 20,94 0,932 0,0318 0,0018 4,6-IO”4 l,5-10~4 75,52 23,13 1,2853 0,0483 0,0013 7,2-IO"5 8,3-10"5 Kr H2 n2o co Xe O3 Ю Ю Ю 1 1 1 1 1 1 О О О О О О ~ сэ in <о in о — in сч ~ оо сч 3,2-10~4 3,5 -10-6 3,8-10"5 9,7-IO"6 3,9- 10“5 3,3-10“7 Другие газы (Н2О, SO2, NH3, НС1, HF, Pb, Hg, I2, NO, Rn): (в сумме)< <0,0036 объемы.% <0,0145 мае.% 1.3.7. ЖИЗНЕННО ВАЖНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ Химические элементы расположены по убыванию их массо- вой доли (%) в организме взрослого человека.
1. О 65,04 2. С 18,25 3. Н 10,05 4. N 2,65 5. Са 1,40 6. Р 0,80 7. К 0,27 8. Na 0,26 9. Cl 0,250 10. S 0,210 11. Mg 0,100 12. Fe 0,010 13. Si 0,010 14. Zn 0,010 15. Al 0,001 Итого 99,311 мае.% Остальные элементы (в сумме) — 0,689 мас.% Микроэлементы, существенные для жизни человека, живот- ных и растений: 1 • 10~3 мас.% —F, Мп, Си, Br, I 1-Ю-4 мас.% — В, Ti, As, Pb ЫО-5 мас.% — V, Cr, Со, Se, Mo, Sn Содержание воды в организме взрослого человека: 26,5 мас.% — внутриклеточная вода 46,0 мас.% — внеклеточная вода 1.4. История открытия элементов 1.4.1. ИСТОРИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ РАЗВИТИЯ ХИМИИ И ОТКРЫТИЕ ЭЛЕМЕНТОВ Период Элементы Число Символы 1. Предалхимический до IV в. И Ag, Au, С, Си, Fe, Hg, Pb, S, Sb, Sn, Zn 2. Алхимический IV —сер. XVI в. 3. Классический 13 Указанные выше и As, Bi 1551 — 1750 гг. 16 Указанные выше и Со, Р, Pt 1751 — 1800 гг. 34 Указанные выше и Ba, Be, Cl, Cr, F, H, Mn, Mo, N, Ni, О, Sr, Те, Ti, U, W, Y, Zr 4. Количественный 1801 — 1869 гг. 63 Указанные выше и Al, В, Вг, Са, Cd, Се, Cs, Er, I, In, Ir, K, La, Li, Mg, Na, Nb, Os, Pd, Rb, Rh, Ru, Se, Si, Ta, Tb, Th, TI, V 5. Современный 1870—1900 гг. 83 Указанные выше и Ac, Ar, Dy, Ga, Gd, Ge, He, Ho, Kr, Nd, Ne, Po, Pr, Ra, Rn, Sc, Sm, Tm Xe, Yb ' 1901 — 1925 гг. 88 Указанные выше и Eu, Hf, Lu, Pa, Re 1926—1993 гг. 110 Указанные выше и Am, At, Bk, Cf, Cm, Es, Fm, Fr, Ku, Lr, Md, No, Np, Ns, Pm, Pu, Tc, 106, 107, 108, 109, 110 1.4.2. ДАТЫ И ПРИОРИТЕТЫ ОТКРЫТИЯ ЭЛЕМЕНТОВ Приведены авторы и даты открытия всех химических элемен- тов. Авторы и даты открытия выделены курсивом; представле- ны, кроме приоритетных, также ученые, внесшие большой вклад 12
в предсказание, химическую идентификацию и выделение эле- ментов в свободном виде, разработку промышленных способов их получения. Для некоторых элементов авторы и даты откры- тия не установлены; эти элементы в виде простых веществ, спла- вов или соединений известны с древних времен или со средних веков. Значком * отмечены названия элементов, об истории от- крытия которых подробнее рассказано в разделе 1.4.3. Сведения об авторах открытий и других ученых см. в прило- жении 1. Происхождение названий и символов элементов см. в разде- ле 1.5. Название Авторы и дата открытия Азот* К. Шееле (1769—1771), Д. Резерфорд (1772), А. де Лавуазье (1775—1777), Ж. Шапталь (1790) Актиний Алюминий* А. Дебьерн (1899), Ф. Гизель (1902) А. Маргграф (1754), X. Эрстед (1825), Ф. Вёлер (1827—1845), А. Сент-Клер Девилль (1854—1856), Ч. Холл (1886), П. Эру (1886) Америций Аргон* Астат Барий Г. Сиборг, А. Гиорсо и сотр. (1945) Д. Рэлей и У. Рамзай (1894) Э. Сеере, Д. Корсон и К. Макензи (1940) К. Шееле и Й. Ган (1774), Г. Дэви (1808), Р. Бунзен (1841 — 1855) Бериллий Н. Воклен (1798), Ф. Вёлер и А. Бюсси (1828), Л. Нильсон (1884), П. Лебо (1898) Берклий Бор Г. Сиборг, А. Гиорсо и сотр. (1949) псевдо-Гебер (XIII—XIV вв.), Л. Гей-Люссак и Л. Тенар (1808), Г. Дэви (1808), Ф. Вёлер и А. Сент-Кдер Девилль (1857) Бром* Ванадий А. Балар (1826) А. дель Рио (1801), Н. Сефстрём (1830), Ф. Вёлер (1830), Г. Роско (1865) Висмут* — (XV—XVI вв.), Агрикола (1550—1556), Василий Валентин (1599—1602), И. Потт (1739) Водород* Г. Кавендиш. (1766), А. де Лавуазье и Ж.-Б. Мёнье де ла Плас (1783—1785), Г. Дэви (1800) Вольфрам Гадолиний Галлий* Гафний Гелий К. Шееле (1781), Ф. де Элуяр (1783), А. Муассан (1897) Ж. Мариньяк (1880), Ф. Лекок де Буабодран (1886) Д. И. Менделеев (1871), Ф. Лекок де. Буабодран (1875) Д. Костер и Й. Хевеши (1923) П. Жансен (1868), И. Локьер и Э. Франкланд (1868—1871), У. Рамзай и У. Крукс (1895) Германий* Д. И. Менделеев (1871), К. Винклер (1886), В. Ю. Рихтер (1886), Л. Мейер (1886) Гольмий Диспрозий Европий Железо* П. Клеве (1879) Ф. Лекок де Буабодран (1886) Э. Демарсе (1896—1901) — (3000—2500 лет до н. э.), П. П. Аносов (1841), Г. Бессемер (1855), П. Мартен (1865), С. Томас (1876) Золото* — (5000 лет до н. э.), В. Бирингуччо (1540), П. Р. Багратион (1843) Индий Иод* Иридий Иттербий Ф. Райх и X. Рихтер (1863) Б. Куртуа (1811), Л. Гей-Люссак (1811 —1813), Г. Деви (1814) С. Теннант (1804) Ж. Мариньяк (1878), Ж- Урбен (1907) 13
Продолжение Название Авторы и дата открытия Иттрий Кадмий Калий* Калифорний Кальций* Кислород* Кобальт Кремний* Криптон Ксенон Курчатовий Кюрий Лантан Литий Лоуренсий Лютеций Магний* Марганец* Медь* Менделевий Молибден Мышьяк* Натрий* Неодим Неон Нептуний Никель Нильсборий Ниобий Нобелий Олово* Осмий Палладий Платина* Плутоний Полоний Празеодим Прометий Протактиний Радий Ю. Гадолин (1794), Ф. Вёлер (1828) К. Герман (1817), Ф. Штромейер (1817) А. Дюамель де Монсо (1736), А. Маргграф (1758), М. Клапрот (1797), Г. Дэви (1807), Л. Гей-Люссак и Л. Тенар (1808) Г. Сиборг, А. Гиорсо и сотр. (1950) Г. Дэви (1808), Р. Бунзен (1841 — 1855) К. Шееле (1769—1771), Д. Пристли (1774), А. де Лавуазье (1775—1777) , Г. Дэви (1800) Г. Брандт (1735), Й. Берцелиус (1808) О. Тахений (1666), Й. Берцелиус1 (1823), А. Сент-Клер Девилль (1854) У . Рамзай и М. Траверс (1898) У . Рамзай и М. Траверс (1898), Л. Полинг (1933), Н. Бартлетт (1962) Г. Н. Флёров, И. Звара и сотр. (1964—1969) Г. Сиборг, А. Гиорсо и сотр. (1944) К. Мосандер (1839), Ф. Мутман (1902) Й. Арведсон (1817), Г. Дэви (1818), X. Гмелин (1818), Р. Бун зен (1841 — 1855) А. Гиорсо и сотр. (1961—1971), Г. Н. Флёров и сотр. (1965- 1971) Ж. Урбен (1907), К. Ауэр (1907) Г. Дэви (1808), А. Бюсси (1830), Р. Бунзен (1841 —1855) К. Шееле, Т. Бергман и Й. Ган (1774), Р. Бунзен (1841 —1855) — (5000—3500 лет до н. э.), Агрикола (1550—1556), Василий Валентин (1599—1602) Г. Сиборг, А. Гиорсо и сотр. (1955) К. Шееле (1778), П. Йельм (1783), А. Муассан (1895) — (IV в. до н. э.), Альберт Великий (1250), Парацельс (начало XVI в.), Г. Брандт (1733—1735) А. Дюамель де Монсо (1736), А. Маргграф (1758), М. Клапрот (1797), Г. Дэви (1807), Л. Гей-Люссак и Л. Тенар (1808), Р. Бунзен (1841 —1855) К. Ауэр (1885), Ф. Мутман (1902) У . Рамзай и М. Траверс (1898) Э. Макмиллан и Ф. Эйблсон (1940), Г. Сиборг и А. Валь (1942) А. Кронстедт (1751), Т. Бергман (1775) Г. И. Флёров, И. Звара и сотр. (1970) Ч. Хатчетт (1801), Г. Розе (1844), К. Бломстрандт (1866), Ж. Мариньяк (1866) Г. Сиборг, А. Гиорсо и сотр. (1957—1958), Г. И. Флёров и сотр. (1957—1965) — (4000 лет до н. э.), Р. Бэкон (2-я половина XIII в.), псевдо- Гебер (XIII—XIV вв.), А. Либавий (1597), Э. Кохен (1899) С. Теннант (1904) У. Волластон (1803) — (в Европе с XVIII в.), А. де Ульоа (1738), Ф. Ахард (1779), У. Волластон (1804) Г. Сиборг, Э. Макмиллан и сотр. (1940) М. Склодовская-Кюри и П. Кюри (1898) К. Ауэр (1885), Ф. Мутман (1902) Д. Марински, JJ. Гленденин и Ч. Кориелл (1945) О. Ган и Л. Майтнер (1913—1918), Ф. Содди и Д. Крэнстон (1918) М. Склодовская-Кюри, П. Кюри и Ж. Бемон (1898), Э. Демар- се (1901), А. Дебьерн (1910) 14
Продолжение Название Авторы и дата открытия Радон Ф. Дорн (1900), Э. Резерфорд и Ф. Содди (1902), У. Рамзай (1903) Рений Родий Ртуть* Рубидий Рутений Самарий В. Поддан, и И. Такке-Ноддак (1925—1928) У. Волластон (1804) — (2000 лет до н. э.), Г. Брандт (1735) Р. Бунзен и Г. Кирхгофф (1861) К. К. Клаус (1844) Ф. Ленок де Буабодран (1879), Э. Демарсе (1901), Ф. Мутман (1902) Свинец* Селен Сера* — (5000—3400 лет до н. э.), Агрикола (1550—1556) Й. Берцелиус и Й. Ган (1817) — (5000 лет до н. э.), Р. Бэкон (2-я половина XIII в.), псевдо- Гебер (XIII—XIV вв.), Василий Валентин (1599—1602) Серебро* — (5000—4500 лет до н. э.), В. Бирингуччо (1540), Агрикола (1550—1556) Скандий Стронций Д. И. Менделеев (1871), Л. Нильсон (1879), П. Клеве (1879) А. Крофорд и У. Крукшенк (1787), М. Клапрот (1793), Г. Дэви (1808), Р. Бунзен (1841 — 1855) Сурьма* — (3000 лет до н. э.), Парацельс (начало XVI в.), Василий Ва- лентин (1599—1602), Г. Брандт (1735) Таллий Тантал Теллур Тербий Технеций Титан У. Крукс (1861), К. Лами (1862) А. Экеберг (1802), У. Волластон (1809), Й. Берцелиус (1824) Ф. Мюллер фон Райхенштейн (1782), М. Клапрот (1798) К. Мосандер (1843) Э. Сеере и К. Перриер (1937) У. Грегор (1789—1791), М. Клапрот (1795—1797), Й. Берцели- ус (1825), Ф. Вёлер и А. Сент-Клер Девилль (1875), Л. Нильсон (1887) Торий Тулий Углерод* Й. Берцелиус (1828), Л. Нильсон (1883) /7. Клеве (1879) — (50 тыс. лет до н. э.), А. де Лавуазье (1775—1777), С. Тен- нант и У. Волластон (1796) Уран Фермий Фосфор* М. Клапрот (1789), Э. Пелиго (1841), А. Муассан (1896) Г. Сиборг, А. Гиорсо и сотр. (1952) X. Бранд (1669), И. Кункель (середина 1670-х гг.), Р. Бойль (1680), А. Маргграф (1750), Ф. Вёлер (1829), А. Шрёттер (1847—1849) Франций Фтор* Хлор* М. Пере (1939) К. Шееле (1771), А. Ампер (1810), А. Муассан (1886) И. Глаубер (1648), К. Шееле (1774), К. Бертолле (1786—1789), Г. Дэви (1810), Л. Гей-Люссак (1811 — 1813) Хром* Цезий Церий Н. Воклен (1797), М. Клапрот (1797), Р. Бунзен (1841 —1855) Р. Бунзен и Г. Кирхгофф (1861), К. Сеттерберг (1882) Й. Берцелиус и В. Хисингер (1803), М. Клапрот (1803), К. Мо- Цинк* сандер (1839) — (5000—3000 лет до н. э.), Василий Валентин (1599—1602), Цирконий Эйнштейний Эрбий А. Маргграф (1754), И. Генкель (1721), Г. Брандт (1735) М. Клапрот (1789), Й. Берцелиус (1825) Г. Сиборг, А. Гиорсо и сотр. (1952) К. Мосандер (1843), Ж. Мариньяк (1878)
1.4.3. ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ОТКРЫТИИ НЕКОТОРЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Приведены сведения об открытии распространенных химиче- ских элементов, отмеченных в разделе 1.4.2 значком *. Представ- лены важнейшие химические реакции и процессы, использован- ные для химической идентификации и получения элементов в свободном виде, их важнейших соединений. Сведения об авторах открытий и о других ученых см. в при- ложении 1. Происхождение названий элементов см. в разделе 1.5. Азот. Открыт Д. Резерфордом в 1772 г. Он сжигал на воздухе уголь и серу (C + S + 2O2 = CO2 + SO2). Образующуюся смесь газов пропускал через известковую воду [2Ca(OH)2-t-CO2-|-SO2 = — СаСО3| +CaSO3^ + 2Н2О] и в остатке получал газ, не поглоща- емый раствором щелочи. Этот газ гасил пламя свечи (не поддер- живал горение) и вызывал удушье подопытных животных (не поддерживал дыхание). А. де Лавуазье доказал (1775—1777), что газ Резерфорда входит в состав воздуха наряду с кислоро- дом, и назвал его азотом (латинское название элемента введено в 1790 г. Ж. Шапталем). Соединения азота — аммиак NH3 и со- ли аммония (NH4C1, NH4HCO3 и др.), азотная кислота HNO3 и ее соли (нитраты NaNO3, KNO3, AgNO3 и др.) — были известны еще западным алхимикам (XI—XIII вв.). Алюминий. Открыт X. Эрстедом в 1825 г. Он восстановил хлорид этого элемента амальгамой калия при нагревании (А1С134~ ЗК = ЗКС1 + А1) и выделил металл. Позже способ Эрсте- i да был улучшен Ф. Вёлером (он брал для реакции чистый ка- 3 лий), ему же принадлежит описание химических свойств алюми- 4 ния. Впервые алюминий промышленным способом получил в t> 1854 г. А. Сент-Клер Девилль по способу Вёлера (с заменой калия £ на более безопасный натрий). Год спустя на Парижской выстав- i ке он продемонстрировал первый слиток металла, а в 1856 г. вы- | делил алюминий электролизом расплава хлорида в присутствии 4 поваренной соли [2А1С13 = 2А1 (катод) + ЗС12| (анод)]. В России 6 алюминий называли в то время «серебром из глины», так как 3 главной составной частью глины является глинозем А13О3. Про- i мышленный способ получения металла электролизом расплава j А12О3 в криолите [2А12О3 = 2А1 (катод) + ЗО2| (анод)] разработан 4 независимо друг от друга Ч. Холлом и П. Эру в 1886 г. Двойная 6 соль алюминия и калия — квасцы KA1(SO4)2-12Н2О— известна 73 с глубокой древности (VII—V вв. до н. э.). i Аргон. Открыт Д. Рэлеем и У. Рамзаем в 1894 г. по характер- $ ному спектру. Рэлей заметил, что химически чистый азот (полу- ченный, например, в результате реакции NH4NO2 = N2 + 2H2O) 6 и атмосферный азот (выделенный из жидкого воздуха) имеют £ различную плотность: первый всегда несколько легче, чем вто- рой. Рамзай, приглашенный Рэлеем объяснить эту загадку при- 16
роды, доказал, что различие в плотности возникает из-за присут- ствия в воздухе более тяжелых примесей, главным образом арго- на. Различие в плотности незначительно (1,251 г/л для чистого N2 и 1,257 г/л для атмосферного N2), поэтому открытие аргона об- разно назвали «торжеством третьего знака (после запятой)». Рамзай описал свойства аргона и установил его место в Перио- дической системе элементов (3-й период, VIIIA-группа). Затем были открыты все остальные элементы VIIIA-группы — благо- родные газы. Бром. Открыт А. Баларом в 1826 г. Он действовал хлором на рассол морских соляных промыслов, содержащий бромиды (2Вг~ + С12 = Вг2 + 2С1-). Важнейшим источником брома слу- жат природные воды нефтяных и газовых скважин, морей и не- которых минеральных источников, а также рассолы калийного производства. Висмут. Известен со средних веков. О выделении этого метал- ла в свободном виде сообщают в своих сочинениях Агрикола, Ва- силий Валентин и Т. Бергман. Химическую индивидуальность висмута установил И. Потт в 1739 г. Оксид Bi2O3 уже в XVI в. использовали как желто-коричневую краску, а нитрат Bi(NO3)O — как косметическое средство (испанские белила). Водород. Открыт Г. Кавендишем в 1766 г. При действии раз- бавленной серной кислоты на цинк он наблюдал выделение га- за — «горючего воздуха» (Zn + H2SO4 = ZnSO4H-H2t). Кавен- диш обстоятельно исследовал физико-химические свойства этого газа: он обнаружил, что водород очень легкий (значительно лег- че воздуха) и продуктом его сгорания на воздухе является вода (1784). В 1783—1785 гг. А. де Лавуазье и Ж-Б. Мёнье де ла Плас осуществили опыты по синтезу воды при сгорании водоро- да в кислороде над ртутью (2Н2 + О2 = 2Н2О) и восстановлении раскаленного оксида железа(Ш) водородом (Fe2O3+3H2=2Fe+ + ЗН2О), а также опыт по разложению водяного пара нагретым железом (2Fe-F3H2O = Fe2O3 + 3H2). Позже Г. Дэви провел раз- ложение жидкой воды электролизом [2H2O = 2H2f (катод) + О2| (анод)]. Галлий. Существование и свойства неизвестного элемента — эка-алюминия (который должен занять место в Периодической системе под алюминием) были очень точно предсказаны Д. И. Менделеевым в 1871 г. на основе Периодического закона. Открыт галлий Ф. Лекоком де Буабодраном в 1875 г. и выделен им в чистом виде из цинковой обманки (минерал сфалерит). За это ученый удостоился похвалы Менделеева, назвавшего Лекока «истинным укрепителем Периодического закона». 17
Сравнение свойств эка-алюминия и галлия Элемент положение в Периоди- ческой системе порядковый номер метод открытия атомная масса (а. е. м.) степень окисления Металл плотность (г/см3) температура плавления поведение на воздухе метод получения отношение к воде отношение к кислотам отношение к щелочам Оксид формула плотность (г/см3) Гидроксид формула химические свойства отношение к щелочам и гидрату аммиака Сульфат формула отношение к кипящей воде отношение к раство- рам карбонатов Квасцы образование формула Хлорид формула летучесть температура кипения Сульфид формула осаждение из раствора Эка-алюмнний R Галлий Ga В периоде — после цин- ка, в группе — под алю- минием 31 Спектральный анализ 69 + П1 5,9 Легкоплавкий Устойчив Восстановление из сое- динений Будет реагировать при нагревании Будет легко реагировать Будет реагировать ^2^3 5,5 R(OH)3 Слабоосновные Будет растворяться R2(SO4)3 Будет давать осадок основной соли Будет давать осадок Да KR(SO4)2 RC13 Высокая Низкая R2S3 Не будет 4-й период, П1А-группа 31 Спектральный анализ 69,72 + III 5,904 /пл 29,78 °C Устойчив Восстановление оксида во- дородом или электролиз раствора хлорида Реагирует с кипящей во- дой и перегретым паром Легко реагирует с НС1 (выделение Н2) Реагирует (выделение Н2) Ga2O3 5,88 Ga(OH)3 Амфотерные Растворяется, образует [Ga(OH)J- Ga2 (SO4)3 Дает осадок соли Ga(SO4)OH Дает осадок Ga(OH)3 (вы- деление СО2) Да KGa(SO4)2 GaCl3 Высокая U 201,3’С Ga2S3 Не осаждается, но гидро- лизуется с образованием осадка Ga(OH)3 и газа H2S 18
Германий. Существование и свойства неизвестного элемен- та — эка-силиция (который должен занять место в Периодиче- ской системе под кремнием) были очень точно предсказаны Д. И. Менделеевым в 1871 г. на основе Периодического закона. Открыт германий К. Винклером в 1886 г. при исследовании ми- нерала аргиродит, им выделены GeS2 и GeO2. После опубликова- ния сообщения об открытии германия Менделеев и одновремен- но с ним В. Ю. Рихтер и Л. Мейер указали Винклеру на совпаде- ние со свойствами эка-силиция. Винклер подтвердил это даль- нейшими исследованиями. Он удостоился похвалы Менделеева, назвавшего Винклера «истинным укрепителем Периодического закона». Сравнение свойств эка-силиция и германия Эка-силиций R Германий Ge Элемент положение в Пери- одической системе В периоде — после эка- алюминия (галлия); в группе — под кремнием 4-й период, IVA-rpynna порядковый номер 32 32 атомная масса (а. е. м.) 72 72,61 степень окисления Металл + П, +IV + П, +IV плотность (г/см3) 5,5 5,35 метод получения Восстановление из сое- динений Восстановление GeO2 или K2[GeF6] водородом отношение к кислотам Не будет вытеснять Н2 Не реагирует с НС1 и H2SO4 (разб.) Оксиды формулы RO, RO2 GeO, GeO2 плотность высшего ок- сида (г/см3) Гидроксид 4,7 4,703 формула Ge(OH)4 GeO2-nH2O химические свойства Слабоосновные Амфотерные Хлориды формулы rci2, rci4 GeCl2, GeCl4 Высший хлорид агрегатное состояние Жидкость Жидкость при 20 °C летучесть Высокая Высокая температура кипения 90 83,1 (°C) плотность при 20 °C 1,9 1,880 (г/см3) Будет легко разлагаться Легко гидролизуется до GeO2 и НС1 отношение к воде 19
Продолжение Сульфид формула отношение к раство- ру NH4HS Эка-силиций R Германий Ge rs2 Будет растворяться GeS2 Растворяется, образует [GeS3]2~ Железо. Известно с глубокой древности (Древний Египет, Индия, Персия); железный век — эпоха в развитии человечества, наступившая в начале 1-го тысячелетия до н. э. в связи с рас- пространением выплавки железа и изготовления железных ору- дий труда и оружия; железный век пришел на смену бронзовому веку (см. рубрику «Медь»). Сталь появилась впервые в Индии (X в. до н. э.), чугун — только в средние века. Восточные мастера (в Сирии) умели выплавлять особо стойкую литую сталь (булат), упоминаемую еще Аристотелем (IV в. до н. э.). Указание на же- лезо как на определенный металл имеется в Ветхом завете и у Гомера. Первое железо, использованное человеком, имело метео- ритное происхождение. По-видимому, в Древнем Египте (VI в. до н. э.) появились первые горны (обычные ямы) для выплавки ста- ли, лишь во II в. они были заменены шахтными печами. Домен- ные печи для выплавки чугуна известны с XVI в. во Франции и Фландрии. Тогда же возникли способы передела чугуна в сталь сильным продуванием воздуха. Современные методы выплавки стали из чугуна (процессы Бессемера, Мартена и Томаса) изоб- ретены во 2-й половине XIX в. Секрет булата, утерянный в XIII—XIV вв., раскрыл в середине XIX в. П. П. Аносов. Золото. Известно с глубокой древности у всех культурных на- родов; первый металл, нашедший применение в доисторическую эпоху. В Древнем Египте широко употреблялся сплав золота с серебром (самородное золото) — асем, в Древней Греции — электрон. Добывался металл из золотоносных россыпей (самый крупный из найденных самородков весил 112 кг), из него чекани- ли монету, делали ювелирные украшения. Древние греки и рим- ляне знали свойства золотой амальгамы — сплава золота со ртутью. Указание на золото как на определенный металл имеет- ся в Ветхом завете и у Гомера. Средневековые алхимики (вплоть до XV в.) безуспешно пытались найти некий «философский ка- мень», который бы позволил превратить неблагородные металлы в золото; они же одновременно разработали методы выделения и очистки металла, наблюдали растворение золота в царской водке (смеси концентрированных HNO3 и НС1) и изучали свойства сплавов, о чем свидетельствуют сочинения В. Бирингуччо. Спо- соб извлечения золота из руд (цианирование) открыл П. Р. Баг- ратион в 1843 г. Этот способ используется и сегодня {Au (в ру- де) + 8СК“ +2Н.0 + О2 = 4 [Au(CN)2]- +40Н-, 2 [Au(CN)2]' + +Zn = [Zn(CN)4f + 2Au | (чистое)}. 20
Иод. Открыт Б. Куртуа в 1811 г. При кипячении серной кис- лоты с рассолом золы морских водорослей он наблюдал выделе-? ние фиолетового пара, при охлаждении превращающегося в тем- ные кристаллы с ярким блеском (2NaI + H2SO4 = I2 + SO2 + +2H2O+Na2SO4). Элементарная природа иода установлена в 1811 —1813 гг. Л. Гей-Люссаком (а чуть позже и Г. Дэви). Гей- Люссак получил также многие производные (HI, НЮ3, 12О5, IC1 и др.). Важнейшим природным источником иода служат буровые воды нефтяных и газовых скважин. Калий. Открыт Г. Дэви в 1807 г. При электролизе влажного едкого кали КОН на ртутном катоде он получил амальгаму ка- лия, а после отгонки ртути — чистый металл [4КОН = 4К (Hg- катод) + О2| (анод) + 2Н2О|. Дэви определил его плотность, изу- чил химические свойства, в том числе разложение воды (2К-|“2Н2О—2KOH+H2f) и поглощение водорода (2К+Н2= =2КН). В 1808 г. Л. Гей-Люссак и Л. Тенар выделили калий хими- ческим путем — прокаливанием КОН с углем (4КОН-|-С = = 4К + СО2 + 2Н2О). Соединения калия (КОН, К2СО3 и др.) были известны еще арабским и западным алхимикам: они получали КОН (в смеси с NaOH) сильным нагреванием негашеной извести СаО с влажной золой морских растений, содержащей К2СО3 и Na2CO3 (К2СО3+СаО+Н2О=2КОН+СаСО3). Производство по- таша К2СО3 выщелачиванием древесной золы было одним из развитых промыслов Древней Руси. Отличие К2СО3 от Na2CO3 доказал А. Дюамель де Монсо в 1736 г., различие соединений калия и натрия в окрашивании пламени обнаружил А. Марг- граф в 1758 г. Как установил в 1797 г. М. Клапрот, калий содер- жится не только в растениях, но и в минералах (алюмосиликат- ных породах). Соли калия прочнее удерживаются землей, чем соли натрия; поэтому натрий концентрируется в морях, а калий рассеян в почве, откуда он усваивается растениями. Кальций. Открыт Г. Дэви в 1808 г. При электролизе на ртут- ном катоде влажной гашеной извести Са(ОН)2 он получил амаль- гаму, а после отгонки ртути — чистый кальций [2Са(ОН)з = = 2Са (Hg-катод)+ О2| (анод) + 2Н2О]. Позже Р. Бунзен выделил металл электролизом расплава хлорида [СаС12 = Са (катод) + С12| (анод)]. Природное соединение кальция — известняк (мрамор, мел) СаСО3 применялся с древних времен (VI—V вв. до н. э.) как строи- тельный материал, удобрение и нейтрализатор уксуса, а известь СаО и гипс CaSO4-2H2O использовались для приготовления строи- тельных растворов. Кальций — наиболее распространенный ме- талл в живых организмах. Кислород. Открыт К. Шееле в 1769—1771 гг. и независимо от него Д. Пристли в 1774 г. Газ, который собирал Шееле при прокаливании HgO (2HgO — 2Hg +О2), Ag2CO3 (2Ag2CO3 = = 4Ag + 2CO2 + O2), KNO3(2KNO3 = 2KNO24-O2) и смеси MnO2 c H2SO4 (2MnO2 + 2H2SO4 = 2MnSO4 + 2H2O + O2), поддерживал горение и дыхание; к тем же выводам пришел и Пристли. Боль- 21
шой вклад в определение состава воздуха и химическую иденти- фикацию кислорода внесли А. де Лавуазье и Г, Дэви (см. рубри- ки «Азот», «Водород»). При обжиге металлов в кислороде был открыт закон сохранения массы (М. В. Ломоносов, А. де Лаву- азье). Указание на то, что воздух является смесью газов, впер- вые встречается у Леонардо да Винчи (конец XV в.) — выдающе- гося художника эпохи Возрождения, талантливого ученого и ин- женера. Кремний. Предсказан в 1810 г. Й. Берцелиусом. Позже (в 1823 г.) он выделил аморфный кремний путем восстановления фторида SiF4 калием (SiF4-|-4K = 4KF + Si) и подробно описал его химические свойства. Кремень (кремнезёмный камень) был основным материалом для выделки орудий труда и для высека- ния огня у первобытных людей (эпоха каменного века, 2 млн.— 6 тыс. лет до н. э.). Минерал горный хрусталь (прозрачный кварц) SiO2 знали еще древние греки в Г в. Самый крупный из найденных до сих пор кристаллов кварца весил 1,5 т. Свойство цемента затвердевать в воде открыли в Древнем Риме (I в. до н. э.). Стеклоделие возникло в Месопотамии (III в. до н. э.). Сек- ретное изготовление фарфора в Китае известно с IV в., в Европе (Саксония) раскрыл (но держал в тайне) секрет фарфоровой массы И. Бёттгер в начале XVIII в. В России развитием произ- водства стекла, фарфора и пигментов для них мы обязаны М. В. Ломоносову и Д. И. Виноградову; последний раскрыл древний секрет белого фарфора. Магний. Открыт Г. Дэви в 1808 г. При электролизе влажного оксида MgO на ртутном катоде он получил амальгаму этого ме- талла [2MgO=2Mg (^-катод)+О2|(анод)]. Чистый магний химическим путем выделил А. Бюсси в 1830 г. (MgCl2H-2K = = 2KO + Mg). Р. Бунзен несколько позже провел электролиз распла- ва [MgCl2=Mg (катод)+С12|(анод)]. Оксид MgO (жжёная маг- незия) известен с начала XVIII в., а горькая (английская) соль MgSO4-7H2O уже в XVIII в. применялась в Англии как лечебное средство, добываемое из воды минеральных источников. Марганец. Открыт К. Шееле, Т. Бергманом и Й. Ганом в 1774 г. При прокаливании смеси МпО2 с углем они выделили ме- талл (МпО2 + С —СО2 + Мп) и изучили его химические свойства. Стекловары еще в древние времена использовали природный МпО2 (минерал пиролюзит) для обесцвечивания зеленого желе- зосодержащего стекла (и называли минерал «стекольным мы- лом»). Такой способ применяется и сегодня. Медь. Известна с глубокой древности в чистом виде и как сплав с оловом — бронза. Бронзовый век — эпоха в развитии че- ловечества, характеризующаяся применением бронзы для изго- товления домашней утвари, орудий труда и оружия. По-видимо- му, в доисторическое время человеку случайно удалось получить этот сплав (прокаливанием меди с минералами олова), более лег- коплавкий и лучше поддающийся обработке, чем сама медь. 22
Указание на медь имеется в Ветхом завете и у Гомера. Медь из- редка встречается в самородном виде, самый крупный из най- денных самородков весил 420 т. Зеленый малахит Си2СО3(ОН)2 умели разлагать на СиО, СО2 и Н2О еще древние римляне. Мно- говековой опыт извлечения меди из руд описан Агриколой (сере- дина XVI в,), а в сочинениях Василия Валентина приведен спо- соб выделения меди из раствора медного купороса (вытеснение железом: CuSO44-Fe==FeSO4H-Cu|). Мышьяк. Известен в виде соединений с глубокой древности. Аристотель (IV в. до н. э.) упоминает золотисто-желтый As2S3 и ядовитый белый As2O3. В 1250 г. Альберт Великий описал свой- ства мышьяка придавать желтый цвет белым металлам и отбе- ливать медь (наивное алхимическое желание перевести все не- благородные металлы в желтое золото и белое серебро). Пара- цельс в начале XVI в. открыл мышьяковую кислоту H3AsO4. В 1733 г. Г. Брандт впервые показал, что «белый мышьяк» As2O3 является оксидом, и выделил из него элементарный серый мышьяк, а также описал его химические свойства. Натрий. Открыт Г. Дэви в 1807 г. При электролизе влажного едкого натра NaOH на ртутном катоде он выделил амальгаму, а после отгонки ртути — чистый натрий [4NaOH=4Na (Hg-ка- тод) + О2| (анод) + 2Н2О]. Дэви отметил легкую окисляемость натрия на воздухе, изучил его действие на воду (2Na + O2== = Na2O, 2Na + 2H2O = 2NaOH-f-H2f). В 1808 г. Л. Гей-Люссак и Л. Тенар получили металл химическим путем—прокаливанием щелочи с железом (6NaOH + 2Fe = 6Na + Fe2O3 + 3H2O). Боль- шой вклад в идентификацию натрия внесли А. Дюамель де Мон- со, А. Маргграф и М. Клапрот (см. рубрику «Калий»). Издревле человек употреблял в пищу поваренную соль NaCl, она высоко ценилась из-за трудности солеварения — выпаривания природ- ных соленых вод. В Ветхом завете упоминается природная сода Na2CO3, добывавшаяся из египетских содовых озер и употребляв- шаяся для приготовления мыла и варки стекла. Открытие суль- фата Na2SO4 и его лечебных свойств приписывается И. Глауберу (1648). Промышленное получение соды по способу Сольве ведет- ся с 1863 г. в Бельгии (в России — с 1869 г.). Олово. Известно с глубокой древности в виде бронзы (см. рубрику «Медь»), Указание на олово как на определенный металл имеется в Ветхом завете и у Гомера. Чистое олово полу- чено не ранее XII в., о нем упоминает в своих трудах Р. Бэкон. До этого олово всегда содержало переменное количество свинца (сплав олова со свинцом — припой). Особенно у древних греков и римлян ценился «белый свинец» (т. е. почти чистое олово) из- за своей большей твердости по сравнению с «черным свинцом» (почти чистым свинцом). Металлургия олова описана в сочине- ниях псевдо-Гебера (прокаливание касситерита SnO2 с углем: SnO2 + C = CO2+Sn). Хлорид SnCl4 получил впервые А. Либа- вий в 1597 г. Аллотропию олова и явление «оловянной чумы» 23
(рассыпание олова в порошок при низких температурах) объяс- нил Э. Кохен в 1899 г. (белое олово при охлаждении переходит в порошок серого олова). Из-за разрушения паянных оловом ка- нистр с керосином и банок с продуктами погибла в 1912 г. экспе- диция Р.-Ф. Скотта — английского исследователя Антарктиды. Платина. Самородки платины — «белого золота» (вернее, сплавов с другими металлами семейства платины, а также с медью, железом и золотом) находили еще в древние времена в Египте, Испании, Абиссинии, на острове Борнео. Первые досто- верные сведения о существовании в природе этого элемента от- носятся к началу XVIII в., когда платина была обнаружена в зо- лотоносных песках Колумбии. В Европе платина стала известна после 1738 г., когда А. де Ульоа привез ее образцы и подробный отчет об этом металле из Южной Америки во Францию и Испа- нию. Химические свойства платины изучил Ф. Ахард, в чистом виде металл получил У. Волластон в 1804 г. Ртуть. Известна с древних времен. Нередко ее находили в са- мородном виде (жидкие капли в горных породах), но чаще полу- чали обжигом природной киновари HgS (HgS-|-O2 = Hg4-SO2). Древние греки и римляне использовали ртуть для очистки золо- та (амальгамирование и отгонка ртути), знали о ядовитости са- мой ртути и ее соединений, в частности сулемы HgCl2. Много ве- ков алхимики считали ртуть главной составной частью всех ме- таллов и полагали, что если жидкой ртути возвратить твердость (с помощью серы и мышьяка), то получится золото. Однако, про- водя такие наивные и безнадежные опыты по трансформации неблагородных металлов в золото, алхимики параллельно нако- пили много данных о способах получения ртути и ее химических свойствах. Выделение ртути в чистом виде описано Г. Брандтом в 1735 г. Свинец. Известен с глубокой древности. Изделия из этого ме- талла (монеты, медальоны) использовались в Древнем Египте, свинцовые водопроводные трубы — в Древнем Риме. Указание на свинец как на определенный металл имеется в Ветхом завете. Выплавка свинца была, по-видимому, первым из известных че- ловеку металлургических процессов (2PbS-|-3O2 = 2PbO + 2SO2, 2РЬО + С = 2РЬ + СО2). Природные соединения свинца — мине- ралы глёт РЬО (красный), сурик (Pb2PbIV)O4, галенит PbS и це- руссит РЬСО3 также были известны древним грекам и римля- нам; гидроксокарбонат РЬ3(СО3)2(ОН)2 широко применялся как минеральная краска и косметическое средство (см. -рубрику «Олово»). Большое количество свинца использовалось до сих пор (вместе с сурьмой и оловом) для отливки типографских шрифтов. Сера. Известна с глубокой древности (о ней есть упоминание у Гомера). Серу находили в самородном виде, использовали для приготовления красок и уничтожения вредных насекомых, из нее готовили косметические и медицинские препараты, сернистый 24
газ S02 применяли для беления тканей. У алхимиков сера счита- лась одним из «начал» всех металлов (признак горючести и жел- той окраски), что подробно описано в трудах Р. Бэкона (XIII в.). В средние века (после XI в.) алхимики научились готовить купо- росное масло — серную кислоту H2SO4 при нагревании серы с селитрой KNO3 (Василий Валентин) или железного купороса FeSO4-7H2O с квасцами KA1(SO4)2-12Н2О (псевдо-Гебер). Фаб- ричным способом серная кислота получена впервые в Англии и Шотландии в середине XVIII в. Современный (контактный) спо- соб получения серной кислоты разработан в XIX в. Исходным сырьем служили пирит Fe(S2) и другие сульфидные руды; их об- жигали, получали SO2, который затем при контакте с катализа- тором и О2 переводили в SO3 и далее водой в H2SO4. В России серная кислота приготовлялась вначале в аптеках (по указу 1663 г.), заводское производство было организовано в 1718 г. по прямому указанию царя Петра I Великого. Серебро. Известно с глубокой древности у всех культурных народов (египтяне, индусы, вавилоняне и др.). Указание на се- ребро как на определенный металл имеется в Ветхом завете и у Гомера. Серебро находили в самородном виде, самый крупный из найденных до сих пор самородков весил 13,5 т. Из этого ме- талла чеканили монету, делали ювелирные украшения, бытовую и культовую посуду, столовые приборы, украшения для мебели, одежды и др. Использовались природные соединения серебра — минералы аргентит Ag2S и хлЪраргирит AgCl; выплавлялось и серебро, содержащееся как примесь в свинцово-цинковых рудах. Древние греки и римляне знали свойства амальгамы (сплава со ртутью). В сочинениях В. Бирингуччо и Агриколы (XVI в.) по- дробно изложены способы добычи серебра, техника амальгами- рования. Сурьма. Известна с глубокой древности. Свободную сурьму выделили в XIV—XV вв. западные алхимики при нагревании Sb2S3 с железом (Sb2S3 + 3Fe = 3FeS + 2Sb) и признали ее разно- видностью металлов (Василий Валентин, Парацельс). Использо- вали сурьму для отливки типографского шрифта (вместе со свинцом и оловом), для изготовления медицинских препаратов (например, алгаротов порошок Sb4Cl2O5). Минерал стибнит Sb2S3 использовался как косметическое средство — черная краска для бровей и ресниц. Обзор методов выделения сурьмы в чистом виде принадлежит Г. Брандту (1735). Углерод. Известен с глубокой древности в виде сажи, камен- ного и древесного угля. Последний применялся для обогрева жи- лищ и выплавки металлов. Издавна известны природные аллот- ропные модификации углерода — алмаз (самый твердый и про- зрачный драгоценный камень) и графит (мягкий, черный; уже в средние века служил для изготовления карандашей). Индиви- дуальность этого химического элемента утвердил А. де Лаву- азье в 1789 г., он же ранее установил природу алмаза и углекис- 25
лого газа, а К. Шееле в 1779 г.— тождество графита и минераль- ного угля. С. Теннант и У. Волластон в 1796 г. провели дорого- стоящий опыт — сжигание алмаза (С-рО2 —СО2), тем самым доказав чисто углеродную природу алмаза и отсутствие в нем примесей. Фосфор. Открыт X. Брандом в 1669 г. (первое в истории хи- мии датированное открытие элемента). Прокаливая остаток от выпаривания мочи с углем и песком, Бранд получил белую пыль, которая светилась в темноте (явление фосфоресценции). Это был белый фосфор Р4. Индивидуальность фосфора как эле- мента утвердил А. де Лавуазье, который использовал фосфор для изучения реакций сгорания и в результате чего открыл (не- зависимо от М. В. Ломоносова) закон сохранения массы. Суще- ственно улучшили способ получения фосфора И. Кункель и Р. Бойль (конец XVII в.), А. Маргграф (середина XVIII в.) и Ф. Вёлер (начало XIX в.). До сих пор фосфор в промышленности получают по способу Вёлера — прокаливанием фосфатной руды с углем и песком [Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2—3CaSiO3 + 5CO + 2P]. Аморфную аллотропную модификацию фосфора — красный фос- фор Рл — выделил, нагревая белый фосфор без доступа возду- ха, А. Шрёттер в середине XIX в. Использование красного фос- фора для изготовления современных спичек начато в Швеции в 1855 г. (безопасные, или шведские, спички). Залежи апатитов Са5(РО4)3(С1, ОН, F), имеющие мировое значение, обнаружены в России А. Е. Ферсманом в 1926 г. (Хибинские горы Кольского по- луострова). Фтор. Открыт К. Шееле в 1771 г. При обработке минерала флюорита CaF2 серной кислотой (CaF2 + H2SO4 = CaSO4^+ 4-2HF) он выделил HF в виде водного раствора (плавиковая кис- лота). Это событие рассматривается в истории химии как откры- тие фтора. Аналогию с хлором предположил в 1810 г. А. Ампер, его поддержал Г. Дэви. Последний изучил разъедающее дейст- вие плавиковой кислоты по отношению к стеклу (SiO2-|-6HF = = H2[SiF6] + 2H2O). В свободном виде фтор получили ввиду его аг- рессивности (например, F2+H2O = 2HF-|-O0) лишь сто лет спу- стя (А. Муассан, 1886); таким же в общих чертах остается и со- временный способ получения F2 — электролиз жидкого безвод- ного HF [2HF = H2f (катод) + Р2| (анод)]. Наличие фтора в зуб- ной эмали установлено в конце XVIII в. Промышленная химия фтора (особенно его органических соединений и полимеров) по- лучила развитие только во 2-ой половине XX в. Хлор. Открыт К. Шееле в 1774 г. При обработке пиролюзита МпО2 соляной кислотой он выделил газ (МпО2 + 4НС1 = МпС12 + -|-2Н2О + С12 f) и изучил его химические свойства. Г. Дэви (1810) первым обосновал элементарную природу хлора. Подроб- ное описание получения «соляного спирта НС1 действием купо- росного масла на морскую соль» дал И. Глаубер в 1648 г. (NaCl-|-H2SO4 = NaHSO4-|-HCl). Аналогия между хлором и 26
иодом установлена Л. Гей-Люссаком в 1811 —1813 гг. Историче- ски первые белильные растворы приготовлены по инициативе К- Бертолле в 1792 г. (жавелевая вода, содержащая КСЮ) и А. Лабаррака в 1820 г. (лабарракова вода, содержащая NaClO). Производство белильной (хлорной) извести — смеси Са(С1О)2 с СаС12 и Са(ОН)2 было налажено в Англии в середине XIX в», впервые ее получил С. Теннант в 1799 г. Современный способ по- лучения С12 — электролиз расплавов и растворов хлоридов [на- пример, 2NaCl = 2Na (катод) + С12| (анод), 2NaC14-2H2O = H2t (катод) + С12^ (анод) + 2\аОН] осуществляется с конца XIX в. Хром. Открыт Н. Вокленом в 1797 г. Он прокалил зеленый оксид Сг2О3 с углем (Сг2О3 + ЗС = ЗСО-|-2Сг) и выделил туго- плавкий металл (с примесью карбидов). Сам оксид Сг2О3 Воклен получил разложением «сибирского красного свинца» — минера- ла крокоит РЬСгО4, найденного за 30 лет до этого близ Екате- ринбурга. Современный способ получения чистого хрома (X. Гольдшмитд, 1894) отличается от способа Воклена только ви- дом восстановителя (алюминий или кремний вместо угля). Боль- шой вклад в изучение соединений хрома внесли М. Клапрот и Р. Бунзен в конце XVIII — начале XIX в. Процесс электролити- ческого покрытия железа хромом (хромирование) разработан в 20-х гг. XX в. Цинк. Известен с глубокой древности (Индия, Китай) в виде сплава с медью — латуни, упоминаемой Гомером, а также Ари- стотелем (IV в. до н. э.). Этот важный сплав древние греки при- готовили, по-видимому, случайно, сплавляя медь с цинковыми рудами, вероятнее всего, с благородным галмеем ZnCO3 (мине- рал смитсонит) — исторически первым известным в Древней Греции минералом. Арабские алхимики (X в.) были знакомы с оксидом ZnO — белым рыхлым порошком, которому они дали образное название «философская шерсть»; использовали ZnO (и применяют до сих пор) как косметическую пудру и медицинскую присыпку. Западные алхимики отличали цинк от других метал- лов (с XIV в.) и пытались превратить его, как и другие неблаго- родные металлы, в золото (Василий Валентин). Способ получе- ния цинка (ZnO + C = CO + Zn) описан И. Генкелем (1721) и Г. Брандтом (1735). А. Маргграф впервые выделил цинк из кар- боната ZnCO3 — так родилось производство этого металла. Ши- роко используется сульфид ZnS — первый известный люмино- фор (при наличии примеси меди он светится в темноте после об- лучения). 1.5. Происхождение русских и латинских названий и символов элементов Приведено происхождение (этимология) русских названий хи- мических элементов, а также (при несовпадении) их латинских названий. В скобках после латинских названий даны символы 27
элементов, они образованы первой и одной из последующих букв этих названий. Сокращения языков: арабск.— арабский нем.-— немецкий ассир.— ассирийский русск.— русский греч.— древнегреческий санскр.— санскритский (древнеиндий- исп.— испанский ский) лат.— латинский (классический или тур.— турецкий средневековый) франц.— французский шведск.— шведский Названия элементов на английском, французском и немец- ком языках см. в приложении 3. Сведения об ученых см. в приложении 1. Химические формулы минералов см. в разделе 9.4. Азот — от греч. азотикос (безжизненный, а — отрицание и зое— жизнь). Лат. Nitrogenium (N) — рождающий селитру, от греч. нитрон (селитра) и генес (род, происхождение). Актиний — от греч. актис (луч); по радиоактивности элемента (распадается с а- и p-излучением). Лат. Actinium (Ас). Алюминий — от лат. алуминис (родительный падеж лат. алу- мен— квасцы); по содержанию в квасцах. Лат. Aluminium (Al). Америций — от Америка (часть света); место работы перво- открывателей. Лат. Americium (Am). Аргон — от греч. аргос (бездеятельный, инертный); по хими- ческой инертности элемента. Лат. Argon (Аг). Астат — от греч. астатос (неустойчивый); по радиоактивности элемента (период полураспада 8,1 ч). Лат. Astatium (At). Барий — от греч. барис (тяжелый); по большой плотности ми- нерала барит. Лат. Barium (Ва). Бериллий — от греч. бериллос (зеленый драгоценный ка- мень); по окраске минерала изумруд. Лат. Beryllium (Be). Берклий — от Беркли (город в США); место работы первоот- крывателей. Лат. Berkelium (Bk). Бор — от лат. боракс (бура, белый минерал), восходит к арабск. боурак или баврак (белый цвет минаральных веществ). Лат. Borum (В). Бром — от греч. бромос (зловонный); по запаху жидкого бро- ма. Лат. Bromum (Вг). Ванадий — от шведск. Ванадис (имя древнескандинавской боги- ни красоты); по красивому цвету соединений. Лат. Vanadium (V). Висмут — от нем. вайсмуттер (белое вещество); по окраске многих солей. Лат. Bismuthum (Bi) — от бисмут (латинизирован- ный алхимический вариант нем. вайсмуттер). Водород — перевод с лат. Hydrogenium (Н), от греч. хидор (вода) и генес (род, происхождение). Вольфрам — от нем. вольф (волк) и рам (взбитые сливки, пе- на), При выплавке олова примесь вольфрама дает много шлака и понижает выход олова; по выражению Агриколы, «вольфрам поедает олово, как волк овцу». Лат. Wolframium (W). 28
Гадолиний — в честь Ю. Гадолина. Лат. Gadolinium (Gd). Галлий — от лат. галлус (галльский петух, символ Франции); по названию страны и фамилии первооткрывателя [первая часть фа- милии — Лекок (в переводе с франц.— петух)]. Лат. Gallium (Ga). Гафний — от лат. Гафниа (древнее название Копенгагена); по месту работы первооткрывателей. Лат. Hafnium (Hf). Гелий — от греч. Гелиос (Солнце); по открытию в солнечном спектре. Лат. Helium (Не). Германий — от Германия (страна); по месту работы первоот- крывателя. Лат. Germanium (Ge). Гольмий — от лат. Гольмиа (древнее название Стокгольма); по столице страны (Швеция), где работал первооткрыватель. Лат. Holmium (Но). Диспрозий — от греч. диспроситос (труднодоступный); по трудности обнаружения. Лат. Dysprosium (Dy). Европий — от Европа (часть света); по месту работы перво- открывателя. Лат. Europium (Ей). Железо — возможно, восходит к санскр. гала (металл, руда). Лат. Ferrum (Fe) — от лат. ферро (меч). Жолиотий — см. рубрику «Нобелий». Золото — одного корня с русск. желтый', по цвету металла. Лат. Aurum (Au) — от лат. аурора (утренняя заря); по блеску металла. Индий — от исп. индиго (ярко-синяя краска); по характерной линии в спектре. Лат. Indium (In). Иод — от греч. иодес (фиолетовый); по цвету парообразного иода. Лат. lodum (I). Иридий — от лат. иридис (радуга); по разнообразию окраски соединений. Лат. Iridium (Ir). Иттербий — от шведск. Иттербю (название селения); по ме- сту обнаружения минерала гадолинит, содержащего скандий, иттрий, лантаноиды. Лат, Ytterbium (Yb). Иттрий — см. Иттербий. Лат. Yttrium (Y). Кадмий — от греч. Кадмея (древняя крепость города Фивы); по месту нахождения цинковой руды, содержащей кадмий (смесь минералов сфалерит и смитсонит). Лат. Cadmium (Cd). Калий — от арабск. алъ-кали (едкое начало золы морских растений); по свойствам поташа и едкого кали. Лат. Kalium (К). Калифорний — от Калифорния (штат США); по месту работы первооткрывателей. Лат. Californium (Cf). Кальций — от лат. калцис (родительный падеж лат. калкс — камень, известняк); по содержанию в известняке. Лат. Calcium (Са). Кислород — перевод лат. Oxygenium (О), от греч. оксис (кис- лый, кислотный) и .генес (род, происхождение). Кобальт — от нем. кобольд (домовой, гном); по трудности пе- реработки (якобы из-за шалости гномов) руд этого металла. Лат. Cobaltum (Со). 29
Кремний — от русск. кремень (твердый камень для высека- ния огня, кремнезем). Лат. Silicium (Si) — от лат. силицис (роди- тельный падеж лат. силекс — кремнезем). Криптон — от греч. криптос (тайный, скрытый); по трудности выделения из воздуха. Лат. Krypton (Кг). Ксенон — от греч. то ксенон (нечто постороннее, странное); по неожиданному открытию как примеси к криптону. Лат. Xenon (Хе). Курчатовий — в честь И. В. Курчатова. Лат. Kurtchatovium (Ku). Кюрий — в честь П. Кюри и М. Склодовской-Кюри. Лат. Cu- rium (Cm). Лантан — от греч. лантано (скрываюсь, прячусь); по трудно- сти обнаружения. Лат. Lanthanum (La). Литий — от греч. литое (камень); по открытию в ничем не примечательном, похожем на обычный камень минерале петалит (алюмосиликат). Лат. Lithium (Li). Лоуренсий — в честь Э. Лоуренса. Лат. Lawrencium (Lr). На- звание и символ не являются общепринятыми; предложение пер- вооткрывателей — резерфордий [лат. Rutherfordium (Rf)] — в честь Э. Резерфорда. Лютеций — от лат. Лутециа (древнее поселение на месте со- временного Парижа); по месту работы первооткрывателя. Лат. Lutetium (Lu). Магний — от лат. магнесиа альба (белая магнезия); по мине- ралу гидромагнезит, содержащему этот металл и найденному древними греками около города Магнесиа в Малой Азии (ныне город Маниса в Турции). Лат. Magnesium (Mg). Марганец — от греч. манганес (очищающий); по осветляюще- му действию (в процессе варки стекла) минерала пиролюзит. Лат. Manganum (Мп). Медь — происхождение русского названия не установлено. Лат. Cuprum (Си) — от греч. купрос (название острова Кипр); по месту добычи медных руд. Менделевий — в честь Д. И. Менделеева. Лат. Mendelevium (Md). Молибден — от греч. молибдос (любой материал, оставляю- щий черную черту на бумаге, в частности и минерал молибде- нит). Лат. Molybdaenum (Мо). Мышьяк — от русск. мышь и яд; по применению препаратов мышьяка для истребления грызунов. Лат. Arsenicum (As) — от греч. арсеникон (золотисто-желтый); по цвету минерала аурипиг- мент. Натрий — от арабск. натрон или натрун (моющее средство); по применению природной соды и едкого натра для изготовления мыла. Лат. Natrium (Na). Неодим — от греч. неос (новый) и дидимос (близнец); по от- крытию вместе с празеодимом. Лат. Neodymium (Nd). 30
Неон — от греч. то неон (нечто новое); по неожиданной окра- ске спектра, удивившей сына одного из первооткрывателей (У. Рамзая). Лат. Neon (Ne). Нептуний — от Нептун (название планеты Солнечной систе- мы); по месту в Периодической системе за ураном (как планета Нептун по удаленности от Солнца следует за Ураном). Лат. Nep- tunium (Np). Никель — от нем. никкелъ (сокращение бранного слова рудо- копов никколаус); рабочие в XVIII в. принимали за медную руду красный минерал никелин («фальшивая медь»), из которого, од- нако, медь не выплавлялась. Лат. Niccolum (Ni). Нильсборий — в честь Нильса Бора. Лат. Nielsbohrium (Ns). Ниобий — от греч. Ниобея (имя дочери Тантала); по близости свойств ниобия и тантала (см. Тантал). Лат. Niobium (Nb). Нобелий — в честь А. Нобеля. Лат. Nobelium (No). Название и символ не являются общепринятыми; предложение перво- открывателей — жолиотий [лат. Joliotium (Л)] — в честь Ф. Жолио и И. Жолио-Кюри. Олово — происхождение русского названия не установлено. Лат. Stannum (Sn) — от лат. стагнанс (стоящий на месте; восхо- дит к санскр. стагс — твердый, стойкий); по большей твердости этого металла по сравнению со свинцом. Осмий — от греч. осме (запах); по своеобразному сильному запаху летучего высшего оксида. Лат. Osmium (Os). Палладий—от Паллада (название малой планеты Солнеч- ной системы, или астероида); по времени открытия элемента вскоре после обнаружения этого астероида. Лат. Palladium (Pd). Платина — от исп. платина (серебрецо); пренебрежительное название металла, похожего на серебро, но не имеющего полез- ных свойств последнего — легкоплавкости и ковкости. Лат. Pla- tinum (Pt). Плутоний — от Плутон (название планеты Солнечной систе- мы); по месту в Периодической системе за нептунием (как плане- та Плутон по удаленности от Солнца следует за Нептуном). Лат. Plutonium (Pu). Полоний — от лат. Полониа (Польша); по родине одного из первооткрывателей (М. Склодовской-Кюри). Лат. Polonium (Ро). Празеодим — от греч. празинос (цвет зелени лука-порея) и диди- мое (близнец); по цвету соединений в отличие от розовой окраски соединений его спутника — неодима. Лат. Praseodymium (Рг). Прометий — от греч. Прометеус (Прометей; в древнегрече- ской мифологии — титан, похитивший огонь у богов Олимпа и пе- редавший его людям); по синтезу этого элемента в «огне» ядер- ного реактора. Лат. Promethium (Pm). Протактиний — от греч. о протос (предшествующий в ряду) и названия элемента актиний (см. рубрику «Актиний»); по рас- положению в одном из рядов радиоактивного распада перед ак- тинием. Лат. Protactinium (Ра). 31
Радий — от лат. радиус (луч); по радиоактивности элемента (распадается с a-излучением). Лат. Radium (Ra). Радон — от корня названия элемента радий и суффикса -он (по аналогии с названиями других элементов VIIIA-группы); по образованию при а-распаде радия. Лат. Radon (Rn). Резерфордий — см. рубрику «Лоуренсий». Рений — от лат. Ренус (Рейн); по названию главной реки страны (Германия), где работали первооткрыватели. Лат. Rheni- um (Re). Родий — от греч. родон (розовый цвет); по окраске соедине- ний. Лат. Rhodium (Rh). Ртуть — вероятно, тюркского происхождения. Лат. Mercuri- us — Меркурий (в древнеримской мифологии имя бога — покро- вителя подвижной деятельности человека, торговли и путешест- вий); по подвижности жидкой ртути; символ Hg— от устаревше- го латинского алхимического названия этого элемента Hydrar- gyrum (греч. хидраргирос— жидкое, как вода, серебро, где хи- дор — вода и аргирос — серебро); по серебристому цвету жид- кой ртути. Рубидий — от лат. рубидус (красно-коричневый цвет); по ха- рактерным линиям в спектре. Лат. Rubidium (Rb). Рутений — от лат. Рутениа (Россия); по названию родины первооткрывателя. Лат. Ruthenium (Ru). Самарий — от самарскит (минерал, в котором был открыт этот элемент; сам минерал назван в честь русского геолога В. Е. Самарского-Быховца, обнаружившего его на Урале). Лат. Samarium (Sm). Свинец — происхождение русского названия не установлено. Лат. Plumbum (Pb) — от лат. плумбум (у древних римлян назва- ния сплавов свинца с оловом: плумбум нигрум — черный свинец, т. е. сплав, содержащий больше свинца, и плумбум альбум — белый свинец, т. е. сплав, содержащий больше олова). Селен — от греч. Селене (Луна); по сопутствованию селена теллуру в его рудах (как Луна — спутник Земли; см. Теллур). Лат. Selenium (Se). Сера — от санскр. сира (светло-желтый); по цвету природной серы. Лат. Sulfur (S) — от санскр. сулвери (горючий порошок); по горючести серы. Серебро — возможно, от ассир. сарпу (светлый); по цвету ме- талла. Лат. Argentum (Ag) — от греч. аргос (белый, восходит к санскр. арганта — светлый). Скандий — от лат. Скандиа (полуостров Скандинавия); по месту работы первооткрывателя. Лат. Scandium (Sc). Стронций — от англ. Строншиан (название деревни в шот- ландском графстве Аргайлл); по месту обнаружения минерала, содержащего стронций (стронцианита). Лат. Strontium (Sr). Сурьма — от тур. сюрме (черная краска для бровей и рес- ниц); по применению на Древнем Востоке минерала стибнит в 32
косметике. Лат. Stibium (Sb) — от греч. стиби (черная метка). Устаревшее латинское название сурьмы Antimonium — от анти- моний (алхимическое название минерала стибнит). Таллий — от греч. таллос (ярко-зеленый цвет стеблей травя- нистых растений); по характерной линии в спектре. Лат. Thalli- um (Т1). Тантал — от греч. Танталос (имя героя древнегреческой ми- фологии); по словам первооткрывателя: «как Тантал испытывал муки жажды, стоя по горло в воде, так оксид данного элемента не способен реагировать с избытком кислоты». Лат. Tantalum (Та). Теллур — от лат. теллурис (родительный падеж лат. тел- лус — мать-земля); по открытию элемента в золотоносной «зем- ле» (смеси соединений золота и серебра с теллуром). Лат. Tellu- rium (Те). Тербий — см. рубрику «Иттербий». Лат. Terbium (Tb). Технеций — от греч. текнетос (искусственный); по впервые проведенному в лаборатории синтезу химического элемента, от- сутствующего в природе. Лат. Technetium (Тс). Титан — от греч. Титанес (Титаны в древнегреческой мифоло- гии — боги, отличавшиеся гордым и стойким нравом); по химиче- ской устойчивости минерала рутил. Лат. Titanium (Ti). Торий — от шведск. торйорд (камень, горная порода; это сло- во восходит к имени Тор, в древнескандинавской мифологии бог грома и бури, изображавшийся с каменным молотом); по откры- тию элемента в обычном камне— минерале торит. Лат. Thorium (Th). Тулий—от греч. Туле (древнее название Северо-Западного побережья Скандинавии); по месту нахождения минералов, со- держащих тулий. Лат. Thulium (Tm). Углерод — от русск. рождающий уголь. Лат. Carboneum (С) — от лат. карбонис (родительный падеж лат. карбо — дре- весный уголь, восходит к санскр. кра — гореть). Уран — от названия планеты Солнечной системы; по времени открытия элемента (вскоре после обнаружения планеты Уран). Лат. Uranium (U). Фермий — в честь Э. Ферми. Лат. Fermium (Fm). Фосфор — от греч. фосфорос (светящийся в темноте: фос — свет и форос — несущий); по свечению белого фосфора. Лат. Phosphorus (Р). Франций — от франц. Франс (Франция); по месту работы первооткрывателя. Лат. Francium (Fr). Фтор — от греч. фторос (разрушающий); по разъедающему действию фтора на стекло. Лат. Fluorum (F) — от лат. флуор (текучесть); по использованию в металлургии минерала флюорит в качестве плавня (флюса), понижающего температуру плавки. Хлор — от греч. клорос (желто-зеленый цвет увядающей ли- ствы); по окраске газообразного хлора. Лат. Chlorum (Cl). 2 Р. А. Лидии 33
Хром — от греч. крома (цвет, краска); по яркой разнообраз- ной окраске соединений. Лат. Chromium (Сг). Цезий — от лат. цесиус (серо-синий или голубой цвет неба); по окраске характерных линий в спектре. Лат. Caesium (Cs). Церий — от Церера (малая планета Солнечной системы, или астероид); по открытию элемента вскоре после обнаружения ас- тероида. Лат. Cerium (Се). Цинк — от нем. цинк (белый металл, восходит к арабск. ха- расин — металл из Китая); по месту выработки металла, заве- зенного в средние века в Европу. Лат, Zincum (Zn). Цирконий—от циркон (название минерала, от арабск. за- ркун — золотисто-желтый цвет); по окраске драгоценных разно- видностей этого минерала. Лат. Zirconium (Zr). Эйнштейний — в честь А. Эйнштейна. Лат. Einsteinium (Es). Эрбий — см. рубрику «Иттербий». Лат. Erbium (Ег). 2. АТОМЫ. ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ 2.1. Относительные атомные массы. Электронные формулы. Радиусы. Радиоактивность Элементы приведены в алфавитном порядке их символов, в левом нижнем индексе у символов — порядковые номера эле- ментов в Периодической системе. Значения относительной атомной массы Аг даны по Между- народной таблице 1987 г. с указанием точности одной- двух значащих цифр и отвечают природному изотопному составу элементов. Верхним индексом * обозначены радиоактивные эле- менты, не имеющие стабильных изотопов. Для этих элементов значения Аг относятся к наиболее долгоживущим изотопам. Представленные электронные формулы согласуются с экспе- риментальными данными, в них выделены валентные электроны (находятся вне квадратных скобок). Электронные формулы ато- мов элементов 2-го и последующих периодов сокращены за счет указания символа предшествующего благородного газа (эле- мента VIIIA-группы); например, запись формулы атома Ga = [18Ar, 3d10] 4«s24/71 следует читать 1522s22p63s23p63d104s24p1. В некоторых случаях указано по две равнозначно возможные электронные формулы (экспериментально подтвержденный вы- бор отсутствует). Приведены также атомные, ковалентные и ионные радиу- сы — гат, гков и гион соответственно; прочерк означает отсутствие данных. 34
Энергетические диаграммы заполнения электронами атом- ных орбиталей элементов с 2 = 1 — 36 см. в разделе 2.2. Элемент а. е. м. Электронная формула Радиус, пм , /ат fKQB г BOH 89^с 227,027750 =Ь 3 [86Rn]6d'7s2 203 171 Ac’+ 126 4?Ag 107,8682 zb 2 [зеКг] 4dl05sl [l0Ne]3s23p' 145 134 Ag+ 114 i3Al 26.981539 ±5 143 118 Al3+ 68 9*6Ат 243,061375 zb 3 [86Rn| 5f7s2 — — Am2+ 135 Am4+ 99 18^ Г 39,948 ±1 [I0Ne]3s23p6 195 97 — зз As 74,92151 ±2 [18Ar, 3d'°] 4s24p3 130 121 As3" 208, As5+60 ^At 209,98713 zb 1 [51Xe, 4fl4.5dl0]6s26ps — — — 79Au 196,96654 ±3 [54Хе,4^4.]5</,06? 144 136 Au+ 151, Au3+ 99 5В 10,811 ±5 |2He]2s22p' 98 89 B3+ 25 56^3 137,327 =b 7 [MXe]6s2 218 198 Ba2+ 149 4Ве 9,012182±3 |2He]2s2 112 107 Be2+ 59 83 В i 208,98037 ±3 [MXe, 4f14,5d10] 6?6p3 170 147 Bi3+ 117, Bis+ 90 *Bk 247,070300 zb 6 IeeRn] 5/8 - 96d' - °7s2 — — Bk3+ 110, Bk4+ 97 35В г 79,904 ±1 [,8Ar,3dl0]4s24p6 — 114 Br 182 Br7+ 53 & 12,011 zb 1 [2He)2s22p2 92 77 C4- 246, C4+ 30 2оС а 40,078 zb 4 [l8Ar]4s2 197 174 Ca2+ 114 48 Cd 112,411 ±8 [asKr, 4d’°] 5s2 156 148 Cd2+ 109 58^е 140,115zb4 [MXe]4/1-25d‘-°6s2 183 165 Ce3+ 115, Ce4+ 101 251,079580 zb 5 URn) 5/l07s2 — — Cf3+ 109 Cf4+96 17С1 35,4527 ±9 [10Ne] 3s23p6 — 99 Cl" 167, Cl7+ 41 9бСт 247,070347 ±5 [^RajS/W?? — — Cms+ 111, Cm4+ 99 27Со 58,93320 zb 1 [18Ar]3d74s2 ; 125 116 Co2+ 84, Co3+ 72 24^Г 51,9961 zb 6 [18Arj3d64s‘ 126 118 Cr3+ 76, Cr6+ 35 55^S 132,90543 zb 5 1иХе]6? 266 225 Cs+ 181 2OCU 63,546 ±3 [leAr]3d,04s' 128 120 Cu+ 91, Cu2+ 87 «Ру 162,50 ±2 [^Xe] 4/l06s2 177 159 Dy3+ 105, бвВг 167,26 ±3 [54Xe]4/126s2 175 157 Er3+ 103 35
Продолжение Элемент Ar, a. e. m. Электронная формула Радиус, пм гат гков гнон 9£>Es 252,08294 ±2 kRn]5/"7s2 — — — 63Eu 151,965 ± 9 [MXe]W 200 185 Eu2+ 131, Eu3+ 109 gF 18,9984032 ±9 [2He] 2s22p5 — 71 F~ 119 jr.Fe 55,847 ±3 [lgAr ] 3d64s2 124 117 Fe2+ 84, Fe3+ 74 u»Fm 257,095099 ±8 [eeRn] 5f127s2 [в6^П] 7s1 — — — «zFr 223,019733 ±4 280 — Fr+ 194 uGa 69,723 ±4 |l8Ar, 3d10] 4s24p' 148 126 Qa3+ 76 gjGd 157,25 ±3 |MXel 4f 5d'6s2 179 162 Gd3+ 108 32^e 72,61 ±2 [„Ar, 3d10] 4s24p2 137 122 Ge4+ 67 >H 1,0078250 ±1 Is1 46 37 И" 136, H+ -24 2He 4,002602 ±2 Is2 90 32 — 72Hf 178,49 ±2 [MXe, 4/14]5d26s2 159 147 Hf4+ 85 80^g 200,59 ±3 [MXe, 4f 45d10] 6s2 157 151 Hg+ 133, Hg2+ 116 67Ho 164,93032 ±3 [MXe]4/“6s2 176 158 Ho3+ 104 531 126,90447 ±3 [36Kr, 4d‘°] 5s25ps 137 133 1- 206, I7+ 67 49!" 114,82 ± 1 [36Kr, 4d10] 5s25p' 162 144 In3+ 94 77If 192,22 ±3 [„Xe, 4/141 5d76s2 136 127 Ir3+ 82, Ir4+ 77 19^ 39,0983 ± 1 [18Ar]4s1 228 195 K+ 152 ЗбКг 83,80 ±1 [18Ar, 3d10] 4s24p® 212 НО — kJKu 261,10869±22 [86Rn, 5/14] 6d27s2 — — — 57La 138,9055 ±2 [MXe| 5d‘6s2 187 169 La3+ 117 3L1 6,941 ±2 [2He] 2s1 151 134 Li+ 90 10* Er 260,10532 ±6 URn, 5/14] 6d‘7s2 — — — 7iLu 1 74,967 ± 1 [иХе, 4/14]5d‘6s2 174 156 Lu3+ 100 l0*tMd 258,09857 ±12 [8eRnl5f,37S2 — — — 12^g 24,3050 ±6 lioNe[3s2 160 145 Mg2+ 86 25МП 54,93805 ±1 [ieArJ 3d54s2 126 117 Mn2+ 89, Mn7+ 60 42Mo 95,94 ±1 [36KrJ4ds5sl 136 130 Mo4+ 79 Mo6+ 73 7n 14,00674 ±7 [2He] 2s22p3 — 75 №“ 132 №+ 27 uNa 22,989768 ±6 [ioNeJ3s' 187 154 Na+ 116 41Nb 92,90638 ±2 [36Kr]4d45S‘ 144 134 Nb4+ 82, Nb5+ 78 60Nd 144,24 ±3 hXeHfW 182 164 Nd3+ 112 i0Ne 20,1797±6 | [2He] 2s22p6 160 69 — 36
П родолжение Элемент Ar, a, e. m. Электронная формула Радиус, пм гат гков гнон 28^1 58,69 ±1 [18Ar] 3d84s2 125 115 Ni2+ 83, Ni3+ 72 io*N° 259,100931 ±12 [86Rn] 5/,47s2 — — No2+ 124 9*Np 237,048168 ±2 (seRnlSf-W-0?®2 150 — Np3+ 115, Np7+ 85 262,11376± 16 [86Rn, 5/l4]6d37s2 — — О2" 126 80 15,9994±3 [2He] 2s22p4 — 73 76Os 190,2 ± 1 [MXe, 4/14] 5d66s2 134 126 Os4+ 77, Os8+ 53 I6P 30,973762 ±4 [l8Ne]3s23p3 120 ПО P3- 186, P5+ 35 № 231,03588 ±2 URnJSf-W-'Ts2 162 158 Pa4+ 104, Pas+ 92 82Pb 207,2 ±1 [54Xe, 4/145<Z10] 6s26p2 175 147 Pb2+ 133, Pb4+ 92 46Pd 106,42 ± 1 [36Kr]4d'° 138 128 Pd2+ 100, Pd4+ 76 e*Pm 144,912743±4 [54Xe]4f6? 181 163 Pm3+ 111 ЙРо 208,982404 ±5 |MXe, 4/14 5d'°] 6s26p4 167 — Po4+ 108 5эРг 140,90765 ±3 [54Xe]4/36s2 182 164 Pr3+ 113, Pr4+ 99 78Pt 195,08 ±3 |MXe, 4/14] 5d96s‘ 139 130 Pt2+ 94, Pt4+ 77 94₽U 244,064199 ±5 kRnlS/^s2 150 — Pu3+ 114, Pu6+ 85 8*Pa 226,025403 ±3 [86Rn]7s2 235 — Ra2+ 162 37Rb 85,4678±3 kKrJSs’ 247 211 Rb+ 166 78Re 186,207± 1 |54Xe, 4/141 5d56s" 137 128 Re4+ 77, Re7+ 67 45Rh 102,90550 ±3 |38Kr] 4d85s' 135 125 Rh3+ 81, Rh4+ 74 8*6Rn 222,017571 ±3 [иХе, 4/145d10] 6s26p6 — 145 — «Ru 101,07 ±2 |36Kr]4d75? 132 125 Ru4+ 76, Ru8+ 50 i8S 32,066 ±6 |l0Ne] 3s23p4 — 103 S2- 170, S6+ 43 5.Sb 121,75±3 [36Kr, 4d‘°] 5s25p3 150 141 Sb3+ 90, Sb5+ 74 2|Sc 44,955910 ±9 [I8Ar] 3d'4s2 161 144 Sc3+ 89 34$e 78,96 ±3 [18Ar, 3dl0]4s24p4 119 117 Se2" 184, Se6+ 56 14Si 28,0855 + 3 |10Ne|3s23p2 132 114 Si4- 257, Si4+ 54 37
Продолжение Элемент Ar, a. e. m. Электронная формула Радиус, пм гат ков Гнон 62Sm 150,36 ±3 |MXe)4/66s2 181 163 Sm2+ 136, Sm3+ ПО 50$П 118,710 + 7 [36Kr, 4d10] 5s25p2 158 140 Sn2+ 102, Sn4+ 83 38$ Г 87,62 ±1 [36Kr|5s2 215 191 Sr2+ 132 73 Тa 180,9479 ±1 [MXe, 4/H|5d36s2 144 134 Ta4+ 82, Ta5+ 78 eJb 158,92534 ±3 [„XeHf-W-’es2 177 161 Tb3+ 106, Tb4+ 90 wTc 97,907215 + 4 [36Kr|4d35s2 135 127 Tc4+ 79, Tc7+ 70 52^6 127,60 + 3 [aeKr, 4d10] 5s25p4 143 136 Те2" 207, Te6+ 70 9*oTh 232,0381 ±1 kRn|6d27? 180 165 Th4+ 108 22Ti 47,88 ±3 [,sAr] 3d24s2 145 133 Ti3+ 81, Ti4+ 75 8IT1 204,3833 + 2 [MXe, 4f'4 5d10] 6s26p‘ 176 148 Tl+ 164, Tl3+ 103 «Jm 168,93421 ±3 [54Xe] 4/,36s2 [e6Rn] 5/36d'7s2 174 156 Tm3+ 102 9*U 238,0289 ±1 153 142 U3+ 117, U6+ 87 23V 50,9415 + 1 [l8Ar|3d34s2 131 123 V4+ 72, Vs+ 68 7<W 183,85 ±3 [MXe, 4f] 5d46s2 137 130 W4+ 80, We+ 74 54Хе 131,29±2 [36Kr, 4d"’] 5?5p6 [36Kr]4d‘5s2 220 130 Xe8+ 62 39 88,90585 + 2 180 162 Y3+ 104 roYb 173,04 + 3 [54Xe]4/l46s2 193 170 Yb2+ 116, Yb3+ 101 3»Zn 65,39 + 2 |18Ar, 3d10] 4s2 138 127 Zn2+ 88 4oZr 91,224 + 2 [36Kr] 4d25s2 159 147 Zr4+ 86 2.2. Электронные конфигурации атомов элементов от водорода до криптона Приведена энергетическая диаграмма заполнения атомных орбиталей электронами для элементов с порядковыми номерами 1 (Н) — 36 (Кг) в соответствии с принципами минимума энергии, запрета (принцип Паули) и максимальной мультиплетности (пра- вило Хунда). Номера электронов отвечают последовательности заполнения электронами энергетических подуровней и равны по- рядковым номерам элементов в Периодической системе. 38
Исключения: 24Cr = ls22s22p63s23p63d54s' =[18Ar] 3d54s‘, (а не 3d44s2 !) 29Cu=ls22s22p63s23p63d104s1 = [18Ar]3d,04s1, (а не 3d94s2 !) Эти конфигурации подтверждены экспериментально. Электрон- ные формулы атомов элементов см. в разделе 2.1. 1 2 2.3 Энергия ионизации и сродство к электрону. Электроотрицательность элементов Приведены энергия ионизации первого электрона / (эВ), сродство к первому электрону А (эВ) для нейтрального атома, электроотрицательность х по шкале Оллреда и Рохова (данные 39
1983 г.). Для неметаллов, обозначенных знаком *, после таблицы дана шкала электроотрицательности. Таблица повторяет распо- ложение элементов в Периодической системе. Многоточие озна- чает отсутствие данных. IA I1A IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA / А X 1Н* 13,60 0,75 2,10 2He* 24,59 0 5,50 I А X 3Li 5,39 0,59 0,97 4Be 9,32 0,38 1,47 5B* 8,30 0,30 2,01 f* 6^ 11,26 1,27 2,50 7N* 14,53 0,21 3,07 8o* 13,62 1,47 3,50 9f* 17,42 3,49 4,10 ioNe* 21,56 0 4,84 1 А X HNa 5,14 0,34 0,93 i2Me ' 7,65 0 1,23 13 Al 5,99 0,46 1,47 14Si* 8,15 1,38 2,25 15P* 10,49 0,80 2,32 i6S* 10,36 2,08 2,60 17C1* 12,97 3,61 2,83 Ar* 18АГ 15,76 0 3,20 I А X 19К 4,34 0,47 0,91 20^3 6,H 0 1,04 3iGa 6,00 0,39 1,82 32Ge 7,90 1,74 2,02 33As* 9,78 1,07 2,11 34$e* 9,75 2,02 2,48 35ВГ* 11,81 3,37 2,74 36Kr* 14,00 0 2,94 I А X 37 R ь 4,18 0,42 0,89 38$ Г 5,69 0 0,99 5,79 0,72 1,49 50$n 7,34 1,25 1,72 5iSb 8,64 1,05 1,82 52 T e 9,01 • 1,96 2,02 T* 531 10,45 3,08 2,21 54Xe* 12,13 0 2,40 1 А X 55^S 3,89 0,39 0,86 56^ a 5,21 0 0,97 8iTl 6,11 0,50 1,44 вгРЬ 7,42 1,14 1,55 83^1 12,25 0,95 1,67 84P0 8,43 1,87 1,76 85At* 9,20 2,79 1,90 86^п* 10,75 0 2,06 / А X WFr* 3,98 0,86 88^a 5,28 0^97 IIIB IVB VB V1B V1IB VIIIB IB ПБ о-t Sc 22T1 23v 24C r 25Mn 2бРе 27C0 28^1 29^U зо^п I 6,54 6,82 6,74 6,77 7,44 7,87 7,86 7,64 7,73 9,39 A 0 0,39 0,64 0,98 0 0,58 0,94 1,28 1,23 0,09 X 1,20 1,32 1,45 1,56 1,60 1,64 1,70 1,75 1,75 1,66 39Y 4(/ r 4iNb 42Mo 43TC 44R11 45Rh 46Pd 47Ag 4gCd I 6,22 6,84 6,88 7,10 7,28 7,37 7,46 8,34 7,58 8,99 A 0 0,45 1,13 1,18 0,73 1,14 1,24 1,02 1,30 0 X 1,H 1,22 1,23 1,30 1,36 1,42 1,45 1,35 1,42 1,46 0 72Hf 73Ta 74w 75^e 76Os 77Ir 78Pt 79 AU 8()Hg I 7,50 7,89 7,98 7,88 8,50 9,10 8,90 9,23 10,44 A 0 0,62 0,50 0,15 1,44 1,97 2,13 2,31 0 X 1,23 1,33 1,40 1,46 1,52 1,55 1,44 1,42 1,44 40
П родолжение ШБ 1VB VB V16 VI1B УШБ 1Б ПБ / А X ❖ О 104 Ku 1,20 105^S 106 107 108 109 ПО 0 Лантаноиды | 57^3 5,58 0,55 1,08 58^е 5,47 0,52 1,08 оДЬ 5,85 0,52 1,10 5эРГ 5,42 0,52 1,07 ббОу 5,93 0,52 1,10 eoNd 5,49 0,52 1,07 в7Но 6,02 0,52 1,10 6iPm 5,55 0,52 1,07 бвЕг 6,10 0,52 1,11 бгБгп 5,63 0,52 1,07 69Тт 6,18 0,52 1,11 63Eu 5,66 0,52 1,01 70УЬ 6,25 0,52 1,06 MGd 6,16 0,52 1,П 7lLu 5,43 0,52 1,14 00 89 А С эоТЬ 92В 93 N р 94Рч 95Ат 9бСгП Актиноиды / 5,12 6,08 5,89 6,19 6,20 6,06 5,99 6,09 А X Ц00 1Д1 1’14 1,22 1’22 1,22 Ц20 1’20 97В к 98^f 99ES looEm ioiMd 102^0 юзЕг I 6,30 6,41 6,52 6,64 6,74 6,84 А X Ц20 Ц20 Ц20 Ц20 1,20 Ц20 Ц20 *Шкала электроотрицательности неметаллов: Не, Ne, F, О, Аг, N, Кг, Cl, Вг, S, С, Хе, Se, Р, Si, I, As, Н, Rn, Те, В, At ------------------------------------------—----------------------------- Убывание % 3. МОЛЕКУЛЫ. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ 3.1. Двухатомные частицы. Структурные формулы. Энергия и длина связи. Полярность Двухатомные химические частицы — молекулы, радикалы и ионы — расположены по алфавиту химических формул. Строе- ние частиц представлено их структурными формулами. Показа- на кратность химической связи: А— В — одинарная связь, или a-связь (одна общая пара элект- ронов) А = В— двойная связь, или (а + л)-связь (две общие пары электронов) As=B— тройная связь, или (а + 2л)-связь (три общие пары электронов) 41
Для радикалов и ион-радикалов точкой (•) указаны неспаренные электроны. Возможные собственные (неподеленные) электрон- ные пары атомов опущены. Прочерк означает невозможность изображения структурной формулы. Экспериментальные данные — энергия химической связи £св, длина химической связи /св и постоянный дипольный момент р (только для молекул и радикалов) — отвечают состоянию иде- ального газа. Многоточие в графах «/св» и «р» означает отсутст- вие данных» прочерк в графе «р» для ионов — отсутствие (по определению) у них дипольного момента. Час- тица Структурная формула £св’ кДж/ моль 'св- "" Р, д Час- тица Структурная формула £CB, кДж/ МОЛЬ 'с,- "И А д А12 Al — А1 175 247 0 2HF 2H-F 572 92 1,95 Вг2+ (•Вг — Вг)+ 320 — 'Н2Н ‘H-2H 439 74 0 Вг2 Вг-Вг 194 228 0 ‘н3н 'H-3H 442 74 0 ВгГ 86 — 'HI 'H —1 298 161 0,42 ВгС1 Вг —С1 219 2Т4 0,57 2Н1 2H-1 299 161 0,45 BrF Вг —F 233 176 1,29 'но 'H-O- 428 97 1,65 с? (С —С-)+ 531 146 — 2НО 2H-O- 435 97 1,69 С2 С = С 605 134 0 Зно 3H-O- 437 97 1,72 сг (С = С-Г 786 127 — ‘НО- ('H-O)- 463 96 — CN+ (C = N)+ 477 129 — 12+ (•I-I)+ 254 — CN C = N- 762 117 0,90 12 I-I 153 267 0 CN- (C = N)- 1004 111 — IF — 106 — со+ (С = О-)+ 811 123 — IBr I —Br 179 247 1,21 СО с=о 1076 113 0,11 ICI I — Ci 212 232 0,65 С12+ (•С1-С1)+ 392 189 — IF I —F 281 191 С12 CI-CI 243 199 0 к2 K-K 57 392 0 C1F — 124 — N+ (N = N-)+ 846 112 — C1F C1-F 251 163 0,65 n2 N = N 945 ПО 0 f2+ (•F~F)+ 323 133 — NF (,N = N)- 598 — f2 F-F 159 141 0 NO+ (NsO)+ 1051 106 — ff 121 NO • N = O 632 115 0,16 'н+ 260 106 — NO- (N = O)“ 506 122 — ‘Н2 'н-'н 436 74 0 Na2 Na-Na 73 308 0 ‘НГ ___ «15 — o2+ (.0 = 0)+ 646 112 — 2Н2 2Н-2Н 440 74 0 o2 0-0 498 121 0 Зн2 Зн-Зн 443 74 0 OF (•O — O)“ 397 134 — 'НВг ‘Н-Вг 366 141 0,79 0?- (0 —O)2“ 207 150 — 2НВг 2Н —Вг 367 141 0,83 Pf- (P=p.)+ 430 199 — 'НС1 ‘H-CI 432 128 1,08 p^p 489 189 0 2НС1 2Н-С1 433 128 1,12 s|- (•S = S)+ 522 183 — 'HF 'Н —F 566 92 1,91 S2 s=s 426 189 0
3.2. Многоатомные частицы с центральным атомом sp-элемента. Тип гибридизации. Геометрическая форма. Энергия и длина связи. Валентные углы. Полярность Многоатомные частицы АВ„ — молекулы, радикалы и ионы — расположены по алфавиту химических формул. Представлены типы гибридизации орбиталей центрального атома А и геомет- рические формы частиц. В графе «Форма» указаны номера про- странственных изображений (см. раздел 3.4). В формулах частиц неподеленные пары электронов показаны двумя точками не- спаренные электроны — точкой • . В графе «Связь» первым ука- зан символ центрального атома, многоточие над валентной чер- той ц-связи — отвечает наличию л-составляющей. Представлены энергии химических связей £св, длины связей /св, валентные углы (обозначения углов см. выше на пространст- венных изображениях) и постоянные дипольные моменты моле- кул р. Экспериментальные данные для молекул и радикалов от- вечают состоянию идеального газа, данные для ионов — состоя- нию водного раствора или ионного кристалла. Многоточие в гра- фах «Есз», «Валентный угол», «р» означает отсутствие данных, прочерк в графе «р» — отсутствие (по определению) постоянного дипольного момента у ионов. Частица Тип Форма Связь кДж/моль ПМ Валентный угол p. Д А1С13 sp2 2 Al-Cl 421 206 120° 0 [AlFj]3- sp3d2 8 Al —F 181 90° [A1HJ [А1(Н2О)6|3+ sp3 sp’d2 4 8 Al —H Al-O 155 188 109,5° 90° — [A1(OH)J- sp3 4 Al —О 175 109,5° — ВС13 sp2 2 B-Cl 456 174 120° 0 BF3 sp 2 B-F 613 131 120° 0 [BFJ- sp 4 B-F 140 109,5° — [ВИ4Г sp3 4 B-H 126 109,5° — ВОГ spn 1 B—O 127 180° — В(ОН)3 sp 2 B-O 536 136 120° 0 [В(ОН)4]- sp3 4 B-O 147 109,5° — ВеС1, sp / Be-Cl 461 175 180° 0 BeF,2 SP. 1 Be —F 632 140 180° 0 [BeF.]2- sp 4 Be —F 155 109,5° — • ВгО3 sp3 5 Br —О 178 112° ВгОг sp 4 Br — О 161 109,5° —— CCL sp3 4 C-Cl 327 177 109,5° 0 ( 3F. sp3 4 C-F 485 132 109,5° 0 си4 sp 4 C-‘H 411 109 109,5° 0 с2н4 sp3 4 C-2H 110 109,5° 0 со. sp 1 C~O 803 117 180° 0 ( :о2~ sp2 2 С—О 129 120° — cs2 sp 1 c—s 573 155 180° 0 43
П родолжение Частица Тип Форма Связь кДж/моль /св. пм Валентный угол Р, д CI3N: sp3 5 N —Cl 313 176 108° •:СЮ2 sp3 6 Cl—О 258 147 118° 0J8 ::С10г sp3 6 Cl-0 157 111° — :СЮ3- sp3 5 Cl—О 145 106° — С10Г sp3 4 Cl—О 148 109,5° — С120:: Sp3 6 O-Cl 209 170 111° 1,69 HCN sp 1 C-H 531 107 180° 2,96 C—N 887 115 НСЮ:: sp3 6 HO-C1 218 169 103° НС1О4 Sp3 4 C1-0H 164 106° Cl—о 141 113° H(:N)O2 sp2 3 N-OH 144 111° N—Q 117 HNO3 sp2 2 N-OH 141 115° 2,16 N—О 121 130° *Н2О:: sp3 6 O-‘H 459 96 105° 1,86 2Н2О:: sp3 6 O-2H 472 97 105° 1,87 (Н30:)+ sp3 5 O-H 95 109° — Н3РО4 sp3 4 P-OH 157 112° P—0 152 106° *H2S:: sp’? 6 S-‘H 363 134 92° 0,93 2H2S:: sp3 ? 6 S-2H 373 135 92° 0,94 H2SO4 sp 4 S-OH 153 100° s—о 142 125° :Ю3- Sp3 5 1—0 182 97° — 1°7 sp3 4 I—0 178 109,5° — ю|- sp3# 8 1—0 185 90° — N3“ sp 1 N—N 117 180° — NCS- sp 1 С—N 122 180° — • c-s 158 :NF3 sp3 5 N-F 281 137 102° 0,24 sp3 6 N-H 103 104° — :N'H3 sp3 5 N-’H 386 103 107° 1,46 :N2H3 sp3 5 n-2h 399 103 107° 1,50 nh4+ sp3 4 N-H 104 109,5° — :NH2OH sp3 5 N-H 102 107° N-OH 145 103° nh3oh+ sp3 4 N-H 99 — N —OH 141 NO2+ sp 1 N—0 110 180° — •no2 sp2 3 N—О 607 120 134° 0,32 :NO^ sp2 3 N—О 124 115° -— NO3- sp2 2 N—0 124 120° — N2O sp 1 N—N 678 113 180° 0,17 N—О 435 118 :O3 sp2 3 0—0 201 127 117° 1 0,53 •:O3- sp3 6 0-0 138 108° — ::OF2 sp3 6 O-F 190 141 103° 0,30 :PC13 sp3 5 P-Cl 326 204 100° 0,78 PC14+ sp3 4 P —Cl 198 109,5° — PCI5 sp3d 7 Р-С1* 260 212 а 90° 0 P-Cl 202 Р 120° 44
Продолжение Частица Тип Форма Связь кДж/моль 'св- Валентный угол P, Д [РС16Г sp3d2 8 Р-Cl 207 90° — :PF3 sp3 5 P-F 490 156 97° 1,03 PFs sp3d 7 P-F* 461 158 a 90° 0 P-F 153 P 120° |PF6J- sp3d2 8 P-F 159 90° — :РН3 sp3 5 P-H 322 141 94° 0,58 РН+ sp3 4 P-H 142 109,5° — РО?" sp3 4 P—О 156 109,5° — :SC12O sp3 5 S-Cl 226 208 96° 1,44 S—О 532 144 106° SC12O2 sp3 4 S-Cl 201 100° 1,80 S-0 140 124° SF6 sp3d? 8 S-F 329 156 90° 0 :SO2 sp2 3 S—0 537 143 119° 1,67 so3 sp2 2 S—О 471 142 120° 0 :SO3“ sp3 5 s—о 152 105° — SO?- sp3 4 s—о 147 109,5° ' SiCl4 sp3 4 Si — Cl 381 202 109,5° 0 SiF4 sp3 4 Si-F 565 156 109,5° 0 ISiFJ2" sp3d2 8 Si-F 170 90° — SiH4 sp3 4 Si —H 318 148 109,5° 0 SiO2 sp 1 Si—О 452 155 180° 0 SiO}- sp3 4 Si—0 157 109,5° — : SnCl2 sp2 3 Sn —Cl 386 242 100° [:SnCl3]- sp3 5 Sn-Cl 243 — SnCl4 sp3 4 Sn —Cl 323 228 109,5° 0 [SnCI6]2 sp3d2 8 Sn-Cl 233 90° — [:Sn(OH)3J- sp3 5 Sn —0 207 — [Sn(OH)6]2- sp3d2 8 Sn-O 206 90° — 3.3. Многоатомные частицы с центральным атомом d-элемента. Геометрическая форма. Энергия и длина связи. Строение d-подуровня. Магнитный момент. Цвет Многоатомные частицы АВЛ (п2>2) — молекулы и ионы — рас- положены по алфавиту химических формул. Представлены гео- метрические формы частиц (указаны номера пространственных изображений, см. ниже) и длины химических связей /св, а в при- мечании к таблице — энергии связей в некоторых молекулах. В графе «Связь» первым показан символ центрального атома А, многоточие над валентной чертой о-связи — соответствует л-со- ставляющей. Используются пространственные изображения некоторых геометрических форм раздела 3.4: 45
1 — частицы АВ2 2 — частицы АВ3 4 — частицы АВ4 7 — частицы АВ5 8 — частицы АВ6 и, кроме того, пространственное изображение еще одной геомет- рической формы 9 — плоско- квадратной для частиц АВ4 (см. слева). Валентная характеристика центрального атома представлена степенью окисления элемента и электронной формулой (п — 1) d-подуровня связанного атома, а также распределением электронов в нем (следующие по увеличению энергии ns-, пр- и nd-подуровни электронов не содержат) и магнитным моментом ц частиц. Распределение электронов в (n— 1) d-подуровне отраже- но числом электронных пар (е2) и неспаренных электронов (еД Цвет молекулярных веществ дан для конденсированного (твердого или жидкого) состояния в комнатных условиях, осталь- ные экспериментальные данные — для состояния идеального га- за; все данные для ионов отвечают состоянию водного раствора. Многоточие в графах «/св», «ц» отвечает отсутствию данных. Частица Форма Связь 'св» ПМ (п— 1) d-Подуровень Цвет Формула *2 ei |Ag(CN)2]- 1 Ag —C 213 Ag’4d10 5 0 0 Бесцветн. [Ag(NH3)2]+ 1 Ag —N 188 Ag*4d10 5 0 0 Бесцветн. |AuC14]~ 9 Au — Cl 224 Aunl5da 4 0 0 Св.-желт. CdCI2 1 Cd —Cl 221а Cdn4d10 5 0 0 Бел. [Cd(H2O)6]2+ 8 Cd —0 Cd'^d10 5 0 0 Бесцветн. ICdCNHs^ 8 Cd —N Cdn4d'° 5 0 0 Бесцветн. CoCl2 t Co-Cl 212а Co "3d7 2 3 Голуб. (CoCUJ2- 4 Co-Cl 234 Co"3d7 2 3 4,70 Син. ICo(H2O)6f+ 8 Co-O Con3d7 2 3 4,90 Розов. [Co(NCS)412~ 4 Co-N CoH3d7 2 3 4,30 Син. [Co(NH'3)6]2+ 8 Co-N Con3d7. 2 3 5,04 Св.-желт. [Co(NH3)6]3+ 8 Co-N Co'^d6 3 0 0 Т.-желт. [Co(NO2)6F- 8 Co-N Con,3d* 3 0 0 Желт. [Cr(CO)6] 8 Сг—C 192а Cr°3d6 3 0 0 Бел. |Cr(Cl)O3]- 4 Cr-CI 219 CrVI3d° 0 0 0 Оранж. Сг—0 161 [Cr(H2O)6]2+ 8 Cr-0 Cr”3d4 0 4 4,80 Син. [Cr(H2O)6]3+ 8 Cr-O 201 Crnl3d3 0 3 3,85 Серо-син. CrO3 2 Сг—О 163а Crv,3d° 0 0 0 Красн. CrO4~ 4 Сг—О 166 Crvl3d° 0 0 0 Желт. [CrfOHk]3- 8 Сг —О 189 Cr‘“3d3 0 3 3,75 Зелен. [CuCI2]- 1 Си —Cl 234 Cu'3d10 5 0 0 Бесцветн. [Cu(H2O)4f+ 9 Си-0 Cu“3d9 4 I6 1,80 Голуб. |Cu(NH3)2]+ Си —N Cu‘3d19 5 0 0 Бесцветн. 46
П родолжение Частица Форма Связь /св, ПМ (n — 1) d-Подуровень и. Цвет Формула e2 (Cu(NH3)412+ 9 Cu —N 205 Cu"3d9 4 I6 1,89 Т.-син. [Fe(CN)6]3- 8 Fe —N 200 Fe"’3d5 2 1 2,40 Желт.-зелен. [Fe(CN)6f- 8 Fe-C 189 Fe"346 3 0 0 Св.-желт. |Fe(CO)6] 7 Fe-C* 180a Fe°3d8 4 0 0 Желт. Fe—C 184a FeCl2 1 Fe-Cl 217a Fe'^d6 1 4 Бел. FeCl3 2 Fe-Cl 213a FeIH3d5 0 5 Т.-коричнев. [FeF6]3~ 8 Fe-F 203 Fe’"3ds 0 5 5,98 Бесцветн. [Fe(H2O)6r 8 Fe —0 210 Fe”3d6 1 4 5,30 Св.-зелен. [Fe(H2O)J3+ 8 Fe —0 207 Feln3d6 0 5 5,90 Коричнев. FeO4~ 4 Fe—0 165 FeVI3d2 0 2 2,85 Красн. HgCl2 1 Hg-Cl 225a Hgn5410 5 0 0 Бел. [Hg(H2O)I3]- 4 Hg-o 238 Hg'W° 5 0 0 Бесцветн. Hg-1 277 Hgl2 1 Hg-I 259a Hg"5d10 5 0 0 Красн. IHgh]2- 4 Hg-1 278 Hg'W0 5 0 0 Бесцветн. [Mn(H2O)e|2+ 8 Mn- 0 Mnn34s 0 5 5,96 Св.-розов. MnO4 4 Mn—О 163 Mnvll3d° 0 0 0 Фиол. MnO2- 4 Mn—0 166 Mnvl3d‘ 0 1 1,80 Зелен. MnOj- 4 Mn—0 171 Mnv3d2 0 2 Син. |Ni(CO)4] 4 Ni—C 184a Ni°3<Z’° 5 0 0 Бесцветн. NiCl2 1 Ni-Cl 206a Ni"3d8 3 2 Желт. |Ni(H2O)6J2+ 8 Ni —0 Ni"3d8 3 2 3,20 Ярко-зелен. [Ni(NH3)e]2+ 8 Ni-N Nin3<Z8 3 2 3,11 Син. [Ptci6p- 8 Pt-Cl 232 Pt'W 3 0 0 Желт. [Sc(H2O)6]3+ 8 Sc —0 Scnl3d° 0 0 0 Бесцветн. TiCl4 4 Ti-Cl 231a TiIV3d° 0 0 0 Бесцветн. fTi(H2O)6)3+ 8 Ti-0 Tinl3d‘ 0z 1 1,75 Фиол. [V(CO)6] 8 v-c 201 V°3d5 2 1 Сине-зелен. VCI4 4 V-Cl 214a Vlv3d‘ 0 1 Красн. [V(H20)6r 8 V-0 240 VH3d3 0 3 3,86 Фиол. [V(H2O)6]3+ 8 V-0 235 V,H3d2 0 2 2,76 Сине-зелен. |V(H2o)5oi2+ 8 v-o 230 Vlv3d‘ 0 1 1,75 Син. V—о 167 VO4~ 4 V—0 175 Vv3d° 0 0 0 Бесцветн. IZnCCN),]2- 4 Zn-C 202 Znn3d'° 5 0 0 Бесцветн. ZnCl2 1 Zn-Cl 205a Znn3d'° 5 0 0 Бел. |Zn(H2O)4]2+ 4 Zn-0 198 Zn"3rf'° 5 0 0 Бесцветн. [Zn(NH3)4]2+ 4 Zn- N Znn3<Z10 5 0 0 Бесцветн. [Zn(OH)4r2 4 Zn-0 192 Zn"3d10 5 0 0 Бесцветн. а Энергия связи (кДж/моль): Cd-Cl 276 Fe—С 120 Ni—C 143 Со-С1 378 FeH-Cl 405 Ni-Cl 367 Cr-C 124 Fen,-Cl 345 Ti-Cl 430 Сг—О 479 Hg-Cl 226 V-Cl 382 Fe—С* 120 Hg-I 145 Zn-Cl 320 6 3d93</84г/] 47
3.4. Определение типа гибридизации и геометрической формы многоатомных частиц с центральным атомом $р-элемента Понятие о гибридизации атомных орбиталей позволяет опре- делить (предсказать) геометрическую форму частиц АВ„ (моле- кулы, радикалы, ионы), где А — центральный атом sp-элемента, В — концевые атомы (связанные с атомом А каждый по отдель- ности) или группы атомов. (В этом случае символ В относится к атому группы, непосредственно связанному с атомом А, напри- мер атому О в группах Н2О и ОН~.) Геометрическая форма частиц АВЯ определяется стереохими- ческим (пространственным) расположением осей валентных гиб- ридных орбиталей атома А, т. е. расположением в пространстве о-связей А —В, что, в свою очередь, зависит от типа гибридиза- ции орбиталей атома А. Тип гибридизации Геометрическая форма Частицы АВл (номер изображения) sp sp2 sp3 sp3d sp3d2 Линейная (дигональная) Треугольная (тригональная) Та же, незавершенная Тетраэдрическая Та же, незавершенная Та же, дважды незавершенная Тригонально-бипирамидальная Октаэдрическая ав2 (1) АВ3 (2) :АВ2, -AB2 (3) АВ4 (4) :АВ3 (5) ::АВ2, • :АВ2 (6) АВ5 (7) АВв (8) Пространственные изображения геометрических форм частиц АВЯ (номера 1—8) показаны на рисунках. В записи типов гибридизации соблюдается обычный энерге- тический порядок указания подуровней ns — пр — nd (см. раздел 2.2). В число гибридных орбиталей включаются валентные орби- тали атома А, участвующие в образовании о-связей А —В и со- держащие неподеленную пару валентных электронов (в форму- лах частиц обозначена двумя точками) или неспаренный элект- рон (обозначен точкой). При наличии гибридной орбитали (орби- талей) с парой электронов или с неспаренным электроном гео- метрическая форма называется незавершенной. На рисунках геометрических форм частиц АВП орбитали с неподеленными па- рами (неспаренными электронами) изображены заштрихованны- ми «лепестками» (номера 3, 5, 6), а на рисунках конкретных ча- стиц— «лепестками» с обычным указанием электронов стрелка- ми, как в разделе 2.2 (см. ниже, примеры 2, 4). Алгоритм определения геометрической формы частиц АВП че- рез тип гибридизации валентных орбиталей центрального атома А sp-элемента: 48
AB5 (sp3d) АВ6 (sp3d2) а) рассчитываются по формуле частицы степени окисления элементов А и В; б) составляются (в соответствии с данными раздела 2.1) электронные формулы валентных подуровней заряженных ато- мов А и В (заряды считаются равными степеням окисления) и устанавливается донорная или акцепторная функция этих ато- мов при образовании о-связи А В (А — акцептор, В — донор пары электронов) или А->В (А — донор, В — акцептор пары электронов); в) указывается число сг-связей А — В; 49
г) изображается энергетическая диаграмма валентных под- уровней заряженного атома А (в соответствии с разделом 2.2), причем у катионов электроны удаляются по диаграмме спра- ва налево с полным освобождением орбиталей (а не в поряд- ке заполнения ими орбиталей); д) изображаются о-связи А В или А->В; е) фиксируется тип гибридизации на диаграмме, т. е. пере- числяются обозначения валентных подуровней атома А (ns — пр-— nd) с указанием числа их орбиталей (верхним индек- сом, число 1 опускается), участвующих в образовании о-связей А —В и содержащих пары электронов (неспаренные электроны), при этом свободные орбитали атома А не учитываются; ж) устанавливается (по приведенной выше таблице) геомет- рическая форма частиц АВ„ и дается их пространственное изоб- ражение (по соответствующим рисункам). Пример 1. Хлорид алюминия А1С13 A^Clf1 А11п3$°3р° (акцептор) С1-13$2Зр6 (донор) 3 о-связи А1 ч- С1 £р2-гибридизация, треуголь- ная форма СН сг1 Пример 2. Аммиак NH3 N"in2s22p6 (донор) H’ls0 (акцептор) 3 о-связи N —ь Н $р3-гибридизация, не- завершенная тетра- эдрическая форма 50
Пример 3. Гексафторофосфат(V)-hoh [PF6] [PvFr’r Pv3sb3p03d° (акцептор) F-I2s22p6 (донор) 6 ст-связей P -«-F $/Д/2-гибридизация, окта эдрическая форма Если атомы В — это атомы кислорода или (реже) атомы дру- гих элементов (концевые атомы, не связанные в группы), каж- дый из которых способен быть донором двух (или большего чис- ла) пар электронов, то в частицах АВЛ формируются (помимо о-связей) также и л-связи. Последние не определяют геометриче- ской направленности связей, уже зафиксированной при о-связы- вании, но упрочняют их. В алгоритме определения типа гибридизации и геометриче- ской формы л-связывание учитывается в этапе в), где указыва- ется число связей, и в этапе ж), где на рисунке геометрической формы образование л-связей изображается обычной чертой (ес- ли л-связь двухцентровая, т. е. концевой атом В один, например атом N в примере 5, см. ниже) или пунктиром рядом с о-связями (если л-связь многоцентровая, т. е. концевых атомов два или бо- лее, например два атома О в примере 4, см. ниже). Пример 4. Диоксид азота NO2 Nivorn N^s^p0 (акцептор) (до- нор) 2 о-, л-связи N-<~0 $р2-гибридизация, не- завершенная треуголь- ная форма Здесь валентный 2р-подуровень атома О 11 разделен по орбита- лям (2ррр) и показано насыщение подуровня свободного атома 51
О (2р2р1р1, см. раздел 2.2) двумя дополнительными электронами (2р2/?1+’р, + ’). Эти две образовавшиеся пары электронов участ- вуют в формировании двух связей N — Ос трехцентровым л-свя- зыванием (а-, л-связи). Пример 5. Циановодород HCN Н1СИ№1И H’ls0 (акцептор) N"IH2s2pl + lp1 + ,p нор) Сл2$22р° (донор, тор) 1+1 (ДО- акцеп- 1 сг-связь С Н, 1 о-, л-, л-связь С N sp-гибридизация, линей- ная форма Здесь валентный 2р-подуровень атома N 111 насыщен тремя до- полнительными электронами (2s22p, + lp1 + 1pl + 1) и этот атом — до- нор трех пар электронов в образовавшейся двухцентровой о-, л-, л-связи C = N; центральный атом С11, кроме того что он акцептор пар электронов со стороны атома N-111, он еще и донор своей па- ры электронов по отношению к атому Н1 — акцептору этой пары. Частица АВЛ с атомами В одного и того же элемента и при отсутствии гибридной орбитали с парой электронов (неспарен- ным электроном) классифицируется как геометрически п р а- вильная, т. е. содержащая одинаковые по длине связи А-—В и следующие валентные углы: Геометрическая форма Валентный угол Линейная (sp) Треугольная (sp2) Тетраэдрическая (sp3) Тригонально-бипи рам и дальняя (sp3J) Октаэдрическая (sp3J2) Р Р Р Р Р II II II II II со со , О О О № 00 о о сО О О ъ ° 0 ^0 О II ND о (Обозначения валентных углов см. на рисунках.) В противном случае, когда В —атомы разных элементов (на- пример, Н и N в HCN) или разные группы атомов (например, О и ОН в НСЮ4) и имеется хотя бы одна орбиталь с парой элек- тронов (неспаренным электроном), частица будет геометрически искаженной, т. е. содержащей различные по длине связи А — В и несколько отличающиеся от правильных значений валент- ные углы. 52
Результаты предсказания типа гибридизации и геометриче- ской формы, а также примеры правильных и искаженных по длинам связей и значениям валентных углов для различных ча- стиц АВЯ с центральным атомом 5р-элемента см. в разделе 3.2. Для частиц с центральным атомом d-элемента (см. раздел 3.3) предсказание геометрического строения только по составу частицы невозможно и здесь не рассматривается. 4. ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ 4.1. Уравнения реакций. Молекулярные и ионные уравнения. Уравнения гидролиза и электролиза Химическая реакция изображается уравнением {пА} А + {пв} В + ... = {nc} C + {nD} D 4-... или txA -р Я- ... = сС 4~ -р ..., где вещества А, В формулы которых стоят слева от знака ра- венства, называются реагентами (исходными вещества- ми), вещества С, D, формулы которых стоят справа,— про- дуктами этой реакции (конечными веществами), целочислен- ные параметры (пА} = а, {пй} = Ь, {пс} = с, {nD}~dy ...— стехио- метрическими коэффициентами. Знак равенства означа- ет полное (необратимое) протекание реакции. При необхо- димости указать что-либо над знаком равенства он заменяется стрелкой (—»-). Любая химическая реакция вне зависимости от агрегатного состояния веществ (реагентов, продуктов), вида химической среды и условий проведения изображается молекулярным урав- нением, например Fe2O3(т)4-ЗН2(г)=2Ре(ж) + ЗН2О(г) (1050-1100 °C) NaOH (разб.) + Н3РО4 (конц.)= NaH2PO4 + Н2О Химическая реакция, протекающая в водном растворе при участии ионов, изображается молекулярным и ион- ным уравнениями. В ионном уравнении все сильные электроли- ты записываются в виде формул их ионов, а твердые и газооб- разные вещества и слабые электролиты (включая воду) — в виде изображений их формульных единиц—формул реальных или условных молекул (правило Бертолле). Справа от формулы осадка продукта ставится стрелка, направленная вниз (|), а справа от формулы газа—стрелка, направленная вверх (|). 53
В полном ионном уравнении указываются формулы всех ионов, а в кратком ионном уравнении одинаковые по химическо- му составу и числу ионы справа и слева опускаются. Пример: Молекулярное уравнение MgSO4+2 (NH3-H2O) = Mg(OH)2| + (NH4)2SO4 Полное ионное уравнение - Mg2+ + SO2~ +2(NH3-H2O) = Mg(OH)2| +2NH4+ + SO^- Краткое ионное уравнение Mg2+ + 2(NH3-H2O) = Mg(OH)24- -|-2NH^ При известном навыке полное ионное уравнение может быть опущено и после молекулярного уравнения сразу записывается краткое ионное уравнение, например a) Be(OH)2(T) + 2NaOH (конц.) = Ыа2[Ве(ОН)4] Ве(ОН)2(т) + 2ОН- (конц.) = [Ве(ОН)4]2- б) Zn(T) + 2HCl (разб.) = 2пС12 + Н2| Zn(T) + 2H+ = Zn2+ + H2t в) PbO2(T) + 2HNO3 + H2O2(K0HH.) = Pb(NO3)2+O2t +2Н2О PbO2(T) + 2Н+ + Н2О2 (конц.) = Pb2++O2 f + 2Н2О Агрегатное состояние веществ указывается при необходимо- сти (для правильного понимания химизма процесса), а в тер- мохимических уравнениях (подробнее об их записи см. в разделе 12, рубрика “Q”) указание на агрегатное состояние обя- зательно. Гидролиз солей представляется в виде системы двух уравнений — электролитической диссоциации (необратимый про- цесс) и собственно гидролиза, или протолиза (обратимый про- цесс, вместо знака равенства ставится знак обратимости ^), например а) гидролиз соли по катиону: Уравнение диссоциации ZnSO4(p)=Zn2++ SO4~ Уравнение протолиза Zn2+ + H2O^ZnOH+ + H+, Н+ + Н2О = Н3О + или Zn2+-H2O + H2O^ZnOH+ + H3O + б) Гидролиз соли по аниону: Уравнение диссоциации К2СО3(р)=2К+ + СО2- Уравнение протолиза СО|" + Н2О^НС03“ + ОН” Уравнения электролиза (электрохимических реакций) сопровождаются указанием на вид процесса, например 4ЫаОН(расплав)^^^4Па + О2| + 2Н2О 54
В уравнение реакции включаются при необходимости указа- ния на условия проведения процесса (температура, давление, катализатор), например N2 + 3H2^2NH3 (500 °C, р, катализаторы Fe, Pt) различные константы — тепловой эффект реакции,, константа кислотности, стандартный потенциал, произведение растворимо- сти и др., а также названия малоизвестных веществ, характер- ная окраска реагентов и продуктов и прочие сведения, позволя- ющие правильно разобраться в химизме процесса. 4.2. Энергетика и направление реакций 4.2.1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ПРОТЕКАНИЯ РЕАКЦИЙ Термодинамическая возможность самопроизвольного проте- кания химических реакций в стандартных условиях определяет- ся стандартной энергией Гиббса реакции: AG*<0— прямая реакция протекает AG°>0— прямая реакция невозможна Для некоторой обратимой реакции в соответствии с уравне- нием AG° = А/У° —ГАЗ°, где А//° — стандартная энтальпия и AS° — стандартная энтропия реакции, в зависимости от значе- ний А//° и А3° и температуры Т величина AG* может принять: отрицательное значение (AG°<0), и тогда прямая реакция становится преобладающей; положительное значение (AG°>*0), и тогда обрат- ная реакция становится преобладающей; нулевое значение (AG£ = 0), и тогда оба направления реакции становятся равновозможными (состояние рав- новероятного равновесия). При этом для реакций с одинаковым по знаку набором значений А//° и AS0 (либо А//°<0 и АЗ°<0, либо А//°>0 и АЗ°>0) при изменении температуры величина AG° меняет знак (проходит через нулевое значение). Другими словами, преобла- дающее направление таких реакций можно изменять с помощью нагревания или охлаждения. Реакции с разными по знаку наборами значений А/7° и А3° имеют постоянную по знаку вели- чину AG® и не меняют ее при изменении температуры (см. рисунок). Из практики известно, что при значениях AG°< —(40 — 80) кДж реакции протекают практически необратимо в прямом направле- нии (слева направо по уравнению реакции). Расчет значений AG° см. в разделе 12, рубрика “AGr”. Определение возможности протекания обменных реакций в водном растворе проводится по данным о растворимости твер- дых и газообразных веществ (см. раздел 7) и силе электролитов 55
(см. раздел 6.1). При малой растворимости продукта выпадает его осадок или он выделяется в виде газа, а при малой степени протекания электролитической диссоциации (протолиза) образу- ется продукт — слабый электролит, в том числе и вода; сама ре- акция в этих случаях протекает практически необратимо. Для окислительно-восстановительных реакций в водном рас- творе возможность их протекания устанавливается сравнением значений стандартных потенциалов окислителя и восстановите- ля (см. раздел 5.4). 4.2.2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ КОНСТАНТЫ ВЕЩЕСТВ Представлены стандартная энтальпия образования Д//°, стандартная энтропия S° и стандартная энергия Гиббса обра- зования Дб?298 для индивидуальных веществ (атомных, молеку- лярных, ионных, металлических) в различных агрегатных состоя- ниях. Для большинства твердых веществ указана конкретная кристаллическая система (сингония). Характеристики свободного электрона е~: ДЯ° (кДж/моль) = = 0; S° [Дж/(К-моль)] = 20,869; AG£98 (кДж/моль) = 0. Многоточие означает отсутствие данных. Сокращения: ам. — аморфный гекс. — гексагональный жидк. — жидкий куб. — кубический мон. — моноклинный ромб. — ромбический тв. — твердый тетр. —тетрагональный триг. — тригональный трикл.—триклинный 56
д/г s°, AG298’ ДЯв s°, ^^298' Вещество кДж/ Дж/ кДж/ Вещество кДж/ Дж/ кДж/ моль К«моль МОЛЬ моль К-моль моль Ag (куб.) 0 43 0 СО (газ) -110 198 -137 AgCl (куб.) -127 96 -но СО2(газ) -393 214 -394 AgN03(poM6.) -124 141 -33 CS2 (жидк.) + 88 151 + 64 Ag2O(Ky6.) - 31 121 -11 Са (гекс.) 0 42 0 Ag2S (moh.) -33 144 -41 СаС2(тетр.) -62 70 -67 Ag3o4 (ромб.) -715 200 -618 СаСО3 (триг.) -1207 92 -1128 Al (куб.) 0 28 0 СаС12(ромб.) -794 ; 114 -749 А14С3(триг.) -208 89 -196 СаР2(куб.) -1228 69 — 1176 А1С13(мон.) -704 111 -629 СаН2 (ромб.) -175 42 -136 A12O3 (гекс.) -1675 51 -1582 СаНРО4 Al (OH), (moh.) -1295 70 -1157 (трикл.) -1813 111 — 1680 AIO(OH) Са(Н2РО4)2 (ромб.) -994 42 -917 (ТВ.) -3115 190 -2812 А1Р04(гекс.) -1734 91 -1618 CaMg(CO3)2 Al2S3(reKC.) -509 96 -492 (гекс.) -2315 155 -2152 A12(SO4)3 Ca(NO3)2 (гекс.) -3441 239 -3100 (куб.) -938 193 -743 As (сер., гекс.) 0 36 0 СаО (куб.) -635 40 -604 As (желт., СаО2(тетр.) -659 43 -598 ромб.) + 8 Са(ОН)2 As4 (газ) + 143 330 + 88 (триг.) -985 83 -897 Au (куб.) 0 48 0 Са3(РО4)2 В (гекс.) 0 6 0 (триг.) -4125 236 -3889 ВС13 (газ) -404 290 -389 Ca5(PO4)3F В2Н6(газ) + 35 232 + 87 (гекс.) -6888 388 -6507 В2О3 (гекс.) -1272 54 -1193 CaSO4 (ромб.) -1434 107 -1322 В (ОН(трикл.) -1094 89 -969 CaSiO3 Ва (куб.) 0 61 0 (трикл.) -1635 82 -1550 ВаС12 (ромб.) -845 124 — 797 Ca2SiO4 (мон.) -2308 128 -2193 ВаО (куб.) -538 70 -510 (CaTi)O3 Ва(ОН)2 (ромб.) -943 100 — 854 (мои.) -1662 94 -1577 BaSO4 (ромб.) -1458 132 -1347 CaWO4 (тетр.) — 1641 126 -1534 Be (гекс.) 0 10 0 Cd (гекс.) 0 52 0 ВеС12 (ромб.) -491 83 — 446 CdO(Ky6.) -258 55 -228 ВеО (гекс.) -607 14 -578 С12 (газ*) 0 223 0 Be (ОН)^(тетр.) -903 55 -816 C13N (жидк.) + 230 Bi (триг.) 0 57 0 СЮ2 (газ) + 104 257 + 122 BiCl3 (куб.) -378 172 — 313 С12О (газ) + 76 266 + 94 Bi(Cl)O С12О7 (газ) + 287 565 + 399 (тетр.) -369 103 -319 Со (гекс.) 0 30 0 Bi2O3 (мои.) -575 151 — 494 Сг (куб.) 0 24 0 В1(ОН)з(ам.) -715 118 -583 СгС12(ромб.) -395 115 -356 Bi2S3 (ромб.) -156 200 -153 СгС13 (триг.) -516 123 -446 Вг2 (жидк.) 0 152 0 СгС12О2 Вг2 (газ) С (графит, гекс.) + 31 245 + 3 (жидк.) (C4nFen)O4 -597 209 -525 0 6 0 (куб.) СгОч (ромб.) — 1454 146 — 1353 С (алмаз, куб.) + 2 2 +3 — 584 67 -505 СС14 (жидк.) —135 216 — 65 Сг2О3 (триг.) Сг(ОН)2(ам.) Сг(ОН)3(ам.) Cr2(SO4)3 (гекс.) Cs (куб.) Си (куб.) — 1141 81 -1059 CF4 (газ) СН4(газ) С2Н2(газ) СН3СООН (жидк.) С2Н5ОН (жидк.) — 933 -75 + 226 -484 -277 262 186 200 160 161 — 888 -51 + 209 -389 -174 -659 -976 -3310 0 0 81 95 288 85 33 -576 -847 -2986 0 0 57
П родолжение Вещество д/г кДж/ моль se, Дж/ К-моль Д^298’ кДж/ моль Вещество д/г кДж/ моль s°, Дж/ К’моль ДС298’ кДж/ моль Си2СО3(ОН)2 -1048 222 -901 1Н2О (жидк.) -286 70 -237 (мои.) !Н2О(газ) -242 189 -229 CuCl (куб.) -136 87 — 119 2Н2О(жидк.) -294 76 -243 СиС12 (мон.) — 216 108 — 172 2Н2О (газ) -250 198 -235 Cui (куб.) -68 97 — 70 3Н2О (газ) -252 204 -237 Cu(NO3b(TB.) -310 192 — 117 Н2О2 (жидк.) -187 НО -120 CuO (мои.) -156 43 — 128 Н3РО4 (мон.) -1279 110 — 1119 Cu2O (куб.) -171 92 -148 H2S (газ) -21 206 -34 Cu(OH)2 (ам.) -444 84 -359 H2SO4 (жидк.) -814 157 -690 CuS (гекс.) -53 67 -54 Н£(жидк.) 0 76 0 Cu2S (ромб.) CuSO4 (ромб.) -79 121 -86 Hg(ra3) + 61 175 + 31 -770 112 -662 HgCl2 (ромб.) -225 146 — 179 Р2(газ.) 0 203 0 Hg2Cl2 (тетр.) -266 192 -211 Fe (куб.) 0 27 0 HgO (ромб.) -90 70 -58 Fe(As) S -106 HgS (красн., (трикл.) 108 -ПО триг.) -59 82 -51 Fe3C (ромб.) + 24 108 + 18 HgS (черн., [Fe(CO)5] куб.) -54 88 -48 (жидк.) -764 338 -695 12 (ромб.) 0 116 0 FeCl2 (триг.) -342 118 -303 12 (жидк.) + 22 137 + 16 FeCl3 (триг.) -397 142 -332 12(газ) + 62 261 + 19 (FelnCu‘)S2 12О5(тв.) — 183 (тетр.) -181 118 -179 К (куб.) 0 65 6 (Fe’^eJ11) O4 (куб.) FeO (куб.) К (жидк.) + 2 71 »0 — 1118 — 271 146 61 -1015 -251 К(газ) KA1(SO4)2 (триг.) + 89 — 2470 160 205 + 61 — 2240 Fe2O3 (триг.) — 824 87 — 742 КВг(куб.) -393 96 -380 Fe(OH)2 -574 92 -493 КВгО3 (триг.) -358 149 -269 (триг.) КСИ(куб.) — 114 128 -102 FeO(OH) -559 -490 К2СО3 (мон.) — 1150 156 — 1064 (ромб.) 67 КСЦкуб.) — 437 82 — 409 FePO4 (тетр.) — 1297 101 -1185 КС1О3 (мон.) -399 143 -297 FeS (гекс.) Fe(S2)(Ky6.) FeSO4 (ромб.) — 101 — 174 -928 60 53 108 — 101 -163 -820 КСЮ4 (ромб.) К2СгО4 (ромб.) К9СГ9О7 — 433 — 1398 151 200 -303 -1290 Fe2(SO4)3 (ромб.) -2581 259 -2247 (трикл.) KCr(SO4)2 (триг.) -2068 291 -1888 FeSiO3 (ромб.) -1195 94 -1118 — 2352 240 — 2134 Fe2SiO4 (ромб.) -1480 145 -1379 К+(куб.) — 569 67 -539 Ga (ромб.) Ge (куб.) 0 0 41 31 0 0 K3[Fe(CN)6] (ромб.) -175 420 -52 H (атомный газ) + 218 115 + 203 K4[Fe(CN)6] (тетр.) -1188 598 -1088 *H2(газ) 2Н2(газ) 3Н2(газ) 0 0 0 131 145 153 0 0 0 КН (куб.) K(HF2) (тетр.) -58 -928 50 105 -34 -860 НВг (газ) — 36 199 — 53 КН2РО4 (ромб.) HCN (жидк.) + 110 113 + 126 — 1569 135 — 1416 НС1 (газ) — 92 187 — 95 К2НРО4(тв.) KI (куб.) — 1776 179 — 1637 НС1О4 (жидк.) — 41 188 + 78 -331 104 -325 HF (газ) — 271 174 — 273 КЮ3 (мон.) КМпО4 -500 151 -417 HI (газ) + 24 206 — 1 HNO3 (жидк.) -174 156 -81 (ромб.) — 829 172 -729 JH2O (гекс.) — 292 39 — 234 I KNCS (ромб.) -202 124 -180 58
Продолжение Вещество A/7° кДж/ моль Дж/ К-МОЛЬ AG298’ кДж/ моль Вещество Д/Г кДж/ моль 3е, Дж/ К-моль кДж/ моль KNO2 (мон.) -354 117 -280 (NH4)2Cr2O7 KNO3(poM6.) -495 113 -395 (мон.) -1808 КО2(тетр.) — 284 117 : -238 NH4F (гекс.) -467 72 -352 КО3 (тетр.) — 261 105 -181 NH4(HF2) К2О(куб.) -363 94 — 322 (ромб.) -807 116 -655 КОН (ромб.) -425 79 -379 NH4I (куб.) -202 117 -113 К3РО4(куб.) -1988 212 — 1859 NH4NO2(tb.) -238 254 -117 K2S (куб) — 421 113 -406 nh4no3 K2SO4 (ромб.) -1438 176 -1320 (ромб.) -366 151 -184 K2S2O6(O2) NHpH (ромб.) -115 67 -17 (трикл.) -1918 279 -1699 (NH^SO, K2[SiF6] (куб.) -2966 236 -2810 (ромб.) -1181 220 -901 K2SiO3(pOM6.) — 1542 146 -1449 NH4VO3 Li (куб.) 0 29 0 (ромб.) — 1051 141 — 886 Li (жидк.) + 2 34 +1 NO (газ) + 91 211 + 87 Li (газ) + 161 139 + 128 NO2(ra3) + 33 240 + 51 Li [А1Н4] (мон.) — 177 88 -48 N2O(ra3) + 82 220 + 104 Li2CO3 (мон.) — 1213 90 -1129 N2O3 (газ) + 83 312 + 139 LiCI (куб.) -408 59 -384 ^О4(жидк.) -19 209 + 98 LiNO3 (триг.) -488 88 -385 N2O4 (газ) 304 + 98 Li2O (куб.) -599 38 -562 N2O5(reKC.) -43 178 + 114 LiOH (тетр.) -485 43 -439 Ы2О5(газ) + 11 356 + 115 Li3PO4 (ромб.) -2092 105 -1963 Na (куб.) 0 51 0 Li2SO4 (мон.) — 1436 114 -1321 Na (жидк.) + 13 58 + Н Mg (гекс.) 0 33 0 Na (газ) + 108 154 + 77 (MgAl2)O4 Na3[AlF6] (куб.) -2315 81 -2190 (мон.) -3317 238 -3153 MgCO3 NaAlO2 (триг.) -1096 66 -1012 (гекс.) -1133 71 -1070 MgCl2(TpHr.) -641 90 -592 Na2B4O7 MgO (куб.) -601 27 -569 (трикл.) -3291 190 -3096 Mg(OH)2 NaBr (куб.) -361 87 -349 (триг.) — 925 63 -834 NaBrO3 Mg3(PO4)2 (куб.) -343 131 -253 (мон.) -3790 189 -3548 Na2CO3 (мон.) -1132 135 -1048 MgS(Ky6.) -347 46 -341 NaCl(Ky6.) -411 72 -384 MgSO4 NaF(Ky6.) -577 51 -547 (ромб.) -1280 92 -1166 NaFeO2 Mg2Si(Ky6.) -78 82 -77 (триг.) -698 88 -640 Мп (куб.) 0 32 0 NaH(Ky6.) -61 40 -38 МпС12(триг.) -481 118 -440 NaHCO3 MnO (куб.) -385 60 -363 (мон.) -914 102 -816 MnO2 (тетр.) -520 53 -465 Na(HF2) Mn2O7 (жидк.) -726 171 -544 (триг.) -922 91 -854 Mn(OH)2 NaHSO4 (триг.) -702 82 -617 (трикл.) — 1132 125 -1003 MnS (куб.) -214 78 -218 Nal (куб.) -290 99 -287 MnSO4 NaNO3 (ромб.) -1066 112 -958 (триг.) -469 117 -368 N2(raa) 0 192 0 Na2O (куб.) -418 75 -379 NF3(ra3) -133 261 -91 Na2O2 (гекс.) -510 95 -447 NH3(ra3.) -46 192 -16 NaOH (ромб.) -425 64 -379 N2H4 (жидк.) + 50 122 + 149 Na3PO4 (тетр.) -1917 174 -1789 NH4Br(Ky6.) — 271 113 -175 Na4P2O7 NH4CI(Ky6.) -315 95 -203 (ромб.) -3166 270 -2947 59
П родолжение Вещество Д№ кДж/ моль s°, Дж/ К-моль до^8, кДж/ МОЛЬ Na2S (куб.) -372 77 -355 Na2SO3 (триг.) -1090 146 -1002 Na2SO4 (ромб.) -1388 149 -1270 Na2S2O7 (тв.) -1938 Na2(SO3S) (мон.) -1117 225 -1043 Na2[SiF6] (триг.) -2918 191 -2757 Na2SiO3 (ромб.) -1588 114 -1464 Na4SiO4 (мон.) -2106 196 -1976 Na3VO4(Ky6.j -1636 190 -1516 Ni (куб.) 0 30 0 О (атомный газ) + 249 161 + 232 О2(газ.) 0 205 0 О3(газ) + 143 239 + 163 ОР2(газ) -22 247 -5 Р (бел., куб.) 0 41 0 Р (красн., ам.) -17 23 — 12 Р (черн., ромб.) -38 23 -33 Р4(газ) + 60 280 + 25 РС13(жидк.) -319 217 -272 РС13 (газ.) -287 312 о -268 РС15(тетр.) -445 171 -318 РС13О (жидк.) -597 222 -521 PF3 (газ) -919 273 -897 PF5 (газ) -1593 293 -1517 РН3(газ) + 5 210 + 13 Р2О5(триг.) — 1492 115 -1349 РЬ (куб.) 0 65 0 РЬВг2 (ромб.) -278 162 -262 РЬС12 (ромб.) -359 136 -314 РЬСгО4 (мон.) -915 169 — 817 РЬР2(ромб.) — 679 96 -628 РЫ2 (триг.) — 178 175 — 176 Pb(N3)2 (тетр.) — 1049 166 -948 Pb(NO3)2 (куб.) — 447 213 — 251 РЬО (красн., тетр.) -219 66 -189 РЬО (желт., ромб.) -217 69 -188 РЬО2 (тетр.) — 277 72 -218 РЬ(ОН)2 (гекс.) -545 88 -452 (Pb”Pblv)O4 (тетр.) -723 211 -606 PbS (куб.) -101 91 -99 PbSO4 (ромб.) -920 149 -813 Pt (куб.) 0 42 0 Вещество д/г кДж/ моль 5°, Дж/ К«моль д^8, кДж/ моль Rb (куб.) 0 77 0 S (а, ромб.) 0 32 0 S (0, мон.) «0 33 ^0 $8(газ) + 102 431 + 50 ЗС12(жидк.) -49 S2C12 (жидк.) -61 167 — 25 SC12O (жидк.) -246 279 — 223 SC12O2 (жидк.) -378 216 -305 SF4(ra3) — 770 290 — 726 SF6(ra3) -1221 291 -1117 SO2 (газ) -297 248 -300 SO3(moh.) -455 52 -369 $О3(жидк.) -468 122 -373 8О3(газ) . -396 257 — 371 Sb (триг.) , 0 46 0 SbCl3 (ромб.) -383 184 -324 ЗЬС15(жидк.) -440 301 -350 Sc (гекс.) 0 35 0 Se (сер., триг.) 0 42 0 Se(KpacH., мон.) + 7 Si (куб.) 0 19 6 SiC (а, гекс.) -63 16 -60 SiC (0, куб.) -65 17 -63 SiCl4 (жидк.) -687 240 -620 SiH4 (газ.) + 34 205 + 57 SiO2 (кварц, триг.) -912 41 -857 SiO2 (ам.) -902 47 -849 Sn (бел., тетр.) 0 52 0 Sn (сер., куб.) — 2 44 ^0 SnCl2 (ромб.) -331 132 -288 SnCl4 (жидк.) -511 259 -440 SnO (тетр.) -286 56 -257 SnO2 (тетр.) -581 52 -520 Sn(OH)2 (ам.) — 561 155 — 492 Sr (куб.) 0 53 0 Те (триг.) 0 50 0 Th (куб.) 0 53 0 Ti (гекс.) 0 31 0 TiCl3 (триг.) -732 140 -665 TiCl4 (жидк.) -805 252 -738 TiO2 (рутил, тетр.) -944 50 — 889 ТЮ(ОН)2 (ам.) — 1059 V (куб.) 0 29 0 VC14 (жидк.) -576 235 -504 V2O5 (ромб.) — 1550 131 — 1419 Zn (гекс.) 0 42 0 60
П родолжение Вещество АД0 кДж/ моль s°, Дж/ К-МОЛЬ AG298> кДж/ МОЛЬ Вещество АД” кДж/ моль 5°, Дж/ К-моль Л(?298’ кДж/ моль Zn(NO3)2 -495 -351 192 44 -299 -321 ZnCl2 (тетр.) ZnS (а, куб.) ZnS (р, гекс.) ZnSO4 -415 -209 109 58 -369 -204 (тв.) ZnO (гекс.) -195 68 -193 Zn(OH)j (тв.) -644 75 -554 (ромб.) -980 ПО -869 5. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ 5.1. Типичные окислители и восстановители 5.1.1. РЕАКЦИИ ПРИ СПЛАВЛЕНИИ Окислители Cl2, F2, КС1О3, K2FeO4, KMnO4, KNO3, K2S2O6(O2), MnO2, NaBiO3, Na2O2, 02) PbO2, (Pb^’Pb'v)O4 Восстановители Al, С (кокс), CO, Ca, H2, K, Mg, Na 5.1.2. РЕАКЦИИ В ВОДНОМ РАСТВОРЕ Вещества расположены по уменьшению окислительной (вос- становительной) способности. Окислители в кислотной среде 1. f2 7. K2FeO4 13. PbO2 19. KIO3 2. Na2O2 8. NaBiO3 14. Cl2 20. Br2 3. NiO(OH) 9. CoO(OH) 15. K2Cr2O7 21. HNO3 (конц.) 4. (Pb^'Pb,v)O4 10. H2O2 16. MnO2 22. h 5. O3 11. KMnO4 17. O2 23. H2SO4 (конц.) 6. K2S2O6(O2) 12. KBrO3 18. kno2 24. H+ (разб.) Окислители в щелочной среде 1. 2. f2 K2S2O6(O2) 5. 6. Na2O2 Br2 9. 10. NaBrO KMnO4 13. 14. PbO, (PbfPbIV)O4 3. Cl2 7. H2O2 11. I2 15. K2CrO4 4. O3 8. NaClO 12. O2 16. H2O Восстановители в кислотной среде 1. Ca 7. Al 13. Na2SO3 19. C2H5OH 2. Na 8. Zn 14. H2 20. H2O2 3. Mg 9. H(PH2O2) 15. TiCl3 21. KI 4. CaH2 10. H2C2O4 16. H[SnCl3] 22. FeSO4 5. H (атомарн.) 11. H2(PHO3) 17. H2S 23. KNO2 6. (NH3OH)C1 12. (N2H5)C1 18. SO2 24. HC1 (конц.) 61
Восстановители в 1. NH2OH (конц.) 5. Li[AlH4] 2. Са 6. Al 3. Н (атомарн.) 7. СаН2 4. Mg 8. Na(PH2O2) щелочной среде 9. SO2 13. Na[Sn(OH)3] 10. Na2(PHO3) 14. Na2SO3 11. Zn 15. H2 12. N2H4 (конц.) 16. Na2S 5.2. Окислительно-восстановительные переходы в водном растворе Приведены важнейшие переходы распространенных окисли- телей и восстановителей в продукты реакции в виде изменения степеней окисления элементов и полуреакций восстановления (для окислителей) или полуреакций окисления (для восстанови- телей) в кислотной и щелочной средах. Формулы реагентов — окислителей и восстановителей — указаны первыми в графе «Полуреакция восстановления (окисления)». Для сильных электролитов — кислот, щелочей и растворимых солей — представлены только формулы катионов или анионов, активных в реакциях окисления-восстановления; для слабых электролитов, газов и твердых веществ даны молекулярные фор- мулы. Отсутствие полуреакции восстановления (окисления) либо в кислотной, либо в щелочной среде означает, что в данной среде не существует реагент с указанной формулой или реакция прак- тически не протекает. Прочерк в графе «Среда» означает, что указанная полуреакция протекает одинаково в кислотной и ще- лочной средах. Слабокислотная (pH 6—7) и (или) слабощелоч- ная (pH7— 8) среды условно обозначены как нейтральная среда. В графе «ф°» приведены стандартные потенциалы соответст- вующих полуреакций: ф£к— для восстановления реагентов-окис- лителей (Ок) и фвс — для окисления реагентов-восстановителей (Вс). Следует иметь в виду, что сила окислителей увеличивается в кислотной среде, а сила восстановителей — в щелочной среде. 5.2.1. ПОЛУРЕАКЦИИ И ПОТЕНЦИАЛЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЕЙ Элемент Переход Среда Полуреакция восстановления +« в Bi +V->+IH Кисл. NaBiO3(T) + 6H+4-2e- = Bi3+ + + 3H2O-(-Na+ + 1,81 + 1П-*0 Кисл. Bi3+ [точнее, Bi6(OH)?^]-h = Bi 4 +0,22 Вг + V-.-0 Кисл. 2ВгО^~ (конц.)+ 12Н+ + 10е” = = Вг2(р) + 6Н2О + 1,51 4-V—I Щел. ВгО-f (конц.)+ЗН2О + 6е_ = Вг” + + 6ОН“ + 0,61 + 1 — 0 Кисл. 2НВгО(р) + 2Н+ + 2е” = Вг2(р)+ 4-2Н2О + 1,57 62
П родолжение Элемент Переход Среда Полуреакция восстановления Фбк, B + 1 —I Щел. ВгО~ + Н2О + 2е~ = Вг~ + 2ОН“ + 0,76 0-^-1 — Вг2(Р)+ 2е~ = 2Вг ~ + 1,09 — Вг2(Ж) + 2е- = 2Вг~ + 1,07 CI +v-^o Кисл. 2С1О3 (конц.)+ 12Н+ + 10е = = CI2f +6Н2О + 1,47 + V —I Щел. СЮ^" (конц.) + ЗН20 + 6е“ —С1~ + + 6ОН- + 0,62 + 1—0 Кисл. 2НСЮ(р>+2Н + + 2е" = С121 + 2Н2О + 1,63 Кисл. 2С1О~ + 4Н+ + 2е- = С12|+2Н2О + 2,14 * + 1 — 1 Щел. С1О“ + Н2О + 2е- = СГ+2ОН- + 0,92 0-^-1 — , = 2С1 + 1,40 — С1а(г(+2е- = 2СГ + 1,36 Со +III-+II Кисл. СоО(ОН),т) + ЗН+ + 1е~ = Со2+ + + 2Н2О + 1,77 Сг + V1- + 11I Кисл. Сг2О?“ + 14Н+ + 6е“ = 2Сг3+ + 7Н2О + 1,33 Щел. CrOj“ + 4Н2О + Зе" = [Сг(ОН )6]3“ + + 2ОН- -0,17 Нейтр. НСгОГ + 4Н+ + Зе- = Сг(ОН)з| + + Н2о + 1,13 Нейтр. НСгОГ + ЗН2О4-Зе- = Сг(ОН)3| + + 4ОН- + 0,02 +111++П Кисл. Сг3++1е- = Сг2+ -0,41 Си + П-* + 1 Кисл. Си2++ СГ + 1 е-= СиСЦ + 0,55 Кисл, Си2+ + Г+ 1е-=СиЦ + 0,86 Щел. 2Си(ОН)2(т) + 2е- = Си2О| + + 2ОН- + Н2О -0,09 +1^0 Кисл. Си2О(т)+2Н+ + 2е-=2Си| +Н2О + 0,47 F 0-»-1 Кисл. F2( r)+2H+ +2е- = 2HF(p) + 3,09 Щел. F2(rJ+2e- = 2F- + 2,87 Fe +VI ->-+111 Кисл. FeO2- + 8Н+ + Зе“ = Fe3+ + 4Н2О + 1,90 +III++II Кисл. Fe3++ 1е“ = Fe2+ + 0,77 Кисл. Fe3+ + H2S(p)+le- = FeS| +2Н+ + 0,57 Н + 1^0 Кисл. 2Н+ (разб.)+2е_ = Н2| ±0,00 Кисл. 2HF(p)+2e- = H2t +2F- + 0,19 Щел. 2Н2О+2е" = Н2 f + 2ОН- -0,83 Hg +II-+I Кисл. Hg2+ + 2e-=Hgw| + 0,85 Кисл. 2HgCl2(p)+2e- = Hg2Cl2|+2Cr + 0,66 + 1^0 — Hg2+ + 2e-=2Hg(jll)| + 0,80 Кисл. Hg2CI2(T)+2e- =2Hg(M)| +2СГ + 0,27 I + V->-0 Кисл. 2IOr+12H+ + 10e- = I2|+6H2O + 1,19 0-> -1 — 12(т) + 2е_ =21“ + 0,54 — [I(I)2J— (или I2-I ) + 2e_ = 3I_ + 0,53 Мп + VII —- -*+vi Щел. MnOj"+ le_ = MnO|- + 0,56 + VII -» Нейтр. MnO4- + 4H+ + 3e- = MnO2| +2H2O + 1,73 -+iv Нейтр. МпОГ+2H2O+3e-=MnO2| + 4OH“ + 0,62 +VII ->-+11 Кисл. MnO4- + 8H + + 5e-=Mn2+ + 4H2O + 1,53 +VI -«-+IV Нейтр. MnOj- + 4H+ + 2e- = MnO21 + 2H2O + 2,31 Нейтр. MnOj- + 2H2O + 2e- =MnO2| + +4OH- + 0,65 63
Продолжение Элемент Переход Среда Полуреакция восстановления <₽Ok’ B 4-IV—4-H Кисл. МпО2(т) + 4Н+ + 2е- =Мп2++2Н2О + 1,24 N +V^+IV Кисл. NOf+2H+ (K0Hii.)+le~ = NO2t+ +н2о + 0,77 +V->+ni Кисл. NO3“ (соль)+2Н+ 4- 2е“ = NO^+ Н2О + 0,84 + V^ + II Кисл. МОГ + 4Н+ (разб.) + Зе- = МО|+ + 2Н2О + 0,96 + V- + I Кисл. 2NO“ + 10Н+ (разб.)+8е~ = N2O f + + 5Н2О + 1,12 + V-+0 Кисл. 2NO^+ 12Н+ (разб.)+ 10е~ =N2| + + 6Н2О + 1,24 +V->-III Кисл. МОГ+ЮН+ (оч. разб.)+8е~ = МН^+ + н2о + 0,88 Щел. Кисл. NOT (соль) + 7Н2О + 8е“ — NH3X ХН2О + 9ОН“ — 0,12 + П1-+П NOr + 2H+ + le~ = NOt +Н2О + 1,20 + III -> 0 Кисл. 2NOr + 8H+4-6e- = N2t 4-4Н2О + 1,51 Ni 4-П1-4-П Кисл. NiO(OH\T)+ЗН++ 1е~ = Ni2++2Н2О + 2,25 О 0 + -II Кисл. О2(г)+4Н+ + 4е-=2Н2О + 1,23 Щел. О2(г) + 2Н2О + 4е" = 4ОН” + 0,40 Кисл. O3(r)+2Н+ + 2е- = Н2О + О2 f + 2,08 Щел. О3(г) + Н2О + 2е- = 2ОН- + О2f + 1,25 -I + -H Кисл. Н2О2(р)+2Н+ + 2е-=2Н2О + 1,76 Щел. Н2О2(р)+2е- =2ОН- + 0,94 Кисл. Na2O2(T) + 4H+ + 2e-=2H2O + 2Na+ + 2,86 Щел. Na2O2M+2H2O + 2e~ = 4OH- + 2Na+ + 1,20 — S2O6(O2-')2- (конц.)4-2е_ =2SO2- + 1,96 Р O-^-III Щел. Р (красн. ) + ЗН2О + Зе- — РН3| + +зон- -0,92 Щел. Р (бел.) 4- ЗН2О + 3<?” = РН31 + ЗОН” -0,87 РЬ +iv++ii Кисл. РЬО2(Т) + 4Н+ + 2е” = РЬ2+ + 2Н2О + 1,46 Щел. РЬО^т1+2Н2О + 2е“ = [РЬ(ОН)3Г + + 0,19 Кисл. (Pb^Pblv) О4 w+8Н + + 2е- = ЗРЬ2+ 4 4-Н2О + 2,16 Щел. (Pb‘‘Pb,v)O4(T)4-4H2O4-OH-4-2e- = =3[РЬ(ОНЫ- + 0,03 Pd + H->0 Кисл. [PdCI4f~ 4- 2е~ = Pd 4 4- 4СГ + 0,64 S +VI ++iv Кисл. SOj-4~4Н+ (конц.)4-2е~ = SO2f 4- 4-2Н2О + 0,16 + VI->0 Кисл. SO2-4-8H+ (конц.)4-6е- = 5| 4- 4-4Н2О + 0,35 +VI->-II Кисл. sor+ 10Н+ (конц.)4-8е- = Н28| 4- 4-4Н2О + 0,31 + IV + 0 Кисл. SO2(p.r)4-4H+ + 4e- = S4 4-2Н2О + 0,45 0 II Щел. S(T)4-2e~ = S2- -0,44 Se +VI ->+IV Кисл. SeO|- 4- 4Н+ 4- 2е - = H2SeO3 (р) 4- Н2О + 1,15 0 -► -II Щел. Se(T)4-2e_ =Se2~ -0,67 Sn 4-n + O Кисл. [SnCl3]- 4- 2е- = Sn 4 4- ЗС1- -0,20 Ti +iv-4-in Кисл. Ti(ОН)|+ 4- 2H+ 4- le~ = Ti3+ 4- 2H2O + 0,10 V +V++IV Кисл. VO2+ 4- 2H+ 4- le- = VO2+ 4- H2O + 1,00 Кисл. V2O5(T) 4- 6H+ 4- 2e~ = 2VO2+ 4- 3H2O + 0,96 64
П родолжение Элемент Переход Среда Полуреакция восстановления <₽ок. в +1У—+1П +Ш-Н-П Кисл. Кисл. VO2+ + 2Н+ + 1е_ = V3+ + Н2О V3++le_=V2+ + 0,36 -0,26 5.2.2. ПОЛУРЕАКЦИИ И ПОТЕНЦИАЛЫ ОКИСЛЕНИЯ ВОССТАНОВИТЕЛЕЙ Элемент Переход Среда Полуреакция окисления Фве в Ag 0^+1 Кисл. Agw— le~=Ag+ + 0,80 Щел. Ag(T)+2CN-~ 1е“ = [Ag(CN)2]~ -0,43 Al 0-^+Ш Кисл. A1(T)-3e“ =A13+ -1,70 Щел. А1(т) + 4ОН--Зе-=[А1(ОН)4Г -2,34 Нейтр. A1(t)+3H2O-3e~ = A1(OH)3| +3H+ -1,49 Au 0^ + 1 Щел. Au(T) + 2CN~ - 1 e~ = [Au (CN)2]~ -0,76 0 -> + III Кисл. Au(T) + 4CI- (конц.) — 3e~ = [AuC14]~ + 1,00 В о++Ш Кисл. В (ам.)+ЗН2О-Зе- = B(OH)3| + 4-ЗН+ -0,90 Ba 0^+11 — Ba(t)—2е- = Ва2+ -2,91 Be 0^+11 Кисл. Ве(т)-2е- = Ве2+ -1,85 Щел. Ве(т) + 4ОН- - 2е- = [Ве(ОН)4]2~ -2,52 Нейтр. Ве(т)+2Н2О-2е~ = Ве(ОН)2| Ч~2Н+ -1,77 Bi 0^+IH Кисл. Bi(T) —Зе~ = Bi3+ [точнее, Bi6(OH)3^] + 0,32 + III^+V Щел. Bi(OH)3(r) + 3OH~ + Na+ —2е~ = = NaBiO3| +ЗН2О + 0,37 Вт -I —0 Кисл. 2Вг~ — 2е~ = Вг2(р) + 1,09 0+ +1 Кисл. Вг2(р)+2Н2О-2е-=2НВгО(р) + 2Н+ + 1,57 Кисл. В г2 (ж)+2Н2О - 2е“=2Н В rO(D)+2Н+ Вг2;р),+ 4ОН- (хол.)—2е_ =^гО"+ + 1,60 Щел. + 0,43 + 2Н2О Щел. Вг2(Ж) + 4ОН (хол.) — 2е = = 2ВгО“+2Н2О + 0,45 o++v Щел. Вг2(р>ж)+12ОН-(гор.)-10е-== = 2ВгО3"+6Н2О + 0,52 С — II~>—I Кисл. С2Н6ОН(р)-2е- = СН3С (Н)О(р) + 2Н+ + 0,19 o^+iv Кисл. С (графит)-|-2Н2О — 4е =CO2f+ + 4Н+ + 0,21 + II->+IV Кисл. CO(r) + H2O —2е" —CO2f 4-2Н+ -0,10 Щел. CO(r) + 4ОН- - 2е“ = СО^- + 2Н2О -1,22 4- ni ->+IV Кисл. Н2С2О4(р)-2е~ =2CO2f 4-2Н+ -0,47 Са O-^ + II Кисл. Са(т) —2е“ = Са2+ -2,86 Щел. Са(т)+2ОН~—2е~ = Са(ОН)24 -3,02 Cd 0^ + n Кисл. Cd(T)-2e~ =Cd2+ -0,40 Cl -I->0 Кисл. С1~ (конц.) —2e~ = Cl2f + 1,40 0++1 Кисл. С12(р)+2Н2О - 2е“ = 2НС1О(р) + 2Н+ + 1,59 Кисл. С12(г) + 2Н2О-2е~ =2НСЮ(р)+2Н+ + 1,63 Щел. . С12(р) + 4ОН- (хол.) —2е~ =2С1О~ + + 2Н2О + 0,38 3 Р. А. Лидин 65
П родолжение Элемент Переход Среда Полуреакция окисления ФВс- B Щел. С12(г) + 4ОН_(хол.) — 2е~ = + 0,48 ==2СЮ“ + 2Н2О 0^ + V Щел. С12(р)+12ОН-(гор.)-10е- = + 0,46 = 2СЮГ + 6Н2О Щел. С12(г)4- 120Н"(гор.)- 10е~ = = 2С1ОГ4-6Н2О + 0,48 Со о++ II Кисл. Со<т)—2е“ = Со2+ -0,28 4-п—4-ш Щел. Со(ОН)2(1)4-ОН--1е- = + 0,19 = СоО(ОН)|+Н20 — |Co(NH3)6J2+-le-=[Co(NH,)6]3+ + 0,18 Сг о-^+п Кисл. Cr,t)-2е~ = Сг2+ — 0,85 4-П-4-Ш Кисл. СР+-1е-=Сг3+ -0,41 Щел. Сг(ОН)2(т) + ОН“ (разб.) — 1е" = -1,18 = Сг(ОН)з| + 111 _^+VI Щел. [Сг(ОН)в]3-4-20Н--Зе- = — 0,17 = СгО2-4-4Н2О Cs 0 — 4-1 — Cs(t)— le“ =Cs+ -2,92 Си 0-4-1 Щел. Cu(T) + 2CN~- le” =[Cu(CN)2]_ -0,43 Щел. Cu(t) + 2(NH3-H2O)- le~ = — 0,12 =[Cu(NH3)2]+-|-H2O 0-+ + II Кисл. Cu(T) — 2e — Cu2+ + 0,34 4-I-4-H Кисл. Cu2O(T) 4- 2H+ - 2e~ = 2Cu2+ 4- H2O + 0,21 Fe 0 — 4-11 Кисл. Fe(T)—2e“ = Fe2+ — 0,44 4-11-4-HI Кисл. Fe!i+-le- = Fe3+ + 0,77 Щел. Fe(OH)2(T)4-OH--le- = -0,67 = FeO(OH)| 4-H2O 4-III —4-VI Щел. FeO(OH)(T) 4- 5OH- - 3e“ = FeO2' 4- + 0,72 4-3H2O Ge 0 — 4-IV Щел. Ge(T)4-6OH~-4e~=[Ge(OH)6]2- -0,97 Н -I —0 Кисл. СаН2(т)-2е- = Н2| 4-Ca2+ -2,16 Щел. CaH2(T)4-2OH~-2e~ = H2[ 4- -2,31 + Ca(OH)2| Щел. Li[AlH4lT)4-4OH_ —4e~ =2H2+ 4- -2,39 4-Li+4-|Al(OH)4r 0-4-1 Кисл. H (атомарн.)—le = H+ -2,11 Щел. H (атомарн.)4-OH——le~ = H2O -2,94 Кисл. H2(r)-2e- = 2H+ ±0,00 Щел. H2(r)4-2OH~ - 2e~ = 2H2O -0,83 Hg 0-4-1 Кисл. 2Hgw-2e- = Hg2+ + 0,80 0 —4-П Кисл. Hg(iM>-2e- = Hg2+ + 0,85 4-I-*4-H Кисл. Hg|+-2e- = 2Hg2+ + 0,91 Щел. Hg|+4-4OH--2e-=2Hg0| 4-2H2O -0,60 Щел. Hgjj+ 4- 2S2- - 2e~ = 2HgS | -2,20 1 -I —0 Кисл. 21--2e" = I24 + 0,54 Кисл. 3l~-2e- =[1(1)2]— (или Ij-I-) + 0,53 -I-4-V Кисл. 1-4-ЗН2О-6е- = 1ОГ4-6Н+ + 1,08 0 — 4-V Кисл. 12(t)4-6H2O- 10e~ =2IOf4- 12H+ + Ы9 Щел. I2(t)4- )2OH~ (гор.)— 10e~ =21074" 4-6H2O + 0,20 К 0-4-1 — K<T)-le- = K+ -2,92 Li 0-4-1 — Li(T)— le =Li+ -3,05 66
П родолжение Элемент Переход Среда Полуреакция окисления в Mg O-^ + II Кисл. Mg(T) — 2e~=!Ag2+ -2,37 Щел. Mg(T) + 2OH--2e-=Mg(OH)2| -2,69 Мп о->+п Кисл. МП(Т)—2е = Мп2+ Мп2+ + 2Н2О - 2е- = МпО21 + 4Н+ -1,19 + II-+IV Кисл. + 1,24 Нейтр. Мп(ОН)2(т)-2е~ = МпО2| +2Н+ + 0,79 Нейтр. Мп(ОН)2(т) + 2ОН~-2е~ = = МпО2|4-2Н2О -0,04 4-II-+VI Щел. Мп(ОН)2(т>+6ОН~—4е' = = МпОГ + 4Н2О + 0,31 + 11 _>+VII Кисл. Mn2+ + 4Н2О — 5е~ = MnOf+8Н+ + 1,53 + IV-H-VI Щел. МпО2(т)+4ОН--2е-=МпО?- + + 2Н2О + 0,65 4-vi-* Кисл. MnOj“ — 1е~ = МпО7 + 0,56 N -111-^0 Кисл. 2NH<+-бе" = N2f +8Н+ + 0,27 Щел. 2(NH3-H2O)(kohii.)+6OH--6е~ = = N2f+8H2O -0,74 Кисл. [Cu(NH3)4]2+ — 12e- = 2N2t + 4-12H+ + Cu2+ -0,15 Кисл. (Ni(NH3)ef+- 18e- = 3N2f + + 18H+ + Ni2+ -0,12 -II —0 Кисл. N2H^-4e- = N2f 4-5H+ -0,23 Щел. N2H4(K0Hu.) + 4OH--4e- = N2f+ + 4H2O -М2 -1 — 0 Кисл. 2NH3OH+ - 2e~ = N2 J + 4H+ + 2H2O -1,87 Щел. 2NH2OH (конц.)4-20Н~ — 2e" = = N2f+4H2O -3,04 + III-+V Кисл. NOj- + H2O — 2e' = NOf 4- 2H+ + 0,84 Na 0 —+1 — Na(I)— le“ = Na+ -2,71 Ni 0 —+ 11 Кисл. Ni(T)-2e~=Ni2+ -0,23 +П-+П1 Щел. Ni(OH)2W4-OH--le- = = NiO(OH)| 4~H2O + 0,78 О -I —0 Кисл. H2O2(p)-2e- =O2f 4-2H+ +0,69 Р o—+i Щел. P (красн.)4-2OH —le =PH2O2 -1,70 Щел. P (бел.)4-2ОН~— le- = PH/V -1,82 0—+ v Кисл. P (красн.)4-4H2O —5e_ = = H3PO4(p)4-5H+ -0,38 Кисл. P (бел.)4-4H2O-5e~ = H3PO4(p)4- 4" -0,41 + I-+UI Кисл. H(PH2O2k)+H2O-2c- = = H2(PHO3)t|>)4-2H+ -0,49 -1,57 Щел. PH2Of 4- ЗОН- - 2e~ = PHO?-+ 4-2H2O +m-+v Кисл. H2(PHO3>p)4-H2O-2e- =H3POMp)4- 4-‘2H+ -0,28 Щел. PHO?- 4- ЗОН- - 2e- = PO?- 4- 4-2H2O -1,30 РЬ 0 —+11 Кисл. Pb(T)-2e- = Pb2+ -0,13 Щел. Pb(T)4-3OH--2e-=(Pb(OH)3I- -0,52 Pd 0 — + n Кисл. Pd(T)-2e- = Pd2+ + 0,92 Pt 0 —+ iv Кисл. Ptw4-6C|—(конц.)—4e“ =[PtCle]2~ + 0,77 Rb 0-+I — Rb(T)- le- = Rb+ -2,93 67
П родолжение Элемент Переход Среда Полуреакция окисления ФВс>В S Кисл. 2(SO3S-I')2--2e- = S2O6(S2-1)2- (или S4C>6 ) 4-0,02 -II — O Кисл. H2S(p)- 2е- = S1 +2Н+ + 0,14 Кисл. H2S(r)-2е~ =S| +2Н+ + 0,17 Щел. S2--2e-=S| -0,44 -II -k + VI Кисл. H2S(p)+4H2O - 8e“ = SO2” + 10H+ + 0,30 Кисл. H2S(r)+ 4H2O - 8e“ = SO2- + 10H+ + 0,31 Щел. S2- + 8OH” - 8e ~ = SO2” + 4H2O — 0,67 Кисл. CuS(T^ 4H2O — 8e" = SO<_ + 8H+ + + 0,42 Кисл. (SO3S~n)2— + 5H2O - 8e” = 2SO|- + + 10H+ + 0,28 0 + -4-IV Щел. S(T)+6OH- - 4e~ = SO|” + 3H2O -0,66 0-+ + VI Кисл. S(T) + 4 H2O - 6e” = SO2” + 8H+ + 0,35 _|_IV^+VI Кисл. SO2(p r)+2H2O - 2e~ = SO2- + 4H+ + 0,16 Щел. SO2(p r)+4OH--2e- = SO2- + 2H2O -1,50 Кисл. SO|- + H2O - 2e" = SO^~ + 2H+ -0,10 Щел. SO2” + 2OH” - 2e" = SO2” + H2O -0,93 Se o^+iv Щел. Se(T) + 6OH- - 4e“ = SeO|“ + 3H2O -0,34 Si o-^+iv Кисл. Si^+6HF (конц.)-4е- =[SiF6|2- + -1,09 Щел. Si(T)+8OH” - 4e~ = SiOj- + 4H2O -1,86 Sn 0-++II Кисл. Sn(T)—2e~ = Sn2+ -0,14 Кисл. Sn(T) + 3CL” (конц.) — 2e~ =[SnCl3]~ -0,20 Щел. Sn(T) + 3OH“ (хол.) — 2e~ = =[Sn(OH)3r -0,90 o->+iv Кисл. Sn(l) + 2H2O - 4e- = SnO-J +4H+ -0,12 Щел. Sn(T)4-6OH~(rop.)—4e~ = =|Sn(OH)6]2- -0,93 + II_^ + IV Кисл. |SnCl3] +3CI (конц.)—2e = =[SnCI6f- + 0,14 Щел. [Sn(OH)3r + 3OH--2e~ = =[Sn(OH)6f- -0,96 Sr O-k+H — Sr(T)-2e- = Sr2+ -2,89 Ti o-^+iii Кисл. Ti(T)-3e- = Ti3+ -1,75 o-^+iv Кисл. Tiw+6HF(KOHU.)-4e-=[TiF6]2- + + 6H+ Ti3+ + 2H2O - le~ = Ti (OH )i+ + 2H+ -0,91 +III++IV Нейтр. + 0,10 Нейтр. Ti3+ + 40H--le- = TiO(OH)24 + + H20 — 1,49 V O^ + IV Кисл. V(T) 4-H2O-4e-=V02+ + 2H+ -0,54 Кисл. V(t)+4C1-- 4e~ = VC14(M) -0,05 Zn 0 -> + II Кисл. Zn(T)- 2e- = Zn2+ -0,76 Щел. Znw-t-4OH-~ 2e-=[Zn(OH)4]2~ -1,26 Щел. Zn(T)+4CN--2e- =[Zn(CN)4f- -1,26 Щел. Zn(T)+4( NH3 H2O)—2e~ = =[Zn(NH3)4]2+ + 4H2O -1,03 68
5.3. Электрохимический ряд напряжений металлов Стрелка отвечает уменьшению восстановительной способно- сти металлов и увеличению окислительной способности их катио- нов в водном растворе (кислотная среда). Соответствующие потенциалы окисления металлов см. в раз- деле 5.2.2. Li К Ba Sr Ca Na Mg Be Ti Al Mn Cr Zn V Li+ K+ Ba2+ Sr2+ Ca2+ Na+ Mg2+ Be2+ Ti3+ Al3+ Mn2+ Cr2+ Zn2+ Vlv Fe Cd Co Ni Sn Pb H2 Bi Cu Pt Ag Hg Pd Au Fe2+ Cd2+ Co2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ H+ Bi3+ Cu2+ PtIV Ag+ Hg2+ Pd2+ Au111 5.4. Направление реакций в водном растворе Возможность самопроизвольного протекания окислительно- восстановительных реакций в водном растворе при стандартных условиях устанавливается сравнением значений (с учетом зна- ков) стандартных потенциалов окислителей и восстановителей (приведены в разделе 5.2): П л Окислитель Восстановитель Фок ------------------------------Фвс Восстановитель Фвс °--------------- Окислитель ---------------Фок ° Реакция протекает Фок Фвс > О Реакция невозможна Фок фВс-<0 Из практики известно, что при (ф£к —Фвс)>+0,4 В окисли- тельно-восстановительная реакция протекает практически необ- ратимо в прямом направлении (т. е. слева направо по уравнению реакции). Если же разность Фок~Фвс лежит в пределах — 0,4...-|-0,4 В, то в стандартных условиях реакция протекает в малой степени. Для проведения таких реакций отходят от стандартных условий — применяют нагревание реакционной смеси, использу- ют концентрированные растворы окислителей и восстановите- лей, один из реагентов берут в избытке (а еще лучше, если это возможно, в виде твердого вещества или газа). При этом потен- циал окислителя увеличивается (фок|), а потенциал восстанови- теля уменьшается (фвс|), что приводит к возрастанию разности Фок~Фвс и увеличению степени протекания реакции в прямом направлении. 69
5.5. Подбор коэффициентов в уравнениях реакций 5.5.1. МЕТОД ЭЛЕКТРОННОГО БАЛАНСА Этот метод используется для подбора коэффициентов в урав- нениях любых химических реакций. Подбор коэффициентов про- водится по следующим этапам: а) Записывают формулы реагентов и продуктов, находят эле- менты, которые повышают и понижают свои степени окисления, и выписывают их отдельно: МпСО3 + КС1О3 = MnO2 + КС1 + СО2 ciV-cr1 MnII... = MnIV б) Составляют уравнения полуреакций восстановления и окисления, соблюдая сохранение числа атомов и заряда в каж- дой полуреакции слева и справа от знака равенства: Полуреакция восстановления Clv + 6e“ = С1”! Полуреакция окисления Мп11 —2е” = Mnlv в) Подбирают дополнительные множители для уравнений полуреакций так, чтобы сохранение заряда выполнялось для ре- акции в целом, т. е. число принятых электронов в полуреакции восстановления стало бы равным числу отданных электронов в полуреакции окисления: Множители С1У + 6е- = СГ| 1 Мп11 —2e~ = MnIV 3 г) Проставляют по найденным множителям стехиометриче- ские коэффициенты в схему реакции (коэффициент 1 опускается): ЗМпСО3 + КС1О3 = ЗМпО2 + КС1 + СО2 д) Уравнивают числа атомов тех элементов, которые не изме- няют своей степени окисления (если таких элементов два, то до- статочно уравнять число атомов одного из них, а по другому про- вести проверку). Получают уравнение химической реакции с по- добранными коэффициентами: ЗМпСО3+ КС1О3 = ЗМпО2+ КС1+ ЗСО2 На практике метод электронного баланса используют для подбора коэффициентов в уравнениях реакций между вещества- ми, не находящимися в водном растворе, а также между веще- ствами в растворе, если эти вещества и продукты реакции — не- электролиты (слабые электролиты). Примеры: 70
a) Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 Fe1" + 3e- = Fe° C" —2e~ = Clv 2 3 6) 3H2O2(p) + 2NH3(p) = 6H2O + N2f O-I+le- = O-" 2N-111 —6e_ = N2 6 1 в) 2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2 + O2 Nv+le- = Nlv 2O-11 —4e~ = O2 4 1 r) 2H2S4-SO2 = 3S4-2H2O —реакция конмутации Slv + 4e- = S° S-"-2e- = S° 1 2 д) 4KCIO3 = 3KC1O4+KCI —реакция дисмутации Clv —2e~~ = C1V" Clv + 6e~ = C1-' 3 1 e) 4Fe(S2)+llO2 = 2Fe2O3 + 8SO2 Fe"- le~ = Fe l , ? — 1 le 2S~ — 10e-=2S,v J 0£+ 4e- = 2O-"} +4e~ 4 11 5.5.2. МЕТОД ЭЛЕКТРОННО-ИОННОГО БАЛАНСА Этот метод рекомендуется для реакций, протекающих в вод- ном растворе при участии ионов сильных электролитов. Подбор коэффициентов проводится по следующим этапам: а) Записывают молекулярное уравнение реакции: К2Сг2О7 + H2SO4 + H2S = Cr2( SO4)3 + H2O + S | + K2SO4 б) Записывают (на следующей строке) формулы реагентов в ионном виде: Cr2O^- + H+ + H2S = (здесь Сг2О7~ — окислитель, Н+ — кислотная среда, H2S — вос- становитель). в) Составляют (на двух следующих строках, особенности со- ставления см. ниже) электронно-ионные уравнения полуреакций восстановления окислителя и окисления восстановителя и подби- рают дополнительные множители: 71
Полуреакция восстановления Полуреакция окисления Сг2О2- + 14Н+ + 6е-=2Сг3+ + 7Н2О 1 H2S — 2e~ = S| +2Н+ г) Составляют (суммированием уравнений полуреакций) ион- ное уравнение реакции, т. е. дополняют запись б): Сг2О2- + 8Н+ + 3H2S = 2Сг3+ + 7Н2О + 3S | д) Переносят коэффициенты в молекулярное уравнение реак- ции и подбирают коэффициенты для веществ, отсутствующих в ионном уравнении, т. е. дополняют запись а), затем проводят проверку (обычно по числу атомов кислорода). Получают урав- нение реакции с подобранными коэффициентами: К2Сг2О7 + 4H2SO4 + 3H2S = CnX SO4)3 + 7H2O + 3S | + K2SO4 Различие числа атомов О-11 в формульной единице окислите- ля (восстановителя) и продукта его восстановления (окисления) в уравнениях полуреакций компенсируется добавлением фор- мульных единиц Н2О и ионов среды — кислотной Н+ (условная запись; точнее, Н3О+) или щелочной ОН- (связанные атомы О"11 заключены в квадратные скобки): Кислотная среда [О”,1] + 2Н+ = Н2О или Н2О = [О”П] + 2Н+ Щелочная среда [О”п] + Н2О= 2ОН” или 2ОН” = [О~П] + Н2О Примеры: а) Окислитель MnOf (слева — избыток атомов О”11): Кислотная среда МпО^ + 8Н+ + 5е” = Мп2+ + 4Н2О Щелочная среда МпОг + 2Н2О4-3^- = МпО2| + 4ОН” б) Восстановитель SO2” (слева — недостаток атомов О-11): Кислотная среда SOl~ + Н2О — 2е~ = SO24~ + 2Н+ Щелочная среда SO2" + 2ОН” — 2е~ = SO2” + Н2О Для реакций в условно-нейтральной (слабокислотной, слабо- щелочной) среде в уравнениях полуреакций восстановления и окисления слева записывают обязательно воду, но при этом по- лучается разное число ионов Н+ и ОН”, что компенсируется со- ставлением третьего ионного уравнения для среды реакции. 72
Примеры: а) МпОг + 2Н2О + Зе~ = МпО2|+4ОН- 2 (8ОН~) SO|~ + H2O- 2e- = SO|-H-2H+ 3 (6Н+) 8ОН- + 6Н+ = 6Н2О + 2ОН- (где 6ОН~ + 6Н+ = 6Н2О) (эта реакция реально протекает в слабощелочной среде — спра- ва 2ОН-). б) МпОг + 2Н2О + Зе- = МпО21 +4ОН" Мп2+ + 2Н2О - 2е~ = MnO21 + 4Н+ 2 (8ОН-) 3 (12Н+) 8ОН- + 12Н+ = 8Н2О + 4Н+ (8ОН~ + 8Н+ = 8Н2О) (эта реакция реально протекает в слабокислотной среде — спра- ва 4Н+). Если же (при известном навыке) сразу учесть, что в первом из вышеприведенных примеров раствор сульфита SO2- слабоще- лочной вследствие гидролиза (SO3-4-Н2О HSCbf + ОН~) и ре- акция с ионами MnOj" протекает в слабощелочной среде, а во втором примере раствор соли марганца (II) — слабокислый вслед- ствие гидролиза (Мп2+ 4- Н2О ч=ь МпОН+ 4- Н+) и реакция с ионами MnOf протекает в слабокислотной среде, то в полуреак- циях окисления и восстановления используют вид среды — либо щелочной (в первом примере), либо кислотный (во втором при- мере): а) MnOf + 2Н2О + Зе“ = МпО21 + 4ОН~ SO2- + 2ОН- - 2е~ = SO2- + Н2О б) МпОг + 4Н+ + Зе-==МпО2|+2Н2О Мп2+ 4- 2Н2О - 2е' = MnO21 + 4Н* Примеры уравнений реакций с коэффициентами, подобран- ными методом электронно-ионного баланса: а) 5С12(р)4-12 + 6Н2О=10НС1+2НЮ3 5С12 + 12 + 6Н2О= 10СГ + 2ЮГ+ 12Н+ С12 + 2е“=2СГ 12 + 6Н2О- 10е- = 2Юг+ 12Н+ 5 1 б) ЗК2МпО4 + 2Н2О = 2КМпО4 + МпО2| +4КОН ЗМпО2- 4- 2Н2О = 2МпОг 4- МпО21 4- 4ОН~ МпО2- - 1е~ = МпОГ МпО2- 4- 2Н2О 4- 2е- = МпО21 4- 4ОН- 2 1 73
в) KBrO34-3H2SO4 + 5КВг = ЗВг2 + ЗН2О + 3K2SO4 ВгОг + 6Н+ + 5Вг- = ЗВг2 + ЗН2О 2ВгОг+ 12Н++ 10е“ = Вг2 + 6Н2О 1 2Вг_ — 2е-.= Вг2 5 г) 3Na2O24-2Na3[Cr(OH)6lB) = 8NaOH 4-2Na2CrO44-2H2O 3Na2O2 4-2[Cr (OH)6]3-= ^OH-4-2СгОГ + 2H2O Na2O2 + 2H2O +2e~ = 4OH“ + 2Na+ 3 [Cr (OH )6]3- + 2OH- - 3e“ = CrO*“ + 4H2O 2 Для составления уравнений окислительно-восстановительных реакций необходимо знать (определять) функции реагентов (окислитель, восстановитель, среда) и соответственно выби- рать формулы продуктов. Важнейшие переходы для распрост- раненных окислителей и восстановителей в растворе см. в раз- деле 5.2. 6. КИСЛОТНО-ОСНОВНЫЕ РЕАКЦИИ 6.1. Константы кислотности веществ (водный раствор, 25 °C) Приведены сопряженные пары: слабая кислота/слабое осно- вание (в рамках протонной теории кислот и оснований Брёнсте- да-Лаури) и количественная характеристика кислотности и основности веществ (молекулы, ионы)—константы кислотности Кк (подробнее см. раздел 12. рубрики «Кв», Для катиона оксония Н3О+ (самая сильная кислота в водном растворе) и гидроксид-иона ОН" (самое сильное основание в во- дном растворе) приняты следующие значения 7СК. Кк (Н3О + /Н2О) = 55,509 (25° С) Кк (Н2О/ОН")= 1,816-10-’6 (25° С) Не указанные в таблице кислоты НВг HCI HI H2SO4 HNCS НВгО3 НСЮ3 НЮ3 H2SeO4 HMnO4 НВгО4 НСЮ4 НЮ4 HNO3 НгС^О? также считаются сильными в разбавленном растворе ввиду 74
практически необратимого протолиза этих веществ в воде. Пары кислота/основание расположены по алфавиту фор- мул кислот. Формулы гидроанионов кислот НЛА (т. е. Н^А", Н„_2А2- И т. д.) приводятся вслед за формулами кислот, формулы гидроксокатионов, гидроксидов и гидроксоанионов (гидроксо- комплексов) — вслед за формулами аквакатионов (катионов ме- таллов в функции кислоты), последние условно изображены в виде моногидратов, например вместо [Си(Н2О)4]2+ указано Си2+-Н2О. Сопряженная пара кислота/основание Сопряженная пара кислота/основание *« Ag+-H2O/AgOH 1,0-Ю-'2 HF/F- 6,7-10-4 А13+-Н2О/А1ОН2+ 9,6-ю-6 H2GeO3/HGeO^“ 1.9-10-9 АЮН2+ -H2O/Al(OH)f 4,7-Ю-6 HGeO3-/GeOl~ 1,9-Ю-13 А1(ОН)2 -Н2О/А1(ОН)3 1,4-Ю-6 ^5^G6/H4IOg T T Т УЧ — / Т т т ух 9 2,8-10-2 АЦОЩ -Н2О/[А1(ОН)4]- 3,2-Ю-8 Н4Ю6 /Н3Юб 5,4-10-9 В(ОН)3+-Н2О/|В(ОН)4]- 5,8-10-’° HN3/N3 1,9-10-5 Ве2+ • Н2О/ВеОН + 2,0-10“6 Н N О2/ N О2 5,1-10-4 ВеОН+ • Н2О/Ве(ОН)2 3,2-10“10 Н2О2/НО2 2,4-Ю-12 Ве(ОН^.Н2О/1Ве(ОН),]- 1,2-Ю-11 Н ( рн2о2)/рн2о2- 7,9-10-2 ^(OHbr-H^/IBefOHXf- 3,6-10-'4 Н2(РНО3)/Н(РНО3)- 1,0-10-2 Bi3+ • H2O/BiOH2+ 2,7-Ю-2 Н(РНО3)-/РНО2- 2,6-Ю-7 сн3соон/сн3соо- 1,7-10-5 Н3РО4/Н2РО4- 1,7-Ю-3 Cd2+-H2O/CdOH+ 2,4-10-8 Н2РО4~/НРО2- 6,2-Ю-8 Со2+ -Н2О/СоОН+ l,3-10-9 НРО2-/РО3- 4,6-Ю-'3 Сг3+-Н2О/СгОН2+ 1,1-Ю-4 H2S/HS- 1,1-Ю-7 СгОН2+ • Н2О/Сг(ОН)^ 2,8-Ю-6 HS-/S2- 1,2-Ю-'3 Cu2+-H2O/CuOH + 4,6-Ю-8 H2SO3 (см. SO2-H2O) Fe2+-H2O/FeOH + 1,8-Ю-7 H2Se/HSe- 1,6-Ю-4 Fe3+ •H2O/FeOH2+ 6,8-10-3 HSe-/Se2- 1,0-10-" Ga3+ -H2O/GaOH2+ 1.6-10-3 H2SeO3/HSeO3- 2,5-10-3 HAsO2/AsO^ 6,0-Ю-10 HSeO3-/SeOj- 4,8-IO-9 H3AsO3/H2AsO^" 5,9-Ю-10 H4SiO4/H3SiO4- 1,6-Ю-10 H2AsO3-/HAsO^~ HAsO2-/AsO3- H3AsO4/H2AsO4- 7,4-Ю-13 3,9-Ю-14 5,5-Ю-3 H3SiO4-/H2SiO4 — H2SiO|-/HSiO4- 1,9-Ю-'2 1,0-Ю-'2 H2AsO4-/HAsO2- 1,1-Ю-7 HSiOj-/SiO4- 2,0-Ю-14 HAsOf-/AsOj- 3,0-Ю-'2 H2Te/HTe- 2,3-10-3 HBrO/BrO- 2,1-Ю-9 HTe-/Te2~ 6,8-IQ-'3 HCN/CN- 4,9-IO-10 H2TeO3/HTeO3- 1,4-Ю-4 H2CO3/HCO3~ 4,3-Ю-7 НТеО3-/ТеО|~ 2,0-Ю-" hco3-/co|- 4,7-10-" H6TeO6/H5TeO6- 1,9-Ю-8 H2C2O4/HC2O4- 6,4-IO-2 J45TeO6-/H4TeO62- 1,1-Ю-" HC2O4-/C2O2- 6,2-10-5 H3VO4?/H2VO4- 3,2-10-5 HCOOH/HCOO- 1,8-10-4 h2vo4-/hvoJ- 1,1 • 10-9 HC1O/C1O- 2,8-10-8 HVO?-/VO43- 7,4-10-12 HCIO2/CIO2- 1,1-Ю-2 Hg2+-H2O/HgOH+ 2,6-10-4 H2CrO4/HCrO4- 9,55 Hg2+-H2O/Hg2OH+ 3,3-10-5 HCrO4-/CrO42- 3,2-Ю-7 In3+-H2O/InOH2+ 2,6-10-4 75
Продолжение Сопряженная пара кислота /основание «к Сопряженная пара кислота /основание Mg2+-H2O/MgOH+ Mn2+-H2O/MnOH+ NH4+/NH3-H2O n2h+/n2h4-h2o nh3oh+/nh2oh-h2o Ni2+.H2O/NiOH+ рь2+.н2о/рьон+ PbOH+-H2O/Pb(OH)2 РЬ(ОН^-Н2ОДРЬ(ОН)ь)- SO2-H2O/HSO3- HSO3-/SO|“ Sb(OH)5.H2O/[Sb(OH)6]- Sc3+-H2O/ScOH2+ 3,8-ю-12 2,6-ю-11 5,8-Ю-10 5,9-IO-9 9,4-IO"7 1,2-10-“ 7,l-10-7 2,0-10-" 9,6-10-12 1,7-IO"2 6,3-10~8 4,0-IO-6 2,5- IO"5 Sn2+ -H2O/SnOH+ SnOH+-H2O/Sn(OH)2 Sn(0Hb-H2O/lSn(0Hbr Ti3+ -H2O/TiOH2+ T13+-H2O/TIOH2+ V2+ H2O/VOH+ v3+-h2o/voh2+ VO2+-H2O/VO(OH)+ Zn2+-H2O/ZnOH + ZnOH+-H2O/Zn(OH)2 Zn (OHX-H2O4Zn(OH'b]- [Zn(OH)3]-X XH2O/[Zn(OH)4f- 7,9-10-’ 2,9-10~5 3,0-10-’° 5,6-10~3 5,8-10~2 3,5-10~7 1,2-10~3 2,2- IO~3 2,0- IO'8 7,6-10“10 1,3-ю-12 4,3-Ю-13 6.2. Интервал pH осаждения гидроксидов металлов Приведены интервалы значений водородного показателя pH для осаждения малорастворимых гидроксидов металлов из рас- творов их солей. Большинство гидроксидов в сильнощелочной среде частично (чаще) и полностью (реже) переходит в раствор в виде гидроксокомплексов, состав которых показан в последней графе. Прочерк означает отсутствие заметного перехода в раст- вор даже в концентрированном растворе щелочи. Гидроксид Значение pH Гидроксокомплекс Начало осаждения Полное осаждение Начало пере- хода в раствор Полный переход в раствор Ag2O-rtH2O 8,2 11,2 12,7 [А1(ОН)4Г A1(OH)3 4,0 5,2 7,8 10,8 >12 Be(OH)2 6,2 8,8 10,5 >14 [Ве(ОН)4£~ Cd(OH)2 8,2 9,7 13,7 — [Cd(OH)6F- [Co(OH)4f~ [Cr(OH)6F- Co(OH)2 7,6 9,2 14,1 — Cr(OH)3 4,7 6,8 9,4 12—13 Cu(OH)2 6,2 7,1 14,0 — [Си(ОН)4]2- Fe(OH)2 7,5 9,7 13,5 — [Fe(OH)4f; FeO(OH) 2,3 4,1 14,0 — [Fe(OH)6]3- Ga(OH)3 2,4 3,6 * 5,6 9,7 >11 [Ga^OWOH),]- [Ga(OH)4]~ HgO-nH2O 2,4 5,0 11,5 — Hg(OH)J- ? ln(OH)6p; In(OH)3 3,6 4,6 11,0 — Mg(OH)2 10,4 12,4 >14* — Mg(OH)4r Mn(OH)2 8,8 10,4 14,0 — [Mn(OH)J2- Ni(OH)2 7,7 9,5 13,2 — [Ni(OH)4f~ Pb(OH)2 7,4 9,0 10,5 >14* [Pb(OH)3]~ 76
Гидроксид Значение pH Гидроксокомплекс Начало осаждения Полное осаждение Начало пере- хода в раствор Полный переход в раствор Sb2O3-nH2O 0,9 1,9 6,9 >14* [Sb(OH)J- Sn(OH)2 2,1 4,7 10,0 13,5 (Sn(OH)3J- TiO(OH)2 0,5 2,0 — — — Zn(OH)2 6,4 8,0 10,5 12—13 (Zn(OH)4f- * 20—30%-ный раствор NaOH. 6.3. Кислотно-основные индикаторы Приведены распространенные в лабораторной практике кис- лотно-основные индикаторы в порядке возрастания значений pH, вызывающих изменение окраски. Первая окраска соответствует значениям pH до интервала, вторая окраска — после интервала. Римские цифры в скобках отвечают номеру перехода окраски (для многоцветных индикаторов). Индикатор Интервал pH Изменение окраски Метиловый фиолетовый Крезоловый красный Метиловый фиолетовый Тимоловый синий Тропеолин 00 Метиловый фиолетовый Бромфеноловый синий Метиловый оранжевый Бромкрезоловый синий Метиловый красный Лакмус (азолитмин) Бромкрезоловый пурпурный Бромтимоловый синий Феноловый красный Крезоловый красный Тимоловый синий Фенолфталеин Тимолфталеин Нильский голубой Диазофиолетовый Индигокармин (I) 0,13—0,5 (I) 0,2—1,8 (И) 1,0—1,5 (I) 1,2—2,8 1,3—3,2 (III) 2,0—3,0 3,0—4,6 3,1—4,0 3,8—5,4 4,2—6,2 5,0—8,0 5,2—6,8 6,0—7,6 6,8—8,4 (II) 7,0—8,8 (И) 8,0—9,6 8,2—10,0 9,3—10,5 10,1 — 11,1 10,1 — 12,0 11,6—14,0 Желтая — зеленая Красная — желтая Зеленая — синяя Красная — желтая Красная — желтая Синяя — фиолетовая Желтая — синяя Красная — оранжево-желтая Желтая — синяя Красная — желтая Красная — синяя Желтая — ярко-красная Желтая — синяя Желтая — красная Желтая — темно-красная Желтая — синяя Бесцветная — красная Бесцветная — синяя Синяя — красная Желтая — феолетовая Синяя — желтая 7. РАСТВОРИМОСТЬ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 7.1. Растворимость твердых веществ 7.1.1. ХОРОШО РАСТВОРИМЫЕ ВЕЩЕСТВА Растворимость веществ, являющихся твердыми при темпера- туре растворения, выражена через массовый коэффициент рас- 77
творимости k (в граммах безводного вещества на 100 г воды). Как правило, растворимость приведена в холодной (20 °C) и го- рячей воде (80 ° С), иная температура указана верхним индек- сом, причем значок * отвечает интервалу комнатной температу- ры (18—25° С). Прочерк отвечает полному разложению вещест- ва водой. Многоточие означает отсутствие данных. Качественную растворимость солей см. в разделе 7.1.3. Вещество k, 20 °C k, 80° C Вещество A, 20 °C k, 80° C AgF 172 21650 KF 94,93 150,1 AgNO3 227,9 635,3 K3[Fe(CN)6] 46,0 81,8 А1С13 45,9 48,6 K4Fe(CN)6] 28,0 67.0 A12(SO4), 36,4 73,1 KHCO3 33,3 68,370 В(ОН)з 4,87 23,54 K(HF2) 39,2 114 ВаС12 36,2 52,2 kh2po4 22,6 70,4 Ва(ОН)2 3,89 101,4 k2hpo4 159,8 267,563 BaS 7,86 49,91 KI 144,5 190,7 ВеС12 72,8 77,o30 KIO3 8,1 24.8 BeSO4 39,1 67,2 KMnO4 6,36 25*5 CaCN2 2,502S — KNCS 217 40867 СаС12 74,5 147,0 kno2 306,7 376 Са(С1О)2 33,325 — KNO3 31,6 168,8 Ca(NO3)2 129,3 358,7 KOH 112,4 162,5 ,CdCI2 113,4 140,4 K3PO4 98,5 178,5“ CdSO4 76,4 67,2 K2SO3 107,0 111,5 СоС12 52,9 97,6 k2so4 11,1 21,4 CoS04 36,3 49,3 K2S2O6(O2) 4,7 11,04° СгС13 34.925 — LiCl 84,525 112,3 Cr2(SO4)3 64*5 LiOH 12,8 15,3 CsCl 186,5 250 Li9SO4 34,7 31,975 CsOH 385,615 ЗОЗ30 MgCl2 54,8 65,8 CuCl2 72,7 96,1 MgSO4 35,1 54,8 CuSO4 20,5 55,5 MnCl2 73,9 112,7 FeCl2 68,5 90,7 MnSO4 62,9 45,6 FeCl3 Fe(NH4)2(SO4)2 91,9 26,4 5270 (NHACO3 nh4ci 10015 37,2 65,6 FeSO4 26,6 43,7 ’ n2h6ci 17925 Fe2(SO4)3 440* — nh4f 82,6 117,6 H2C2O4 9,52 84,5 nh4hco3 21,7 H2(PHO3) 69430 nh4hs 128,1° — H3PO4 548 nh4ncs 170 43170 H2SeO4 566,6 2753“ nh4no3 192,0 580,0 H6TeO6 HgCl2 K[Ag(CN)2] 50,053° 6,59 25 106,4 24,2 100 (NH3OH)C1 (NH4)2so4 Na9B4O7 8317 75,4 2,5 194100 94,1 24,3 KA1(SO4)2 5,9 71,0 2 4 I Na2CO3 NaCl 21,8 45,1 K[Au(CN)2] 14* 200 35,9 38,1 KBr KBrO3 KCN K2CO3 KC1 KC1O3 K2CrO4 K2Cr2O7 KCr(SO4)2 65,2 6,87 69,9 111,0 34,4 7,3 63,0 12,48 12,5125 94,6 34,28 99,8 139,2 51,1 37,6 75,1 73,01 NaClO NaClO2 NaClO3 NaClO4 NaHCO3 NaH2PO4 Na2HPO4 NaHSO4 53,4 6417 95,9 21125 9,59 85,2 7,66 28,6° 129,9“ 122“ 203,9’“ 300*5 20,2 207,3 92.4 50 00 78
Продолжение Вещество k 20 ° C A, 80 eC Вещество k 20 °C k, 80 °C NaNO2 82,9 135,6 NiSO4 38,4 66,7 NaNO3 87,6 149 Pb(NO3)2 52,2 107,4 NaOH 108,7 314 RbCl 91,1 127,2 Na(PH2O2) 832^ 554100 RbOH 17915 28247 Na2(PHO3) 419° SnCl2 269,815 — Na3PO4 14,525 68,0 SnSO4 18,819 — Na2S 18,6 49,2 SrCl2 53,1 93,1 Na2SO3 26,1 29,0 TINO3 9,55 111 Na2SO4 19,2 43,3 T1OH 34,318 126,190 Na2(SO3S) 70,1 229 ZnCl2 367 549 NiCl2 64,0 86,275 ZnSO4 54,1 67,2 7.1.2. МАЛОРАСТВОРИМЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИ НЕРАСТВОРИМЫЕ ВЕЩЕСТВА Растворимость веществ — солей и гидроксидов — выражена через произведение растворимости ПР при 25° С. Для пересчета значений ПР на растворимость L (моль/л) веществ мтАа исполь- зуются следующие формулы: А т:а = 1:1 Ь = ^ПР /п:а = 3:1 (1:3) Л = ^ПР/27 w:a = 2:l(l:2) . £ = д/ПР/4 /п:а = 3:2 (2:3) £=д/пр7108 Приведена также растворимость веществ, выраженная через массовый коэффициент растворимости k (в граммах безводного вещества на 100 г воды) при 25° С. Значения ПР и k, отмеченные значком *, отвечают интервалу комнатной температуры (18—25° С), иная температура для зна- чений указана верхним индексом. Для амфотерных гидроксидов приведено по два значения ПР и fe, отвечающих их растворимости в слабокислотной и сла- бощелочной средах (последняя обозначена буквой «щ.» рядом с формулой); соответствующие гетерогенные равновесия: Слабокислотная среда Слабощелочная среда м (ОН)2(Т) + 2Н2О ^[М (ОН)зГ + н3о+ М (ОН)3(т)4-2Н2О^[М (ОН)4]“ + н3о+ М(ОН)2(т)ч±М2+4-2ОН- М(ОН)3(Т)=^М3++ЗОН- См. также раздел 12, рубрики «fe», «А», «ПР». Качественную растворимость солей см. в разделе 7.1.3. 79
Вещество ПР, 25 °C k, 25 °C Вещество ПР, 25 °C k, 25 °C AgBr 5,0-10-13 1,3-Ю-5 Ga(OH)3 2,9-Ю-" 6,4-Ю-5 Ag2CO3 AgCl 8,7-10“12 3,6-ю-3 Ga(OH)3 щ. 4,1-Ю-36 7,5-Ю-9 1,8-IO-10 1,9-10-4 Hg2Cl2 1,5-Ю-18 3,4-Ю-8 Agl Ag3PO4 Ag2S Ag2SO4 A1(OH)3 AI(OH)3 щ. BaCO3 2,3-10-16 3,6-ю-7 Hgl2 2,8-10-29 8,7-Ю-9 1.8-10-'8 7,2-Ю-50 6,7-Ю-4 6,5-Ю-15 Hg2I2 HgS (черн.) 5,4-Ю-29 1,4-Ю-45 1,6-10-8 8,7- Ю-22 1,-2-Ю-6 3,7-10“15 5.7-Ю-32 4,9-Ю-9 O.7920; 1,30е0 4,7-Ю-7 5,3-Ю-8 1,4-Ю-3 K3[Co(NO2)6] KCIO4 Li2CO3 LiF —* — * * г-?* ’ —000 X* о Д- д» о । о о 1 * I 1 ы к> - 0,9'7; 1,5“ 1,68“; 13,4“ 1,27; 0,8575 0,2718; 0,13538 BaSO3 *8,0-Ю-7 0,019; 0,002* BaSO4 1,8-Ю-10 3,1-Ю-4 Li3PO4 3,2-Ю-9 0,038 Be(OH)2 6,6-Ю-21 3,5-Ю-10 MgCO3 7,9- Ю-6 0,18“ Be(OH)2 m. 8,0-Ю-22 2,5-Ю-7 Mg(OH)2 *6,0-Ю-10 *3,1-Ю-3 Bii3 *8,1 -Ю-19 *7,8-Ю-4 Mn(OH)2 2,3-Ю-13 3,4-Ю-4 Bi(OH)3 3,0-Ю-36 1,5-Ю-8 MnS(*nH2O) *2,5-Ю-10 *1,4-Ю-4 Bi2S3 8,9-Ю-105 3,1-Ю-20 Na3[AlF6] 7,8-Ю-14 4,9-Ю-3 CaCO3 4,4-Ю-9 6,6-Ю-4 Ni(OH)2 1,6-Ю-14 1,5-10-4 CaF2 4.0-10-11 1,7-Ю-3 NiS 9,3-Ю-22 2,8-Ю-10 CaHPO4 2,2-Ю-7 0,02; 0,11“ PbCl2 1,7-10-8 0,978я; 2,62“ Ca(H2PO4)2 *1,0-Ю-3 *1,17; 1,730 0,16О20; Pbl2 8,7-Ю-9 0,076; 0,3“ Ca(OH)2 6,3-Ю-6 Pb(OH)2 2,1-Ю-'4 3,5-10-6 0,092“ Pb(OH)2 щ. 5,5-10-16 1,2-Ю-4 Ca3(PO4)2 1,0-Ю-25 1,2-Ю-4 PbS 8,7- Ю-29 2,2-Ю-13 CaSO3 *3,2-Ю-7 *6,8-Ю-3 PbSO4 1,7-Ю-8 4,0-10-3 CaSO4 3,7-10-5 0,206“; Sb2S3 2,2-Ю-90 1,6-Ю-17 *2,2-10-14 0,102“ Sc(OH)3 8,7-Ю-28 7,2-Ю-7 Cd(OH)2 *2,6-Ю-4 Sn(OH)2 3,7-Ю-15 9,3-Ю-10 CdS 6,5-Ю-28 3,7-10-13 Sn(OH)2 щ. 5,5-Ю-27 1,7-10-8 Co(OH)2 1,6-Ю-15 6,8-Ю-4 SnS 3,0- Ю-28 2,6-10-13 CoS 1,8-Ю-20 1,2-Ю-9 SrCOq 5,3-Ю-10 3,4-10-4 Cr(OH)3 1,0-Ю-16 1,0-10-7 Sr(OH)2 *3,2-Ю-4 0,8120; 8,3“ Сг(ОН)з щ 1,1-Ю-30 1,5-Ю-7 SrSO4 2,1-Ю-7 0,01320; CuCl 2,2-Ю-7 4,7-Ю-3 0,01195 Cui 1,1-Ю-12 2,0-10-8 T12CO3 4,0-Ю-3 5,2318; Cu(OH)2 5,6-Ю-20 2,4-Ю-6 27,2100 CuS 1,4-Ю-36 1,1-Ю-'7 T1C1 1,9-Ю-4 0,331; 1,60“ Cu2S 2,3-Ю-48 1,3-Ю-15 TI2S *3,0-Ю-9 0,0220 Fe(OH)2 7,9-10-16 5,2-10-6 VO(OH) 7,1-Ю-23 2,6-Ю-7 FeS 3,4-Ю-17 5,1-10-8 Zn(OH)2 8,4-Ю-" 9,1-10-5 Fe(S2) 5,4 -Ю-27 8,8-Ю-13 Zn(OH)2 щ. 3,0- Ю-16 4,2-Ю-5 ZnS 7,9-Ю-24 2,7-10-“ 1 2 3 4 6 7 8 I 2 3 4 5 6 7 7.1.3. РАСТВОРИМОСТЬ, ОСАЖДЕНИЕ ’ И ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ г ПРИ КОМНАТНОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ 4 О Иои Вг“ сн3соо_ cof- С1~ F- 1“ №3“ РО*“ S2“ sof” 7 8 Ag+ н м н н Р* н Р н н м 1 2 А13+ *р + — *р м *р *Р н + *р 3 ; Ва2+ р р* н р м р Р н р* н 5 Ве2+ *р + [Н] *р *р* *р *Р н + *р Ъ Са2+ р р* н р н р Р н р* м 7 « 80
Ион Br~ CH3COO_ CO2- Cl- F“ r NOT poj~ S2- SO2- Cd2+ Со2+ Сг’+ Си2+ Fe2+ Fe3+ Hg2+ Hd+ к¥ Li+ Mg2+ Mn2+ NH,+ Na+ Ni2+ Pb2+ Sn2+ Sr2+ T]+ Zn2+ *P *P *P *P *P *P M H p p *p *p *p p *p M + p M *p *p* *p* + *p* *p* *p* M p* p* *p* *p* *p* p* *p* *p* + p* p* *p* |H] [H] [Hi Ы H p* p* M [H] *p* p* l«] [H] H M [H] *p *p *p *p *p *p *p H p p *p *p *p p *p M + p M p *p* •p* M *p* M H + M p* H M *p* *p* p* *p* M ♦p* H p* M *p *p H *p H H p p *p *p *p p *p M M p H *p *p *p *p *p *p *p + + p p *p *p *p p *p *p + p p *p H H H H H H H H p* M H H p* H H H H H H H H |H] H H H p* p* H H + p* H H H p* H H *p *p *p *p *p *p + H p p *p *p *p p *p H *p p M *p Обозначения: р —хорошо растворимая соль (>0,1 моль/л) м — малорастворимая соль (0,1—0,001 моль/л) н —практически нерастворимая соль (<0,001 моль/л) [н]—не осаждается из раствора вследствие необратимого гидролиза (вы- падает осадок основной соли, и выделяется углекислый газ, а для Cr2S3 — осадок Сг(ОН)3 и газ H2S) -|--полностью реагирует с водой ----не существует (соль не получена) *р — гидролизуется по катиону р* — гидролизуется по аниону 7.2. Растворимость газообразных и жидких веществ Приведена растворимость жидких веществ (отмечено рядом с формулой) и газов (остальные вещества). Растворимость выра- жена массовым коэффициентом растворимости k (в граммах ве- щества на 100 г воды), объемным коэффициентом растворимости v (в миллилитрах газа при давлении 1 атм на 100 г воды) и массо- вой долей w (для NH3). Температура указана верхним индексом при значении растворимости. Вещество Растворимость Ar BF3 Вг2(ж) CH4 C2H2 СН3СООН(Ж) v 5,24°; 3,36“; 2,4940; 2,08м; 1,81м k 33,2°; 32,2“ k 2,30°; 3,58“; 3,4540 v 5,56°; 3,31“; 2,3740; 1,95м; 1,77м; 1,70'°° v 173°; 131l0; 103“; 9325; 8430 Смешивается неограниченно 81
Продолжение Вещество Растворимость СО v 3,54°; 2,32м; 1,774°; 1,49м; 1,4380; 1,41100 со2 v 171,3°; 119,4'°: 87.820; 75,9м; 53,04°; 35,9м С$2(Ж k 0,179м; 0.014м С1о v 461°: 230 , 202м; 14440; 102м; 68м v 2,15°; 1.8220; 1,75м; 1.6440; 1,6М“'°° ы Н2 k 221,2°; 198,2м; 193,0й; 171,4м; 130'°° НВг v 61 200°; 58 200”; 53 300м; 46 900м; 34 500'“° k 82,3°; 72,020; 67.3м; 63,340; 56,1м НС1 v 50 700°; 44 200, 42 60025; 38 6004"; 33 900м HF Растворяется неограниченно HI k 234” HNO3(M) Смешивается неограниченно ^2^2 (ж) Смешивается неограниченно H2S k 0,3825 467°; 258,220; 1604°; 119м; 91,7м; 81'°° ^2$О4 (Ж| Смешивается неограниченно H2Se v 377*; 270м Н2Те v 100° Не v 0,978°; 0,861м; 1,010м Кг v 11,0°; 5,4м; 4,67м n2 J 2,35°; 1,54м; 1.1840; 1,02м; 0,96м; 0 95'°° NHq k 87,5°; 52,6м; 46,225; 22,9м; 15 4м- 7’4'°“ а>% 42,8°; 37,8”; 33,120; 23,440; 14,1м; 6,2м и 115 163°; 74 3O120; 35 660м; 26 208м NO v 7,38°; 4,71м; 3,514“; 2,95м; 2,70м; 2,63'°° n2o v 130,0°; 104,8s; 87,8”; 73,815; 62,9м; 54,4м Ne v 1,23°; 1,16м; 0,9874 О2 v 4,89°; 3,10м; 2,3 Г°; 1,95м; 1,76м; 1,72'°° Оз v 50,9°; 28,5м; 14,54°; 8,0м of2 v 6,8°; 40” РН3 v 2720 Rn v 51,0°; 22,4м; 13,0м SF6 v 1,47°; 0,5525 SO2 k 22,8°; 19,3s; 13,5IS; 11,3м; 4,5м v 79 790°; 56 650”; 39 370м; 18 77O40 Хе v 24,2°; 9,7м; 8,4м; 7,12м Воздух k 0,036°; 0,022м v 27,86°; 18,58м
8. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 2 Простые вещества 8.1. Сводная таблица классов веществ ЗСложные вещества
8.2. Дефиниции классов веществ Приведены дефиниции важнейших классов неорганических веществ с сохранением нумерации рубрик сводной таблицы (см. раздел 8.1). Номенклатуру неорганических веществ см. в разделе 9. 1. Неорганические вещества — соединения, образуемые все- ми химическими элементами (кроме большинства органических соединений углерода). По химическому составу делятся на про- стые и сложные вещества. 2. Простые вещества образованы атомами одного элемента. По химическим свойствам делятся на металлы, неметаллы, ам- фотерные простые вещества и благородные газы. 2.1. Металлы — простые вещества элементов с металличе- скими свойствами (низкая электроотрицательность), например Li, Na, К, Mg, Са, Ва. Обладают высокой восстановительной способностью по сравнению с типичными неметаллами. В электрохимическом ряду напряжений стоят значительно левее водорода. 2.2. Неметаллы — простые вещества элементов с неметалли- ческими свойствами (высокая электроотрицательность), напри- мер F2, О2, N2, Cl2, S, С. Обладают высокой окислительной спо- собностью по сравнению с типичными металлами. 2.3. Амфотерные простые вещества (амфигены) образованы элементами с амфотерными (двойственными) свойствами (электро- отрицательность промежуточная между металлами и неметал- лами), например Be, Al, Сг, Pb, Fe. Обладают более низкой вос- становительной способностью по сравнению с типичными метал- лами. В электрохимическом ряду напряжений примыкают слева к водороду или стоят за ним справа. 2.4. Благородные газы (аэрогены)—элементы VIIIA-rpyn- пы в свободном виде; Не, Ne и Аг химически пассивны, а Кг, Хе и Rn проявляют некоторые свойства неметаллов с высокой электроотрицательностью. 3. Сложные вещества образованы атомами разных элемен- тов. По составу и химическим свойствам делятся на оксиды, гид- роксиды, соли и бинарные соединения. 4. Оксиды — соединения элементов с кислородом (кроме со- единений фтора); не образуют соединений с кислородом только Не, Ne и Аг. Степень окисления кислорода в оксидах равна — 11. По составу и химическим свойствам делятся на основные, кислотные, амфотерные, двойные и несолеобразующие оксиды. 4.1. Основные оксиды — продукты полной дегидратации (ре- альной или условной) основных гидроксидов, например Li2O, Na2O, К2О, MgO, CaO, BaO. Сохраняют химические свойства основных гидроксидов (см. рубрику 5.1). 4.2. Кислотные оксиды — продукты полной дегидратации (реальной или условной) кислотных гидроксидов, например СО2, 84
SiO2, S02, SO3, P2O5. Сохраняют химические свойства кислотных гидроксидов (см. рубрику 5.2). Исключение: у оксида NO2 нет со- ответствующего кислотного гидроксида, но при взаимодействии со щелочами он образует две соли, например NaNO2 и NaNO3. 4.3. Амфотерные оксиды — продукты полной дегидратации (реальной или условной) амфотерных гидроксидов, например ВеО, ZnO, А12О3, Сг2О3, РЬО, Fe2O3. Сохраняют химические свой- ства амфотерных гидроксидов (см. рубрику 5.3). 4.4. Двойные оксиды образованы либо атомами одного амфо- терного элемента в разных степенях окисления, либо атомами двух разных (металлических, амфотерных) элементов, что и определяет их химические свойства, например (FenFe2 *)О4, (Pb''PbIV) О4, (MgAl2) О4, (CaTi) О3. 4.5. Несолеобразующие оксиды — оксиды неметаллов, не имеющие кислотных гидроксидов и не вступающие в реакции со- леобразования (отличие от основных, кислотных и амфотерных оксидов), например СО, NO, N2O, SiO, S2O. 5. Гидроксиды — соединения элементов с гидроксогруппами ОН- и (не всегда) кислородом О“и. В гидроксидах степень окис- ления элемента всегда положительная — от +1 до +VHI. Число гидроксогрупп от 1 до 6. По химическим свойствам делятся на основные, кислотные и амфотерные гидроксиды. 5.1. Основные гидроксиды (основания) образованы металли- ческими элементами, например LiOH, NaOH, КОН, Mg(OH)2, Са(ОН)2, Ва(ОН)2. Замещают свои гидроксогруппы на кислот- ные остатки (см. рубрику 5.2) по правилам валентности с обра- зованием солей, металлические элементы сохраняют свою сте- пень окисления в катионах солей (см. рубрику 6). При полной де- гидратации переходят в основные оксиды: 2LiOH = H2O + Li2O, Са(ОН)2 = Н2О + СаО. 5.2. Кислотные гидроксиды (кислоты) образованы неметал- лическими элементами. Примеры: Состав СО(ОН)2 NO2(OH) РО(ОН)3 РО2(ОН) SO2(OH)2 Химическая Н2СО3 HNO3 Н3РО4 НРО3 H2SO4 формула Состоят из водорода H+I и кислотных остатков СО3~, NO^~, РО4“, РО3“, SO4~. Исключение: оксиду SO2 в качестве кислотного гидро- ксида соответствует полигидрат SO2-ttH2O. Замещают (полно- стью или частично) водород на металлы по правилам валентно- сти с образованием солей, кислотные остатки — средние (СО3~) и кислые (НСОз’) — сохраняют свой состав и заряд в анионах солей (см. рубрику 6). При полной дегидратации переходят в кислотные оксиды: Н2СО3 = Н2О-|-СО2, H2SO4 = H2O + SO3. В от- личие от бескислородных кислот (см. рубрику 7.1) кислотные гид- роксиды называют кислородсодержащими кислотами или оксо- кислотами. 5.3. Амфотерные гидроксиды образованы амфотерными эле-
ментами, например Ве(ОН)2, Zn(OH)2, А1(0Н)3 и АЮ(ОН), Сг(ОН)3 и CrO(OH), Pb(OH)2, FeO(OH). Проявляют свойства основных и кислотных гидроксидов; образуют два вида солей, в которых амфотерный элемент входит в состав либо катионов со- лей, либо их анионов (см. рубрику 6). При полной дегидратации переходят в амфотерные оксиды: Zn(OH)2== H2O+ZnO; А1(ОН)з = Н2О + АЮ(ОН), 2А1О(ОН) = Н2О + А12О3. 6. Соли — соединения катионов металлических или амфотер- ных элементов с анионами (остатками) кислотных или амфотер- ных гидроксидов. Образуются при взаимодействии, с одной сто- роны, основных и амфотерных (в роли основных) гидроксидов и оксидов и, с другой,— кислотных и амфотерных (в роли кислот- ных) гидроксидов и оксидов (реакции солеобразования). Примеры: a) 2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O 2NaOH + SO3 = Na2SO4 + Н2О б) Na2O + H2SO4 = Na2SO4 + H2O N а2О 4- SO3 — Na2SO4 в) 2A1(OH)3 + 3H2SO4 = A12(SO4)3 + 6H2O 2A1 (ОН )3 + 3SO3 = A12(SO4)3 + 3H2O г) A12O3 + 3H2SO4-A12(SO4)3 + 3H2O 3SO3 = A12(SO4)3 д) NaOH + Al(OH)3 = NaAIO2 + 2H2O NaOH + Al(OH)3=-Na[Al(OH)4] Na2O + 2A1 (OH )3 = 2Na A1O2 + 3H2O e) 2NaOH +A12O3 —2NaAlO2-f-H2O 2NaOH + 3H2O + Al2O3-=2Na[Al(OH)4] N a2O + A12O3 = 2N a A1O2 (в расплаве) (в растворе) (в расплаве) (в растворе) В отличие от бескислородных солей (см. рубрику 7.2) называют- ся кислородсодержащими солями или оксосолями. Комплексные соединения, содержащие воду или гидроксид-ионы (аква- и гидроксокомплексы), также относятся к солям, например [Cu(H2O)4]SO4, K2[Zn(OH)4]. По составу катионов и анионов де- лятся на средние, кислые, основные и двойные соли. 6.1. Средние соли содержат средние кислотные остатки (без водорода), например К2СО3, Mg(NO3)2, Na2SO4, Са3(РО4)2. Обра- зуются при взаимодействии эквивалентных количеств гидрокси- дов, например Ca(OH)2+H2SO4== CaSO4| -f-2H2O. 6.2. Кислые соли содержат кислые кислотные остатки (с во- дородом), например КНСО3, NaHSO4, MgHPO4, Са(Н2РО4)2. Образуются при действии на основный гидроксид избытка кислотного гидроксида не менее чем с двумя атомами водо- рода в формульной единице, например Ca(OH)2 + 2H2SO4 = = Ca(HSO4)2 + 2H2O. 6.3. Основные соли содержат гидроксогруппы, например (FeOH)NO3, (CuOH)2CO3. Точнее формулы основных солей запи- сывают Fe(NO3)OH, Cu2CO3(OH)2 (гидроксогруппы рассматри- вают как отдельные анионы). Образуются при действии на кис- лотный гидроксид избытка основного гидроксида не менее 86
чем с двумя гидроксогруппами в формульной единице, например 2Са(ОН)2+ H2SO4 = Ca2SO4(OH)2 + 2H2O. 6.4. Двойные соли содержат два химически разных катиона, например CaMg(CO3)2, KA1(SO4)2, K2Mg(SO4)2. Иногда выде- ляют еще редкую группу смешанных солей с двумя разными анионами, например iNa3CO3(HCO3), Na2(IO3)NO3. 7. Бинарные соединения — вещества, не относящиеся ко всем предыдущим классам сложных веществ, например OF2, HF, КВг, H2S, A12S3, NH3, CaC2, SiH4, CaH2, Mg3N2, NH4C1, SC12O2, H2O2, Na2O2, ко2. Химические свойства разнообразны; часто раз- деляются по группам с одинаковым анионом (реальным или условным) — галогениды (OF2, HF, КВг, NH4C1), халькогениды (H2S, Na2S, As2S3), нитриды (NH3, Mg3N2), карбиды (CaC2), гидри- ды (CaH2, SiH4), пероксиды (H2O2, Na2O2), надпероксиды (КО2) и др., по группам ковалентных (OF2, HF, H2S, NH3, SiH4, SC12O2, H2O2) и ионных соединений (КВг, СаС2, СаН2, Mg3N2, NH4C1, Na2O2, КО2). Встречаются двойные бинарные соединения, на- пример KMgCl3 и (FeIIICuI)S2, и смешанные бинарные соединения, например Pb(Cl)F, SC12O2, AsOF3, Bi(Cl)O. Все так называемые комплексные соединения (кроме аква- и гидроксо- комплексов — см. рубрику 6) также относятся к этому клас- су сложных веществ, например [Cu(NH3)4]Cl2, K[Ag(CN)2], K4fFe(CN)6], Na3[AlF6], K2[SiF6], [Fe(CO)5]. Отдельно рассмат- риваются бескислородные кислоты и соли. 7.1. Бескислородные кислоты содержат подвижный водород H+I и поэтому проявляют некоторые химические свойства кислот- ных гидроксидов, например HF, НС1, НВг, HI, HCN, H2S. При замещении водорода на металл образуются бескислородные соли. 7.2. Бескислородные соли образованы катионами металличе- ских элементов или сложными катионами (NH^“) и анионами бес- кислородных кислот (см. рубрику 7.1), например AgF, КВг, Na2S, Ba(HS)2, NaCN, NH4CI. Проявляют некоторые химические свойства солей кислородсодержащих кислот (кислотных гидро- ксидов — см. рубрику 6). 7.3. Прочие бинарные соединения—см. рубрику 7. 9. НОМЕНКЛАТУРА НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 9.1. Современные химические формулы и названия Составление химических формул и названий неорганических веществ проводится в соответствии с номенклатурными правила- ми Международного союза теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), адаптированными к русскому химическому языку в 1983 г. 87
Химическая формула полностью отражает состав вещества. По формуле строится систематическое название веще- ства, оно также полностью отражает его состав. Для распро- страненных веществ применяются и другие названия — тради- ционные (отражающие состав не полностью) и специ- альные (совсем не отражающие состав). Эти названия обыч- но более короткие и поэтому более удобные в использовании. Однако расширять список подобных названий (путем состав- ления новых терминов и терминов по аналогии) ИЮПАК не рекомендует. 9.1.1. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ Символы химических элементов состоят обязательно из пер- вой буквы их латинского названия и (не всегда) какой-либо последующей буквы этого названия. Русские названия эле- ментов иногда не совпадают с латинскими названиями (см. раз- дел 1.5). Водород с природным изотопным составом обозначают сим- волом Н; изотопы водорода: ‘Н — протий, 2Н (или D) — дейте- рий, 3Н (Т) —тритий. Элементы условно подразделяют на металлы и неметаллы. К неметаллам относят 22 элемента: Не, Ne, Ar, Кг, Хе, Rn, F, Cl, Br, I, At, О, S, Se, Те, N, P, As, C, Si, B, H Остальные 88 элементов (из общего числа ПО) — металлы. По химическим свойствам различают металлические эле- менты (типичные металлы: Li, Na, К, Mg, Са, Ва и др.), не- металлические элементы (типичные неметаллы: F, CI, О, S, N, С и др.), амфотерные элементы (Be, Al, Zn, Cr, Sn, Pb, Fe и др.), благородные газы (Не, Ne, Аг, Кг, Хе, Rn). Элементы, у атомов которых последний по счету (отвечающий порядковому номеру) электрон заполняет s-подуровень, называ- ют секцией s-элементов; аналогично применяют названия секций р-, d- и /-элементов (^//-элементы часто называют переходными металлами). Применяются общие названия элементов в группах Периоди- ческой системы: актиноиды — от 89Ас до I03Lr (ШБ-группа) благородные газы — от 2Не до ^Rn (VIIIA-группа) галогены — от 9F до 85At (VIIA-rpynna) лантаноиды — от 57La до 71Lu (ШБ-группа) халькогены — от 8О до ^Ро (VIA-rpynna) щелочные элементы — от 3Li до 87Fr (1А-группа) щелочноземельные элементы — от 20Са до ^Ra (ПА-группа) семейство железа — 26Fe, 27Со, 28Ni (УШБ-группа) семейство платины — 44Ru, 45Kb, 46Pd, 76Os, 77Ir, 78Pt (УШБ-группа) 88
9.1.2. ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА Формула простого вещества записывается символом элемен- та с числом атомов (подстрочный индекс 1, 2, 3, ...; индекс 1 не ставится). Систематическое название простого вещества строит- ся из русского названия элемента и числовой приставки (1 — мо- но, 2 — ди, 3 — три, 4 — тетра, 5 — пента, 6 — гекса и т. д., нео- пределенное число п — поли; приставка «моно» обычно опуска- ется). Примеры: Хе — ксенон О — монокислород О2 — дикислород О3 — трикислород N2 — диазот Р4 — тетрафосфор Р„ — пол и фосфор S8 — октасера Sn — полисера Для распространенных простых веществ чаще используют традиционные и специальные названия: О — атомный кислород Рл — красный фосфор О2 — молекулярный кислород S8 — кристаллическая сера О3 — озон Sn — аморфная сера Р4 — белый фосфор Аллотропные модификации углерода называют алмаз, гра- фит, карбин и фуллерен. 9.1.3. СЛОЖНЫЕ ВЕЩЕСТВА В формуле сложного вещества на первом месте слева записывают обозначение электроположительной со- ставляющей (реальный или условный катион), за ним — обозначение электроотрицательной составляющей (реальный или условный анион). Примеры: Na2O, SF6, Са3(РО4)2, KA1(SO4)2, Cu2CO3(OH)2, FeO(OH). Систематические названия сложных веществ строятся по формуле справа налево и состоят из двух слов: первое слово (в именительном падеже) — название аниона, второе слово (в родительном падеже) — название катиона; названия одно- именных составляющих (двух анионов, двух катионов) пишутся через дефис. Для построения названий катионов (всегда) и названий анио- нов (как правило) используются корни (иногда усеченные) русских названий элементов. Названия простых (одноэлемен- тных) анионов оканчиваются на ид, названия сложных анио- нов — на ат: алюминий — алюминат, бериллий — бериллат; фосфор — фосфид или фосфат, хлор — хлорид или хлорат. По традиции и для благозвучия в названиях анионов приме- няются корни латинских названий некоторых элементов (приводится полный список): 89
Элемент Латинский корень Название аниона Элемент Латинский корень Название аниона Ag Серебро As Мышь- як Au Золото С Углерод Си Медь Fe Железо Н Водород Hg Ртуть Мп Марга- нец Аргент Арсен Аур Карб(он) Купр Ферр Гидр Меркур Манган Аргентат Арсенид, арсенат Аурат Карбид, карбонат Купрат Феррат Гидрид Меркурат Манганат N Азот Ni Никель О Кислород РЬ Свинец S Сера Sb Сурьма Si Кремний Sn Олово Нитр Никкол Оке Плюмб Сульф Стиб Силиц (или к) Станн Нитрид, нитрат Никколат Оксид Плюмбат Сульфид, сульфат Стибат Силицид, силикат Станнат Число анионов и катионов рекомендуется обозначать при- ставками (универсальный способ указания состава предпочтите- лен для соединений неметаллов) или степенями окисления [предпочтителен для катионов металлов, особенно если их несколько у данного элемента (при точно известном заряде анио- на, в редких случаях этот заряд также указывается)]. Примеры: СО — монооксид углерода СО2 — диоксид углерода SO2 — диоксид серы SO3 — триоксид серы N2O — оксид диазота N2O5 — пентаоксид диазота SC12O2 — диоксид-дихлорид серы Fe3C — карбид трижелеза Na2O — оксид натрия LiH — гидрид лития СаСО3—карбонат кальция FeCl2 — хлорид железа (II) FeCl3— хлорид железа (III) Fe(S2) — дисульфид (2—) железа (II) KAI(SO4)2 — сульфат алюми- ния-калия Для широкоизвестных сложных веществ, катионов и анионов ИЮПАК рекомендует специальные названия: ад- ^2 — — боран [точнее, диборан (6)] NH2“ — амид - ацетиленид . NH3 — аммиак CN- • — цианид NHi- — аммоний NO^ — нитрозил С№2- — цианамид НВг- - бромоводород NO^ — нитроил HCN — циановодород Ог — надпероксид О2 — пероксид НС1 - - хлороводород HF- фтороводород Of — озонид Н1 — иодоводород ОН” — гидроксид Н2О- - вода РН3 — фосфин н3о+ — оксоний SiH4 — силан H2S- - сероводород VO2+ — ванадил NCS- ' — тиоцианат UO2+ — уранил Гидроксиды металлов, содержащие одновременно анионы О2- и ОН-, называют с приставкой мета, например FeO(OH) — 90
метагидроксид железа, а катионы металлов с присоединенными к ним анионами ОН“ — с приставкой гидроксо, например FeOH2+ — катион гидроксожелеза (III). Для ограниченного числа распространенных оксокислот и кислотных остатков в оксосолях используются традиционные на- звания (прочерк означает, что кислота не существует): Кислота Кислотный остаток HAsO2 — метамышьяковистая H3AsO3 — ортомышьяковистая H3AsO4 — мышьяковая НВО2 — метаборная Н2СО3 — угольная НС1О — хлорноватистая НСЮ2 — хлористая НСЮ3 — хлорноватая НС1О4 — хлорная Н2СгО4 — хромовая Н2Сг2О7 — дихромовая H2GeO3 — германиевая НМпО4— марганцовая HNO2 — азотистая HNO3 — азотная Н(РН2О2) — фосфиновая Н2(РНО3) — фосфоновая НРО3 — метафосфорная Н3РО4 — ортофосфорная Н4Р2О7 — дифосфорная SO2’rtH2O — полигидрат SO2 H2SO4 — серная H2S2O7 — дисерная H2S4O6 — тетратионовая H2S2O6(O2) — пероксодисерная Н2 (SO3S) — тиосерная H2SiO3— метакремниевая H4SiO4 — ортокремниевая AsO^" — метаарсенит AsO3” — ортоарсенит AsO4” — арсенат ВО2“ — метаборат В4О2” — тетраборат ВЮ^" — висмутат COf” — карбонат НСО3“ — гидрокарбонат СЮ“ — гипохлорит СЮ<Г — хлорит С1О^* — хлорат СЮ4“ — перхлорат СгО4~ — хромат Сг2О7” — дихромат FeOf ” — феррат GeOf “ — германат МпО4~ — перманганат МпО2” — манганат NO2“ — нитрит NOf — нитрат РН2О2~ — фосфинат РНО3~ — фосфонат РО3- — метафосфат РО4^ — ортофосфат НРО2” — гидроортофосфат Н2РО4“ — дигидроортофосфат Р2О7“ — дифосфат SO3~ — сульфит HSO-f — гидросульфит SO2” — сульфат HSO4“ — гидросульфат S2O2” — дисульфат S4O|“ — тетратионат S2O6(O2)2” — пероксодисульфат SO3S2” — тиосульфат SiO|” — метасиликат SiO4” — ортосиликат VO<f — метаванадат VO4” — ортованадат 91
Традиционные названия анионов входят в названия соответ- ствующих солей. Примеры: NaBO2 — метаборат натрия Na2B4O7—тетраборат натрия Си2СО3(ОН)2 — дигидроксид-карбонат меди (II) Са(С1О)2 — гипохлорит кальция КСЮ3 — хлорат калия NH4NO3 — нитрат аммония Na3PO4 — ортофосфат натрия Na2HPO4 — гидроортофосфат натрия NaH2PO4 — дигидроортофосфат натрия BaSO4 — сульфат бария NaHSO4 — гидросульфат натрия Для редко встречающихся солей используются названия, по- строенные по типу комплексных соединений (см. раздел 9.1.4): NaA102 — диоксоалюминат (III) натрия K2ZnO2 — диоксоцинкат (II) калия Ва2ХеО6 — гексаоксоксенонат(VIII) бария 9.1.4. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ Формула комплекса — нейтрального (без внешней сферы) и заряженного положительно или отрицательно (катиона или ани- она)— всегда заключается в квадратные скобки (в отличие от формул обычных веществ, катионов и анионов). В состав форму- лы комплекса входят центральный атом М в некоторой степени окисления и определенное число п лигандов L (нейтральных или анионов): Формула м L Формула м L [Fe(CO)5] Fe° со [А1(ОН)4]- Al1" OH” [Co(NH3)3Cl3] Со"1 NH3, CI- [Ptci6|2- PtIV cr [А1(Н2О )6]3 + Al"1 Н2О [Fe(CN)6]4- Fe" CN” [Co(NH3)6]2+ Со" NH3 [Fe(CN)6]3~ Fe"1 CN“ [Co(NH3)6]3+ Со"1 NH3 [SiF6f- Si'v F” Названия анионных лигандов получают соединительную гласную о, например: F- — фторо ОН- — гидроксо С1“ — хлоро CN- — циано О2- — оксо Н“ — гидридо Названия нейтральных лигандов не изменяются (обычно это 92
органические вещества, например С2Н4 — этилен, С6Н6 — бен- зол, C5H5N — пиридин), кроме названий распространенных ве- ществ: Н2О — аква, NH3—аммин, СО — карбонил, NO — ни- трозил. Названия комплексов строятся по схеме n + L + M (т. е. справа налево по формуле). Названия нейтральных комплексов: [Co(NH3)3Cl3] — трихлоротриамминкобальт [Сг(С6Н6)2] — дибензолхром [Ni(CO)4] — тетракарбонилникель Названия катионных комплексов включают указание на степень окисления центрального атома (без отрыва от названия): [А1(Н2О)6]С13 — хлорид гексаакваалюминия (III) [Cu(NH3)4]SO4 — сульфат тетраамминмеди (II) Названия анионных комплексов включают суффикс ат и указание на степень окисления центрального атома (без отры- ва от названия): К[АиС14] — тетрахлороаурат (III) калия H2[PtCl6]— гексахлороплатинат (IV) водорода K4[Fe(CN)6] — гексацианоферрат (II) калия K3[Fe(CN)6] — гексацианоферрат (III) калия Li[A1HJ — тетрагидридоалюминат (III) лития Na[Al(OH)4] — тетрагидроксоалюминат (III) натрия H2[SiF6] — гексафторосиликат (IV) водорода 9Л.5. ГИДРАТЫ В формулах гидратов между формулами безводного вещест- ва и воды ставится соединительная (надстрочная) точка. Назва- ния гидратов складываются из группового слова «гидрат» с ука- занием числа молекул воды и названия безводного вещества. Примеры: NH3«H2O — гидрат аммиака СО2-Н2О — гидрат диоксида углерода AgF-2H2O— дигидрат фторида серебра (I) CuSO4-5H2O — пентагидрат сульфата меди (II) Na2CO3‘10H2O — декагидрат карбоната натрия KCr(SO4)2- 12Н2О — додекагидрат сульфата хрома (Ш)-калия С12*5,75Н2О — 5,75-гидрат дихлора CdSO4«2,67H2O — 2,67-гидрат сульфата кадмия (II) Hg2^ «/iH2O — полигидрат катиона ртути (II) SO2*ziH2O — полигидрат диоксида серы 93
9.2. Устаревшие формулы и названия В химической и научно-популярной литературе еще встреча- ются формулы и названия отдельных веществ и групп веществ, которые в настоящее время ИЮПАК считает устаревшими и не рекомендует к применению. 9.2,1. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА Представлены устаревшие формулы и (или) названия веществ, к которым даны современные термины. Прочерк в гра- фе «Современная номенклатура» означает, что такое вещество не получено (tie существует). Устаревшая номенклатура Современная номенклатура AlOf Метаалюминат АЮ3 Ортоалюминат НАЮ2 Метаалюминиевая кислота Н3А1О3 Ортоалюминиевая кислота Н3ВО3 Ортоборная кислота HCOjf Бикарбонат НС1 Хлористый водород, соляная кис- лота СгО2~ Хромит Сг2О|~ Бихромат HF Фтористый водород, плавиковая кис- лота FeCl2 Хлористое железо FeCl3 Хлорное железо FeO<f Феррит Fe3O4 Закись-окись железа HFeO2 Метажелезистая кислота Н + Водородный ион Н3О+ Ион гидроксония (гидрония) Hg2O Закись ртути Hg2$ Сернистая ртуть NH4OH Гидроокись аммония ОН- Гидроксил РН3 Фосфористый водород РО4~ Третичный фосфат НРО4~ Вторичный фосфат Н2РО4~ Первичный фосфат Р2Оу“ Пирофосфат РЬО2 Двуокись свинца РЬ3О4 Закись-окись свинца или РЬ2(РЬО4) Ортоплюмбат свинца SCN- Роданид SO2 Сернистый ангидрид SO3 Серный ангидрид S2O3“ Гипосульфит S2O2- Пиросульфат AlOf Диоксоалюминат (III) АЮ(ОН) Метагидроксид алюминия А1(ОН)3 Гидроксид алюминия В(ОН)3 Гидроксид бора НСО^" Гидрокарбонат НС1 Хлороводород СгО<Г Диоксохромат(III) Сг2О|~ Дихромат HF Фтороводород FeCl2 Хлорид железа (II) FeCl3 Хлорид железа (III) FeO^~ Диоксоферрат (III) (FeI,Fe2II)O4 Оксид дижелеза (III)- железа (II) FeO(OH) Метагидроксид железа Н+ Катион водорода Н3О + Катион оксония NH3-H2O Гидрат аммиака ОН- Гидроксид РН3 Фосфин РО4- Ортофосфат НРО4~ Гидроортофосфат Н2РО4~ Дигидроортофосфат Р2Оу“ Дифосфат РЬО2 Оксид свинца (IV) (РЬ^РЬ^О,^ Оксид свинца (1У)-ди- свинца (11) NCS- Тиоцианат SO2 Диоксид серы SO3 Триоксид серы SO3S2” Тиосульфат S2Oj“ Дисульфат 94
Продолжение Устаревшая номенклатура Современная номенклатура S2O?~ Персульфат HS" Бисульфид H2S Сернистый водород, сероводородная кислота HSO7 Бисульфит HSO4~ Бисульфат H2SO3 Сернистая кислота H2S2O3 Серноватистая кислота H2S2O7 Пиросерная кислота H2S2O8 Надсерная кислота SiH4 Кремнистый водород H2SiO3 Кремнёвая кислота ZnOf“ Цинкат H2ZnO2 Цинковая кислота $2Об(Ог)2"” Пероксодисульфат HS- Гидросульфид H2S Сероводород HSO-f Гидросульфит HSO7 Гидросульфат SO2-nH2O Полигидрат диоксида серы H2SO3S Тиосерная кислота H2S2O7 Дисерная кислота H2S2O6(O2) Пероксодисерная кислота SiH4 Силан H2SiO3 Метакремниевая кислота ZnO2“ Диоксоцинкат (II) Zn(OH)2 Гидроксид цинка (П) 9.2.2. ГРУППЫ ВЕЩЕСТВ Представлены устаревшие названия групп простых и слож- ных веществ и ионов, через тире указаны рекомендуемые совре- менные термины. Азотистокислый — нитрит Азотнокислый — нитрат Актинид — актиноид Бромистый — бромид Бромный — бромид Галоид — галоген Гидрат закиси—гидроксид Гидрат окиси—гидроксид Гидроокись — гидроксид Двуокись — оксид Двухромовокислый — дихромат Закись — оксид Йодистый — иодид Йодный — иодид Кремневодород — силан Кремнёвокислый — силикат Лантанид — лантаноид Марганцевокислый — перман- ганат Металлоид — неметалл Надкислота — пероксокислота Надперекись — надпероксид Окисел, окись — оксид Перекись — пероксид Сернистокислый — сульфит Сернистый — сульфид Сернокислый — сульфат Серный — сульфид Трехокись — оксид Углекислый — карбонат Углеродистый — карбид Фосфорнокислый — фосфат Фосфорнокислый двухзамещен- ный — гидроортофосфат Фосфорнокислый однозамещен- ный — дигидроортофосфат Фосфорнокислый трехзамещен- ный — ортофосфат Фтористый — фторид Фторный — фторид Хлористый — хлорид Хлорноватистокислый — гипо- хлорит Хлорноватокислый — хлорат Хлорнокислый — перхлорат Хлорный — хлорид Хромовокислый — хромат 95
9.3. Тривиальные названия Использование тривиальных (неноменклатурных, историче- ски сложившихся) названий неорганических веществ, их смесей, растворов и сплавов допускается (но необязательно рекоменду- ется) в научно-технической и популярной литературе, лаборатор- ной практике и в быту. Некоторые тривиальные названия час- тично совпадают с номенклатурными и минералогическими тер- минами (см. разделы 9.1, 9.4). 9.3.1. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА Азот иодистый I3N-/zNH3 Аланат (алюмогидрид) лития Li[AlH4] Алебастр CaSO4-0,5H2O Алюмогель А12О3’0,25Н2О Ангидрон Mg(ClO4)2 Антихлор Na2(SO3S)-5H2O Барит едкий Ва(ОН)2 Белила баритовые BaSO4 жемчужные Bi(NO3)O испанские Bi(NO3)O китайские ZnO титановые TiO2 цинковые ZnO Бикарбонат NaHCO3 Бланфикс BaSO4 Вода полутяжелая 1Н2НО (HDO) сверхтяжелая 3Н2О (Т2О) тяжелая 2Н2О (D2O) Газ болотный СН4 (метан) веселящий N2O инертный Не, Ne, Аг, Кг, Хе или Rn природный СН4 (метан) сернистый SO2 угарный СО углекислый СО2 Гипосульфит Na2(SO3S)-5H2O Гипс жжёный CaSO4-0,5H2O Глинозём А12О3 Зелень Веронезе Cu3(AsO4)2-4H2O Гинье Сг2О3-лН2О касселева ВаМпО4 Земля известковая СаО инфузорная SiO2 Золото муссивное SnS2 сусальное Au (фольга) Известь гашёная Са(ОН)2 едкая Са(ОН)2 жжёная СаО негашёная СаО Кали едкое КОН Камень оловянный SnO2 синий CuSO4-5H2O Карбид железа Fe3C кальция СаС2 Карборунд SiC Каустик NaOH Квасцы жжёные KA1(SO4)2 Кизельгур SiO2 Кремнезём SiO2 Крокус Fe2O3 Крон зеленый Сг2О3 свинцовый РЬСгО4 Купорос белый ZnSO4-7H2O зеленый FeSO4-7H2O синий CuSO4*5H2O Лазурь берлинская KFeI,1[FeI,(CN)6] 96
Лед сухой СО? (твердый) Магнезия жжёная MgO Масло оловянное SnCl4 (жидкий) сурьмяное SbCl3 (жидкий) Метабисульфит K2S2O5 Мышьяк белый As2O3 Натр Na2O едкий NaOH Песок SiO2 Порошок алгаротов Sb4Cl2O5 Поташ К2СО3 Преципитат СаНРО4-2Н2О Ртуть гремучая Hg(CNO)2-0,5H2O Сажа С (графит, дисперсный) Сахар свинцовый РЬ(СН3СОО)2.ЗН2О Селитра индийская KNO3 норвежская Ca(NO3)2-4H2O чилийская NaNO3 Силикагель SiO2*nH2O Синь тенарова (СоиА12)04 турнбуллева КРе1и[Реи(СП)6] Сода двууглекислая NaHCO3 кальцинированная Na2CO3 каустическая NaOH питьевая NaHCO3 стиральная Na2CO3 Соль английская MgSO4*7H2O бертоллетова КС1О3 Бульриха NaHCO3 глауберова Na2SO4-10H2O Гмелина K3[Fe(CN)6] горькая MgSO4-7H2O Джонсона К[1(1)2]-Н2О желтая кровяная K4[Fe(CN)6].3H2O золотая Na[AuCl4]-2H2O красная кровяная K3[Fe(CN)6] Мора Fe(NH4)2(SO4)2-6H2O морская NaCl оловянная [Sn(H2O)Cl2]-H2O пищевая NaCl поваренная NaCl Фишера K3[Co(N02)6] Станиоль Sn (фольга) Сулема HgCl2 Сульфат Na2SO4 Сульфит Na2SO3 Суперфосфат двойной Са(Н2РО4)2-Н2О Феррицианид K3[Fe(CN)6] Ферроцен [Fe(C5H5)2] Ферроцианид K4[Fe(CN)J-3H2O Фиксаж Na2SO3S-5H2O Фосген СС12О Хромпик К2Сг2О7 Цвет серный S (порошок) Цементит Fe3C Чернь платиновая Pt (дисперс- ная) Элементы редкоземельные Y, La—Lu (иногда Sc) 9.3.2. СМЕСИ, РАСТВОРЫ Алунд — огнеупорный химически стойкий материал на осно- ве А12О3 Аммофос — смесь NH4H2PO4 и (NH4)2HPO4 (минеральное удоб- рение) Белила свинцовые — смесь РЬСО3 и РЬ(ОН)2 Вода аммиачная—25%-ный водный раствор NH3 баритовая — насыщенный водный раствор Ва(ОН)2 бромная — насыщенный водный раствор Вг2 (содержит НВг, НВгО) 4 Р. А. Лидин 97
гипсовая — насыщенный водный раствор CaSO4 жавелевая — водный раствор КОН, насыщенный хлором С12 (содержит КС1, КСЮ) известковая — насыщенный водный раствор Са(ОН)2 иодная — раствор 12 в водном растворе KI (содержит K[I(I)2]) лабарракова — водный раствор NaOH, насыщенный хлором С12 (содержит NaCl, NaClO) сероводородная — насыщенный водный раствор H2S хлорная — насыщенный водный раствор С12 (содержит HCI, НС1О) Водка царская — смесь концентрированных HNO3 и НС1 (1:3 по объему) Газ водяной — смесь СО и Н2 генераторный — смесь СО, N2, СО2 гремучий — смесь Н2 и О2 (2:1 по объему) Глина белая — см. Каолин Жидкость бордосская — раствор CuSO4 в известковом молоке Извёстка — смесь Са(ОН)2, SiO2, Н2О Известь белильная — смесь Са(С1О)2, СаС12, Са(ОН)2» Н2О натронная — смесь CaO, Са(ОН)2, NaOH хлорная — смесь Са(С1О)2, СаС12, Са(ОН)2, Н2О Камень адский — см. Ляпис Каолин — смесь каолинита Al4(Si4Ol0)(OH)8 и SiO2 Кислота дымящая серная — см. Олеум плавиковая — концентрированный (40%-ный) водный раст- вор HF сероводородная — водный раствор H2S синильная — водный раствор HCN соляная — концентрированный (35—36%-ный) водный рас- твор НС1 фтороводородная — разбавленный водный раствор HF хлороводородная — разбавленный водный раствор НС1 Литопон — осажденная смесь BaSO4 и ZnS Ляпис — плавленая смесь AgNO3 и KNO3 Масло купоросное — техническая концентрированная серная кислота H2SO4 Мел — спёк осажденного СаСО3 (с примесями) Молоко известковое - суспензия Са(ОН)2 в известковой воде Наждак — смесь А12О3 и (FeIlFe2u)O4 Олеум — раствор SO3 в безводной H2SO4 (содержит H2S2O7) Охра — смесь Fe2O3, А12О3, SiO2 Пергидроль — 30%-ный водный раствор Н2О2 Реактив Несслера — щелочной раствор K2[HgI4] Смесь хромовая — раствор К»Сг2О7 или СгО3 в 60%-ной H2SO4 Спирт нашатырный — 3—10%-ный водный раствор NH3 98
Стекло жидкое — щелочной водный раствор Na2SiO3 и K2SiO3 растворимое — смесь Na2SiO3, K2SiO3, SiO2 Суперфосфат простойсмесь Са(Н2РО4)2-Н2О и CaSO4 Термит — смесь порошков А1 и (FenFe2 )О4 Углекислота — насыщенный водный раствор СО2 Щёлок калийный — водный раствор КОН натровый — водный раствор NaOH 9.3.3. СПЛАВЫ Элементный состав выражен массовой долей (%). Алюмель — А1 1,8—2,5; Мп 1,8—2,2; Si 0,85—2,0; остальное Ni Амальгама — Hg с металлами IA-, ПА-, 1Б-, ПБ-групп Баббит оловянный — Sn 82—84; Sb 10—12; Си 6 свинцовый — РЬ 80—82;%Sb 16—18; Си 2 Бронза — на основе Си и Sn, содержит Al, Be, Pb, Сг, Si Дюраль (дюралюмин) — на основе А1, содержит Си, Mg, Мп Инвар — Fe 63; Ni 36; Мп 0,5; С 0,5 Константан — Си 60; Ni 40 Латунь — на основе Си и Zn (до 50), содержит Al, Fe, Мп, Ni, Pb Манганин — Си 83; Мп 13; Ni 4 Мельхиор — на основе Си и Ni (5—30), содержит Fe, Мп Монель-металл — на основе Ni и Си (27—29), содержит Fe, Мп Нейзильбер — Ni 5—35; Zn 13—45; остальное Си Нержавеющая сталь хромоникелевая — Сг 18; Ni 9; остальное сталь хромистая — Сг 13—27; остальное сталь Никелин — на основе Си и Ni (25—35), содержит Мп, Fe, Zn Нихром — Ni 65—80; Сг 15, содержит Si, Al Победит —WC 90; Со 10 Платинородий — Pt 90; Rh 10 Припой — Sn 30—70; остальное Pb Сплав Вуда —Bi 50; Pb 25; Sn 12,5; Cd 12,5 типографский — Pb 84; Sb 11 —12; Sn 4—5 Сталь — на основе Fe; С 0,02—2,06 Томпак — латунь с содержанием Zn 3—12 Ферромарганец — Мп 70; S 6—7; Si 2; Р 0,35; S 0,03; осталь- ное Fe Феррохром — Сг 60—85; остальное Fe Хромель — Сг 9—10; Со 1; остальное Ni Чугун — на основе Fe; С>2,06 (обычно 3,0—4,5), содержит Мп, Si, S, Р 99
9.4. Минералогические названия Приведены названия и состав распространенных минералов и указано их применение в различных отраслях промышленно- сти. Минералогические названия используются в химической ли- тературе как для обозначения природных веществ (минералов), так и химических реактивов (что не рекомендуется, но весьма распространено). Агат1—халцедон (полосчатый) Аквамарин* — берилл (голубо- вато-зеленый, примесь Fe ) Алебастр2 — гипс (мелкозерни- стый) Александрит — хризоберилл (зе- леный при дневном и красный при искусственном освещении, примесь Сгш) Алмаз1 — С (куб.) Аметист1 — кварц (фиолето- вый, с примесями) Ангидрит2,3 — CaSO4 Англезит6 — PbSO4 Андалузит4 — Al2(SiO4)O (ромб.) Антимонит — см. Стибнит Апатит3 — Са5(РО4)3(С1, ОН, F) Аргентит6 — Ag2S (ромб.) Аргиродит6 — (Ag8GeIV)S6 Асбест24 — Mg6Si4On(OH)6.H2O Аурипигмент5^ — As2S3 Барит5 — BaSO4 Бассанит2 — CaSO4-0,5H2O Берилл6 — (Be3Al2)Si6O18 Бирюза1 — СиА1б(РО4)4(ОН)8Х X 5Н2О Боксит4,6 — А12О3*пН2О (горная порода) Брусит4^— Mg(OH)2 Бура4'6 — Na2B4Or 10Н2О Витерит6 — ВаСО3 Вюрцит6 — ZnS (гекс.) Гадолинит6 — Be2Y2Fe11(SiO4)2O2 Галенит6 — PbS Галит6 — NaCl Галмей благородный6 — ZnCO3 Гаусманит6— (Мп1,Мп2,1)О4 Гелиотроп1 — халцедон (с крас- ными вкраплениями) Гематит4 6—Fe2O3 Герцинит4 — (FeAl2)O4 Гётит6 —FeO(OH) Гиацинт1 — циркон (красный, с примесями) Гидромагнезит6 — Mg5(CO3)4(OH)2.4H2O Гипс2,3 — CaSO4-2H2O Глёт6—РЬО (красн., тетр.) Глина2 — продукт выветрива- ния силикатных пород и мине- ралов (см. Каолинит) Графит6 — С (гекс.) Доломит2 — CaMg(CO3)2 Железняк бурый6 — Fe2O3- мН2О (гор- ная порода) красный4-6 — Fe2O3 магнитный6 — (Fe1IFe2II)O4 Известняк2,3’5 — кальцит и гли- на (горная порода) Изумруд1 — берилл (зеленый, примесь Сг111) Каломель6 — Hg2Cl2 Кальцит2,3,6 — СаСО3 (триг.) Каолинит4,5 — Al4(Si4O10)(OH)8 Карналлит6— KMgCl3-6H2O Касситерит6 — SnO2 Кварц2,4’6 — SiO2 (триг.) прозрачный — см. Хрусталь горный Квасцы алюмокалиевые — KA1(SO4)2- 12Н2О хромокалиевые — KCr(SO4)2-12H2O 100
Кианит4’5 — AySiOJO (трикл.) Киноварь6— HgS (красн., триг.) Колчедан железный6 — Fe(S2) красный6 — NiAs магнитный6 — FeS медный6 — (Fe1IICuI)S2 серный6 — Fe(S2) Корунд4 — А12О3 Кремень — халцедон (примесь оксидов Са, Al, Mg, Fe) Криолит6 — Na3[AlF6] Крокоит5,6 — РЬСгО4 Купорос железный6 — FeSO4-7H2O медный6 — CuSO4-5H2O свинцовый6 — PbSO4 Купферникель6— NiAs Лимонит6 — Fe2O3 • пН2О Магнезит4 — MgCOo Магнетит6 — (FeriFe2 )О4 Малахит1 — Си2СО3(ОН)2 Массикот6 — РЬО (желт., ромб.) Мелантерит6— FeSO4-7H2O Метациннабарит6 — HgS (черн., куб.) Мирабилит6 — Na2SO4- ЮН2О Молибденит6 — MoS2 Мрамор1,2 — кальцит и сили- катные примеси (горная по- рода) Натрон6 — Na2CO2- ЮН2О Нашатырь6— NH4C1 Никелин6 — NiAs Нитратин3,6 — NaNO3 (примесь NaIO3) Нитробарит6 — Ba(NO3)2 Нитрокальцит6 — Ca(NO3)2X Х4Н2О Нитромагнезит6 — Mg(NO3)2»6H2O Обманка цинковая6 — ZnS (куб.) Оникс1 — халцедон (чередова- ние белых, коричневых и чер- ных’ полос) Опал1 — SiO2-nH2O Песок кварцевый6 — кварц (рос- сыпь) Петалит6— LiAl(Si4O10) Пикромерит6 — K2Mg(SO4)2-6H2O Пирит6 — Fe(S2) Пиролюзит6 — МпО2 Пирротин6 — FeS Реальгар5,6 — As4S4 Рубин1 — корунд (красный, при- месь €г1П) Рутил1,4-6—‘TiO2 (Р-тетр.) Самарскит6 — (Са, Fen)3Ce2(Ta, Nb)6O21 Сапфир1 — корунд (синий, при- месь Ti111) Селитра аммонийная6 — NH4NO3 баритовая6 — Ba(NO3)2 известковая6 — Ca(NO3)2X Х4Н2О калийная6 — KNO3 магнезиевая6 — Mg(NO3)2.6H2O натронная3, — NaNO3 (при- месь NaIO3) Сидерит6 — FeCO3 Сильвин6 — КО Смитсонит6 — ZnCO3 Сода (кристаллическая)6 — Na2CO3-10H2O Соль каменная6—NaCl Стибнит6 — Sb2S3 Стронцианит6 — SrCO3 Сурик (свинцовый)5, 6 — (РЬ‘'РЬк)О4 Сфалерит6 — ZnS (куб.) Тинкал4,6 — Na2B4O7- ЮН2О Топаз1 — кианит (примесь Н2О, F") Торит6 — ThSiO4 Трона6 — Na3CO3(HCO3)-2H2O Флюорит6 — CaF2 Фосфорит3, 6 — Са5(РО4)3ОН (составная часть апатита) 101
Халцедон1 — кварц (тонково- локнистый) Халькантит6 — CuSO4-5H2O Халькопирит6 — (Fe1HCuI)S2 Хлораргирит6 — AgCl Хризоберилл1 — (ВеА12)О4 Хромит4’6 — (Cr2uFen)O4 Хрусталь горный1 — SiO2 (про- зрачный кварц) Церуссит6 — РЬСО3 Циркон6 — ZrSiO4 • Шёнит6 — K2Mg(SO4)2.6H2O Шпат горький бурый2 — CaMg(CO3)2 горький тальковый4 — MgCO3 железный6 — FeCO3 известковый2,3’6 — СаСО3 (гекс.) исландский2’3’6 — СаСО3 (гекс.) плавиковый6 — CaF2 тяжелый5 — BaSO4 Шпинель благородная1 — (MgAl2)O4 железистая4 — (FeAl2)O4 свинцовая5’6 — (Po2IPbIV)O4 Эпсомит6 — MgSO4-7H2O Яшма1 — халцедон (красный, с примесями) 10. СВОЙСТВА И ПОЛУЧЕНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ Представлены физико-химические свойства и получение важ- нейших классов неорганических веществ на основе элементов с металлическими свойствами — натрия, калия, кальция, алюми- ния и железа (см. раздел. 10.1) и элементов с неметаллическими свойствами — водорода, хлора, кислорода, серы, азота, фосфора, углерода и кремния (см. раздел. 10.2). Каждому элементу отвечает свой подраздел (10.1.1 — натрию, 10.1.2 — калию и т. д.), внутри которого выделены следующие сведения: общая характеристика элемента; физические свойства и получение важнейших веществ данно- го элемента; химические свойства этих веществ. Физические свойства, приведенные в таблицах,— это относи- тельная молекулярная масса вещества Мг (в атомных единицах массы), температура фазовых переходов — плавления, кипения, возгонки или температура разложения, плотность для агрегатно- го состояния при комнатной температуре (в графе «Вещество» рядом с химической формулой указано жидкое или газообразное 1—Драгоценный, полудрагоценный или поделочный камень. 2 — Сырье в технологии строительных материалов. 3—Сырье в технологии минеральных удобрений. 4 — Сырье в технологии огнеупорных и химически стойких материалов. 5—Сырье в технологии минеральных пигментов. 6 — Сырье в химической технологии и металлургии. 102
состояние, остальные вещества твердые). Плотность твердых ве- ществ выражена в г/см3, жидкостей — в г/мл (в верхнем индек- се— температура), газов — в г/л (при н. у.). Химические свойства приведены в виде рубрик, пронумеро- ванных насквозь через все подразделы (от номера 1 для рубрики вещества Na в подразделе 10.1.1 до номера 100 для рубрики ве- щества SiCl4 в подразделе 10.2.8). Таблица физических свойств также содержит эти номера (в левой графе) и является своеоб- разным оглавлением каждого подраздела. Внутри каждой рубрики приводится краткое описание веще- ства — его химический класс, внешний вид, строение, отношение к нагреванию, воздуху и влаге, наличие или отсутствие взаимо- действия с водой, кислотами, щелочами и другими химическими реактивами, качественные реакции на вещество, его применение в промышленности и лабораторной практике, условия хранения, степень ядовитости и другие сведения. Далее следует набор уравнений химических реакций, в кото- рые вступает данное вещество. Приведены уравнения реакций с распространенными химическими реактивами (вода, кислоты, щелочи, кислород, водород и .др.), способы получения других ве- ществ из вещества рубрики. Для промышленно важных веществ перечислены этапы их многотоннажного химического производ- ства. После таблицы физических свойств подраздела указаны но- мера рубрик тех веществ, которые также имеют отношение к элементу данного подраздела, но находятся в других местах; например, в подразделе 10.1.4 «Алюминий» после таблицы ука- зано: «См. также 23 — KA1(SO4)2» (т. е. для полноты характери- стики алюминия следует принять во внимание рубрику под но- мером 23 в подразделе 10.1.2 «Калий»). Набор уравнений реакций каждой рубрики пронумерован (в каждой рубрике заново), нередко под одним номером приводится несколько уравнений логически связанных реакций. Номера руб- рик и уравнений реакций используются при указании на спосо- бы получения веществ в таблицах физических свойств, при пере- крестных ссылках, а также в разделах 10.3 («Качественные ре- акции веществ») и 10.4 («Формульный указатель»). Например, в таблице физических свойств подраздела 10.1.1 для получения вещества под номером 1 (Na) указано «412, 55, 135,6», следователь- но, уравнения реакций получения натрия следует найти в рубри- ке 4 (NaOH) и уравнении реакции этой рубрики под номером 12 (электролиз расплава NaOH); аналогично расшифровывают- ся и другие указания (55, 135,6). Уравнения реакций записаны в соответствии с правилами, данными в разделе 4.1. Нередко приведены некоторые дополни- тельные данные (особенно часто для редких и малоизвестных ве- ществ)— химическое название, цвет, растворимость, перевод ма- лорастворимых веществ в раствор (такие уравнения реакций за- 103
ключены в некруглые скобки). Название обычно дается группо- вое (т. е. название аниона); например, в строке I3 указано «... = 2NaH (гидрид)», что следует читать:NaH — гидрид на- трия. Для уравнений реакций в растворе, протекающих при комнатной температуре, особое указание на это отсутствует. Для уравнений реакций в виде схем над стрелкой указан второй реа- гент прямой реакции, а под стрелкой — побочный продукт пря- мой реакции [формуле предшествует знак «минус» (—)]. В таблицах физических свойств и в уравнениях реакций ис- пользованы следующие сокращения и обозначения: аморф. — аморфный атм. — атмосфера проведения реакции безводн. — безводный бел.— белый (для твердых ве- ществ) бур.— бурый бц.— бесцветный (для газов, жидкостей, растворов) вак.— в вакууме влажн.— влажный (г) — газообразный реагент гол.— голубой гор.— горячий раствор дымящ.— дымящий (ж) — жидкий реагент желт.— желтый зел.— зеленый изб.— реагент в избытке кат.— катализатор кип.— температура кипения (в таблицах), при кипячении рас- твора (в уравнениях реакций) комн.— комнатная температу- ра конц.— концентрированный раст- вор кор.— коричневый красн.— красный насыщ.— насыщенный раствор нед.— реагент в недостатке оранж.— оранжевый ос. чист.— особо чистый про- дукт оч. разб.— очень разбавлен- ный пл.— температура плавления (₽) — раствор вещества разб.— разбавленный разл.— температура разложе- ния св.— светлый сер.— серый син.— синий (т) — твердый реагент т.— темный телесн.— телесный (светло-ро- зовый) фиол.— фиолетовый хол.— холодный раствор черн.— черный чист.— химически чистый про- дукт р — под избыточным давлением pH — водородный показатель раствора А//° — энтальпийный (тепло- вой) эффект реакции т — промежуток времени, мед- ленное протекание реакции > — больше, выше С — меньше, ниже | — выделение газа из раствора | — выпадение осадка из рас- твора 104
10.1. Металлы и их соединения Элементы с металлическими свойствами занимают левый ни- жний угол Периодической системы (в А-группах). Группа IA ИА IIIA IVA VA VIA 2-й период 3-й период 4-й период Li Na К Be Mg Ca Al Ga Ge 5-й период Rb Sr In Sn Sb 6-й период 7-й период Cs Fr Ba Ra T1 Pb Bi Po Металлами являются также все элементы, расположенные в Б-группах (от ШБ-группы до ПБ-группы). Типичными металлами являются s-элементы (элементы IA-группы от Li до Fr, элементы IIA-группы от Mg до Ra). Об- щая электронная формула их атомов ns1-2 (см. разделы 2.1, 2.2), для них характерны степени окисления + 1 и +11 соответствен- но (см. раздел 1.2). Небольшое число электронов (1—2) на внешнем энергетиче- ском уровне атомов типичных металлов предполагает легкую по- терю этих электронов и проявление сильных восстановительных свойств, что отражают низкие значения энергии ионизации и электроотрицательности (см. раздел 2.3). Отсюда вытекает огра- ниченность химических свойств и способов получения типичных металлов. Характерной особенностью типичных металлов является стремление их атомов образовывать катионы и ионные химиче- ские связи с атомами неметаллов, что передается почти полным отсутствием у них сродства к электрону (см. раздел 2.3). Соеди- нения типичных металлов с неметаллами — это ионные кристал- лы катион металла — анион неметалла, например К+Вг~, Са2+О2"“. Катионы типичных металлов входят также в состав сое- динений со сложными анионами — гидроксидов и солей, напри- мер Ве2+(ОН-)2, (Li + )2CO2-. Металлы A-групп, образующие диагональ амфотерности в Периодической системе, Be-Al-Ge-Sb-Po, а также примыкающие к ним металлы не проявляют типично металлических свойств. Общая электронная формула их атомов ns2np^~* преполагает большее разнообразие степеней окисления (см. раздел 1.2), боль- шую способность удерживать собственные электроны (см. разде- лы 2.1—2.3), постепенное понижение их восстановительной спо- собности и появление окислительной способности, особенно в вы- соких степенях окисления (характерные примеры — соединения Т11И, PbIV, Biv, см. разделы 5.1—5.3). Подобное химическое поведе- ние характерно и для большинства d-элементов, т. е. элементов 105
Б-групп Периодической системы (типичные примеры — амфотер- ные элементы Сг и Zn). Это проявление двойственности (амфотерности) свойств, од- новременно металлических (основных) и неметаллических (кис- лотных— подробнее см. разделы 8.1, 8.2), обусловлено характе- ром химической связи. В твердом состоянии соединения нетипич- ных металлов с неметаллами содержат преимущественно кова- лентные связи (но менее прочные, чем связи между неметалла- ми). В растворе эти связи легко разрываются, а соединения диссоциируют на ионы (полностью или частично). Например, ме- талл галлий состоит из молекул Ga2, в твердом состоянии хлори- ды алюминия и ртути (II) А1С13 и HgCl2 содержат сильно кова- лентные связи, но в растворе А1С13 диссоциирует почти полно- стью, a HgCl2— в очень малой степени (да и то на ионы HgCl+ и СГ). В свободном виде все металлы — твердые вещества, кроме одного — ртути Hg, которая при обычных условиях — жидкость. В кристаллах металлов преобладает особый вид связи (металли- ческая связь); валентные электроны слабо связаны с конкрет- ным атомом в решетке, и внутри металла существует так назы- ваемый электронный газ. Все металлы обладают высокой элект- ропроводимостью (наибольшая у Ag, Си, Au, Al, Mg) и теплопро- водностью. Встречаются низкоплавкие металлы (цезий Cs с тем- пературой плавления 28,7 °C плавится от тепла руки) и, наобо- рот, весьма тугоплавкие (вольфрам W плавится лишь при 3387 °C). Отличительным свойством металлов служит их пластич- ность (ковкость), вследствие чего они могут быть прокатаны в тонкие листы — фольгу (Sn, Al, Au), однако встречаются и очень хрупкие металлы (Zn, Sb, Bi). В промышленности часто используют не чистые металлы, а их смеси — сплавы, в которых полезные свойства одного метал- ла дополняются полезными свойствами другого (примеры спла- вов см. в подразделе 9.3.3). Так, медь обладает невысокой твер- достью и малопригодна для изготовления деталей машин, спла- вы же меди с цинком (латунь) являются уже достаточно тверды- ми и широко используются в машиностроении. Алюминий обла- дает высокой пластичностью и достаточной легкостью (малой плотностью), но слишком мягок. На его основе готовят сплав с магнием, медью и марганцем — дюралюмин (дюраль), который, не теряя полезных свойств алюминия, приобретает высокую твердость и становится пригодным в авиастроении. В природе иногда встречаются самородные металлы (харак- терные примеры — Ag, Au, Pt, Hg), но чаще металлы находятся в связанном виде (металлические руды). По распространенности в земной коре металлы различны: от наиболее распространен- ных — Al, Na, Са, Fe, Mg, К, Ti до самых редких — Bi, In, Ag, Au, Pt, Re (см. раздел 1.3). 106
10.1.1. НАТРИЙ Общая характеристика элемента Элемент 3-го периода и IA-группы Периодической системы, порядковый номер 11, относится к щелочным металлам. Элект- ронная формула атома [10Ne]3s\ характерная степень окисления 4- L Имеет низкую электроотрицательность. Проявляет метал- лические (основные) свойства. Большинство солей натрия хоро- шо растворимы в воде. Натрий, катион натрия и его соединения окрашивают пламя газовой горелки в ярко-желтый цвет (каче- ственное обнаружение). В природе пятый по химической распространенности элемент в земной коре (второй среде металлов), находится только в виде соединений. Входит в состав многих минералов, горных пород, соляных пластов. Наиболее распространенный металл в природ- ных водах: 1 л морской воды содержит 10,6 г ионов Na+, что зна- чительно превышает содержание ионов К+. Ионы натрия плохо адсорбируются почвой и легко вымываются из разрушающихся минералов в природные воды. Жизненно важный элемент для всех организмов. Ионы Na+ содержатся в плазме крови и лимфе, всегда находятся (в отли- чие от ионов К+) вне клеток. Физические свойства и получение № Вещество а.е.м. Фазовые переходы Плот- ность Получение 1 Na 22,990 пл. 97,83 °C, кип. 886 °C 0,97 412. 56, 136'7 2 Na2O 61,98 пл. 1132 °С(р) 2,36 З1-7, 5‘ 3 Na2O2 77,98 пл. 596 °С(р) 2,60 I4, 25, 723 4 NaOH 40,00 пл. 321 °C, кип. 1390° С 2,13 ьо кэ ч. w 5 Na2CO3 105,99 пл. 851 °C 2,54 24 45, 510 6 NaHCO3 84,01 разл. >250 °C 2,24 4“ 54-9, 135 7 Na3PO4 163,94 пл. 1340 °C 2,54 о со 00 8 NaH2PO4 119,98 разл. >160 °C 1,91 44, 93 9 Na2HPO4 141,96 разл. >120°С 2,07 44 10 Na2SO3 126,04 пл. 911 °С(р) 2,63 4s, 83, 12', 75s 11 Na2SO4 142,04 пл. 884 °C, кип. 1430 °C 2,66 43, 132, 764 12 Na2(SO3S) 158,11 разл. >220 °C 1,67 10е, 148 13 NaCl 58,44 пл. 800,8 °C, кип. 1465 °C 2,17 I6, 42, 53 14 Na2S 78,05 пл. 1180 °C 1,86 I6, II4, 745 Химические свойства 1. Na — Натрий Простое вещество. Белый, легкий, мягкий, низкоплавкий. Весьма реакционноспособный, на воздухе покрывается гидро- ксидной пленкой (тускнеет), воспламеняется при умеренном на- 107
гревании. Химически растворяется в жидком аммиаке. Сильный восстановитель, в ряду напряжений стоит значительно левее во- дорода. Энергично реагирует с водой (с сильным экзо- эффектом), кислотами, неметаллами. Катион натрия в раство- ре— бесцветный аквакомплекс [Na(H2O)4]+ (протолиза нет). Применяется для синтеза Na2O2, NaH и редких солей натрия, жидкий натрий (вместе с калием) — как теплоноситель в ядер- ных реакторах, пар натрия — как наполнитель желтосветных электроламп. Хранится под слоем керосина. 1. 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2t (ДН°=-368 кДж) 2. 2Na4-2HCl(pa36.) = 2NaC14-H2t 3. 2Na-f-H2 = 2NaH (гидрид) (250—400 °C, р) [NaH + Н2О = NaOH+ Н2Ц 4. 2Na4-O2 (воздух) = Na2O2 (250—400 °C, р) 5. 4На + О2(воздух)ф-2Н2О(влага)-^-4НаОН (комн, t) 6. 2Na + Cl2 = 2NaCl (комн, t) 2Na-f-S = Na2S (выше 130 °C) 7. 6Na-j-N2 = 2Na3N (нитрид) (100 °C, электроразряд) [Na3N 4- 3H2O = 3NaOH + NH3 f ] (кип.) 8. Na + 4NH3(M) = [Na(NH3)4]° (син.) (-40 °C) тетраамминнатрий 9. 2Na + 2NH3(r)-H2 + 2NaNH2(aMHA) (350 °C) [NaNH2 + 2H2O = NaOH + NH3 H2O] См. также З7, 656, 1004. 2. Na2O — Оксид натрия Основный оксид. Белый, имеет ионное строение (Na + )2 О2~. Термически устойчивый, при прокаливании медленно разлагает- ся, плавится под избыточным давлением пара Na. Чувствителен к влаге и углекислому газу в воздухе. Энергично реагирует с во- дой (образуется сильнощелочной раствор), кислотами, кислотны- ми и амфотерными оксидами, кислородом (под давлением). При- меняется для синтеза солей натрия. Не образуется при сжига- нии натрия на воздухе. 1. 2Na2O 4Na2O2 + 2Na (выше 700 °C) 2. Na2O + H2O = 2NaOH (ДН°=-236 кДж) 3. Na2O + 2HCl (разб.) —2NaCl + Н2О 4. Na2O4-CO2=Na2CO3 (450—550 °C) Na2O4-M2O3 = 2NaMO2 (1200 °C, М = А1, Сг) 5. 2Na2O + O2 = 2Na2O2 (250—350 °C, р) 3. Na2O2 — Пероксид натрия Бинарное соединение. Белый, гигроскопичный. Имеет ионное строение (Na+)2O2—. При нагревании разлагается, плавится под 108
избыточным давлением О2. Поглощает углекислый газ из возду- ха. Полностью разлагается водой, кислотами (выделение О2 при кипячении — качественная реакция на пероксиды). Сильный оки- слитель, слабый восстановитель. Применяется для регенерации кислорода в изолирующих дыхательных приборах, как компо- нент отбеливателей ткани и бумаги. 1. 2Na2O2 = 2Na2O + O2 (400—675 °C, вак) 2. Na2O2 + 2H2O = H2O2 + 2NaOH (на холоду) 2Na2O2 + 2H2O = O2f +4NaOH (кип.) 3. *Na2O2 + 2HCl (pa36.) = 2NaCl + H2O2 (на холоду) 2Na2O2 + 4HCl (pa36.) = 4NaCl + 2H2O + O2f (кип.) 4. 2Na2O2+E=Na2EO3-hNa2O [100 °C, E = S, С (графит)] 5. 3Na2O2 + 2Al (порошок) —2NaA102 + 2Na20 (70—12(У°С) 6. 2Na2O2 + 2CO2 = Na2CO34-O2 (комн, t) Na2O2 + CO = Na2CO3 (комн, t) 7. Na2O2 + 2Na=2Na2O (130—200 °C, в атм. Ar) 8. Na2O24-4H+ + 2I-=l2|+2H2O + 2Na+ 5N a2O2 + 16H + + 2MnO4“ = 5O2 f + 2Mn2 + + 8H2O + 1 ON a+ 9. 3Na2O2 + 2[Cr(OH)6]3- = = 2CrO^ + 8OH- + 2H2O + 6Na+ (80 °C) 4. NaOH — Гидроксид натрия Основный гидроксид, щелочь. Белый, имеет ионное строение Na+OH_. Плавится и кипит без разложения. Расплывается на воздухе, поглощает углекислый газ. Хорошо растворим в воде (с высоким экзо-эффектом), создает в растворе сильнощелочную среду. Нейтрализуется кислотами, реагирует с кислотными окси- дами, амфотерными гидроксидами и оксидами. Концентрирован- ный раствор разъедает стекло. Применяется в производстве бу- маги, мыла и искусственного волокна, как осушитель газов. Рас- пространенный реагент в лабораторной практике. Вызывает тя- желые ожоги кожи и глаз. 1. NaOH-Н2О = NaOH+ Н2О (100—400 °C, вак.) н9о NaOH(T)^NaOH (разб.) = =Na+ + OH- (рН>7, ДН°=—56 кДж) 2. NaOH + НС1(разб.) = NaCl + Н2О HoSO. (разб.) HqSOa(kohu.) 3. NaOH- _ -->Na2SO4 2 4 6 >NaHSO4 4. NaOH (разб.)+ H3PO4 (конц.)= NaH2PO4 + Н2О 2NaOH (разб.) + Н3РО4 (разб.)= Na2HPO4 + 2H2O 3NaOH (конц.) + Н3РО4 (разб.) = Na3PO4-|-3H2O 5. NaOH (разб.)+ ЕО2 (изб.) = НаНЕО3 (E = S, С) 2NaOH (конц.) + ЕО2 (нед.)= Na2EO34- Н2О 6. 2NaOH + M2O3 = 2NaMO2 + H2O (1000 °C, М = А1, Сг) 2NaOH (конц.) + ЗН20 + А1203Л2На[А1(ОН)4] (80° С) 109
7. ЫаОНМ^ИЧаА1О2 (бел.), НаСгО2(зел.) (400—600 °C) ОН~ (конц.)[А1 (ОН)4]~ (бц.), [Сг(ОН)6]-3 (зел.) 8. а) ЗОН-(разб.) + М3+ = А1(ОН)з| (бел.), Сг(ОН)3|(зел.) б) 2ОН-(разб.) + [5пС13Г = ЗС1~ + Sn(OH)2; (бел.) ЗОН" (конц.) + [5пС13]- = ЗСГ +[Sn(OH)3]“ тригидроксостаннат (II) {3[Sn(OH)3]- +9ОН-(конц.) + 2ВР+ =2Bi| + + 3[Sn(OH)6]2-} гексагидроксостаннат (IV) 9. a) 2OH-(pa36.)4-Mg2+=Mg(OH)2| (бел.) ' [Mg(OH)2(T) + 2NH4+ (KOHu.) = Mg2+ + 2NH3t +2H2O] (кип.) б) 2OH- (разб.) + Си2+ = Cu(OH)2| (гол.) [Cu(OH)2 (суспензия)= H2O + CuO| (черн.)] (80 °C) в) 2OH~ (pa36.) + Hg2+ = H2O4-HgO| (желт., мелкие крис- таллы) [HgO = Hg + O2] (400—450 °C) 10. 2NaOH (KOHU.)-|-E2=NaE + NaEO + H2O (на холоду, Е = С1, Вг) 6NaOH (конц.) + ЗЕ2 = = 5NaE4-NaEO3 + 3H2O (80 °C, Е = С1, Вг, I) 11. 4NaOH(p) + 4NO2 + O2 = 4NaNO3 + 2H2O (50—80 °C) 12. 4NaOH (расплав) электрод">3 4Na + <М +2Н2О (350 °C) 5. Na2CO3—Карбонат натрия Оксосоль. Белый, при нагревании плавится и разлагается. Чувствителен к влаге и углекислому газу в воздухе. Хорошо рас- творим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. Разлагается сильными кислотами. Вос- станавливается углеродом. Вступает в реакции двойного обмена. Качественная реакция на ион СО|“ — образование белого осад- ка карбоната бария, разлагаемого сильными кислотами (НС1, HNO3) с выделением углекислого газа. Применяется для синтеза соединений натрия, устранения «постоянной» жесткости пресной воды, в производстве стекла, мыла, целлюлозы, минеральных красок. В природе содержится в грунтовых рассолах, рапе соля- ных озер. В промышленности получают по способу Сольве (ра- нее— по способу Леблана). 1. Na2CO3-10H2O--->Na2CO3 > Na2O 2. Na2CO3(pa36.)=2Na+ + COf-, СО|- + Н2О=^НСОз-+ОН- (pH >7) 3. Na2CO3 + 2HCl(pa36.) = 2NaC14-CO2t +H2O 4. Na2CO3 (насыщ.)+Н2О + СО2 (изб.)=2МаНСО3| (30—40 °C) в расплаве, 1150ЪС с'ГЛ i Г'С\ 5. Na2CO3 + SiO2(T) < расти)ре. том; > Na2StO3+СО2(г) 110
6. Na2CO3 + 2C (кокс) = 2На + ЗСО 7. Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3|+2NaOH 8. CO2- (конц.)4-21л+ (конц.) = Li2CO3 (бел.) C0|- (разб.) + М2+ (разб.) = МСО3| (бел.) (LiIco1. мсо,|т)^иа Li+, 'V (900—1000 °C) (каустификация) (80 °C) (M = Ca, Ba) 9. ЗСО32-+ЗН2О + 2М3+ = 2М(ОН)з|+ЗСО2| (80 °C, М-Al, Cr) 10. а) Синтез соды Na2CO3 по способу Сольве: получение питьевой соды NaHCO3 из NaCl (см. 135); кальцинирование NaHCO3 (см. 61). 6) Синтез соды Na2CO3 по способу Леблана: получение сульфата натрия Na2SO4 из морской соли (см. 132); прокаливание Na2SO4 с коксом и известняком (см. II5) и последующее выщелачивание соды водой. См. также 434, 454, 493, 6112, 755, 835. 6. NaHCO3—Гидрокарбонат натрия Кислая оксосоль. Белый рыхлый порошок. При слабом нагре- вании разлагается без плавления, во влажном состоянии начи- нает разлагаться при комнатной температуре. Умеренно раство- рим в воде, гидролизуется по аниону в небольшой степени. Раз- лагается кислотами, нейтрализуется щелочами. Вступает в ре- акции двойного обмена. Качественная реакция на ион HCOjf — образование белого осадка карбоната бария при действии бари- товой воды и разложение осадка сильными кислотами (НС1, HNO3) с выделением углекислого газа. Применяется в пищевой промышленности и как лекарственное средство. 1. 2NaHCO3 = = Na2CO3 + CO2 + H2O (250—300 °C, кальцинирование) 2. NaHCO3(разб.) = Na+ + HCOf, НСО3- + Н2О Н2СО3 + ОН- (pH >7) 3. NaHCO3 + HCl(pa36.)=NaCl + CO2f+Н2О 4. NaHCO3+NaOH (конц.)= Na2CO3 + H2O NaHCO3 + Ва(ОН)2 (разб.) = = ВаСО3| + Н?О + NaOH (см. также 57 8 * *) 5. 4НСО3“+2Си2+ = = 3CO2f +Н2О + Си2СО3(ОН)2^ (малахит) (кип.) [Си2СО3(ОН)2 (зел.) = = 2СиО (черн.) + СО2 + Н2О] (180 — 200 °C) 7. Na3PO4 — Ортофосфат натрия Оксосоль. Белый, гигроскопичный. Плавится без разложения, термически устойчивый. Хорошо растворим в воде, гидролизует- ся по аниону, создает в растворе сильнощелочную среду. Реаги- 111
рует в растворе с цинком и алюминием. Вступает в реакции двойного обмена. Качественная реакция на ион РО4” — образо- вание желтого осадка ортофосфата серебра (I). Применяется для устранения «постоянной» жесткости пресной воды (см. 434), . как компонент моющих средств и фотопроявителей, реагент в синтезе каучука. 1. Na3PO4-12H2O = Na3PO4+12H2O (200 °C, вак.) 2. Na,PO4(pa36.) = 3Na+ + PO4_, рог + н2о =₽* нроГ+он- 3. 2РО4_ (конц.) + 8Н2О + 2А1 = = 2[А1(ОН)4]- + 2НРОГ + ЗН2| 2РО4 (KOHix.) + 4H2O + Zn = =[Zn(OH)J2- +2НРО42- + H2f 4. РО4~ (pa36.)4-3Ag+=Ag3PO4 | (желт.) 2P0J- (разб.) + ЗСа2+ = Са3(РО4)2; (рН>7) (кип.) (кип.) 8. NaH2PO4 — Дигидроортофосфат натрия Кислая оксосоль. Белый, гигроскопичный. При умеренном на- гревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в воде, анион Н2РО4 подвергается обратимой диссоциации (кислотный протолиз). Нейтрализуется щелочами. Вступает в реакции двой- ного обмена. Качественная реакция на ион НгРО^ — образова- ние желтого осадка ортофосфата серебра (I). Применяется в производстве стекла, для защиты стали и чугуна от коррозии, как умягчитель воды. 1. NaH2PO4.2H2O = NaH2PO4 + 2H2O (100 °C, вак.) NaH2PO4 -^^Na2H2P2O7 220^XNaРО3 дигидродифосфат 2. NaH2PO4(pa36.) = Na+ + H2PO4-, Н2РОГ + Н2О^НРО24“ + Н3О+ (рН<7) „ кт I. пм / , х NaOH (разб.) ЫаОН(конц.) 3. NaH2PO4 (разб.)—Q ->Na2HPO4——н Q->Na3PO4 4. ЗН2РО4" (разб.) + ЗА£+ = Аё3РО4|(желт.)+2Н3РО4 Н2РО4~ + Fe3+= FePOJ (красн.)+2Н+ 9. Na2HPO4—Гидроортофосфат натрия Кислая оксосоль. Белый, при умеренном нагревании разлага- ется без плавления. Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону. Реагирует с Н3РО4 (конц.), нейтрализуется щелочами. Вступает в реакции двойного обмена. Качественная реакция на ион НРО4 — образование желтого осадка ортофосфата сереб- ра (I). Применяется как эмульгатор при сгущении коровьего моло- ка, компонент пищевых пастеризаторов и фотоотбеливателей. 112
, кт тгглгл .шт ал 95—100 °С хт ипл 120—300 °C., п _ 1. Na2HPO4- 12Н2О----—г* Na2HPO4------ ->• Na4P2O7 — 112^ — 112'“' дифосфат 2. Na2HPO4 (pa36.) = 2Na+H-HPO|~, НРО1- + Н2О=^Н2РО4- + ОН (pH >7) 3. Na2HPO4 (разб.) + H3PO4 (конц.) = 2МаН2РО4 4. Na2HPO4(pa36.)-|-NaOH (конц.) = Ма3РО44-Н2О 5. 4НРО4~ (разб.) + ЗСа2+ =Са3(РО4)2| +2Н2РО4- НРО2“ (конц.) + Са2+ = СаНРОД 6. 2НРО2- (pa36.) + 3Ag+ =Ае3РОД (желт.) + Н2РО4- НРОГ (разб.) + ОН" +3Li° = Н2О + Li3PO41 (бел.) 7. Na2HPO4+NH4Cl = NaPO3+NH3+H2O + NaCl (700—750 °C) 10. Na2SO3 — Сульфит натрия Оксосоль. Белый. При нагревании на воздухе разлагается без плавления, плавится под избыточным давлением аргона. Во влажном состоянии и в растворе чувствителен к кислороду воз- духа. Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону. Раз- лагается кислотами. Типичный восстановитель. Присоединяет серу. Качественная реакция на ион SO|- — образование белого осадка сульфита бария, разлагаемого сильными кислотами (НО, HNO3). Применяется как реактив в аналитической химии, компонент фотографических растворов, нейтрализатор хлора при отбеливании тканей. 1. Na2SO3-7H2O = Na2SO3 + 7H2O (150 °C) 2. Na2SO3 (разб.) = 2Ма++ SO2-, . SO1- + H2O=₽*HSO3~ + OH- (pH>7) 3. Na2SO3 + 2HCl(pa36.) = 2NaC14-SO2t 4-H2O (50-60 °C) 4. Na2SO3 + 2HNO3(K0HU.) = Na2SO4 + 2NO2t +H2O (80°C) 5. 2Na2SO3 (разб.)-|-О2(воздух)-»-2Na2SO4 6. Na2SO3(K0Hu.)-(-S = Na2(SO3S) (кип.) 7. Na2SO3(pa36.) + H2O + SO2 = 2NaHSO3 8. 5SO2- + 6H + + 2MnO4- = 5SO2- + 2Mn2+ + 3H2O 3SO|- + 8H + + Cr2O2- = 3SO1- + 2Cr3+ + 4H2O 9. S0f- + 20H~4-O2(r)=S0j-+2Cl- + H20 10. SO2-4-Ba2+= BaSO3| (бел.) [BaSO3(T) + 2H+ = Ba2+ + SO2t +H2O] (40—60 °C) См. также 307, 725. 11. Na2SO4 — Сульфат натрия Оксосоль. Белый, гигроскопичный. Плавится и кипит без разло- жения. Хорошо растворим в воде, не гидролизуется. Реагирует с H2SO4(kohli.), SO3. Восстанавливается водородом, углеродом при 113
нагревании. Вступает в реакции двойного обмена. Качественная реакция на ион SO4- — образование белого осадка сульфата ба- рия, не реагирующего с сильными кислотами (НС1, HNO3). При- меняется в производстве стекла, целлюлозы и минеральных кра- сок, как лекарственное средство. Содержится в рапе соляных озер, в частности в заливе Кара-Богаз-Гол Каспийского моря. 1. Na2S04-10H20-$-Na2S04+10H20 (выше 33 °C) Na2SO4(pa36.) = 2Na+H~SO4~ (рН = 7) 2. Na2SO4(T) + H2SO4(>60%) = 2NaHSO4 (на холоду) 3. Na2SO4(T)+SO3(r) = Na2S2O7(T) (дисульфат) (50 °C) 4. Na2SO44-4H2 = Na2S + 4H2O (550—600 °C, кат. Fe2O3) Na2SO4 + 4С (кокс) = Na2S + 4СО (700—900 °C) 5. Na2SO4 + 2C(KOKc) + CaCO3=Na2CO3H-CaS + 2CO2 (1000 °C) 6. SO|“ (разб.) + Ва2+ = Ва5О4| (бел.) 12. Na2(SO3S) — Тиосульфат натрия Замещенная оксосоль (тиосоль). Белый, гигроскопичный. При нагревании разлагается без плавления. Устойчив на воздухе. Хо- рошо растворим в воде (с сильным эндо-эффектом, равным + 48кДж), не гидролизуется. Легко образует пересыщенный раствор. Разлагается кислотами. Сильный восстановитель (за счет бокового атома серы S-"). Вступает в реакции комплексо- образования. Качественные реакции на ион SO3S2- — помутне- ние раствора при действии разбавленных сильных кислот и обес- цвечивание «иодной воды». Применяется для поглощения хлора • и извлечения Ag из руд, как фиксаж в фотографии, реагент в аналитической химии. 1 м /егл сч си гл Ю0-110°С .. .220-300 °C .. 1. Na2(SO3S) • 5Н2О _но *" ^a2(SO3S) —~~ ► Na2SO3 Na2(SO3S)(pa36.) = 2Na + + SO3S2- (pH = 7) 2. Na2(SO3S)-(-2HCl (разб.) = 5О2| +S| +H2O + 2NaCl Na2(SO3S)H-2HCl (конц.) + Н2О = Н25О4 + Н25| +2NaCl (кип.) 3. Na2(SO3S)+2HNO3(K0HH.) = Na2S04 + SJ+2NO2t + H2O 4. 2Na2(SO3S)+O2(B03flyx) = 2Na2SO4 + 2S (120-150 °C) 5. SO3S2~ + 5H2O + 4C12 (насыщ.)=25О4~ +8СГ + 10H + 2SO3S2- + 12 («иодная вода»)=21_ + S4O|~ (тетратионат) 6. 2SO3S2" (конц.) +AgE(T)= E~+[Ag(SO3S)2]3- (E = C1, Br, I) бис (тиосульфате) аргентат (I) 13. NaCl — Хлорид натрия Бескислородная соль. Белый, слабогигроскопичный. Плавит- ся и кипит без разложения. Умеренно растворим в воде, раство- римость мало зависит от температуры. Гидролизу не подверга- ется. Разлагается в H2SO4 (конц.). Слабый восстановитель. Всту- пает в реакции двойного обмена. Подвергается электролизу 114
в расплаве и растворе. Качественная реакция на ион С1_ — об- разование белого осадка хлорида серебра (I), его переход в рас- твор при действии гидрата аммиака и осаждение вновь при под- кислении. Применяется для получения натрия и хлора, соды и хлороводорода, как компонент охлаждающих смесей, пищевой продукт и консервирующее средство. В природе — основная часть залежей каменной соли и сильвинита (вместе с КС1), рапы соля- ных озер, минеральных примесей морской воды. В промышлен- ности получают выпариванием природных рассолов. 1. NaCl (разб.)=Na + 4-Cl_ (рН = 7) 2. NaCl(T) + H2SO4(K0Hu.)=NaHSO4 + HClt (20-50° С) 2NaCl(T) + H2SO4 (конц.) = Na2SO4 + 2HCl | (кип.) 3. 2NaCl(T)4-4H2SO4(конц.) + РЬО2(т)= = Cl2f +Pb(HSO4)2 + 2H2O + 2NaHSO4 (50 °C) 2NaCl(T) + 2H2SO4 (конц.) + Мп02(т) = = CI2f +MnSO4 + 2H2O + Na2SO4 (100 °C) 4. Cl-(разб.) +Ag+ (pa36.) = AgCl| (бел.) (см. также 806) 5. NaCl(Hacbw.) + H2O + NH3 + CO2(H36.) = NaHCO3|+NH4Cl 6. 2NaCl (расплав) электР.ол.из 2Na + С12| (850 °C) 7. 2NaCl +2H2O^^H2HCI2f+2NaOH 2NaCl(20%) ЭЛ*КТРОЛИЗ> 2Na(Hg)+Cl2f v z 7 на Hg-катлде v 1 21 амальгама 14. Na2S — Сульфид натрия Бескислородная соль. Белый, очень гигроскопичный. Плавит- ся без разложения, термически устойчивый. Хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильноще- лочную среду. При стоянии на воздухе раствор мутнеет (кол- лоидная сера) и желтеет (окраска полисульфида). Типичный вос- становитель. Присоединяет серу. Вступает в реакции двойного обмена. Качественные реакции на ион S2~— осаждение разно- окрашенных сульфидов металлов, из которых MnS, FeS, ZnS разлагаются в НС1(разб.). Применяется в производстве серни- стых красителей и целлюлозы, для удаления волосяного покрова шкур при дублении кож, как реагент в аналитической химии. 1. Na2S-9H2O = Na2S + 9H2O (15—35 °C, над конц. H2SO4, Р2О5) 2. Na2S(pa36.) = 2Na+ + S2~, S2' + H2O^HS" + ОН“ (рН>7) 3. Na2S + 2HCl(pa36.) = 2NaCl + H2Sf 4. Na2S-j-3H2SO4(KOHn.) = = SO21 + S1+ 2H2O + 2NaHSO4 (30—50 °C) Na2S + 4HNO3 (конц.) — = 2NO2f + S ; + 2H2O + 2NaNO3 (50—60 °C) 115
5. Na2S + H2S (Hacbiiij.) = 2NaHS 6. Na2S(T)4-2O2 = Na2SO4 (выше 400 °C) Na2S(P)—^-NaOH >T S (КОЛЛОИД)’ Na2(S„), Na2(SO3S) 7. Na2S(p)-H« —1) 5 = Ма2(5„)(желт.) (кип., n = 2, 4, 5) полисульфид (2 — ) 8. Na2S + 4H2O2(KOHij.) = Na2SO4 + 4H2O 2Na2S(p) + 4SO2 + Na2CO3 = 3Na2(SO3S) + CO2t (кип.) 9. a) S2“+ M2+=MnS| (телесн.), FeS| (черн.), 2п8|(бел.) [MS(T) + 2HC1 (разб.) = МС12 + Н28 + ] 6) S2--j-2Ag+= Ag2S | (черн.) S2~+M2+= CdS| (желт.), PbS, CuS, HgS| (черные) 3S2-+2Bi3+= Bi2S3| (кор.-черн.) 10. 3S2~ +6H2O + 2M3+ =3H2Sf +2M(OH)3| (M = AI, Cr) См. также 283, 6210. 10.1.2. КАЛИЙ Общая характеристика элемента Элемент 4-го периода и IA-группы Периодической системы, порядковый номер 19, относится к щелочным металлам. Элект- ронная формула атома [18Ar]4sl, характерная степень окисления 4-1. Имеет низкую электроотрицательность. Проявляет метал- лические (основные) свойства. Большинство солей калия хорошо растворимы в воде. Калий, катион калия и его соединения окра- шивают пламя газовой горелки в фиолетовый цвет (качественное обнаружение). В природе девятый по химической распространенности эле- мент в земной коре (шестой среди металлов), находится только в виде соединений. Входит в состав многих минералов, горных пород, соляных пластов. Третий по содержанию металл в при- родных водах: 1 л морской воды содержит 0,38 г ионов К+, что намного меньше содержания ионов Na + . Ионы калия хорошо ад- сорбируются почвой и с трудом вымываются из литосферы в природные воды. Жизненно важный элемент для всех организмов. Ионы К+ всегда находятся внутри клеток (в отличие от ионов Na + ). В ор- ганизме человека содержится ^175 г калия, суточная потреб- ность достигает ^4 г. Недостаток калия в почве восполняется внесением калийных удобрений — хлорида КС1, сульфата K2SO4 и золы растений. 116
Физические свойства и получение № Вещество мг, а.е.м. Фазовые переходы Плотность Получение 15 К 39,098 пл. 63,51 °C, кип. 760 °C 0,86 18й, ЗЗ5,6, 47’ 16 к2о 94,20 пл. 740 °C (р) 2,33 171'6, 19!, 201 17 ко2 74,10 пл. 535 °C (р) 2,16 15s 18 кон 56,11 пл. 404 °C, кип. 1324 °C 2,04 15*. Гб2, 33’ 19 к2со3 138,20 пл. 891 °C 2,43 164. 176-7, 184 20 kno2 85,10 пл. 440 °C 1,92 211-3-5-6, 83® 21 KNO3 101,10 пл. 334,5 °C 2,11 1810, 20s-6, ЗЗ4 22 KHSO4 136,17 пл. 218,6 °C 2,32 183, 252, ЗЗ2 23 KA1(SO4)2 258,20 разл. >800 °C 2,75 22s, 254 24 KCr(SO4)2 283,22 разл. >700 °C 225, 254 25 K2S2O7 254,32 пл. ^300 °C 2,27 22‘, 261, 7б6 26 K2S2O6(O2) 270,32 разл. >65°С 2,48 22’ 27 KC1O3 122,55 пл. 357 °C 2,32 ЗЗ6 28 K2CrO4 194,19 пл. 968,3 °C 2,73 2 Г, 294 29 K2Cr2O7 294,18 пл. 397,5 °C 2,68 282 30 KMnO4 158,03 разл. >200 °C 2,70 З13~5-7 31 K2MnO4 197,13 пл. 600 °C (р) 2,80 217, 301-5 32 K2FeO4 198,04 разл. >500 °C 217, 5410, 596 33 KC1 74,55 пл. 770 °C, кип. 1430 °C 1,98 157, 182-9, 193 34 KBr 119,00 пл. 734 °C, кип. 1380 °C 2,75 189 35 KI 166,00 пл. 681 °C, кип. 1324 °C 3,12 189 36 K4[Fe(CN)6] 368,35 разл. 650 °C 374,5, 6113 37 K3[Fe(CN)6] 329,25 разл. >350 °C 1,89 364, 62” Химические свойства 15. К — Калий Простое вещество. Белый, очень мягкий, низкоплавкий. На воздухе покрывается гидроксидной пленкой. Химически раство- ряется в жидком аммиаке. Чрезвычайно реакционноспособный. Сильный восстановитель, в ряду напряжений стоит значительно левее водорода. Энергично разлагает воду (с сильным экзо- эффектом, воспламенение выделяющегося водорода). Реагирует с кислотами, неметаллами. Не реагирует с азотом. Катион калия в растворе — бесцветный аквакомплекс [К(Н2О)6]+ (протолиза нет). Применяется для синтеза КО2, КН и редких солей калия, жидкий калий (вместе с натрием) — как теплоноситель в ядер- ных реакторах. Хранится под слоем керосина. 1. 2K + 2H2O = 2KOH + H2f (ДН°=—392 кДж) 2. 2К + 2НС1 (разб.) — 2КС1 + Н2| 3. 8K + 6H2SO4(pa36.)=4K2SO4 + SO2f+S|+6H2O (примесь H2S) 4. 2К + Н2 = 2КН (гидрид) (200—350 °C) [KH + H2O = KOH + H2f] 117
5. К+ 02 (воздух) =К02 6. 4КН-О2(воздух) + 2Н2О(влага)Л-4КОН 7. 2К + С12=2КС1 2K4-S = K2S 8. K + 6NH3(jk) = [K(NH3)6]° (т.-син.) гексаамминкалий 9. 2K + 2NH3(r)=H2 + 2KNH2(aMHA) [KNH2 + 2Н2О = КОН + NH3 • Н2О] См. также 176, 848. (сгорание) (комн. /) (комн, t) (100—200 °C) (-50 °C) (65-105 °C) 16. К2О — Оксид калия Основный оксид. Белый, имеет ионное строение (К+)2О2-. При умеренном нагревании разлагается, плавится под избыточ- ным давлением пара калия. Чувствителен к влаге и углекислому газу в воздухе. Энергично реагирует с водой (с высоким экзо-эф- фектом), кислотами, кислотными и амфотерными оксидами. Применяется для синтеза других соединений калия. Не образу- ется при сгорании калия на воздухе. 1. 2К2О = К2О2 + 2К (350—430 °C) 2. К2О + Н2О = 2КОН (АН°——315 кДж) 3. К2О + 2НС1 (разб.)=2КС1 + Н2О 4. К2О + СО2 = К2СО3 (400 °C) 5. К2О + А12О3 = 2КА1О2 (1000 °C) 17. КО2— Надпероксид калия Бинарное соединение. Оранжево-желтый, имеет ионное стро- ение К+О2“. Разлагается при нагревании, плавится под избы- точным давлением О2. Очень сильный окислитель. Разлагается водой, кислотами (выделение кислорода на холоду — качествен- ная реакция на надпероксиды). Реагирует с озоном, калием, мо- нооксидом углерода, аммиаком. Поглощает влажный углекис- лый газ. Применяется для регенерации кислорода в изолирую- щих дыхательных приборах. 1 iz/л 290 °C, вак. ~ 500 — 530 °C, вак. 1. К2О2 ———- *- К2О 2 пероксид 2 2. 4КО2 + 2Н2О = 4КОН + ЗО2| (кип.) 3. 2КО2 + 2НС1 (разб.) = Н2О24-О2|+2КС1 (на холоду) 4. КО2 + О3 = О2-|-КО3 (озонид, оранж-красн.) (0—10 °C) [4KO3 + 2H2O = 4KOH + 5O2f ] (на холоду) 5. 2KO2 + S = K2SO4 (130 —140°С) 4КО2 + ЗС (графит) = 2К2СО3 + СО2 (30 °C) 6. КО2+ЗК = 2К2О (700 °C, р) 118
7. 4КО2 + 2СО2 (влажн.) = 2К2СО3 + ЗО2 (комн, t) 2КО2 + СО = К2СО3 + О2 (50 °C) 8. 2KO2 + 2NH3(r)-i2KOH + N2 + 2H2O (комн, t) 18. КОН — Гидроксид калия Основный гидроксид, щелочь. Белый, имеет ионное строение К+ОН“. Плавится и кипит без разложения. Расплывается на воз- духе, поглощает углекислый газ. Хорошо растворим в воде (с вы- соким экзо-эффектом), создает в растворе сильнощелочную сре- ду. Нейтрализуется кислотами, реагирует с кислотными оксида- ми, амфотерными гидроксидами и оксидами. Концентрирован- ный раствор разъедает стекло. Вступает в реакции двойного обмена. Применяется в производстве мыла, как абсорбент газов, дегидратирующий агент, осадитель нерастворимых гидрокси- дов металлов. Вызывает тяжелые ожоги кожи и глаз. 1. КОН‘2Н2О = КОН + 2Н2О (500 °C, вак.) кон(т)^2кон (разб.) =К+4-ОН- (pH >7, ДН°= -50 кДж) 2. КОН + НС1 (разб.) = КС1 + Н2О о А , B2SO4 (разб.) H2SO4 (конц.) 3. КОН (разб.)-_но > K2SO4—~н о~~KHS°4 4. КОН(разб.)4-ЕО2(изб.) = КНЕО3 * (Е = С, S) 2КОН (конц.) + ЕО2 (нед.)= К2ЕО3 + Н2О 5. 2КОН + А12О3 = 2КА1О2 + Н2О (900—1100 °C) 2КОН (конц.) + ЗН2О +А12О3Л2К[А1(ОН)4] (80°С) 6. КОН + А1(ОН)з = КАЮ2 + 2Н2О (1000 °C) М(°н)3(т1 ОН-(конц.)-------[А1(ОН)4]~ (бц), [Сг(ОН)6]3- (зел.) 7. ЗОН-(разб.) + М3+=А1(ОН)3| (бел.), Сг(ОН)3| (зел.) 8. 2КОН (конц.) +Е2 (нед.) = = КЕ-|-КЕО + Н2О (на холоду, Е = С1, Вг) 9. 6КОН (конц.) + ЗЕ2 (изб.) = = 5КЕ + КЕО3 + ЗН2О (80°С, Е = С1, Вг, I) [2КЕО3(Т)+ЗС (графит) = 2КЕ + ЗСО2] (400—600 °C) 10. 4KOH(p)4-4NO2 + O2 = 4KNO3 + 2H2O (50 —80 °C) 11. 4КОН (расплав) электролД3 4К + О2| +2Н2О (450 °C) См. также 223, 253, 294, 305, 374, 713, 835, 903. 19. К2СО3— Карбонат калия Оксосоль. Белый, гигроскопичный. Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Чувствителен к влаге и углекислому газу в воздухе. Очень хорошо растворим в воде, гидролизуется по аниону, создает в растворе сильнощелочную 119
среду. Разлагается сильными кислотами. Вступает в реакции двойного обмена. Качественная реакция на ион СО|” — см. 58. Применяется в производстве оптического стекла, жидкого мыла, минеральных красок, многих соединений калия, как дегидрати- рующий агент. 100—150 °C, вак. выше 1200 °C 1. К2СОз• 1,5Н2О-_нп > К2СО3 — > К2О (рН>7) (30—40 °C) (М=Са, Ва) 6. ЗСО!~+ЗН2О + 2М3+ = 2М(ОН)3| 4-ЗССМ (80 °C, М = А1, Сг) 2. К2СО3(разб.) = 2К++ СО|“, со|-+Н2О =₽* нсо3-+он- 3. К2СО3 + 2НС1 (разб.) = 2КС1 + СО2f +Н2О 4. К2СО3 (насыщ.) + Н2О + СО2(изб.) = 2КНСО3 5. СО|- + М2+ (разб.) = МСО3| (бел.) 20. KNO2— Нитрит калия Оксосоль. Белый, гигроскопичный. Плавится без разложения, при прокаливании разлагается. Устойчив в сухом воздухе. Очень хорошо растворим в воде (образуется бесцветный раствор), гид- ролизуется по аниону. Типичный окислитель и восстановитель в кислотной среде, очень медленно реагирует в щелочной среде. Вступает в реакции двойного обмена и комплексообразования. Качественные реакции на ион NO^ — см. 207-9. Применяется в производстве красителей, как аналитический реагент на амино- кислоты и иодиды, компонент фотографических реактивов. 1. 4KNO2 = 2K2O + 2N2 + 3O2 (900—950 °C) 2. КМО2(разб.)= К+ + NO2-, NO2-4-H2O^HNO24-OH- (pH >7) 3. KNO2 + HC1 (pa36.) = KCl + HNO2 (на холоду) 4. 2КК02(насыщ.)-|-Н2504(конц.) = = NO2 f + NO f + H2O + K2SO4 2KNO2(T) + 2HNO3(K0HH.) = NO2t +NO| +H2O + 2KNO3 5. 2KNO2 (разб.) + O2 (изб.) -i 2KNO3 (60—80 °C) 6. KNO2 + H2O + Br2 = KNO34-2HBr KNO2 + H2O (kohh.) = KNO3 + H2O (кип., в разб. HNO3) 7. 5NO2- + 6H+ + 2MnO4- (фиол.)=5NO3- + 2Mn2+ (бц.)+3H2O 3NO^~ -|-8H+ + Сг2О2- (оранж.) = = 3NO3~ + 2Cr3+ (сер.-син.)+ 4H2O 8. NO2~ (насыщ.) +NH4+(насыщ.)= N2f+2H2O (кип.) 9. 2NO2- +4H+ + 21-(6u.)=2NO| + I2| (черн.) + 2Н2О 10. NO2_ (разб.) +Ag+= AgNO2 (св.-желт.) 2NO^~ (конц.) +Ag+—[Ag( — NO2)2]~ {динитроаргентат (I)} 120
11. 7N02-(KOHu.)4-3K+ + 2CH3COOH + Co2+ = NOf 4-Н2О + + 2СН3СОО- + K3[Co(NO2)6]| (желт.) (50-60°С) {К3[Со( -ONO)6] (суспензия)-^3/ К3[Со( - NO2)6]} гексанитритокобальтат(III) гексанитрокобальтат(Ш) 21. KNO3— Нитрат калия Оксосоль. Белый плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Устойчив на воздухе. Хорошо раство- рим в воде (с высоким э«до-эффектом), гидролиза нет. Сильный окислитель при сплавлении (за счет выделения атомарного кис- лорода). В растворе восстанавливается только атомарным водо- родом (в кислотной среде до KNO2, в щелочной среде до NH3). Выделение аммиака в предыдущей реакции, а также образова- ние бурого «кольца» (см. 609) — качественные реакции на ион NO3-. Применяется в производстве стекла, как консервант пище- вых продуктов, компонент пиротехнических составов и минераль- ных удобрений. I. 2KNO3 = 2KNO2 + O2 (400—520 °C) 2. 3. 4. 5. 6. 7. KNO3(T)^KNO3(pa36.) = = K+ + NO3- (рН = 7, Д//°=+36кДж) KNO3 + H2SO4(96%) = HNO3f +KHSO4 (30—50° С, вак.) KNO3 + 2H°(Zn, разб. HC1) = KNO2 + H2O KNO3 + 8H°(A1, конц. KOH) = NH3f+2Н2О + КОН (кип.) KNO3 + NH4C1 = N2O J + 2H2O + KC1 2KNO3 + S = 2KNO2 + SO2 2KNO3 + С (графит) == 2KNO2 + CO2 2KNO3 + 3C (графит) + 5 = N2 + 3CO2 + K2S черный порох 6KNO3+ 10A1 = 6KA102 + 3N2 + 2A1203 KNO3 + Pb = KNO2 + PbO 3KNO3 + 2KOH + Fe = K2FeO4 + 3KNO2 + H2O KNO3+2KOH + MnO2=K2MnO4 + KNO2+H2O (230 —300°C) (500 °C) (450 °C) (сгорание) (400°C) (350 —400°C) (400-420 °C) (350 - 450 °C) 3KNO3+4KOH + Cr2O3=2K2CrO4+3KNO2+2H2O (330 - 400 °C) 22. KHSO4—Гидросульфат калия Кислая оксосоль. Белый, гигроскопичный. При нагревании плавится и разлагается. Хорошо растворим в воде, в растворе анион подвергается диссоциации (кислотному протолизу), среда раствора сильнокислотная. Нейтрализуется щелочами. Приме- няется как компонент флюсов в металлургии, составная часть минеральных удобрений. 121
1. 2KHSO4 = k2so4 + H2SO4 2KHSO4 = K2S2O7 + H20 2. KHSO4(kohu.) = K+ + HSO4-, HSO4~ + H20 SOI" + H3O+ KHSO4 (разб.) + H2O = K+ + H3O+ + SO|~ 3. KHSO4 (разб.) + KOH (kohii.) = K2SO4 + H2O 4. khso4 + kci = k2so4 + hci (до 240 °C) (320—340 °C) (pH<7) (pH<7) (450—700 °C) 5. 6KHSO4 + M2O3 = = 2KM(SO4)2+K2SO4 + 3H2O (300—500 °C, M = A1, Cr) 6. 2KHSO4 (насыщ.) э.л±ктрол^ н2| + K2S2O6(O2) (0-7 °C) 23. KAI(SO4)2 — Сульфат алюминия-калия Двойная оксосоль. Белый, гигроскопичный. При сильном на- гревании разлагается. Умеренно растворим в воде, гидролизует- ся по катиону алюминия. Реагирует со щелочами, гидратом ам- миака. Применяется как протрава при крашении тканей, дуби- тель кож, коагулянт при очистке пресной воды, компонент соста- вов для проклеивания бумаги, наружное кровеостанавливающее средство в медицине и косметике. Образуется при совместной кристаллизации сульфатов алюминия и калия. 120 °C 800—900 °C 1. KA1(SO4)2.12Н2О —+ KA1(SO4)2————А12О3 П2 ~ — К2о04> ^^2» ^2 2. KAl(SO4)2(pa36.) = K+ + Al3++2SOl- А13+.Н2О4-Н2О^А1ОН2+ + Н3О+ • (рН<7) 3. KA1(SO4)2 + 3KOH (разб.)=А1(ОН)3| +2K2SO4 KA1(SO4)2 + 4KOH (конц.) = K[A1(OH)4] + 2K2SO4 4. 2KAI(S04)2 + 6(NH3-H20)(kohii.) = 2A1(OH)3| +K2SO4 + + 3(NH4)2SO4 2KAI(SO4)2+6(NH3-H2O) (конц.) = = 2A1O(OH)| + K2SO4 + 3(NH4)2SO4 + 2H2O (кип.) 24. KCr(SO4)2 — Сульфат хрома (Ш)-калия Двойная оксосоль. Красный (гидрат темно-фиолетовый). При нагревании разлагается без плавления. Хорошо растворим в во- де (серо-синяя окраска раствора отвечает аквакомплексу [Сг(Н2О)6]3+), гидролизуется по катиону хрома(Ш). Реагирует со щелочами, гидратом аммиака. Слабый окислитель и восста- новитель. Вступает в реакции двойного обмена. Качественные реакции на ион Сг3+ — восстановление до Сг2+ или окисление до СгО2" и Сг2О2“. Применяется как дубитель кож, протрава при крашении тканей, реактив в фотографии. Образуется при совместной кристаллизации сульфатов хрома (III) и калия. 122
1. KCr(SO4)2» 12H2O 35°_У KCr(SO4)2—^ -^ °C^Cr2O3 2. KCr(SO4)2 (разб.)=K+ + Cr3+ +2SO|- Cr3+.H2O + H2O^CrOH2+ + H3O+ (pH<7) 3. KCr(SO4)2 + 3KOH (разб.) = 2К28О4+Сг(ОН)3| (зел.) KCr(SO4)2 + 6KOH (конц.) = 2K2SO4 + K3[Cr(OH)6] (зел.) гексагидроксохромат (III) 4. 2KCr(SO4)2 + 6(NH3-H2O)(i0%) = 2Cr(OH)3| +K2SO4 + + 3(NH4)2SO4 5. Cr3+(сер.-син.) +H° (Zn, конц. HC1) = H+ + Cr2+(ярко-син.) 6. 2Cr3+ (cep.-cHH.) + 4H+ + 3NaBiO3(T) = = 3Bi3+ 4-2H2O + 3Na+ + Cr2O|_ (оранж.) (кип.) 7. 2Сг3+ (сер.-син.)+ 10ОН~ (конц.)4-ЗН202(конц.)= = 2СгО|_ (желт.) + 8Н2О (30—40 °C) 25. K2S2O7 — Дисульфат калия Оксосоль. Белый, низкоплавкий, при умеренном нагревании разлагается. Хорошо растворим в воде (образуется бесцветный раствор), анион полностью меняет свой состав. Реагирует со ще- лочами. Сульфатирующий агент. 1. K2S2O7 = K2SO4 + SO3 (выше 440 °C) 2. K2S2O7(pa36.) + H2O = K2SO4 + H2SO4 (рН<7) K2S2O7 (конц.) + H2O = 2KHSO4 3. K2S2O7 + 2KOH (разб.) = 2К25О4 + Н2О 4. 3K2S2O7 + M2O3 = = 2KM(SO4)2 + 2K2SO4 (400—500 °C, M = A1, Cr) 26. K2S2Oe (O2) — Пероксодисульфат калия Оксосоль с пероксогруппой ( — О — О —). Белый, разлагается во влажном воздухе при слабом нагревании и стоянии раствора. Умеренно растворим в холодной воде (образуется бесцветный раствор), полностью разлагается в горячей воде. Очень сильный окислитель. Качественные реакции на ион S2O6(O2)2- — см. 265,6. Применяется для отбеливания жиров и мыла, как реагент в син- тезе Н2О2 и NaBiO3. 1. 2K2S2O6(O2)=2K2S2O7 + O2 (65-100 °C) 2. 2K2S2O6 (О2) + 2Н2О (влага) Л 4KHSO4 + О2 3. K2S2O6 (О2) (разб.) = 2К+ + S2O6 (О2)2~ S2O6(O2)2~-MH2O^2SO?- + H2O2 + 2H3O+ (рН<7) 4. 2K2S2O6(O2) + 2H2O = = 2K2SO4 + 2H2SO4+O2t (кип., кат. МпО2) 123
K2S2O6(O2) + 2H2O = K2SO4+H2SO4 + H2O2(b хол. разб. H2SO4) 5. S2O6(O2)2-+ 21“ ==2SO4~ +12| (черн.) (в хол. разб. H2SO4) 5S206(O2)2- + 12OH- + I2(l)= 1 OSO2- + 2IO3- + 6H2O (кип.) 6. S2O6(O2)2- +2H2O4-Pb2+ =2SO2- +4H+ + PbO2| (т.-кор.) (кип.) 7. S2O6(O2)2- + 2OH-(конц.) + 2М(ОН)2(т)= = 2SO2- + 2H2O + 2MO(OH)| (бур.) (M = Fe, Co, Ni) 8. K2S2O6(O2)(конц.)Ч-ЗМаОН (конц.)-|-В1 (OH)3(T) = = 3H2O + K2SO4-|-Na2SO4-|- NaBiO3| (желт.-кор.) [5NaBiO3(T)+ 14H+4-2Mn2+ (бц.) = = 5Bi3+ + 2MnO4" (фиол.) + 7Н20 + 5Ма+] (в конц. HNO3) 27. KCIO3 — Хлорат калия Оксосоль. Белый, плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Хорошо растворим в воде (образуется бесцветный раствор), гидролиза нет. Разлагается концентриро- ванными кислотами. Сильный окислитель при сплавлении. Каче- ственные реакции на ион С1О^“ — см. 272,3. Применяется как компонент взрывчатых смесей и головок спичек, травитель ме- таллов, в лаборатории — твердый источник кислорода. 1. а) 4КС1О3 = ЗКС1О4 + КС1 (400 °C) 2КС1О3=2КС1 + ЗО2 (150—300 °C, кат. МпО2) б) КС1О3(разб.) = К+ + С1О3- (рН=7) 2. КСЮ3(т)+6НС1(конц.)=КС1 + ЗС12|+ЗН2О (50—80 °C) 3. KC1O3(t) + 2H2SO4 (конц.)= = 2СЮ2| +KC1O4 + H2O + 2KHSO4 [С1О2(г)=Cl2-f-2O2] (взрыв, выше 20 °C, на свету) 4. 2КС1О3 + Е2 (изб.) = = 2КЕО3 + С12| (в гор. разб. HNO3, Е = Вг, I) 5. 2KC1O34-3S = 2KC1 + 3SO2 (выше 130 °C) 5КС1О3 + 6Р (красн.) = 5КС14-ЗР2О5 (выше 250 °C) 6. КС1О3 + Н2О электР°ли43 н2| + ксю4 28. К2СгО4 — Хромат калия Оксосоль. Желтый, негигроскопичный. Плавится без разло- жения, термически устойчивый. Хорошо растворим в воде (жел- тая окраска раствора отвечает иону CrOj-), незначительно гид- ролизуется по аниону. В кислотной среде переходит в К2Сг2О7. Окислитель (более слабый, чем К2Сг2О7). Вступает в реакции 124
двойного обмена. Качественная реакция на ион СгО4_ — выпа- дение желтого осадка хромата бария, разлагающегося в НС1 (разб.). Применяется как протрава при крашении тканей, дуби- тель кож, селективный окислитель, реактив в аналитической химии. 1. К2СгО4 (разб.) = 2К+ + CrO4_, CrOi- + H2O=₽iHCrO4- + OH- (рН >7) 2. 2К2СгО4 + 2НС1 (разб.)=К2Сг2О7 + 2КС1 + Н2О К2СгО4 + 2НС1 (20%)= КС1 + Н2О + К[Сг(С1)О3] (оранж.) 2К2СгО4(т)+ 16НС1 (36%) = 2СгС13 + З.С12| +8Н2О + 4КС1 (кип.) 3. 2СгО4~ (желт.) + 8Н2О + 3S2~ = 3S | + 4ОН~ + 2[Сг(ОН)6]3- (зел.) 4. СгО4 Н-Ва2+ (разб.) = ВаСгО4| (желт.) [2ВаСгО4(т) + 2НС1 (разб.) = ВаСг2О7(р)+ВаС12 + Н2О] 5. СгО4“+2Ag+(разб.) = Ag2CrO4| (красн.) 29. К2Сг2О7 — Дихромат калия Оксосоль. Оранжево-красный, негигроскопичный. Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Хоро- шо растворим в воде (оранжевая окраска раствора отвечает иону Сг2О2-), анион частично переходит в ион НСгО4-, который в малой степени диссоциирует. В щелочной среде образует К2СгО4. Типичный окислитель в растворе и при сплавлении. Всту- пает в реакции двойного обмена и комплексообразования. Каче- ственные реакции — синее окрашивание эфирного раствора в присутствии Н2О2, синее окрашивание водного раствора при дей- ствии атомарного водорода. Применяется как дубитель кож, протрава при крашении тканей, компонент пиротехнических со- ставов, реагент в аналитической химии, ингибитор коррозии ме- таллов, в смеси с H2S04(kohu.) — для мытья химической посуды. 1. 4К2Сг2О7 = 4К2СгО4 + 2Сг2О3 + ЗО2 (500—600 °C) 2. К2Сг2О7 (разб.) —2К+ + Сг2О7~ Сг2О7~ + ЗН2О 2НСгО4- + 2Н2О 2СгО^“ + 2Н3О + (pH < 7) 3. К2СгО7(т)+ 14НС1 (конц.) = 2СгС13 + ЗС12| + 7Н2О + 2КС1 (кип.) К2Сг2О7(т)+2H2SO4 (96%) =₽* 2KHSO4 + 2CrO3 + Н2О («хромовая смесь») 4. К2Сг2О7 + 2КОН (конц.)= Н2О+ 2К2СгО4 (желт.) 5. Сг2О7“ + 14Н+ + 61- = 2Сг3+ 4-312| +7Н2О Сг2О7_ + 2Н+ + 3SO2(r)= 2Cr3+ + 3SO^- + Н2О 6. Сг2О7~+8Н+ + ЗС2Н5ОН = 2Сг3++ ЗСН3С(Н)Оf +7Н2О Сг2О7_ + 8Н+ + ЗН2С2О4 = 2Сг3+ + 6СО21 + 7Н2О 7. Cr2O?- + H2O + 3H2S(r)=3S; +2ОН- + 2Сг(ОН)3| (зел.) 8. К2Сг2О7 + ЗН2 = Сг2О3 + 2КОН + 2Н2О (500 °C) K2Cr2O7 + S == Сг2О3 + K2SO4 (800—1000 °C) К2Сг2О7-|-2С (кокс) = Сг203 + К2СО3 + СО (800 °C) 125
К2Сг,О7 + 4А1 = 2Сг + 2КАЮ2 + А12О3 (800—900 °C) 9. Сг2О|“ (конц.)-|-2Ag+(разб.) = Ag2Cr2O7 (т.-красн.) Сг2О7 (разб.) + Н2О + 2РЬ2+=2Н+ + 2РЬСгОа (красн.) 10. К2Сг2О7(т)“|“ 3H2SO4 (олеум)-р 4КС1^Т^ = 3K2SO4 ~р ЗН2О -р -р2СгС12О2 (красн.) (кип.) 11. Сг2О7_ + 2Н+ + 4Н2О2 (конц.) + 2Ь (эфир.)= 2{Cr(L)O(O|-)2] + 5H2O СИНИЙ 12. К2Сг2О7(Т)4-6НС1 (конц.) + 8Н° (Zn) = 2CrCl2(p) + 7H2O + 2KCl синий [СгС12 + 2ОН-(разб.) = 2С1- + Сг(ОН)4 (желт.)] См. также 108, 207, 607, 6110, 7410. 30. КМпО4 — Перманганат калия Оксосоль. Красно-фиолетовый (почти черный). При нагрева- нии разлагается без плавления. Умеренно растворим в воде (ин- тенсивно фиолетовая окраска раствора отвечает иону МпО^), гидролиза нет. Медленно разлагается в воде, серной кислоте, щелочах. Сильный окислитель в растворе и при сплавлении; в сильнокислотной среде восстанавливается до Мп”, в нейтраль- ной среде — до MnIV, в сильнощелочной среде — до MnVI. Каче- ственные реакции на ион МпО4_ — исчезновение фиолетовой окраски раствора при восстановлении в кислотной среде (см. ЗО78), качественная реакция на ион Мп2+ — появление фио- летовой окраски раствора при действии очень сильных окислите- лей, например (Pb"PbIV)O4 (см. 307) или NaBiO3 (см. 269). Приме- няется как окислитель предельных углеводородов до карбоновых кислот, реактив в фотографии, антисептик в медицине, средство для очистки газов и отбеливания тканей, твердый источник кис- лорода. Распространенный окислитель в лабораторной прак- тике. . TZAA 200-240 °C „ 500-700 °C „ ,Л 1. КМпО4 _Мп0210> К2МпО4 _МпОг о> К3МпО4 тетраоксоманганат (V) 2. КМпО4 (разб.) = К+ + МпО4- (РН = 7) 4КМпО4 + 2Н2О 4 4МпО2| +ЗО2|+4КОН 3. 2KMnO4(T)+ 16НС1 (конц.) = 2МпС12 + 5С12| +8Н2О + 2КС1 (кип.) 4. 4KMnO4(T) + 6H2SO4 (60%) = 5О2| +4MnSO4 + 6H2O + + 2K2SO4 (60—80 °C) 2КМпО4 (т) + 2H2SO4 (96%) = 2КН SO4 + Mn2O7 + Н2О (на холоду) 5. 4КМпО4(насыщ.) + 4КОН(15%) = 4К2МпО4 + О2| +2Н2О (кип.) 6. 2КМп044-2(КН3.Н20)(конц.) = 2Мп02| +NJ +4Н2О + + 2КОН (30—50 °C) 126
7. 2MnO4- + 16Н+ + 101_ = 5I21 + 2Mn1 2+ + 8Н2О 2МпО4~ + 6Н + + 5Н2О2 (разб.) = 2Mn2+ + 5О2 f + 8Н2О 2МпОГ + 6Н + + 5SO3~ = 2Мп2+ + 5SOi“ + ЗН2О [2Мп2+ (бц.) + 24Н+ + 5(Pb2*Pblv)O4(T) = = 2МпО4- (фиол.)+ 15РЬ2+ + 12Н2О] (в разб. HNO3) 8. 2МпО4- + 6Н+ + 5NO2- = 2Mn2+ + 5NO3“ + ЗН2О 2МпО4- + 6Н + + 5Н2С2О4 = 2Мп2+ + 10СО21 + 8Н2О 9. 2MnO4- + 3H2S (насыщ.) = 2МпО2| +3S|+2H2O + 2OH- 2МпО4- + Н2О + 3SOi~ (конц.) = 2МпО2| 4-3SO^“ 4-2ОН” 2МпО4- + ЗС2Н5ОН = 2МпО2 | + ЗСН3С(Н)О + 2Н2О + 2ОН " (50 °C) 10. 2МпО4- + 2Н2О + ЗМп2+ = 5МпО2| 4-4Н+ (50—80 °C) 11. 2МпО4- 4-2ОН- (конц.) + SO|- (нед.)=Н2О + SOf- + 4-2МпО4 (зел.) MnOf +2ОН- (конц.) + 80|- (изб.)=Н2О + 5О2-4-МпО4“ (син.) (0°С) 12. 2МпО4- +ЗОН- (конц.) + РН0|- = РО|~ + 2Н2О + 2МпО1" 4Mn0f (конц.) + 6ОН_ (конц.) + РН2О2- = РО4_ + 4Н2О + + 4МпОГ См. также З8, ЗЗ3, 607, 61'°, 74’°, 758, 8510. 31. К2МпО4 — Манганат калия Оксосоль. Темно-зеленый, разлагается при нагревании, пла- вится под избыточным давлением О2. В растворе устойчив толь- ко в сильнощелочной среде. Зеленая окраска раствора отвечает иону МПО4"". Медленно разлагается при разбавлении раствора водой, быстро — при подкислении. Проявляет окислительно-вос- становительные свойства. Качественная реакция — появление фиолетовой окраски при подкислении раствора (см. 313’4 5 6). Про- межуточный продукт при синтезе КМпО4. 1. ЗК2МпО4 = 2К3МпО4 + МпО2Ч-О2 (190—500 °C) 2. К2МпО4 (конц.) = 2К+ +МпОГ (в конц. КОН) ЗК2МпО4 (конц.) + 2Н2О 4 2KMnO4 + MnO2| +4КОН (разбавление) 3. ЗК2МпО4 + 4НС1 (разб.) = 2КМпО4 + МпО2; +2Н2О + 4КС1 К2МпО4 + 8НС1(конц.)-МпС12 + 2С12| +4Н2О + 2КС1 4. ЗК2МпО4 + 2Н2О + 4СО2(г)=2КМпО4 + МпО2| +4КНСО3 5. 2К2МпО4 + С12(насыщ.) = 2КМпО4 + 2КС1 2К2МпО4+ K2S2O6(O2) (конц.) = 2КМп04 + 2К2504 (кат. AgNO3) 6. К2МпО4 + С2Н5ОнДМпО2 + СН3С(Н)О + 2КОН (30—50 °C) 7. 2К2МпО4 4- 2Н2О электР°ли>3 Н2 f + 2КМпО4 4- 2КОН 127
32. K2FeO4 — Феррат калия Оксосоль. Красно-фиолетовый, разлагается при сильном на- гревании. Хорошо растворим в концентрированном растворе КОН, реагирует с кипящей водой. Сильный окислитель. Качест- венная реакция — образование красного осадка феррата бария. Применяется для синтеза ферритов, например (BaFe)O3. 1. 2K2FeO4 = K3FeO44-KFeO24-O2 (500—700 °C) 2. K2FeO4 (разб.) = 2K+ + FeO4“ (красн.) (в конц. КОН) 4K2FeO4 + 6H2O = 4FeO(OHH +8KOH + 3O2f (кип.) 3. 4K2FeO4+10H2SO4(pa36.) = 2Fe2(SO4)3 + 3O2t+ ЮН2О-|- + 4K2SO4 4. 2K2FeO4 + 2(NH3-H2O) = 2FeO(OH)| +N2f +2H2O + 4KOH (кип.) 5. 4K2FeO4 + 3Cr(OH)2 = 4FeO(OH); H-3K2CrO4 + 2KOH (60 °C) 2K2FeO4 + 3C2H5OH = Fe2O31 +3CH3C(H)O f + 4KOH + H2O . (40 °C) 6. FeO4“ + Ba2+ = BaFeO4| (красн.) (в конц. KOH) [2BaFeO4 (влажн.) = 2(ВаРе)О34-О2] (выше 120 °C) 33. KC1 — Хлорид калия Бескислородная соль. Белый, негигроскопичный. Плавится и кипит без разложения. Умеренно растворим в воде, гидролиза нет. Слабый восстановитель. Вступает в реакции двойного обме- на. Качественная реакция на ион С1~ — см. 134. Применяется как калийное удобрение, для синтеза К, КОН и С12. В природе основная составная часть (наравне с NaCl) залежей сильвинита. 1. КС1 (разб.) = К+ +С1- (рН = 7) 2. КС1(т) + Н2504(конц.) = КН504 + НС1| (30—50 °C) 2KC1(t)4-H2S04(kohu.)==K2S04 + 2HC1| (кип.) 3. 10KC1(t)4-8H2SO4 (конц.) + 2КМпО4(т)=5С12| +2MnSO4 + + 8H2O4-6K2SO4 (кип.) 4. KCl(pa36.) + AgNO3=KNO3 + AgCI| (бел.) КО (Hacbiiu.)4-NaNO3(Hacbmi.) = KNO3 + NaC14 (кип.) 5. 2KC1 (расплав) эле-рол-^ 2K4-Cl2f (800 °C) 6. 2КС1 + 2Н2О электР°ли>3 н2 f + Cl2 f + 2КОН КС1 + ЗН2О электроли>3 зн2 f КС1О3 (40—60 °C) электролиз (п) “ на Hg-катоде 2K(Hg)4-Cl2j амальгама 34. КВг — Бромид калия Бескислородная соль. Белый, негигроскопичный, плавится без разложения. Хорошо растворим в воде, гидролиза нет. Вос- становитель (более слабый, чем KI). Качественная реакция на 128
ион Вг- — см. 343'5. Применяется как компонент травителей при гравировке по металлам, составная часть фотоэмульсий, лекар- ственное средство. 1. КВг(разб.) = К+ + Вг- (рН = 7) 2. 2KBr(T) + H2SO4(10—50%)=K2SO4 + 2HBrt (30—50 °C) 2КВг(т) + 3H2SO4 (> 50%) = 2KHSO4+ Br2 f + SO2 f + 2H2O (кип.) 3. 2KBr(p)4-Cl2(r) = 2KClH-Br2(p) [Br2(H2O) + CCl4 ЭКСТ^^- Br2(CCl4) + H2O] нижний верхний бурый бесцветный слой слой 4. 5Вг“ + 6Н+ + ВгО3~ = ЗВг2 + ЗН2О 2KBr(T) + 2H2SO4 (конц.) + MnO2 = Вг2 f + MnSO4 + 2Н2О + + K2SO4 (кип.) 5. Вг“+Ag+= AgBr| (желтоватый) (см. также 126) электролиз 6. КВг + ЗН2О-----------^ЗН2|+КВгО3 (60—80 °C) 35. KI — Иодид калия Бескислородная соль. Белый, негигроскопичный. При хране- нии на свету желтеет. Хорошо растворим в воде, гидролиза нет. Типичный восстановитель. Водный раствор KI хорошо растворя- ет 12 за счет комплексообразования. Качественные реакции — см. 353’4’7. Применяется как компонент электролитов в химиче- ских источниках тока, реактив в фотографии, лекарственное средство, реагент в аналитической химии. 1. KI (разб.)=К+-Н- (рН = 7) 5KI + 2H2O + O24-4KOH + I2|+К[1(1)2] (комн, t, на свету) 2. 8KI(T)+5H2SO4(KOHU.)=4I2|+H2St4-4H2O4-4K2SO4 (кип.) 3. а) 2К1(р)+С12(р)(нед.)=2КС14-12| (черн.) растворение в СС14 ч , ,, [12(т)-----------И2(СС14)(р)(фиол.)] б) KI + ЗН2О + ЗС12(р)(изб.)==КЮ3 + 6НС1 (80 °C) 4. К1(Р)+12(т)= К[1(1)2](Р)(кор.) («иодная вода») {[1(1)2]-(Н2О) + СС14^^^12(СС14)+1-(Н2О)} нижний верхний фиолетовый бесцветный слой слой 5. 101" + 16Н+ +2МпО4- = 512| +2Мп2+ + 8Н2О 61- + 14Н+ + Сг2О2“ = 312| +2Сг3+ 4-7Н2О 6. 21- + 2Н+ + Н2О2(3%)= 12| +2Н2О 21- + 4Н+ +2NO2- = I2| 4-2NO) +2Н2О 7. 51-+6Н+ + Ю3- = 312| +ЗН2О 8. а) 1“ + Ag+ = Agl | (желт.) (см. также 126) 5 Р. А. Лидин 129
6) 2KI(pa36.)+Hg(NO3)2=2KNO34-HgI2| (красн.) {HgI2(T) + 2I (KOHii.) = [HgI4]2 (бц.)} (в конц. КОН) тетраиодомеркурат(П) 9. KI + ЗН2О электроли>3 ЗН21 + КЮ3 (50—60 °C) См. также З8, 265, 375, 71% 858. 36. K4[Fe(CN)6J— Гексацианоферрат(II) калия Комплексная соль. Белый (гидрат светло-желтый), разлага- ется при сильном нагревании. Устойчив на воздухе. Хорошо рас- творим в воде, светло-желтая окраска раствора отвечает иону [Fe(CN)6]4~, акватация комплекса отсутствует. Слабый восста- новитель. Применяется как реактив в аналитической химии на ион Fe3+ (образуется синий осадок — см. 6212, используется как минеральная краска), реагент для окраски оксидированного алюминия. Не ядовит (в отличие от K3[Fe(CN)6]). 1. a) K4[Fe(CN)6]-3H2O = K4[Fe(CN)6] + 3H2O (70—120 °C) 3K4[Fe(CN)6]= 12KCN + Fe3C -|-5С (графит) + 3N2 (650 °C) б) K4[Fe(CN)6] (разб.) = 4К++[Fe(CN)6]4" (рН = 7) 2. K4[Fe(CN)6] + 6H2S04(KOHu.) + 6H20 = 2K2S04 + FeS04 + + 3( NH4)2SO4 + 6СОI (кип.) 3. K4[Fe(CN)6l+3HNO3(KOHu.)=NO2 + HCNf + + K2[Fe(H2O)(CN)5] + 2KNO3 (кип.) 4. 2K4[Fe(CN)6] + Cl2(r) = 2K3[Fe(CN)6] + 2KCl (в разб. НС1) 37. K3[Fe(CN)6]— Гексацианоферрат (III) калия Комплексная соль. Темно-красный (крупные кристаллы) или темно-желтый (порошок). Разлагается при умеренном нагре- вании. Хорошо растворим в воде, комплекс подвергается ак- ватации, желто-зеленая окраска раствора отвечает ионам [Fe(H2O)(CN)5]2- и [Fe(CN)6]3”. Реагирует с кислотами, щелоча- ми. Слабый окислитель. Применяется как реактив в аналитиче- ской химии на ион Fe2+ (образуется синий осадок — см. 6114, ис- пользуется как минеральная краска), реагент в черно-белой и цветной фотографии, компонент электролитов в гальванопласти- ке. Ядовит (в отличие от K4[Fe(CN)6]). 1. 6K3[Fe(CN)6l=18KCN + 2Fe3C + N24-8C2N2 (дициан) (350—400 °C) 2. K3[Fe(CN)6](разб.) = ЗК+-)-[Fe(CN)fi]3_ [Fe(CN)6]3- + H2O^(Fe(H2O)(CN)5f- + CN- (Kc=l) CN- + H2O^HCN + OH- (pH>7) 3. K3[Fe(CN)6] + HCl(pa36.) + H2O = HCNt+ + K2[Fe(H2O)(CN)5]+ KC1 (кип.) 4. 4K3[Fe(CN)6] + 4KOH(KOHn.) = 4K4[Fe(CN)6] + O2f+2H2O 5. 2K3[Fe(CN)6]4-2KI=2K4[Fe(CN)6]+I2| 130
10.1.3. КАЛЬЦИЙ Общая характеристика элемента Элемент 4-го периода и IIA-группы Периодической системы, порядковый номер 20, относится к щелочноземельным металлам. Электронная формула атома [i8Ar]4s2, характерная степень окис- ления + 11. Имеет низкую электроотрицательность. Проявляет металлические (основные) свойства. Многие соли кальция мало- растворимы в воде. Кальций, катион кальция и его соединения окрашивают пламя газовой горелки в темно-оранжевый цвет (качественное обнаружение). В природе шестой по химической распространенности эле- мент в земной коре (третий среди металлов), находится в связан- ном виде. Входит в состав многих минералов и горных пород. Присутствует в природных водах и определяет большую часть их жесткости (вместе с магнием): 1 л морской воды содержит 0,4 г ионов Са2+. Жизненно важный элемент для всех организмов. Концентри- руется в костях и зубах в виде различных фосфатов, суточная норма для человека составляет 1 г кальция. Ионы Са2+ обес- печивают свертываемость крови, недостаток кальция вызывает размягчение костей и рахит. Из карбоната кальция построены кораллы и раковины моллюсков. Недостаток кальция в почве восполняется внесением известковых удобрений (СаСО3, СаО, CaCN2 и др.). Физические свойства и получение № Вещество Мг, а. е. м. Фазовые переходы Плот- ность Получение 38 Са 40,078 пл. 842 °C, кип. 1495 °C 1,54 396, 456 7, 461 39 СаО 56,08 пл. 2614 °C, кип. 2850 °C 3,35 385, 411-5. 464 40 Са(ОН)2 74,09 разл. >520 °C 2,08 381, 391, 453 41 СаСО3 100,09 пл. 1242 °C (р) 2,93 405'9, 454 42 Са3(РО4)2 310,17 пл. 1670 °C 3,14 96, 406, 454 43 CaSO4 136,14 пл. и разл. 1450 °C 2,96 404, 452 44 Са(СЮ)2 142,98 разл. >180 °C 2,35 407 45 СаС12 110,98 пл. 782 °C, кип. «1960 °C 2,51 382-6, 403, 412 46 СаН2 42,09 пл. и разл. «1000 °C 1,90 384, 455 47 СаС2 64,10 пл. 2160 °C 2,22 386, 395 Химические свойства 38. Са — Кальций Простое вещество. Белый, пластичный. Во влажном состоя- нии покрывается оксидно-гидроксидной пленкой. Весьма реакци- 131
онноспособный, воспламеняется при нагревании на воздухе. Сильный восстановитель, в ряду напряжений стоит значительно левее водорода. Энергично реагирует с водой (с сильным экзо- эффектом), кислотами, неметаллами. Катион Са2+ в растворе — бесцветный аквакомплекс [Ca(H2O)6f+ (протолиза нет). Приме- няется для удаления примесей неметаллов из металлических сплавов, как компонент легких и антифрикционных сплавов, для восстановления многих металлов из их оксидов. 1. Ca + 2H2O = Ca(OH)2|+H2f (ДЯ°=-413 кДж) 2. Са + 2НС1 (разб.) = СаС12 + Н2| 3. 4Са + 10HNO3 (разб.) = 4Са(NO3)2 + N2O f + 5Н2О 4Са + 10HNO3(o4. разб.) = 4Са(ЫО3)2 + NH4NO3 + 3H2O 4. Са + Н2 = СаН2 (500—700 °C) 5. 2Са + О2 (воздух) = 2СаО (300—450 °C) ЗСа + N2 (воздух) = Ca3N2 (нитрид) (200—450 °C) 6. Са + С12 = СаС12 (200—250 °C) Ca + S=CaS (150 °C) СаН~2С (графит) = СаС2 (550 °C) 7. Са + 2МС1 = СаС12 + 2М (700—800 °C, вак., M = Rb, Cs) ЗСа + Сг2О3 = ЗСаО + 2Сг (700—800 °C) 5Са + V2O5 = 5СаО + 2V (950 °C) См. также 875, 9510. 39. СаО — Оксид кальция Основный оксид. Белый, весьма гигроскопичный. Имеет ион- ное строение Са2+О2”. Тугоплавкий, термически устойчивый, ле- тучий при прокаливании. Поглощает углекислый газ из воздуха. Энергично реагирует с водой (с высоким экзо-эффектом), обра- зует сильнощелочной раствор (возможен осадок гидроксида). Ре- агирует с кислотами, оксидами металлов и неметаллов. Приме- няется для синтеза других соединений кальция, в производстве Са(ОН)2, СаС2 и минеральных удобрений, как флюс в металлур- гии, катализатор в органическом синтезе, компонент вяжущих материалов в строительстве. 1. СаО-|-Н2О = Са(ОН)2 (Д//°=—64 кДж, гашение извести) 2. СаО-|-2НС1 (разб.) —СаС12-(-Н2О 3. СаО +СО2СаСО3 (комн, t) СаО + SiO2 = CaSiO3 (1100—1200 °C) 4. СаО + А12О3=(СаА12)О4 (1200—1300 °C) CaO + TiO2 = (CaTi)O3 (900—1100 °C) CaO-|-Fe2O3 = (CaFe2)O4 (900—1000 °C) 5. СаО-|-ЗС (кокс) — СаС2 + СО (1000—1200 °C) 6. 4СаО + 2А1 = ЗСа + (СаА12)О4 (1200 °C) 132
40. Са(ОН)2—Гидроксид кальция Основный гидроксид. Белый, гигроскопичный. Имеет ионное строение Са2+(ОН~)2. Разлагается при умеренном нагревании. Поглощает углекислый газ из воздуха. Малорастворим в холод- ной воде (образуется щелочной раствор), еще меньше —в кипя- щей воде. Реагирует с кислотами, кислотными оксидами. Каче- ственная реакция на ион Са2+ — см. 406. Применяется в произ- водстве стекла, вяжущих строительных растворов, белильной извести, известковых минеральных удобрений, для каустифика- ции соды и умягчения пресной воды. 1. Са(ОН)2=СаО + Н2О (520—580 °C) 2. Са(ОН)2(насыщ.) —Са2++2ОН- (рН>7, известковая вода) 3. Са(ОН)2 + 2НС1 (разб.) = СаС12 + 2Н2О 4. Ca(OH)2+H2SO4(pa36.) = CaSO4| +2Н2О Са(ОН)2 + 2Н2504(конц.) = Са(Н504)2 + 2Н20 2Са(ОН)2(изб.) + Н2504(оч. разб.) = Са25О4(ОН)2| + 2Н2О ЕО2(нед.) , ЕО2(изб.), 20 °C Л 5. Са(ОН)2 п> СаЕО3| Са(НЕО3)2(р) - EO2f, Н2О, кип. (Е = с, S) [Са(НЕО3)2(р) + Са(ОН)2 (насыщ.) = 2СаЕО3| +2Н2О] 6. а) Са(ОН)2 + 2Н3РО4(конц.) = Са(Н2РО4)2|+2Н2О ,г [Са(Н2РО4)2 + Са(ОН)2 = 2СаНРО4| +2Н2О] 6) Са(ОН)2-|-Н3РО4(разб.) —СаНРО4| + 2Н2О [2СаНРО4 + Са(ОН)2 = Са3(РО4)2| + 2Н2О] в) ЗСа(ОН)2 + 2Н3РО4(разб.) = Са3(РО4)2| +6Н2О г) 5Са(ОН)2(изб.) + ЗН3РО4(разб.) = Са5(РО4)3ОН} +9Н2О 7. 2Са(ОН)2 (суспензия) + 2С12(г) = СаС12Са(СЮ)2 + 2Н2О 8. Ca(OH)2 + 2NH4Cl = CaCl2 + 2NH3t+2Н2О (кип.) 9. Са(ОН)2 (насыщ.)-|-Na2CO3 = CaCO3| +2NaOH 41. СаСО3—Карбонат кальция Оксосоль. Белый, при прокаливании разлагается, плавится под избыточным давлением СО2. Нерастворим в воде. Реагирует с кислотами, солями аммония в горячем растворе, углеродом. Переводится в раствор действием избытка углекислого газа с образованием гидрокарбоната Са(НСО3)2 (существует только в растворе), который определяет «временную» жесткость пресной воды (вместе с солями магния и железа). Устранение жесткости (умягчение воды) проводится кипячением или нейтрализацией гашеной известью. Распространенное в природе вещество (мине- рал кальцит, горная порода известняк и его разновидности — мел, мрамор, мергель, туф). Применяется для производства СаО, СО2, цемента, стекла и минеральных удобрений, как напол- нитель бумаги и резины, строительный камень (щебень) и компо- 133
нент бетона и шифера, в виде осажденного порошка — для изго- товления школьных мелков, зубных порошков и паст, в побелке помещений. 1. СаСО3 = СаО + СО2 (900—1200 °C, обжиг известняка) 2. СаСО3 + 2НС1 (разб.) —СаС12 + СО2| + Н2О 3. СаСО3(Т) + СО2(изб.) + Н2О Са(НСО3)2(р) [Са(НСО3)2(р) + Са(ОН)2 (насыщ.) = 2СаСО3| 4-2Н2О] 4, CaCO3 + 2NH4Cl(KOHu.)=CaCl2 + 2NH3t +CO2f +Н2О (кип.) 5. СаСО3 + С (кокс) = СаО + 2СО (800—850 °C) 42. Са3(РО4)2 — Ортофосфат кальция Оксосоль. Белый, тугоплавкий, термически устойчивый. Не- растворим в воде. Разлагается концентрированными кислотами. Восстанавливается углеродом при сплавлении. Основной компо- нент фосфоритных руд (апатиты и др.). Применяется для получе- ния фосфора, в производстве фосфорных удобрений (суперфос- фаты), керамики и стекла, осажденный порошок — как компо- нент зубных паст и стабилизатор полимеров. 1. Ca3(PO4)2 + 2H2SO4(60%) = Ca(H2PO4)2| + 2CaSOJ (30—50 °C) 2. Са3(РО4)2 + 4Н3РО4(40%) = ЗСа(Н2РО4)2| (примесь СаНРО4) 3. Са3(РО4)2 + 5С(кокс) + 381О2 = ЗСаБЮз + 2Р(бел.) + 5СО (1000 °C) 43. CaSO4 — Сульфат кальция Оксосоль. Белый, весьма гигроскопичный, тугоплавкий, при прокаливании разлагается. Образует гидраты CaSO4*2H2O (гипс) и CaSO4-0,5H2O (жженый гипс, техническое название «алебастр»). Малорастворим в воде, растворимость уменьшается при нагревании. Реагирует с H2SO4 (конц.). Восстанавливается углеродом при сплавлении. Определяет большую часть «посто- янной» жесткости пресной воды. Распространенное в природе вещество. Применяется как сырье в производстве SO2, H2SO4 и (NH4)2SO4, флюс в металлургии, наполнитель бумаги, вяжущий строительный материал. 1. CaSO4 • 2Н2О 1t00~128°> CaSO4 • 0,5Н2О +1,5Н2О КОМН, t г СП л ги гч 163-20° °с - с„ выше 1450 °C _ „ CaSO4-0,5H2O _HQ > CaSO4 _SQ 0 > СаО 2. CaS04(T> + H2S04(KOHu.) = Ca(HS04)2(p) 3. CaSO4 + 3C (кокс) = CaS4-2СО + СО2 (900 °C) CaSO4 + C (кокс) = СаО + 502 + СО (1300—1500 °C) 134
4. Устранение «постоянной» жесткости (умягчение воды): CaSO4(p)4- Na2CO3 (конц.) = СаСО3| + Na2SO4 3CaSO4(p>+2Na3PO4 (конц.) = Са3(Р04)2| + 3Na2SO4 44. Са(С1О)2—Гипохлорит кальция Оксосоль. Белый, при нагревании разлагается без плавле- ния. Хорошо растворим в холодной воде (образуется бесцветный раствор), гидролизуется по аниону. Реакционноспособный, пол- ностью разлагается горячей водой, кислотами. Сильный окисли- тель. При стоянии раствор поглощает углекислый газ из возду- ха. Качественная реакция на ион С1О“ — см. 443. Действующее начало белильной (хлорной) извести. Применяется для отбелива- ния тканей и дезинфекции помещений. 1. Са(С1О)2 = СаС12 + О2 (180 °C) 2. Са(СЮ)2(разб.) = Са2+ + 2СЮ-, СЮ- + Н2О^НС1О + ОН" (рН>7) 3. Са(С1О)2(т)+4НС1 (конц.) = СаС124-2С12| +2Н2О (80 °C) 4. Са(С1О)2 + Н2О + СО2 = СаСО3|+2НС1О (на холоду) 5. Са(С1О)2 + 2Н2О2(разб.) = СаС12 + 2Н2О + 2О2| 45. СаС12 — Хлорид кальция Бескислородная соль. Белый, плавится без разложения. Рас- плывается на воздухе за счет энергичного поглощения влаги. Хо- рошо растворим в воде, гидролиза нет. Вступает в реакции двой- ного обмена. Применяется для осушения газов и жидкостей, при- готовления охлаждающих смесей. Компонент природных вод, составная часть их «постоянной» жесткости (устранение жестко- сти — см. 434). 1. СаС12-6Н2О = СаС12 + 6Н2О (200—260 °C) СаС12(разб.) = Са2++2С1" (pH = 7) 2. СаС12(т)+Н2504(конц.) = Са504| + 2НС1| (кип.) 3. CaCl2 + 2NaOH (конц.) = Са(ОН)2; + 2NaCl 4 Са2+РО4 > СО3 Са3(РО4)2;, СаСО3|, СаР2|(бел.) 5. СаС12Н-2Н2 = СаН2 + 2НС1 (600—700 °C, кат. Fe, Ni) 6. ЗСаС12 + 2А1 = ЗСа + 2А1С13 (600-700 °C) 7. СаС12 (расплав) ^™^Ca + Cl2f (800 °C) 46. СаН2—Гидрид кальция Бинарное соединение. Белый, имеет ионное строение Са2+(Н“)2. При плавлении разлагается. Чувствителен к кислоро- ду воздуха. Сильный восстановитель, реагирует с водой, кисло- тами. Применяется как твердый источник водорода (1 кг СаН2 135
дает « 1000 л Н2), осушитель газов и жидкостей, аналитический реагент для количественного определения ратах. 1. СаН2 = Н2 + Са (ос. чист.) воды в кристаллогид- (выше 1000 °C) 2. СаН24-2Н2О==Са(ОН)2|+2Н2| 3. СаН2 + 2НС1 (разб.) = СаС12 + 2Н2| 4. СаН2 + О2 = Н2О +СаО (ос. чист.) 5. ЗСаН2-|-N2 = 3H2-)-Ca3N2 (нитрид) [Ca3N2 + 6H2O = 3Ca(OH)2; +2NH3f] 6. ЗСаН2 + 2КСЮ3 = 2КС1 + ЗСаО4-ЗН2О СаН2 + H2S = CaS 4-2Н2 2CaH2 + TiO2 = 2CaO + Ti + 2H2 (300—400 °C) (выше 1000 °C) (кип.) (450—550 °C) (500—600 °C) (750 °C) 47. СаС2 — Ацетиленид кальция Бинарное соединение, производное от ацетилена С2Н2. Имеет ионное строение Са2+(С2~). Белый (технический продукт буро- черный из-за примесей). Плавится без разложения, при дальней- шем нагревании разлагается. Чувствителен к влаге воздуха. Полностью гидролизуется водой (карбидный запах выделяюще- гося С2Н2 обусловлен примесями РН3, NH3 и H2S). Реагирует с кислотами. Сильный восстановитель при сплавлении. Применя- ется в производстве минеральных удобрений, в частности циана- мида кальция CaCN2 (см. также 785), как твердый источник аце- тилена. 1. СаС2=Са + 2С (графит) 2. СаС2 + 2Н2О = Са(ОН)2| +С2Н2| 3. СаС2 + 2НС1 (разб.) —CaCl2 + C2H2f 4. СаС2 + Н2 = Са + С2Н2 5. 2СаС2 + 5О2 = 2СаО + 4СО2 6. СаС2-|-5С12 —СаС124~2СС14 (выше 2200 °C) (выше 2200 °C) (700—900 °C) (выше 250 °C) 7. 2CaC24-N2 + 2NH3=C2H2+2H2+2CaCN2 (цианамид) (800—900 °C) 8. СаС2 + 2КЕ = 2С(графит) + 2К + СаЕ2 (800—950 °C) 10.1.4. АЛЮМИНИЙ Общая характеристика элемента Элемент 3-го периода и ША-группы Периодической системы, порядковый номер 13. Электронная формула атома [10Ne]3s23p’, характерная степень окисления + Ш. По электроотрицательно- сти занимает промежуточное положение между типичными ме- таллами и неметаллами. Проявляет амфотерные (кислотные и основные) свойства, в соединениях может находиться в составе катиона или аниона. В природе четвертый по химической распространенности эле- 136
мент в земной коре (первый среди металлов), находится в хими- чески связанном состоянии. Входит в состав многих алюмосили- катных минералов и горных пород (граниты, порфиры, базальты, гнейсы, сланцы, глины). Жизненно важный элемент для всех организмов. Катализа- тор синтеза порфиринов — хлорофилла, гемоглобина и др. Физические свойства и получение № Вещество Mf, а. е. м. Фазовые переходы Плот- ность Получение 48 А1 26,982 пл. 660,37 °C, кип. 2500 °C 2,70 496, 518 49 А12О3 101,96 пл. 2053 °C, кип. 3000 °C 3,97 48s, 50* 50 А1(ОН)3 78,00 разл. >170 °C 2,42 23м, 5148, 957 51 А1С13 133,34 пл. 192,6 °C (р) 2,47 482,6, 4915, 50s 52 A12S3 150,16 пл. 1120 °C (р) 2,02 487 53 А14С3 143,96 разл. >2200 °C 2,36 48s, 49s См. также 23— KA1(SO4)2. Химические свойства 48. А1 — Алюминий Простое вещество. Белый, легкий, пластичный. Пассивирует- ся в воде и концентрированной азотной кислоте из-за образова- ния устойчивой оксидной пленки. Амальгамированный металл энергично реагирует с водой. Реакционноспособный, в ряду напряжений стоит значительно левее водорода. Проявляет амфо- терные свойства, реагирует с кислотами и щелочами. Силь- ный восстановитель, реагирует с неметаллами, оксидами ме- таллов. Катион А13+ в растворе — бесцветный аквакомплекс [А1(Н2О)6]3+. Применяется как компонент легких и электропро- водящих сплавов, реагент в алюминотермических методах полу- чения металлов (хром, ванадий и др.) и термитной сварке сталь- ных конструкций. 1. 2А1 (амальгама) + 6Н2О —2А1(ОН)3| + 3H2f (Д//° = -836 кДж) 2. 2А1+ 6НС1 (разб.) —2А1С13 + ЗН2| 3. 8Al + 30HNO3(pa36.) = 8Al(NO3)3 + 3N2Ot + 15Н2О 8А1 + 30HNO3 (оч. разб.) = 8A1(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9Н2О 4. 2А1 + 6NaOH(T) = 2NaА1О2 + ЗН2 + 2Na2O (400—500 °C) 2Al + 2NaOH (конц.) + 6Н20 = ЗН2^ +2Na[Al(OH)4] (80 °C) тетрагидроксоалюминат (III) 5. 4А1 (порошок)Ч-ЗО2 (воздух) = 2А12О3 (сгорание) 6. 2А1 (порошок)-4*ЗС12 = 2А1С13 (комн, t) 2А1 (порошок) + 312 = 2АП3 (25 °C, кат. капля Н2О) 137
7. 2 Al3S = A13S3 (150—200 °C) 8. 4АЦ-ЗС (графит) = A14C3 (1500—1700 °C) 9. 2А1 + Сг2О3 = А12О3 + 2Сг (800 °C) 10A1 + 3V2O5 = 5AI2O3 + 6V (900— 1100 °C) 10. 8А1 + 18Н2О + 5КОН(конц.) + ЗКМО3 = 8К[А1(ОН)4] + ЗНН3| (кип.) См. также З5, 73, 216, 298, 396, 456, 577. 49. A12O3 — Оксид алюминия Амфотерный оксид, кислотные и основные свойства равновы- раженны. Белый, имеет ионное строение (А13+)2(О2-)3. Тугоплав- кий, термически устойчивый. Аморфный гигроскопичен и химиче- ски активен, кристаллический химически пассивен. Не реагирует с водой, разбавленными кислотами и щелочами. Переводится в раствор концентрированными кислотами и щелочами, реагирует со щелочами и карбонатом натрия при сплавлении. Применяет- ся как сырье в производстве алюминия, для изготовления огне- упорных, химически стойких и абразивных материалов, особо чи- стый А12О3 — для изготовления рубиновых лазеров. 1. А12О34-6НС1 (конц.)—*2А1С13 + ЗН2О (80°C) 2. Al2O3 + 2NaOH(T) = 2NaAlO2-|-H2O (900—1100 °C) А1203 + 2ЫаОН(конц.) + ЗН2ОЛ 2Ыа[А1(ОН)4] (80 °C) 3. Al2O3 + Na2CO3 = 2NaAlO2 + CO2 (1000—1200 °C) 4. Al2O3 + MgO=(MgAl2)O4 (1600 °C) А12О3 + СоО=(СоА12)О4(син.) (1100 °C, в расплаве КС1) 5. 2А1203 + 9С(кокс) = А14С3 + 6СО (1800 °C) А12О3 + ЗС (кокс)4-ЗС12 = 2А1С13 + ЗСО (800—900 °C) 6. 2А12О3---электролиз -^4А1 + 3O2f (900 °C) в расплаве NaJAIFg] См. также 24, 165, 185, 225, 254, 394, 1005. 50. А1(ОН)3—Гидроксид алюминия Амфотерный гидроксид, кислотные и основные свойства рав- новыраженны. Белый, аморфный (гелеобразный) или кристалли- ческий. Связи А1—ОН преимущественно ковалентные. Разлага- ется при нагревании без плавления. Практически не растворя- ется в воде. Реагирует с кислотами, щелочами в растворе и при сплавлении. Не реагирует с NH3-H2O, NH4C1, СО2, SO2 и H2S. Метагидроксид АЮ(ОН) химически менее активен, чем А1(ОН)3. Промежуточный продукт в производстве алюминия. Применяет- ся для синтеза других соединений алюминия, органических кра- сителей, как лекарственный препарат при повышенной кислот- ности желудочного сока. 138
. л./гчих 170-200 °C 360-575°C „ 1. A1(OH)3---——^АЮ(ОН)--------—-+A12O3 — rigO — 2. Al(OH)3(T)=f*Al3+ + 3OH- ([OH_] = 2-10-8 моль/л) А1(ОН)3(Т) + 2Н2О^[А1(ОН)4Г + Н3О+ ([H3O+] = 6-10-8 моль/л) 3. А1(ОН)3 + ЗНС1 (разб.) = А1С13 + ЗН2О 4. Al(OH)3 + NaOH(T)—NaA102 + 2H20 (1000 °C) 5. Al(OH)34-NaOH (конц.) = Na[Al(OH)4](p) {Na[Al(OH)4](p) + CO2(H36.) = A1(OH)3| +NaHCO3} 6. Al(OH)3 + 3HF(KOHii.) + 3NaF = Na3[AlF6U +3H2O 51. A1CI3 — Хлорид алюминия Бескислородная соль. Белый, легкоплавкий, сильнолетучий. В паре состоит из ковалентных мономеров А1С13 (треугольное строение, зр2-гибридизация, преобладают при 440—800 °C) и ди- меров А12С16 (точнее, С12А1С12А1С12, строение — два тетраэдра с общим ребром, зр3-гибридизация, преобладают при 183— 440 °C). Гигроскопичен, на воздухе «дымит». Хорошо растворим в воде (с сильным экзо-эффектом), полностью диссоциирует на ионы, создает в растворе сильнокислотную среду. Реагирует со щелочами, гидратом аммиака. Восстанавливается при электро- лизе расплава. Вступает в реакции двойного обмена. Качествен- ная реакция на ион А13+—см. 516. Применяется как сырье в производстве алюминия, катализатор в органическом синтезе и при крекинге нефти, переносчик хлора в органических реакциях. 1 со гл Ю0-200 °C 250-450 °C .. „ L А1С1з-6Н2О — , Нг> А1С1(ОН)2 _нсГ;Нг6 А12О3 2. А1С13(Т)^ А1С13(разб.) = А13+ -f-ЗСГ (Д//°= — 320 кДж) А13+-Н2О + Н2О^А1ОН2+-ЬН3О4 (рН<7) 3. А1С13(т)+2Н2О (влага)=А1С1(ОН)2(т)+2НС1(г) (белый «дым») 4. AlCl3 + 3NaOH (разб.) = А1(ОН)3| (аморф.) + ЗЫаС1 5. 6. 7. AlCl3 + 4NaOH (конц.) = Na[Al(OH)4] + 3NaCl A1C12 + 3(NH3-Н2О)(конц.)=А1(ОН)3| (аморф.)4-31ЧН4С1 A1C13 + 3(NH3- Н2О) (конц.)=А1О(ОН)| +3NH4C1 + Н2О (кип.) А13+ +2НРО4~ = A1POJ +Н2РО4- [А1РО4(т) H2SO4 (конц.) -Н3РО4, so42~ А13+] 2А13+ + ЗН2О + ЗСО|- = 2А1 (0Н)4 + ЗСО21 2A13+ + 6H2O + 3S2“ = 2A1(OH)3; +3H2Sf (60—80 °C) (80 °C) 8. 2А1С13—электР°лиз >2А1 + ЗС12| ' (800 °C) в расплаве NaCl 139
52. A12S3 — Сульфид алюминия Бескислородная соль. Белый, связь А1—S преимущественно ковалентная. Плавится без разложения под избыточным давле- нием N2, легко возгоняется. Окисляется на воздухе при прокали- вании. Полностью гидролизуется водой, не осаждается из рас- твора. Разлагается сильными кислотами. Применяется как твер- дый источник чистого сероводорода. 1. A12S3 + 6H2O = 2A1(OH)3| +3H2Sf (чист.) 2. A12S3 + 6HC1 (разб.) = 2А1С1з + ЗН2Б f 3. A12S3 + 24HNO3(конц.) = Al2(SO4)3 + 24NO2f + 12Н2О (кип.) 4. 2А1283 + 9О2(воздух) = 2А12О3 + 65О2 (700—800 °C) 53. А14С3 — Трикарбид тетраалюминия Бинарное соединение, производное от метана СН4. Желтый, имеет ионное строение (А13+)4(С4-)3. При прокаливании разлага- ется без плавления. Окисляется при нагревании на воздухе. Полностью гидролизуется водой. Переводится в раствор дейст- вием разбавленных кислот и концентрированных щелочей. Вос- станавливается водородом, легко хлорируется. Применяется как твердый источник чистого метана. 1. А14С3 = 4А1 + ЗС (графит) (выше 2200 °C) 2. А14С3+ 12Н2О = 4А1(ОН)3| + 3CH4f (чист.) 3. А14С3+ 12НС1 (разб.) = 4А1С13 + ЗСН4| 4. Al4C3 + 4NaOH (конц.)+12Н2О —4Na[Al(OH)4] + 3CH4f (чист.) 5. А14С3 + 6Н2 = 4А1 + ЗСН4 (2000 °C) 6. А14С3 + 6О2 (воздух) ==2А12О3+ЗСО2 (650—700 °C) 7. А14С3+ 12С12 = 4А1С13 + ЗСС14 (выше 350 °C) 10.1.5 ЖЕЛЕЗО Общая характеристика элемента Элемент 4-го периода и VIIIB-группы Периодической систе- мы, порядковый номер 26, вместе с кобальтом и никелем образу- ет семейство железа. Электронная формула атома [18Ar]3J64s2, характерные степени окисления + 11, + III и + VI, наиболее устойчивым является состояние Fe111. По электроотрицательно- сти занимает промежуточное положение между типичными ме- таллами и неметаллами. Проявляет амфотерные свойства, ме- таллические (осндвные) свойства преобладают над неметалличе- скими (кислотными). В соединениях может находиться в составе катиона (чаще) и аниона (реже). В природе седьмой по химической распространенности эле- мент в земной коре (четвертый среди металлов), находится в хи- мически связанном виде. Метеориты состоят из самородного же- 140
леза. Возможно, из сплава железа с никелем состоит ядро Зем- ли. Входит в состав многих минералов и горных пород. Присут- ствует в природных водах, особенно много железа (катионы Fe2+) содержится в минеральных источниках (до 100 мг железа на 1 л воды). Жизненно важный элемент для всех организмов. Входит в со- став различных белков (хлорофилл, гемоглобин, ферменты, вита- мины). В организме взрослого человека имеется 4—5 г железа, из них 65% — в крови; железо накапливается также в печени, костном мозгу и селезенке. Красный пигмент крови — гемогло- бин осуществляет перенос кислорода от органов дыхания к тка- ням и обратный перенос углекислого газа от тканей к легким. Много железа содержится в коровьем и козьем молоке, яичном желтке. Растения при недостатке железа не образуют хлорофил- ла (что разрушает процесс фотосинтеза), теряют возможность ассимилировать углекислый газ и выделять кислород. Физические свойства и получение № Вещество Мг, a. e. m. Фазовые переходы Плот- ность Получение 54 Fe 55,847 пл. 1539 °C, кип. «3200 °C 7,86 5412, 574,7, 651 55 FeO 71,85 пл. 1368 °C 5,75 56е, 576, 58' 56 Fe2O3 159,69 пл. 1562 °C (р) 5,26 573, 60‘, 643 57 (FenFe^n)O4 231,54 пл. и разл. 1538 °C 5,11 54>,5,i)> 56i.4,s 58 Fe(OH)2 89,86 разл. >150 °C 3,40 604, 615 59 FeO(OH) 88,85 разл. >500 °C 4,37 58s, 61е, 626 60 FeSO4 151,91 разл. >300 °C 3,14 542, 614 61 FeCl2 126,75 пл. 674 °C, кип. 1023 °C 3,16 542, 582, 62е 62 FeCI3 162,21 пл. 307,5 °C (р), кип. 316 °C 2,90 546, 562, 619 63 FeS 87,91 пл. 1195 °C 4,62 547, 567, 61" 64 Fe(S2) 119,98 пл. 743 °C 5,02 62'° 65 [Не(СОЦж) 195,90 пл.—20 °C, кип. 4* ЮЗ °C 1,4620 548 См. также 32—K2FeO4, 36— K4[Fe(CN)6], 37—K3[Fe(CN)6]. Химические свойства 54 ре — Железо Простое вещество. Серый, мягкий, ковкий, тугоплавкий ме- талл. Медленно окисляется во влажном воздухе (ржавеет), из-за рыхлости ржавчины защитный слой не создается. Не реагирует с водой, пассивируется в концентрированных серной и азотной кислотах. В ряду напряжений стоит левее водорода, вытесняет благородные металлы из ик солей. Проявляет амфотерные свой- ства, реагирует с разбавленными кислотами и очень концентри- рованными щелочами. Компактный металл покрывается окали- 141
ной, а порошок сгорает при нагревании на воздухе. Реагирует с неметаллами. Присоединяет монооксид углерода. Катион Fe2+ — светло-зеленый (почти бесцветный) аквакомплекс [Fe(H2O)6]2+ в растворе, катион Fe3+ — бесцветный аквакомп- лекс [Fe(H2O)6f“b в сильнокислотной среде и желтый комплекс [Fe(H2O)5OH]2+ в слабокислотной среде. Техническое железо (чугун, сталь) содержит углерод (частично в виде соединения Fe3C) и другие примеси (Мп, Si, S, Р). Чугун получают в домен- ном процессе, сталь — в конвертерном и мартеновском процес- сах. Чистое железо применяется в производстве специальных сплавов, при изготовлении сердечников электромагнитов и транс- форматоров, чугун — в производстве литья и стали, сталь — как конструкционный и инструментальный материалы, в том числе износо-, жаро- и коррозионно-стойкие. 1. 3Fe + 4H2O(nap) = (FellFe^,I)O4 + 4H2 (800 °C) 2. Fe-)~2HCI (pa36.) = FeCl24-H2t (без доступа воздуха) Fe + H2SO4 (разб.)= FeSO4 + H2f (без доступа воздуха) 3. Fe + 4HNO3(pa36.) = Fe(NO3)3+NOf+2H2O (50—80 °C) 4. Fe + 2NaOH (50%)4-2Н2О = Н2| +Na2[Fe(OH)4]| тетрагидроксоферрат (II) (кип., в атм. N2) 5. 3Fe4~2O2 (BO3Ayx) = (Fel,Fe2,l)O4 («окалина») (150—160 °C, сгорание) 6. 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3 (200—250 °C) 7. Fe + S = FeS (600—700 °C) 8. Fe(T)4-5CO(r)=[Fe(CO)5](M) (180-200 °C, p) 9. Fe + Cu2+=Fe2+ + Cu| 10. Fe4-2KOH (конц.) + 2Н2О-лектР-оли> 3H2f +K2FeO4 11. Процесс ржавления: a) 2Fe4~2H2O (влага)-|-О2 (воздух) 4- 2Fe(OH)2 6) 2Fe + 2H2O (влага)-)-О2 (воздух)+ 4CO2-* 2Fe(HCO3)2 Fe(HCO3)2 (влажн.) Л Fe(OH)2 + 2CO2 в) 4Fe(OH)24- O2 (воздух) + (2/i-4) H2O 4- 2(Fe2O3-nH2O) Fe2O3-nH2O 4- 2FeO(OH)-|-(n— 1)H2O r) Fe(OH)2 + 2Fe(OH)4^2H2O + (Fe"Fe|")O4 (кор. «ржавчи- на») 12. Доменный процесс производства чугуна: а) Подготовка (обжиг) сульфидных и карбонатных руд — перевод в оксидную руду: Р ,Q О2, 800 °C О2, 500-600 °C Pe(S2)----Г7Г-* Fe2°3> FeCO3------—-----* Fe2O3 — okJ2 —C»U2 142
б) Сжигание кокса при горячем дутье (см. 934, 959). в) Восстановление оксидной руды угарным газом последова- тельно до (FeIIFe|II)O4 (см. 568), FeO (см. 575) и Fe (см. 554). г) Науглероживание железа (до 6,67% С) и расплавление чугуна: Fe'”55?S=c[Fe<«+F<:’C| (,угун' 1145”с> См. га 21 56е, 904, 98’. 55. FeO — Оксид железа(II) Амфотерный оксид с большим преобладанием основных свойств. Черный, имеет ионное строение Fe2+O2~. При нагрева- нии вначале разлагается, затем образуется вновь. Не реагирует с водой. Разлагается кислотами, сплавляется со щелочами. Мед- ленно окисляется во влажном воздухе. Восстанавливается водо- родом, углеродом. Участвует в доменном процессе выплавки чу- гуна. Применяется как компонент керамики и минеральных красок. 1 А 17 СХ 560—700 °C IJ-, I г? 1. 4FeO-— > (Fe Fe2 )O4-FFe 900—1000 °C 2. FeO + 2HCl (разб.) = РеС12 + Н2О (в атм. N2) FeO + 4HNO3 (конц.) = Fe(NO3)3+ NO2 f + 2H2O 3. FeO + 4NaOH = 2H2O + Na4FeO3 (красн.) (400—500 °C) триоксоферрат (II) 4. a) FeO + H2 = H2O + Fe (ос. чист.) (350 °C) 6) FeO-|-C (кокс)= Fe-j-OO (выше 1000 °C) FeO + CO = Fe + CO2 (900 °C) 5. 4FeO + 2H2O (влага) + О2 (воздух) Д- 4FeO(OH) 6FeO + O2 = 2(FeIIFe2II)O4 (300—500 °C) 6. 6FeO + O2 —2(FeIIFe2I1)O4 (1600 °C) 56. Fe2O3 — Оксид железа (III) Амфотерный оксид с преобладанием основных свойств. Крас- но-коричневый, имеет ионное строение (Fe3+)2(O2~)3. Термически устойчив до высоких температур. Не реагирует с водой. Медлен- но реагирует с кислотами и щелочами. Восстанавливается водо- родом, монооксидом углерода, расплавленным железом, серово- дородом. Сплавляется с оксидами других металлов и образует двойные оксиды — шпинели (технические продукты называются ферритами). Применяется как сырье при выплавке чугуна в до- менном процессе, катализатор в производстве аммиака, компо- нент керамики, цветных цементов и минеральных красок, при термитной сварке стальных конструкций, как носитель звука и 143
изображения на магнитных лентах, полирующее средство для стали и стекла. 1. 6Fe2O3 = 4(Fe"Fe^)O4 + O2 (1200—1300 °C) 2. Fe2O3 + 6HCl (разб.)Л 2FeCl3 + 3H2O 3. Fe2O3 + 2NaOH (конц.)-Л-H2O + 2NaFeO2(KpacH.) (600 °C, р) диоксоферрат(Ш) 4. Fe2O3 + MO = (MnFe2n)O4 (M = Cu, Мп, Fe, Ni, Zn) 5. 3Fe2O3 + H2 = 2(Fe,IFe^,I)O4 + H2O (400 °C) Fe2O3 + 3H2 = 3H2O + 2Fe(oc. чист.) (1050—1100 °C) 6. Fe2O3 + Fe = 3FeO (900 °C) 7. Fe2O3 + 3H2S = 2FeS + 3H2O + S (750 °C) 8. 3Fe2O3 + CO = 2(FenFe^n)O4 + CO2 (400—600 °C) 57. (Fe’^e"1) O4 — Оксид дижелеза(Ш)-железа (II) Двойной оксид. Черный, имеет ионное строение Fe2+(Fe3+)2(O2_)4. Термически устойчив до высоких температур. Не реагирует с во- дой. Разлагается кислотами. Восстанавливается водородом, рас- каленным железом, алюминием. Участвует в доменном процессе производства чугуна. Применяется как компонент минеральных красок (железный сурик), керамики, цветного цемента. Продукт специального окисления поверхности стальных изделий (черне- ние, воронение). По составу отвечает коричневой ржавчине и темной окалине на железе. 1. 2(FenFe^)O4 = 6FeO + O2 (выше 1538 °C) 2. (FenFe^)O4 + 8HCl(pa36.) = FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O (FeIIFe^I)04+10HN03(KOHic) = 3Fe(N03)3 + N02f +5Н2О 3. 4(FeIIFe2II)O44“O2 (воздух) = 6Fe2O3 (450—600 °C) 4. (FenFe^)O4 + 4H2==4H2O + 3Fe (ос. чист.) (1000 °C) 5. (FenFe^)O4 + CO = 3FeO + CO2 (500—800 °C) ~ /V ПО II1XO I о 900— 1000°С 6. (FenFe2 ->4FeO 560—700 °C 7. 3(FenFe2n)O4 + 8Al — 4Al2O3 + 9Fe (выше 2000 °C) 58. Fe(OH)2— Гидроксид железа(II) Амфотерный оксид с преобладанием основных свойств. Бе- лый (иногда с зеленоватым оттенком), связи Fe—ОН преимуще- ственно ковалентные. Термически неустойчив. Легко окисляется на воздухе, особенно во влажном состоянии (темнеет). Нераство- рим в воде. Реагирует с разбавленными кислотами, концентри- рованными щелочами. Переводится в раствор действием хлори- да аммония. Типичный восстановитель. Промежуточный продукт при ржавлении железа. Применяется при изготовлении активной массы железоникелевых аккумуляторов. 144
1. Fe(OH)2 = FeO + H2O (150—200 °C, в атм. N2) Fe(OH)2(T) ^±Fe2+ + 2OH (осадок раствор) 2. Fe(OH)2 + 2HCl(pa36.) = FeCl2 + 2H2O (в атм. N2) 3. Fe(OH)2 + 2NaOH (>50%) = Na2[Fe(OH)4]| (кип., в атм. N2) сине-зеленый 4. Fe(OH)24-2NH4Cl(K0HU.)-S-FeCl2 + 2NH3t+2H2O (кип.) 5. 4Fe(OH)2 (суспензия) + О2(воздух)4- 4FeO(OH)| +2H2O (кип.) 2Ре(ОН)2(суспензия) + Н2О2(разб.) = 2ЕеО(ОН)4 +2Н2О 6. Fe(OH)2 + KNO2(KOHu.)=-FeO(OH)| +NOf+КОН (60 °C) См. также 267, 5411, 594. 59. FeO(OH) — Метагидроксид железа Амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. Светло-коричневый, связи Fe—О и Fe—ОН преимущественно ковалентные. При нагревании разлагается без плавления. Не- растворим в воде. Осаждается из раствора в виде бурого аморф- ного полигидрата Fe2O3-nH2O, который при выдерживании под разбавленным щелочным раствором или при высушивании пере- ходит в FeO(OH). Реагирует с кислотами, твердыми щелочами. Слабый окислитель и восстановитель. Спекается с Fe(OH)2. Промежуточный продукт при ржавлении железа (см. 5411). При- меняется как основа желтых минеральных красок и эмалей, по- глотитель отходящих газов, катализатор в органическом синтезе. Соединение состава Fe(OH)3 не известно (не получено). 1 Г7 гл и гл 200—250 °C 500—700 °C, на воздухе 1. Fe2O3-nH2O----—-+ FeO(OH)-------------—---------» Fe2O3 — Il 2^ — Fe2O3 • пН2О(т) 2Fe3+ + 6OH“(n — 3)H2O (осадок раствор) 2. FeO(OH) + 3HCl (pa36.) = FeCl3 + 2H2O 3. FeO(OH) NaOH (конц )' > Fe2O3-nH2O (коллоид) NaOHfTb r FeO(OH)-------Na3[Fe(OH)6], Na5 [Fe(OH)8] (75 °C) белый желтоватый 2РеО(ОН) + ЗВа(ОН)2м + 2Н2ОЛ Ba3[Fe(OH)6]2| (желт.) гексагидроксоферрат (III) (90 °C) 4. 2FeO(OH) + Fe(OH)2 = (FenFe^)O4 + 2H2O (600—1000 °C) 5. 2FeO(OH) + 3H2 = 4H2O + 2Fe(oc. чист.) (500—600 °C) 6. 2РеО(ОН) + ЗВг2(изб.)+ ЮКОН (конц.) = =2K2FeO4 + 6KBr + 6Н2О 145
60. FeSO4— Сульфат железа (If) Оксосоль. Белый (гидрат светло-зеленый), гигроскопичный. Разлагается при нагревании. Хорошо растворим в воде, в малой степени гидролизуется по катиону. Быстро окисляется в раство- ре кислородом воздуха (раствор желтеет и мутнеет). Реагирует с кислотами-окислителями, щелочами, гидратом аммиака. Ти- пичный восстановитель. Качественная реакция на ион Fe2+ — образование бурого «кольца» в пробирке, содержащей Fe2+ и NOf, после добавления одной капли H2SO4 (конц.), а также вы- падение осадка FeS (см. 6111) и образование синего осадка KFeIII[FeII(CN)6] (см. 6114). Применяется как компонент мине- ральных красок, электролитов и гальванотехнике, консервант древесины, фунгицид, лекарственное средство против ане- мии. В лаборатории чаще берется в виде двойной соли Fe(NH4)2(SO4)2-6H2O, более устойчивой к действию воздуха. 1. FeSO4.7H2O = FeSO4 + 7H2O (до 250 °C, в атм. Н2) 4FeSO4 = 2Fe2O3 + 4SO2H-O2 (300—700 °C, примесь SO3) 2. FeSO4 (разб.) = Ре2+-)-SO|_, Fe2+.H2O + H2O=^FeOH+ + H3O+ (рН<7) 3. FeSO4 + 4HNO3(KOHn.) = Fe(NO3)3 + N02t+H2SO4 + H2O (кип.) 4. FeSO4 + 2NaOH(pa36.) = Fe(OH)2|+Na2SO4 (в атм. N2) FeSO4 + 2(NH3-H2O)(KOH4.) = Fe(OH)J +(NH4)2SO4 (в атм. NH3) 5. 4FeSO4H~2H2O + O2 (воздух)4FeSO4(OH) | (желт.-кор.) 6. 2FeSO4(конц.)-|-CuSO4 = Cu| +Fe2(SO4)3 7. 5Fe2+ + 8H+ + MnO4~ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 6Fe2+ + 14H+ + Cr2O2- = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O 8. 2Fe2+ + 2H+ + H2O2 (конц.) = 2Fe3+ + 2H2O 9. 8Fe2+ + 2NO3- + 8H2SO4 (96%) = 2(FeNO)2+ (6yp.) + 6Fe3+ + + 4H2O + 8HSO4- 61. FeCl2 — Хлорид железа(П) Бескислородная соль. Белый (гидрат голубовато-зеленый), гигроскопичный. Плавится и кипит без разложения. При силь- ном нагревании летуч в потоке НС1. Связи Fe—Cl преимущест- венно ковалентные, пар состоит из мономеров FeCl2 (линейное строение, sp-гибридизация) и димеров Fe2Cl4. Чувствителен к кислороду воздуха (темнеет). Хорошо растворим в воде (с силь- ным экзо-эффектом), полностью диссоциирует на ионы, слабо гидролизуется по катиону. При кипячении раствора разлагается. Реагирует с кислотами, щелочами, гидратом аммиака. Типичный восстановитель. Вступает в реакции двойного обмена и комплек- сообразования. Качественные реакции на ион Fe2+ — см. 609, 146
61l1, l4. Применяется для синтеза FeCl3 и Fe2O3, как катализатор в органическом синтезе, компонент лекарственны* средств про- тив анемии. 1. FeCl2‘4H2O = FeCl2 + 4H2O (220 °C, в атм. N2) 2. FeCl2(T)^2FeCl2(pa36.)=Fe2+ + 2Cr (ДЯ°=-75 кДж) Fe2+-H2O + H2O^FeOH + 4-H3O+ (рИ<7) 3. FeCl2(KOHi|.) + H2O = FeCl(OH)| +НС1| (кип.) 4. FeCl2(T) + H2SO4(K0HU.) = FeSO4 + 2HClf (кип.) FeCl2(T)4-4HNO3(KOHU.)=Fe(NO3)3+NO2 + 2HCl-FH2O 5. FeCl2 + 2NaOH(pa36.)=Fe(OH)2|4-2NaCl (в атм. N2) FeCl2 + 2(NH3-H2O)(KOHU.) = Fe(OH)2| +2NH4C1 (80 °C, в атм. NH3) 6. FeCl2 +Н2 = 2НС1Fe(ос. чист.) (выше 500°С) 7. 4FeCl2 + O2 (воздух)-* 2Fe(Cl)O-|-2FeCl3 (комн, t) 4FeCl2 + 3O2 = 2Fe2O3 + 4Ci2 (450—480 °C) 8. 2FeCI24-4H2O + CI2=2FeO(OH)|+6HClt (кип.) 9. 2FeCI2(p) + Cl2 (H36.) = 2FeCl3(p) 10. 5Fe2+ + 8H + + MnOf = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O 6Fe2+ +14H + + Cr2O?~ = 6Fe3+ + 2Cr3+ + 7H2O 11. Fe2+ 4-S2- (pa36.) = FeS| (черн.) (см. также 632) 12. 2Fe2+ -|-Н2О + 2СО|- (разб.)=Ре2СО3(ОН)2Ц-СО2| (40-50 °C) 13. FeCI2 + 6KCN(KOHij.)=K4[Fe(CN)6] + 2KCl 14. Fe2+ +[Fe(CN)6]3- + K+ = KFe,n[Fen(CN)6]| (сии.) гексацианоферрат (II) железа (Ш)-калия 15. РеС12(р)электр™и>3 Fe| +С12| (90 °C, в разб. НС1) 62. FeCl3 — Хлорид железа(Ш) Бескислородная соль. Черно-коричневый (темно-красный в проходящем свете, зеленый в отраженном), гидрат темно-жел- тый. При плавлении переходит в красную жидкость. Весьма ле- туч, при сильном нагревании разлагается. Связи Fe—Cl преиму- щественно ковалентные. Пар содержит С12 и состоит из мономе- ров FeCl3 (треугольное строение, з/Агибридизация, преобладают выше 750 °C) и димеров Fe2Cl6 (точнее, Cl2FeCl2FeCl2, строе- ние — два тетраэдра с общим ребром, $р3-гибридизация, преоб- ладают при 316—750 °C). Кристаллогидрат FeCl3-6H2O имеет строение [Fe(H2O)4Cl2]CI-2Н2О. Хорошо растворим в воде, сла- бый электролит, сильно гидролизован по катиону. Разлагается в горячей воде, реагирует со щелочами. Слабый окислитель и восстановитель. Вступает в реакции комплексообразования. Ка- чественные реакции на ион Fe3+ — образование синего осадка KFeIII[FeII(CN)6] и красное окрашивание раствора при добавле- 147
нии тиоцианат-ионов NCS-. Применяется как хлорагент, ката- лизатор в органическом синтезе, протрава при крашении тканей, коагулянт при очистке питьевой воды, травитель медных плас- тин в гальванопластике, компонент кровеостанавливающих пре- паратов. 1. a) FeCl3-6H2O = [Fe(H2O)4Cl2]Cl + 2Н2О (37 °C) 2(FeCl3-6H2O)=Fe2O3 + 6HCl + 9H2O (выше 250 °C) б) 2FeCl3^2FeCl2 + Cl2 (500 °C, в атм. N2) 2. FeCl3(T)^FeCl3(o4. разб.)=Ре3+ +ЗСГ (Д№=-130 кДж) Fe3+-H2O + H2O^FeOH2+ + H3O+ (рН<7) 3. FeCl3(10%)4-4H2O = Cl^ + [Fe(H2O)4Cl2]+(желт.) [Fe(H2O)4Cl2]+^_ Н± [Fe(H2O)5OH]2+ (pH<7) -С1-, H3O+ 4. 2РеС13(конц.) + 4Н2О = [Ре(Н2О)4С12]+ (желт.) + [РеС14]~ (бц.) 5. РеС13(разб„ конц.) + 2Н2оЛ FeCl(OH)J +2НС1 f (кип.) 6. FeCI3 + 3NaOH(pa36.) = FeO(OH)|+H2O + 3NaCl (50 °C) FeCl3 + 3(NH3-H20)(K0Hn.) = FeO(OH)|+H2O + 3NH4CI (50 °C) 7. 4FeCl3 + 3O2 (воздух) = 2Fe2O34-3C12 (350—500 °C) 8. 2FeCl3 + H2 = 2FeCl2 + 2HCl (250—300 °C) 2FeCl3(p) + Cu Д-2FeCl2-)-CuCl2 9. 2FeCl3 + HCl (конц.) + Н[5пС13] = 2РеС12 + Н2[5пС16] 10. 2FeCl3(pa36.)+3Na2S(pa36.)=2FeS|+S|+6NaCl 2FeCl3 + 2H2S = Fe(S2) + FeCl24-4HCl (600 °C) 11. FeCl3 + 6KCN (конц.)==К3[Ре(СН)6] + ЗКС1 12. FeCl3 + K4[Fe(CN)6] = 3KCl + KFe"'[Fe"(CN)6]| (син.) гексацианоферрат (II) железа (Ш)-калия 13. a) FeCl3 (разб.) + KNCS (нед.)+5Н20 = КС1 + + [Fe(H2O)5(NCS)]Cl2 б) FeCl3 (pa36.) + 6KNCS (изб.)=ЗКС1 + K3[Fe(NCS)6] (красн.) гексакис (тиоцианато) фер- рат(Ш) {[Fe(NCS)6f- +4F- (kohu.) = 6NCS- +[FeF4]- (бц.)} тетрафтороферрат (III) 14. FeCl3 (желт.)-|-6НР (конц.) = ЗНС1 4-H3[FeF6] (бц.) гексафтороферрат (III) 15. РеС13 + 2Н3Р04(конц.) = ЗНС1 + Н3[Ре(Р04)2](бц.) бис (ортофосфато) феррат (III) 63. FeS-—Сульфид железа(II) Бескислородная соль. Черно-серый с зеленым оттенком, туго- плавкий, -разлагается при нагревании в вакууме. Во влажном 148
состоянии чувствителен к кислороду воздуха. Нерастворим в во- де. Не выпадает в осадок при насыщении растворов солей желе- за (II) сероводородом. Разлагается кислотами. Сплавляется со смесью серы и сульфида меди(1). Применяется как сырье в про- изводстве чугуна, твердый источник сероводорода. Соединение состава Fe2S3 не известно (не получено). 1. FeS = Fe + S (выше 700 °C, вак.) FeS(T)^Fe2+ + S2- (осадок^ раствор) 2. FeS + 2HCl(pa36.) = FeCl2 + H2Sf 2Ре5 + Н2504(конц.)+18НН03(конц.) = Ре2(504)з+18Н02| + + 10Н2О 3. FeS (влажн.) + 2О2 (воздух)FeSO4 [примесь S, FeO(OH)] 4. 2FeS + S + Cu2S = 2(Fe,IICuI)S2 (желт.) (800—1000 °C) [2(FeCu)S2 + 2SiO2 + 5O2==2Cu + 2FeSiO3 + 4SO2] (1000 °C) 64. Fe(S2)—Дисульфид (2 —) железа (II) Бинарное соединение. Имеет ионное строение Fe2+(—S—S—)2-. Темно-желтый, термически устойчивый, при прокаливании раз- лагается. Нерастворим в воде, не реагирует с разбавленными кислотами, щелочами. Разлагается кислотами-окислителями, подвергается обжигу на воздухе. Применяется как сырье в про- изводстве чугуна, серы и серной кислоты, катализатор в органи- ческом синтезе. 1. Fe(S2) = FeS-|-S (выше 1170 °C, вак.) Fe(S2)(T)^=fc Fe2+ + S2- (осадок раствор) 2. 2Fe(S2)+ 14H2SO4(конц.) = Fe2(SO4)3 + 15SO2j + 14Н2О (кип.) Fe(S2)+18HNO3(KOHu.)-Fe(NO3)3 + 2H2SO4+15NO2t + + 7Н2О (кип.) 3. 4Fe(S2)+ HO2 = 8SO2 + 2Fe2O3 (800 °C, обжиг) 65. [Fe(CO)5] — Пентакарбонилжелезо Комплексное соединение без внешней сферы. Светло-желтая жидкость. Молекула имеет тригонально-бипирамидальное строе- ние (гД$р3-гибридизация), содержит ковалентные о-, л-связи Fe —СО. Кипит без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Не смешивается с холодной водой, хорошо смеши- вается с эфиром, спиртом, жидким аммиаком. Реакционноспо- собный, загорается при поджигании на воздухе. Реагирует с го- рячей водой, кислотами, щелочами, натрием. Применяется для производства чистого железа, как катализатор в органическом синтезе, антидетонатор моторного топлива. Ядовит. 1. [Fe(CO)5] = 5CO + Fe (ос. чист.) (160—200 °C) 2. 2[Fe(CO)5] + 4H2O = 2FeO(OH)| +3H2f + ЮСО| (кип.) 3. [Fe(CO)5]-|-H2SO4 (разб., в эфире) = FeSO4 +H2f -|-5C0f 149
[Fe(CO)5H-4HNO3(pa36., в эфире)=Ре(Г4О3)3+ЫО|+2H2O + + 5C0f 4. [Fe(CO)5](1K)+Ba(OH)2 = BaCO3| + [Fe(CO)4H2] (-15 °C) дигидридотетракарбонилжелезо {[Fe(CO)4H2] + H2O=Pt[Fe(CO)4H]- + Н3О + } (pH <7, в атм. Н2) 5. 4[Fe(CO)5]+13O2 = 2Fe2O3 + 20CO2 (500 °C) 6. [Fe(CO)6] + 2Na = COf + Na2[Fe(CO)4] (бел.) тетракарбонилферрат (— II) ( — 40 °C, в жидком NH3) 10.2. Неметаллы и их соединения Элементы с типично неметаллическими свойствами занимают правый верхний угол Периодической системы. Группа ША IVA VA VIA VIIA 2-й период В С N О F 3-й период Si Р S Cl 4-й период As Se Вг 5-й период Те I 6-й период At Обычно среди неметаллов рассматривают также водород Н, хотя это не совсем точно, поскольку водороду присущи как неметаллические, так и металлические свойства (см. подраз- дел 10.2.1). Общая электронная формула атомов неметаллов /г№лр14"5, где п — номер периода (подробнее см. разделы 2.1, 2.2), этому соответствует большое разнообразие степеней окисления неме- таллов (см. раздел 1.2). Характерной особенностью неметаллов является большее (по сравнению с металлами) число электронов на внешнем энергети- ческом уровне их атомов. Это определяет их большую способ- ность к присоединению дополнительных электронов и проявле- нию высокой окислительной активности, передаваемых высоки- ми значениями сродства к электрону, электроотрицательности и окислительно-восстановительного потенциала (см. разделы 2.3, 5.2). Отсюда вытекает многообразие химических свойств и спосо- бов получения неметаллов. Другая характерная особенность неметаллов — стремление их атомов образовывать ковалентные химические связи с ато- мами других неметаллов и амфотерных элементов, что предопре- деляется высокими значениями их энергии ионизации (см. раз- дел 2.3). В этом проявляется ковалентная природа строения про- стых неметаллических веществ и соединений неметаллов (в отли- чие от преимущественно ионной природы строения соединений типичных металлов, см. разделы 3.1—3.3). 150
В свободном виде встречаются газообразные неметалличе- ские простые вещества — F2, Cl2, О2, N2, Н2, твердые — I2, At, S, Se, Те, Р, As, С, Si, В, при комнатной температуре известен один жидкий неметалл — бром Вг2. Нередко среди этих простых ве- ществ наблюдается проявление аллотропии, например для газо- образного кислорода (О2 и О3) и твердого углерода (графит, ал- маз, карбин, фуллерен). В природе встречаются самородные неметаллы — N2 и О2 (в воздухе), сера (в литосфере), но чаще неметаллы находятся в хи- мически связанном виде — сама вода и растворенные в ней соли, минералы и горные породы, особенно различные силикаты, алю- мосиликаты, фосфаты и бораты. По распространенности в зем- ной коре неметаллы весьма различны: от трех самых распро- страненных элементов — О, Si, Н до весьма редких — As, Se, I, Те (см. раздел 1.3). 10.2.1. ВОДОРОД Общая характеристика элемента Первый элемент Периодической системы (1-й период, поряд- ковый номер 1). Не имеет полной аналогии с остальными хими- ческими элементами и не принадлежит ни к какой группе (условно помещается в IA- и VIIA-группы). Атом водорода наи- меньший по размерам и самый легкий среди атомов всех элемен- тов. Электронная формула атома 1s1, характерные степени окис- ления + 1 и реже —1, первое из состояний Н1 считается устой- чивым. Обладает значением электроотрицательности, средним между типичными металлами и неметаллами. Проявляет амфо- терные свойства — металлические (основные) и неметаллические (преобладают кислотные), входит в состав катионов и анионов. Природный водород содержит изотоп !Н — протий с при- месью стабильного изотопа 2H(D) — дейтерия и следами радио- активного изотопа 3Н(Т) — трития (на Земле всего 2 кг трития). В химии большинство соединений природного водорода рассмат- риваются как изотопно-чистые соединения протия ввиду близо- сти их химических свойств. Водород — наиболее распространенный элемент в космосе (Солнце, большие планеты Юпитер и Сатурн, звезды, межзвезд- ная среда, туманности), в состав космической материи входит 63% Н, 36% Не и 1% всех остальных элементов. В природе тре- тий по химической распространенности элемент в земной коре (после О и Si), основа гидросферы. В основном встречается в хи- мически связанном виде (вода, живые организмы, нефть, при- родный уголь, минералы), содержится в верхних слоях атмо- сферы. 151
Физические свойства и получение № Вещество Mf, а.е.м. Фазовые переходы Плотность Получение 66 67 Но/ , 2 (г) Н2°(Ж) 2,016 18,02 пл. —259,19 °C, кип. -252,87 °C пл. ±0,00 °C, кип. +100,00 °C 0,09 1,0044 136, 482,4, 6712 661 См. также 4 NaOH 69 НС1 82 NH4HS 18 кон 72 Н2О2 85 hno2 40 Са(ОН)2 74 H2S 86 HNO3 46 СаН2 77 H2SO4 88 PH3 50 А1(ОН)3 79 NH3 : 90 H3PO4 58 Fe(OH)2 80 NH3-H2O 96 H2CO3 59 FeO(OH) 81 NH4C1 99 SiO2-/iH2O Химические свойства 66. Н2 — Диводород Простое вещество. Бесцветный газ, молекула содержит кова- лентную a-связь Н—Н. Очень легкий, термически устойчивый до 2000 °C. Весьма малорастворим в воде. Хемосорбируется метал- лами Fe, Ni, Pd, Pt (находится в атомном состоянии). Сильный восстановитель при высоких температурах. Реагирует с неметал- лами, металлами, оксидами. Очень высокой восстановительной способностью обладает атомарный водород (водород Н° in statu па- scendi, лат.— в момент возникновения), который получают непо- средственно в зоне проводимой реакции (время жизни Н° 0,5 с). Качественная реакция — сгорание собранного в пробирку водо- рода с «хлопком» (гремучая смесь с воздухом при содержании Н2 4—74% по объему). Применяется как восстановитель и гидри- рующий агент в синтезе технически важных продуктов (редкие металлы, NH3, НС1, органические вещества). 1. 2. 2Н2Н-О2 (воздух) = 2Н2О (550 °C, сгорание) Элементарные акты реакции: Н2 + О2 = 2ОН°, он° + н2 = н2о + н°, н° + о2 = он° + о°, О° + Н2-=ОН0 + Н° и т. д. Н24-С12^2НС1 (сгорание, комн. /, на свету) Элементарные акты реакции: С12 = 2С1°, С1°+Н2 = НС1 + Н°, Н° + С12 = НС1 + С1° и т. д. 3. 4. 5. 6. 150—200 °C H2 + S^==tH2S 2 400—1700 °C 2 3H24-N2^2NH3 Н2 —F С а === СаН2 Н2 СиО = Си 4" Н2О (500 °C, р, кат. Fe, Pt) (500—700 °C) (150—250 °C) 152
7. 2H°(Zn, разб. HC1)+KNO3 = KNO2+H2O 2H°(Zn, разб. HC1) + O2 = H2O2 8. 8H°(A1, конц. KOH) + KNO3 = NH3f + KOH + 2H2O (кип.) См. также 245, 2912, 832, 856, 867. 67. Н2О — Вода Бинарное соединение. Бесцветная жидкость (слой более 5 м толщиной окрашен в голубой цвет), без вкуса и запаха. Молеку- ла имеет строение дважды незавершенного тетраэдра [: :ОН2] ($р3-гибридизация). Летучее вещество, термически устойчивое до 1000 °C. Твердая вода (лед) легко возгоняется. Природная вода по изотопному составу водорода в основном 'Н2О с примесью 1Н2НО, по изотопному составу кислорода в основном Н216О с примесью Н218О и Н2 О. В малой степени подвергается авто- ионизированию (автопротолизу) до Н+ или, точнее, до Н3О+ и ОН-. Катион оксония Н3О + имеет строение незавершенного тет- раэдра [:О(Н)3] (5/?3-гибридизация). В водном растворе ион Н3О^ — самая сильная кислота, ион ОН — самое сильное осно- вание, вода — самая слабая кислота (по отношению к иону ОН-) и основание (по отношению к иону Н3О + ). Жидкая вода ассоциирована за счет водородных связей до (Н2О)„ (при комнат- ной температуре п = 4). Образует кристаллогидраты со многими солями, аквакомплексы — с катионами металлов. Реагирует с металлами, неметаллами, оксидами. Вызывает электролитиче- скую диссоциацию кислот, оснований и солей, гидролизует мно- гие бинарные соединения и соли. Подвергается электролизу в присутствии сильных электролитов. Почти универсальный жид- кий растворитель неорганических веществ. Для химических це- лей природную воду очищают перегонкой (дистиллированная во- да), для промышленных целей умягчают, устраняя «временную» и «постоянную» жесткость (см. 413, 434), или полностью обессоли- вают, пропуская через иониты в кислотной Н+-форме и щелоч- ной ОН--форме (ионы солей осаждаются на ионитах, а ионы Н + и ОН- переходят в воду и взаимно нейтрализуются). Питьевую воду обеззараживают хлорированием (старый способ — см. 678) или озонированием (современный, но дорогой способ: озон не только окисляет вредные примеси подобно хлору, но и увеличи- вает содержание растворенного кислорода — см. 711). Н+ Н+ г----------1 I । + 1. Н2О + Н2О ОН- + Н3О+ (pH = 7) кислота / основание // основание / кислота II (ионное произведение К25 —[ОН-] [Н3О + ]== 1,008-10-и) 2. Н2О +Na2O = 2NaOH(p) = 2Na++2ОН- (рН>7) Н2О + СаО = Са(ОНк)^Са(ОН)2(р)=Са2+ + 2ОН- (pH>7) 3. a) 3H2O + SO3 = H2SO4(p) + 2H2O = 2H3O+ + SO^- (рН<7) 153
б) Н20 4~ С02 СО2 • Н20(р)^ Н2СОз(р) Н2О Н2О Н2СО3 НСО3- со3 2 3 н3о+ н3о+ 3 (pH<7) 4. А1С13(т)^А1С1з(р)=А13++ЗС1- А13+ • Н2О + Н2О АЮН2+ + Н3О+ 5. Na2CO3(T)^Na2CO3(p)=2Na+ + CO|- со^- + н2о нсо3-+он- 6. 6Н2О + A12S3 = 2A1(OH)3| +3H2Sf 2Н2О + SF4 = SO2 J + 4HF f (pH<7) (pH>7) (40—60 °C) 7. 6H2O4-Mg3N2 = 3Mg(OH)24 4-2NH3t 2H2O + CaC2=Ca(OH)2| +C2H2f (кип.) 8. H2O-FCl24=tHClO-FHCl (на холоду) 9. 2H2O + 2Na = 2NaOH4-H2f 6H2O + 2NaOH (KOHii.)+2Al = 2Na[Al(OH)4] + 3H2t (80 °C) 10. H2O + C(kokc)^CO + H2 11. 2H2O4-CaH2 = Ca(OH)2|+2H2f (800—1000 °C) 12. 2Н2Оэ=2Н2НО2| а) В нейтральном растворе (электролит Na2SO4): катод 2Н2О + 2е“ = Н24-2ОН” анод 2Н2О - 4е~ = О2 + 4Н + раствор ОН “ + Н + = Н2О б) В кислом растворе (электролит H2SO4): катод 2Н++2е” = Н2 анод 2Н2О —4е ==О24-4Н+ в) В щелочном растворе (электролит NaOH): катод 2Н2О4-2е“ = Н2-|-2ОН“ анод 4ОН ~ — 4е~ = О2 + 2Н2О 10.2.2. ХЛОР Общая характеристика элемента Элемент 3-го периода и VIIA-группы Периодической систе- мы, порядковый номер 17, относится к галогенам. Электронная формула атома [10Ne] 3s23p5, характерные степени окисления — I, 4-1, + V и -|- VII, наиболее устойчиво состояние С1-1. Высокоэлек- троотрицательный элемент. По химическим свойствам неметал- лический (кислотный) элемент, входит в состав большого числа анионов кислот, солей и бинарных соединений. В природе двенадцатый по химической распространенности элемент в земной коре (пятый среди неметаллов). Встречается только в химически связанном виде. Входит в состав многих ми- нералов и соляных залежей (в основном хлориды). Третий по со- 154
держанию элемент в природных водах (после О и Н), особенно много хлора в морской воде (до 2% по массе). Жизненно важный элемент для всех организмов. У животных и человека хлорид-ионы С1“ участвуют в выработке желудочно- го сока, регулируют водный обмен. Физические свойства и получение № Вещество Мт, а.е.м. Фазовые переходы Плотность Получение 68 69 С12(г) НС1(Г) 70,906 36,46 пл. -101,03 °C, кип. -34,1 °C пл. -114 °C, кип. —85,08 °C 3,21 1,64 13®- 6- 7, 694' 132, ЗЗ2, 68® См. также 13 NaCl 45 СаС12 81 NH4C1 27 ксю3 51 А1С13 91 РС13 33 КС1 61 FeCl2 92 РС15 44 Са(С1О)2 62 FeCl3 100 SiCI4 Химические свойства 68. С12 — Дихлор Простое вещество. Желто-зеленый газ с резким запахом. Мо- лекула содержит ковалентную a-связь Cl —С1, прочность связи обеспечивается дополнительным дативным взаимодействием (С1=^С1). Термически устойчив, негорюч на воздухе, смесь с во- дородом взрывается на свету. Хорошо растворим в воде, на 50% подвергается дисмутации. Химически активен, реагирует со ще- лочами, металлами, неметаллами. Очень сильный окислитель. Качественная реакция — см. З53. Применяется в неорганических и органических синтезах, относится к продуктам основного хими- ческого производства. Ядовит, раздражает слизистую оболочку органов дыхания и разрушает легкие. Вдыхание воздуха с объ- емной долей хлора 0,05% в течение 1—2 ч может парализовать дыхательную функцию человека. 1. С12 + Н2О^НС1 + НСЮ (хлорная вода) [НСЮ(р) О2,НС1, примеси С12О, НС1О3] (на свету, кип.) 2. С12(нед.)4-2№ОН(конц.) = NaCl4-NaClO + Н2О (на холоду) 3Cl2(H36.) + 6NaOH(K0Hn.) = 5NaCl + NaClO3 + 3H2O (80 °C) 3. Cl2 +H2^=fc2HCl (сгорание, комн. /, на свету, см. также 662) 4. ЗС12 + 25Ь(порошок) = 25ЬС13 (комн, t) 5. С12(г)4-2КВг(р) = 2КС1 + Вг2| (кип.) 6. С1ад(нед.) + 2К1(р)==2КС1 + 12| ЗС12(р)(изб.) + ЗН2О + KI = 6НС1 + КЮ3 (80 °C) 155
7. С12(насыщ.) + Н2О2(конц.)=2НС1 + О2| 8. 2С12 + 2Н2О(пар) + С(кокс)-СО2 + 4НС1 (500—600 °C) См. также I6, 109, 125, 157, 188’9, 305, 364, 386, 407, 476, 486, 495, 537, 546, 619, 719, 735, 748, 796, 877, 914, 945, 975, 984. 69. НС1 — Хлороводород Бескислородная кислота. Бесцветный газ с резким запахом, тяжелее воздуха. Молекула содержит ковалентную а-связь Н-—С1. Термически устойчив. Очень хорошо растворим в воде: максимальная массовая доля в растворе равна 35—36% (соля- ная кислота «дымит» на воздухе). Сильная кислота в растворе, нейтрализуется щелочами и гидратом аммиака. Сильный вос- становитель в концентрированном растворе (за счет О”1), сла- бый окислитель в разбавленном растворе (за счет Н1). Состав- ная часть царской водки (см. 8613). Качественная реакция на ион С1“ — см. 134. Применяется в синтезе различных хлоридов, органических хлорпроизводных. Для лабораторных целей соля- ную кислоту разбавляют водой вдвое — образуется «недымя- щая» концентрированная (^ 20%-ная) хлороводородная кис- лота. 1. НС1 + Н2О = СГ + Н3О+ (рН<7) 2. HCI(pa36.) + NaOH(pa36.) = NaCl + H2O 3. НС1(разб.)-|-NH3-Н2О — NH4C1 + Н2О НС1(г)+NH^ <ыш^37 8=r NH,Cl(t) (белый «дым») 4. 4НС1 + О2 = 2Н2О + С12 (до 600 °C, кат. СиС12) 5. 2Н.С1(разб.) + М = МС12 + Н2| (M = Fe, Zn) 4НС1(конц.)Ч-2Си + О2 = 2СиС12 + 2Н2О 6. 2НС1(разб.)+МСО3 = МС12+CO2f 4-Н2О (М = Са, Ва) 7. 4НС1(конц.) + МО2 = МС12 + СИ +2Н2О (М = Мп, РЬ) 8. a) HCI(pa36.)4-AgNO3=HNO3+AgCI|(6efl.) б) 2НС1(разб.) + Hg2(NO3)2 = 2HNO34- Hg2Cl2 j (бел.) 2HCl(KOHo.)-i-Hg(N03)2 = 2HNO3 + HgCl2(p)( неэлектролит) в) НС1(конц.) + 8пС12(неэлектролит) = HfSnCl^p^en.) трихлоростаннат(II) {H[SnCl3]+3HCl(KOHu.)+Br2=2HBr + H2[SnCl6](P)(6u.)} гексахлоростаннат(IV) 9. 16НС1(конц.) + 2КМпО4(т) = 2МпС12 + 5С12| +8Н2О + 2КС1 (кип.) 14НС1(конц.)+К2Сг2О7(т)=2СгС13 + ЗС12| +7Н2О + 2КС1 (кип.) 10. 6НС1(конц.)+КСЮ3(т)=КС1 + ЗС12| 4-ЗН2О (50—80 °C) 4НС1(конц.) + Са(С1О)2(т) = СаС12 + 2С12| + 2Н2О 11. 2НС1(р) элеЕР°л^3 Н21 -И С121 156
10.2.3. КИСЛОРОД Общая характеристика элемента Элемент 2-го периода и VIA-группы Периодической системы, порядковый номер 8, относится к халькогенам (но чаще рассмат- ривается отдельно). Электронная формула атома [2He]2s22p4, ха- рактерные степени окисления чаще —II, реже — I и 4“ II, состо- яние О-11 считается устойчивым. Высокоэлектроотрицательный элемент (второй после F, не считая благородных газов Не и Ne). Проявляет типичные неметаллические (кислотные) свойства; образует соединения со всеми элементами (кроме Не, Ne, Аг), в том числе все оксиды, анионы гидроксидов, многих кислот и со- лей. Известны соединения с катионом диоксигенила и фто- рид O + iiF2. Природный кислород содержит изотоп J6O с при- месью изотопов 17О и 18О. В химии большинство соединений при- родного кислорода рассматривается как изотопно-чистые соеди- нения кислорода-16 ввиду близости их химических свойств. Самый распространенный элемент в земной коре и природ- ных водах, встречается в свободном и связанном виде. Входит в состав большинства минералов и горных пород (алюмосилика- ты, песок, глины, песчаники и др.). Свободный (самородный) кислород находится в воздухе (®1,М015 т). Жизненно важный элемент для всех организмов, содержится в большинстве органических веществ, участвует во многих био- химических процессах, обеспечивающих развитие и функциони- рование жизни. Физические свойства и получение № Вещество Мг> а.е.м. Фазовые переходы Плотность Получение 70 °2(г) 31,998 пл. —218,7 °C, кип. —182,962 °C 1,43 3*. 49, 12 21* 27‘, 301, 67, 708 71 03(г) 47,997 пл. —192,7 °C, кип. —111,9 °C 2,14 70' 72 Нг^2(ж) 34,01 пл. -0,43 °C, кип. +150 °C 1,4520 З2' 3, 264, 667 См. также 2 Na2O 55 FeO 84 no2 3 Na2O2 56 Fe2O3 85 hno2 4 NaOH 57 (FenFe2")O4 86 hno3 16 К2О 58 Fe(OH)2 89 p2o5 17 ко2 59 FeO (ОН) 90 h3po4 18 кон 67 H2O 94 CO 39 СаО 75 so2 95 co2 40 Са(ОН)2 76 SO3 96 H2CO3 49 А12О3 77 h2so4 98 SiO2 50 А1(ОН)3 83 NO 99 SiO2-nH2O 157
70. О2 — Дикислород Простое вещество, устойчивая аллотропная форма существо- вания элемента кислород. Бесцветный газ. Молекула содержит ковалентную сг-, л-связь 0 = 0, содержит два неспаренных элек- трона в области разрыхления (парамагнитность кислорода). В жидком состоянии светло-голубой, в твердом синий. Составная часть воздуха, из жидкого воздуха кислород выкипает после азо- та N2. Малорастворим в воде (несколько лучше, чем N2). Хемо- сорбируется на активном угле и платиновой черни. На воздухе поддерживает горение многих веществ. Сильный окислитель при высоких температурах, реагирует с большинством металлов и неметаллов. Вызывает ржавление железа. Особенно активен атомарный кислород О0 (активность выше, чем у озона О3), обычно получаемый непосредственно в зоне реакции при терми- ческом разложении таких веществ, как Na2O2, КС103, КМпО4, KNO3. Простейшая качественная реакция — яркое загорание тлеющей древесной лучинки в атмосфере кислорода. Важнейший продукт основного химического производства. Применяется как реагент в химической технологии (обжиг сульфидных руд, синтез оксидов), металлургии (производство чугуна и стали), газифика- ции природного угля, сварке и резке металлов, жидкий кисло- род—’ как окислитель топлива в ракетной технике. В промыш- ленности кислород выделяют при фракционной дистилляции жидкого воздуха. Убыль кислорода в атмосфере в результате процессов горения, гниения и дыхания возмещается растениями при фотосинтезе. При вдыхании воздуха в легкие человека и жи- вотных кислород связывается с гемоглобином крови и переносит- ся в клетки, где органические вещества (в первую очередь глю- коза) с его помощью окисляются и обеспечивают жизненную энергию организмов. 1. ЗО2^2О3 (комн. /, электроразряд) 2. О2 + 2Н2 = 2Н2О (550 °C, сгорание, см. также 661) 3. О2(воздух) + N2^2NO (электроразряд) 4. О2(воздух) + S = SO2 5О2(воздух)-|-4Р( красн. ) = 2Р2О5 (280—360 °C) (240—400 °C) 5. О2(воздух) + С(графит) = СО2 О2( воздух)+ 2С (гр афит) = 2СО (600—700 °C) (выше 1000 °C) 6. О2( воздух)-|-4Li = 2Li2O O2(eo3Ayx) + 2Na = Na2O2 О2(воздух)+ К = КО2 (выше 200 °C) (250—400 °С) (сгорание) 7. О2( воздух) + 2Mg = 2MgO ЗО2(воздух) + 4А1 = 2А12О3 (сгорание) (сгорание) 8. а) О2(воздух)-|-27п = 2ZnO О2(воздух) + 4Cu = 2Cu2O . (сгорание) (160—250 °C) б) O2-j-2Hg = 2HgO(KpacH. крупные кристаллы) (250—350 °C) 158
[2HgO = 2Hg + O2] (450—550oC) 9. О2 + Н25О4(разб.) + РЬЛ PbSOJ +H2O2 (комн, t) 10. О2 + 2Н[SnС13] + 6НС1 (конц.) = + 2Н2О 71. О3 — Озон Простое вещество, неустойчивая аллотропная форма сущест- вования элемента кислород. Светло-синий газ с характерным за- пахом, тяжелее воздуха. Молекула имеет строение незавершен- ного треугольника [:О(О)2], содержит ковалентные о-, л-связи 0 — 0. Разлагается под действием ультрафиолетового излуче- ния, катализаторов и оксидов азота (разрушение озонового слоя атмосферы Земли). Устойчив в смеси с О2 (озонированный кис- лород). Малорастворим в воде. Сильный окислитель (значитель- но более сильный, чем О2, но более слабый, чем атомарный кис- лород О0). Окисляет при комнатной температуре многие метал- лы и неметаллы до высоких степеней окисления. Со щелочными металлами (К, Rb, Cs) образует оранжево-красные озониды. Не реагирует с Au, Си, Ni, Pt, Sn. Генерируется из кислорода 02 в специальном приборе — озонаторе. Качественная реакция — см. 715. Применяется для дезинфекции питьевой воды, при отбе- ливании тканей и минеральных масел, как реагент в неорганиче- ском и органическом синтезе. В атмосфере Земли озоновый слой (на высоте ^25 км) защищает живой мир от воздействия косми- ческого УФ-излучения. 1. 2О3^ЗО2 (УФ-излучение или 250 °C, кат. MnO2, Pt) 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. О3 + МО2 = О2 + М03(озониды) 4О3 + 4КОН = 4КО3 + О2 + 2Н2О o3+no^no2+o2 О3 + Н2О + 2К1==М +O2f 4-2КОН О3 + Н2О + Мп2+ = МпО21 + О21 + 2Н + 4О3 + ЗРЬ5(влажн.) = ЗРЬ5О4 О3 + 2Т1 = Т12О3 2О3 + 2Ag = (Ag’ AgIH)O2 + 2О2 2О3 + С12 = 2С1О3 (ниже О °C, М = К, Rb, Cs) (комн, t) (комн. /) (комн, t) (комн. /) (комн, t) 72. Н2О2— Пероксид водорода Бинарное соединение. Бесцветная жидкость, вязкая, тяжелее воды. Молекула Н2О2 неплоская, имеет строение Н — О — О — Н с ковалентной o'-связью О —О на ребре двугранного угла и свя- зями Н —О на его плоскостях. Чувствителен к свету и примесям (стабилизатор Н3РО4). Разлагается со взрывом при слабом на- гревании, а на катализаторе — при комнатной температуре. Не- ограниченно смешивается с водой. Слабая одноосновная кислота в растворе, разбавленными щелочами нейтрализуется не полно- 159
стью. Сильный окислитель, слабый восстановитель. Качествен- ная реакция — дисмутация на катализаторе МпО2. Применяется как отбеливатель текстиля, бумаги, кож, жиров и минеральных масел, окислитель ракетного топлива, реагент в органическом синтезе, при осветлении картин старых мастеров (потемневший красочный слой из-за перехода белил — гидроксокарбоната свинца — в черный PbS осветляют переводом в белый PbSO4). 1. 2Н2О2 = 2Н2О + О2 (выше 150 °C или на кат. МпО2) 2. Н2О2 + Н2О НО2“ + Н3О+ (pH <7) 3. H2O2(pa36.) + NaOH(pa36.) = NaHO2 + H2O H2O2(KOHn.) + 2NaOH(T)= Na2O2| +2Н2О (0°С) 4. а) Н2О2(3%) + 2Н+ +2Г = 12| +2Н2О б) 5Н2О2(30%)+1ад = 2НЮз + 4Н2О [2НЮад == 12О5 + Н2О] (240—250 °C) 5. H2o2(io%)+so|-=^sor + H2o 4Н2О2(30%) +РЬ5(черн.) = 4Н2О + РЬЗО4|(бел.) 6. Н2О2 + ОН~ +[Sn(OH)3]- =[Sn(OH)6]2- ЗН2О2 + 2 [Сг (ОН)б]3” = 2СгО4_ + 8Н2О + 2ОН ’ 7. Н2О2(конц.) +Ag2O==2Ag| +OJ +Н2О 2Н2О2(конц.)+ Са(С1О)2 = СаС12 + 2Н2О + 2О21 8. 5Н2О2 + 6Н+ +2МлО4- = 2Мп2+ +5ОЛ +8Н2О См. также 148, 206, 247, 2911, 58й, 60*, 687, 859. 10.2.4 . СЕРА Общая характеристика элемента Элемент 3-го периода и VIA-группы Периодической системы, порядковый номер 16, относится к халькогенам. Электронная формула атома [10Ne] 3$23р4, характерные степени окисления — II, +IV и +VI, последнее состояние SVI считается устойчивым. Высокоэлектроотрицательный элемент, проявляет неметалличе- ские (кислотные) свойства. В водородных и кислородных соеди- нениях находится в составе различных анионов, образует многие кислоты, соли и бинарные соединения. Большинство сульфидов, сульфитов и часть сульфатов малорастворимо в воде. В природе пятнадцатый по химической распространенности элемент в земной коре (седьмой среди неметаллов). Встречается в свободном (самородном) и связанном виде. Входит в состав различных минералов, руд и горных пород (сульфиды и сульфа- ты), нефти, природного угля. Шестой элемент по содержанию в природных водах (главным образом в виде сульфат-иона SO4“, создает «постоянную» жесткость пресной воды). Жизненно важный элемент для высших организмов, состав- ная часть многих белков, концентрируется в волосах. 160
Физические свойства и получение № Вещество а. е. м. Фазовые переходы Плотность Получение 73 S 32,066 пл. 119,3 °C, кип. 444,674 °C 2,07 122, 747,9, 759 521,2 632, 733 74 H2S(r) 34,08 пл. -85,54 °C, кип. — 60,35 °C 1,54 643, 731 л, 747 75 SO2(r) 64,06 пл. -75,46 °C, кип. — 10,1 °C 2,93 76 so3 80,06 возг. 43 °C, кип. 44,7 °C 1,97 756 77 Н2$О4(ж) 98,08 пл. 10,4 °C 1,8320 77" См. также 10 Na2SO3 23 KA1(SO4)2 52 A12S3 11 Na2SO4 24 KCr(SO4)2 60 FeSO4 12 Na2(SO3S) 25 K2S2O7 63 FeS 14 Na2S 26 К^ОбШ 64 Fe(S2) 22 KHSO4 43 CaSO4 82 NH4HS Химические свойства 73. S — Сера Простое вещество. Желтая кристаллическая (а-ромбическая и р-моноклинная, при 95,5 °C) или аморфная (пластиче- ская). В узлах кристаллической решетки находятся неплоские молекулы S8 (типа «корона»), аморфная сера состоит из цепей Sn. Низкоплавкое вещество, вязкость жидкости проходит через максимум при 200 °C (разрыв молекул S8, переплетение цепей Sn). В паре молекулы S8, S6, S4, S2. He реагирует с водой. Окисля- ется концентрированными серной и азотной кислотами, подвер- гается дисмутации в растворах щелочей. Реагирует с металла- ми, водородом, хлором. Выплавляется из природных залежей са- мородной серы (с помощью водяного пара), выделяется при десульфурации продуктов газификации угля. Применяется для синтеза H2SO4, Na2(SO3S), CS2 и сернистых (кубовых) красите- лей, при вулканизации каучука, как средство защиты растений от мучнистой росы, лекарственный препарат. 1. S+ 2H2SO4(конц.) = 35О2|+2Н2О (кип.) S + 6HNO3(KOHn.)=H2SO4 + 6NO2t 4-2Н2О (кип.) 2. 4S + 6NaOH(K0Hn.)=Na2(S03S) + 2Na2S4-3H2O (кип.) 150 — 200 °C 3. S + Н2 , H2S (кип.) 400—1700 °C 4. S + O2 (воздух) = SO2 (280—360 °C) 6 Р. А. Лиди» 161
5. 2S + C12 = S2C12 (125—130°C) 6. S + 2Na = Na2S (выше 130 °C) 3S + 2A1 = A12S3 (150-200 °C) 7. S + Fe = FeS (950-1200 °C) S —------► HgS (красн.)-->-HgS (черн.) 8. S + 2HI(r)=I2 + H2S (400 °C) 9. (n—1 )S4~Na2S(p) = Ма2(5я)(желт.) (кип., n = 2, 4, 5) полисульфид (2 —) 10. S + Na2SO3 (конц.) — Na2(SO3S) (кип.) См. также 34, 157, 175, 215, 275, 298, 386, 825, 846. 74. H2S — Сероводород Бескислородная кислота. Бесцветный газ с удушающим за- пахом, тяжелее воздуха. Молекула имеет строение дважды неза- вершенного тетраэдра [::S(H)2] (5/?3-гибридизация, валентный угол Н-— S — Н далек от тетраэдрического). Малорастворим в воде, насыщенный раствор децимолярный (0,1М, «сероводород- ная вода»). Очень слабая кислота в растворе, практически не диссоциирует до ионов S2” (максимальная концентрация S2- равна 1 • 10“13 моль/л). При стоянии на воздухе раствор мутнеет (ингибитор сахароза). Нейтрализуется щелочами, не полно- стью — гидратом аммиака. Сильный восстановитель. Вступает в реакции двойного обмена. Сульфидирующий агент, осаждает из раствора разноокрашенные сульфиды с очень малой растворимо- стью — CuS, CdS, PbS, HgS, Ag2S, Bi2S3. Качественные реак- ции — осаждение сульфидов, а также неполное сгорание H2S с образованием желтого налета серы на поднесенном к пламени холодном предмете (фарфоровый шпатель). Побочный продукт очистки нефти, природного и коксового газа, образуется при на- гревании серы с парафином. Применяется в производстве серы, неорганических и органических серосодержащих соединений, как аналитический реагент. Чрезвычайно ядовит. 1. 2. 3. 4. 5. 400-1700 °C H2S < ::±H2+S fbo-200 °C H2S + H2O^=tHS- + H3O+ (pH <7, «сероводородная вода») HS +H2O^S2~ + H3O4 (почти не идет) H2S-|-H2SO4(конц.)= S| 4-SO2f +2Н2О Н25 + ЗН28О4(конц.) = 43О2| +4Н2О (кип.) H2S (насыщ.)4-2HNO3 (конц.)— S | +2NO2f +2Н2О NaOH (разб.) NaOH (конц ) H*s -H,d^ NaHS -н2о * Na*s 6. H2S(r)+ NH3- Н2О (конц.)= NH4HS + Н2О H2S(r) + 2NH3W = (NH4)2S (-40 °C) 162
7. a) 2H2S (насыщ.)+О2 (воздух)-> 2S|-)-2H2O (коми, t, на свету) 6) 2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O (250 —300 °C, полное сгорание) 2H2S4-O2 = 2H2O + 2S(t) (неполное сгорание) 8. H2S + 4H2O + 4C12 = H2SO4 + 8HC1 H2S(Hacbiiu.)4-E2(p) = S;+2НЕ (Е = Вг, I) 9. 2H2S(r) + SO2(r) = 3S(T) + 2H2O (комн. /, кат. капля Н2О) 10. 3H2S (насыщ.) + 2МпО4“ = 3S| +2МпО2; +2Н2О + 2ОН- 3H2S (насыщ.) + 8Н+ + Сг2О2~ =3S | +2Сг3+ + 7Н2О И. H2S (влажн.) + 2п = 7п5 + Н2 (700-800 °C) H2S + ZnO = ZnS + Н2О (800- 1000 °C) м2+ 12. а) Н25(насыщ.)—^>CdS| (желт.), PbS, CuS, HgS | (черные) H2S (насыщ.)Ч-2А§+ =2Н+ + Ag2S | (черн.) 3H2S (насыщ.) + 2Bi3+ = 6Н+ + Вi2S3 (кор.-черн.) 6) Н25(насыщ.)+2СН3СОО- +Zn2+ =2CH3COOH + ZnS|^.) в) H2S (насыщ.)+[5пС13]_ (pa36.)=2H+-|-3Cl~“ + SnS| (т.-кор.) (NH4)2(Sn) q12„,_ Н+(разб.) [SnS_NH+ [SnS3] (бц.)-- H2$^SnS2| (желт.)] См. также 145, 297, 466, 567, 6210. 75. SO2 — Диоксид серы Кислотный оксид. Бесцветный газ с резким запахом. Молеку- ла имеет строение незавершенного треугольника [:S(O)2] (^^-гибридизация), содержит о-, л-связи S — О. Легко сжижает- ся, термически устойчивый. Хорошо растворим в воде, образует полигидрат, обладающий свойствами слабой кислоты, продукты кислотного протолиза — ионы HSO^ и SO| Ион HSO^ имеет две таутомерные формы — симметричную (некислотную) со строением тетраэдра [S(H)(O)3] (s/Дгибридизация, преобладает в смеси) и несимметричную (кислотную) со строением незавер- шенного тетраэдра [:S(O)2(OH)] ($р3-гибридизация). Ион SO3 также тетраэдрический [:S(O)3]. Реагирует со щелочами, гидра- том аммиака. Типичный восстановитель, слабый окислитель. Ка- чественная реакция — обесцвечивание «иодной воды». Промежу- точный продукт в производстве серной кислоты, сульфитов. При- меняется для отбеливания шерсти, шелка и соломы, консервиро- вания фруктов, как дезинфицирующее средство, антиоксидант, хладагент. Ядовит. Соединение состава H2SO3(сернистая кислота) не известно (не существует). 1. SO2(r)-|-пН2ОSO2.пН2О SO2. пН2О + Н2О HSO3- + Нзо+ + (п — 1 )Н2О (pH < 7) 163
HSO3 H-H2O^tSO3 H-H3O+ (идет в малой степени) 2. SO2 + 2HNO3(K0Hu.) = H2SO4 + 2NO2t о СГ1 NaOH (разб.) NaOH (конц.) 3. SO2--------->-NaHSO3-----—»- Na2SO3 H2O . cn NH3.H2O(pa36.) NH3-Н2О (конц.) 4. SO2-----------► NH4HSO3-------7——> (NH4)2SO3 — Г12<7 5. 502+Ма2СОз(конц.)—Na2SO3 + CO2f SO2 + Na2SO3 + H2O = 2Na HSO3 6. 2SO2 + O2^2SO3 (400—500 °C, кат. Pt, V2O5, Fe2O3) 7. SO2 + 2H2O-{-12 (иодная вода) = Н25О4 + 2Н1 8. 5SO2+2H2O + 2MnOr = 5SO^ + 2Mn2++4H+ (в разб. H2SO4) SO2 + PbO2 (суспензия) ->PbSO4 9. SO2 + C(kokc) = S + CO2 (400—600 °C) SO2 + 2CO = S + 2CO2 (500 °C) 10. SO2(r) + 2H2S(r) = 3S(T)-|-2H2O (комн. /, кат. капля H2O) См. также 148, 18\ 295 6, 847. 76. SO3 — Триоксид серы Кислотный оксид. Существует в виде полимеров с цепным, слоистым и сетчатым строением; в газе молекулы с треугольным строением (зр2-гибридизация), содержат о-, л-связи S—О. Лег- колетучий, низкокипящий. Термически неустойчивый, полностью разлагается при нагревании. Реагирует с водой (с сильным экзо- эффектом), щелочами. Хорошо растворим в безводной серной кислоте и реагирует с ней (образуется тяжелая маслообразная жидкость — олеум, содержит H2S2O7). Присоединяется к сульфа- там. Качественная реакция—образование белого осадка суль- фата бария, не реагирующего с сильными кислотами (НС1, HNO3). Промежуточный продукт в синтезе серной кислоты. Агент обезвоживания азотной кислоты. Ядовит. 1. 2SO3^2SO2 + O2 (400 — 700 °C) 2. SO3{r)+H2O = H2SO4(pa36.) (Д//°= -227кДж) SO3(r) + Н2О (разб. H2SO4) — H2S04(kohh., безводн.) 3. SO3(r) + H2SO4(безводн.)— H2S2O7 (олеум) л сгл NaOH (разб.) NaOH (конц.) 4 SO3---------ж NaHSO4----——Na2SO4 5. SO34-Ba(OH)2(p)=BaSO4 (бел.)+Н2О 6. SO3+K2SO4 = K2S2O7 (45-50 °C) 164
77. H2SO4 — Серная кислота Оксокислота. Бесцветная жидкость, очень вязкая, весьма гиг- роскопичная. Молекула имеет искаженно-тетраэдрическое стро- ение [S(O)2(OH)2] (зр3-гибридизация), содержит ковалентные сг-связи S —ОН и а-, л-связи S —О. Ион SO4~ имеет правильно- тетраэдрическое строение [S(O)4]. Обладает широким темпера- турным интервалом жидкого состояния (л?300 градусов). При нагревании частично разлагается, перегоняется в виде азеотроп- ной смеси с водой (массовая доля кислоты 98,3%, температура кипения 296-—340 °C), при более сильном нагревании разлагает- ся полностью. Неограниченно смешивается с водой (с сильным экзо-эффектом). Сильная кислота в растворе, нейтрализуется ще- лочами и гидратом аммиака. Реагирует с основными оксидами и гидроксидами, разлагает соли слабых кислот. Слабый окисли- тель в разбавленном растворе (за счет Н1 * * * *), сильный — в концент- рированном растворе (за счет SVI). Хорошо растворяет SO3 и ре- агирует с ним (образуется тяжелая маслообразная жидкость — олеум, содержит H2S2O7). Качественная реакция на ион SO4 — см. II6. Применяется в производстве сульфатов и других соединений серы, минеральных удобрений, взрывчатых веществ, органических соединений, красителей и лекарственных препара- тов, для «вскрытия» (первого этапа переработки) промышленно важных руд и минералов, при очистке нефтепродуктов. Ядовита, вызывает ожоги кожи. 1. Н25О4(безводн.)=Н2О + 8О3 (выше 450° С) H2SO4 (конц.) ™ H2SO4 (разб.) (Д/7°=-85 кДж) 2. H2SO4(kohu.)+H2O^HSO4- + H3O+ (рН<7) hso4- + Н2О so?- + Н3О+ 3. H2SO4 (разб.) + 2Н2О = SO4"" 4-2Н3О+ (рН<7) 4. H2SO4 (конц.) + NaOH = NaHSO4 + Н2О H2SO4 (разб.) + 2ИаОН = Na2SO4 + 2H2O 5. H2SO4(конц.)+ NH3-H2O = NH4HSO4 + H2O H2SO4 (pa36.) + 2(NH3-H2O) = (NH4)2SO4 + 2H2O 6. a) H2SO4 (разб.) +BaO = BaSO4| (бел.) + Н2О H2SO4 (разб.) + Ba(OH)2 = BaSOJ +2H2O 6) H2SO4(разб.)+ BaCl2=BaSO4| Д-2НС1 H2SO4(pa36.)+BaEO3=BaSO4;+EO2t+H2O (E = S, C) 7. H2SO4 (pa36.) + Zn = ZnSO4 + H2f 5H2SO4 (KOHU.)4-4Zn=4ZnSO4-f-H2Sf 4~4H2O (примесь S, SO2) 8. 2H2SO4(KOHn.) + Cu = CuSO4 + SO2t +2H2O 165
9. 3H2SO4(конц.) + 2КВг(т) — = SO2t +Br2f +2H2O + 2KHSO4 (40-60 °C) 5H2SO4(KOHuJ + 8KI(T)==H2Sf +4I2J +4H2O + 4K2SO4 (кип.) 10. H2SO4 (безводн.)4-5Оз = Н252О7 (олеум) И. Промышленный синтез серной кислоты: а) Обжиг сульфидных руд до SO2 (см. 643) или восстановле- ние сульфатных руд (см. 433). б) Конверсия SO2 в SO3 (см. 756). в) Абсорбирование SO3 водой или (чаще) разбавленной сер- ной кислотой (см. 762) с получением концентрированной или безводной кислоты. г) Насыщение безводной кислоты избытком SO3 до образо- вания H2So07 и олеума (см. 763). См. также 1Р, 132, 144, 153, 183, 204, 212, 273, 293, 304, З23, ЗЗ2, 362, 404, 432, 452, 542, 614, 632, 642, 653, 731, 743, 8615, 872, 881, 93 . 10.2.5. АЗОТ Общая характеристика элемента Элемент 2-го периода и VA-группы Периодической системы, порядковый номер 7. Электронная формула атома [2He]2s2 2р3, характерные степени окисления — III, + III и +V, реже ( + П), (4-IV) и др.; состояние Nv считается относительно устойчивым. Высокоэлектроотрицательный элемент (третий после F и О, не считая благородных газов Не, Ne, Аг). Проявляет неметалличе- ские (кислотные) свойства. Образует анионы различных кислот, солей и бинарных соединений, а также катион аммония NH^ и его соли. В природе семнадцатый по химической распространенности элемент в земной коре (девятый среди неметаллов). Встречается в свободном (самородном) и химически связанном виде. Входит в состав небольшого числа минералов (селитры и др.), некоторых природных углей, главная составная часть воздуха (^3- 1015 т). Жизненно важный элемент для всех организмов, основа бел- ковых веществ и нуклеиновых кислот. Непосредственно из возду- ха азот усваивают лишь некоторые бактерии, остальные орга- низмы— только в виде соединений. Минеральные удобрения — соли аммония и карбамид — переводятся почвенными бактерия- ми в нитраты, в виде этих ионов растения усваивают азот из поч- вы. Животные и человек усваивают органически связанный азот из пищи, конечным продуктом метаболизма азота у высших орга- низмов является карбамид (мочевина). 166
Физические свойства и получение № Вещество мг, a. e. m. Фазовые переходы Плотность Получение 78 N2(r) 28,014 пл. -210 °C, кип. — 195,802 °C 1,25 816 79 NH3(r) 17,03 пл. -77,75 °C, кип. —33,4 °C 0,77 781, 801 813,4 80 NH3-H<p 35,05 пл. —77 °C 793 81 NH4C1 53,49 пл. 400 °C (р) 1,53 794, 802 82 nh4hs 51,11 пл. 120 °C (р) 1,17 746 83 N°{r) 30,01 пл. -163,6 °C, кип. -151,7 °C 1,34 782, 795, 869 84 NO2(r) 46,01 пл. -11,2 °C 2,05 731, 831 86* 85 hno2 47,01 разл. «100 °C 203, 835, 842 86 HNO3()K) 63,01 пл. -41,6 °C, кип. -|-82,6 °C 1,5025 212, 8616 См. также 20 — KNO2, 21 — KNO3 Химические свойства 78. N2 — Диазот Простое вещество. Бесцветный газ, конденсируется в бес- цветную (в отличие от О2) жидкость. Молекула содержит кова- лентную о-, л-, л- связь NsN. Главная составная часть воздуха. Из жидкого воздуха азот выкипает до кислорода. Малораство- рим в воде (и меньше, чем кислород). В обычных условиях хими- чески пассивен, не реагирует с кислотами и щелочами, не под- держивает горения. При высоких температурах более реакцион- носпособен. Применяется для синтеза аммиака, азотной кислоты и других азотсодержащих продуктов, как инертная среда прове- дения химических и металлургических процессов и хранения ог- неопасных веществ. В промышленности азот получают фракци- онной дистилляцией жидкого воздуха. 1. N2 + 3H2^2NH3 (500 °C, р, кат. Fe, Pt) 2. N2 + O2^2NO (электроразряд) 3. М2(влажн.) + 6Е1 = 21л3М (нитрид) (комн. /) 4. N2 + 3Mg — Mg3N2 (на воздухе, 780 — 800 °C) [Mg3N2 + 6HCl (pa36.) = 3MgCl2 + 2NH3f ] (кип.) 5. N2 +СаС2== CaCN2 (цианамид) + С (графит) (1000— 1150 °C) [CaCN2-j-3H2O CaCO3 + 2NH3] (в почве, кат. бактерии) См. также I7, 385, 465, 477. 167
79. NH3 — Аммиак Бинарное соединение, степень окисления азота равна — III. Бесцветный газ с характерным запахом. Молекула имеет строение незавершенного тетраэдра [:N(H)3] (£р3-гибридизация). Сжижается под избыточным давлением при комнатной темпера- туре. В жидком состоянии ассоциирован за счет водородных свя- зей, в малой степени подвергается автоионизированию (автопро- толизу). Термически неустойчив. Хорошо растворим в воде, доля в насыщенном растворе равна «34% по массе и «99% по объ- ему, pH =11,8. Образует гидрат, проявляющий свойства сла- бого основания. Весьма реакционноспособный, склонен к реак- циям присоединения. Сгорает в кислороде, реагирует с кислота- ми. Проявляет восстановительные (за счет N-111) и окислитель- ные (за счет Н1) свойства. Осушается только оксидом кальция. Ка- чественные реакции — образование белого «дыма» при контакте с газообразным НС1, почернение бумажки, смоченной раствором Hg2(NO3)2. Промежуточный продукт при синтезе HNO3 и солей аммония. Применяется в производстве соды, азотных удобрений, красителей, взрывчатых веществ, жидкий аммиак — хладагент. Про- мышленностью выпускается концентрированный раствор аммиа- ка — аммиачная вода (массовая доля аммиака 25—28%). Ядовит. Н+ Н+ । : ।---------------1 1. NH3(M) + NH3(!K, =₽* NH2- + NH + кислота 7 основание П основание 1 кислота // (-33,4 °C) 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. (ионное произведение Ks 33 = [NH2 ][NH^]= 1 • 10 2|) 2NH3(r)^N2 + 3H2 (1200—1300 °C) NH3(r)+H2O^NH3-H2O(p)^NH+ + OH- NH3(r)+НС1(Г) NH4C1(t) (белый «дым») 4NH34~3O2 (воздух) = 2М2-|-6Н20 (сгорание) 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O (800 °C, кат. Pt/Rh) a) 4NH3(M)+3C12 = 3NH4C14-C13N (нитрид) (— 40°C) [C13N + 4H2O = NH3-H2O + 3HC1O] (0—5 °C) 6) 8NH3 + 3C12 = N2 + 6NH4C1 (сгорание) NH3(r)-|-CO2(r)4-H2O = NH4HCO3 (komh. t, p) 4NH3(r) + CuCl2 (желт.) [Cu(NH3)4]Cl2 (т.-син ) 160—300 С хлорид тетраамминмеди (II) 6NH3(r)+ NiCl2 (желт.) [Ni(NH3)6]Cl2 (фиол.) /in 177—450 С хлорид гексаамминникеля (II) 4NH3(r)+2Hg2(NO3)2(p)=3NH4NO3+2Hg| -|-(Hg2N)NO3| (бел.) черный нитрат нитридодиртути(II) См. также I8’9, 135, 158-9, 178, 477, 746, 955. 168
80. NH3 H2O—Гидрат аммиака Межмолекулярное соединение. Белый, в кристаллической ре- шетке— молекулы NH3 и Н2О, связанные слабой водородной связью H3N — НОН. Присутствует в водном растворе аммиака, слабое основание (продукты протолиза — катион NH^ и анион ОН-). Катион аммония имеет правильно-тетраэдрическое строе- ние ($р3-гибридизация), Термически неустойчив, полностью раз- лагается при кипячении раствора. Нейтрализуется сильными кислотами. Проявляет восстановительные свойства (за счет N-111) в концентрированном растворе. Вступает в реакции двойно- го обмена и комплексообразования. Качественные реакции — образование белого «дыма» при контакте с газообразным НС1 (см. 794) или коричневого осадка с реактивом Несслера (см. 809, следовые количества аммиака дают желтое окрашивание рас- твора). Применяется для создания слабощелочной среды в рас- творе, осаждения амфотерных гидроксидов. Известны также твердые гидраты 2NH3-H2O (/пл —78,2 °C) и NH3*2H2O (/пл -97 °C). Ионный гидроксид аммония NH4+OH~ не получен (не суще- ствует). 1. NH3-H2O (kohh.)=NH3 j +Н2О (кип., в присутствии NaOH) NH3.H2O(pa36.)^NH4+ + OH- (pH >7) 2. NH3.H2O + HC1 (разб.) = NH4C1 + H2O 3. 3(КН3-Н2О)(конц.) + СгС13 = Сг(ОН)34 +3NH4C1 4. 2(NH3*H2O (разб.) + 2CrO3 = H2O + (NH4)2Cr2O7 (оранж.) [(КН4)2Сг2О7(т)=М2 + 4Н2О + Сг203(зел.)] (168—185 °C) 5. a) 2(NH3*H2O)(pa36.)-|-Ni2+(зел.)~2ЫН4++ Ni(OH)2| (зел.) 6) 6(NH3>H2O)(KOHn.) + Ni(OH)2(T) = 6H2O + 2OH- + +[Ni(NH3)6]2+ (син.) [катион гексаамминникеля (II)] {[Ni(NH3)6]2+ +6H+ (KOHu.)=Ni2+ + 6NH4+} 6. 4(NH3-H2O) (конц.) +Cu2+(гол. )=4H2O-)-[Cu(NH3)4]2+(син.) катион тетраамминмеди (II) 2(NH3.H2O)(KOHu.)+AgCl(T)=2H2O4-Cl-+[Ag(NH3)2]+(6u.) катион диамминсеребра (I) {[Cu(NH3)4f+ [Ag(NH3)2]+ _(^>Cu2+, Ag+) 7. 8(NH3-H2O) (конц.)+ЗВг2(р)= N2f + 6NH4Br + 8H2O (40—50 °C) 2(NH3.H2O)(K0HU.) + 2KMnO4 = N2t +2MnO2| +4H2O + + 2KOH 8. 4(NH3.H2O)(kohu.) + 3I2(t)=I3N| (красн.-кор.) + ЗМН41+ 4H2O [2I3N (cyxofl) = 3I2 + N2] (взрыв, выше 20 °C, при трении) 9. 4(NH3.H2O) + 2[HgI4]2-=4I-+3NH++4H2O + -f-(Hg2N)I | (кор.) [иодид нитридодиртути (II)] См. также 234, 244, 324, 5Г, 604, 615, 62е, 746, 754, 77s, 855, 863, 903, 954, 964. 169
(рН<7) (кип.) (200 °C) (80 °C) (кип.) (230-300 °C) 5. 6. 7. 81. NH4C1 — Хлорид аммония Бескислородная соль. Белый, летучий, термически неустойчи- вый. Хорошо растворим в воде (с заметным эндо-эффектом), гид- ролизуется по катиону. Разлагается щелочами при кипячении раствора, переводит в раствор магний. Вступает в реакцию кон- мутации с нитритами. Качественная реакция на ион NH4+ — вы- деление NH3 при кипячении со щелочами или при нагревании с гашеной известью (см. 813,4) и его последующее обнаружение (см. 794,9). Применяется в неорганическом синтезе, в частности для создания слабокислотной среды, как компонент азотных удобрений, сухих гальванических элементов, при пайке медных и лужении стальных изделий. выше 337,8 °C хттт 1. NH4Cl(T)^==*NH3(r) + HCl(r) КОМН, t 2. NH4Cl(T)^NH4Cl(pa36.) = NH4++Cl- (Д//°= + 16 кДж) NH4+ + 2Н2О NH3 - Н2О + Н3О + 3. NH4CI + NaOH (насыщ.) = NaCl+ NHJ -)-Н2О 4. 2NH4Cl(T) + Ca(OH)2(T) = 2NH3 + CaCl2 + 2H2O " 2NH4C1 (KOHix.) + Mg = H2f +MgCl2 + 2NH3t NH4+ (насыщ.)+ NOf (насыщ.) = N2f + 2H2O NH4C1 + KNO3 = N2O + 2H2O + KC1 См. также 97, 214, 408, 414, 584, 993. 82. NH4HS — Гидросульфид аммония Кислая бескислородная соль. Белый, плавится под избыточ- ным давлением. Термически неустойчив. Чувствителен к кисло- роду воздуха. Хорошо растворим в воде, создает в растворе сла- бощелочную среду. Водный раствор мутнеет (образуется колло- идная сера) и желтеет при стоянии на воздухе. Разлагается кислотами. Присоединяет серу. Качественная реакция на ион HS~— осаждение нерастворимых сульфидов, из которых MnS, FeS, ZnS разлагаются в НС1(разб.). Применяется как компо- нент фотопроявителей, аналитический реагент. Ядовит. Средняя соль (NH4)2S не образуется в растворе, в частности, при нейтрализации гидрата аммиака сероводородом, ее получа- ют только в отсутствие воды (см. 746). 1. NH4HS = NH34-H2S (выше 20 °C) 2. NH4HS (разб.) = МН4+ + HS", HS“ + Н2О H2S+ ОН~ (рН>7) 3. NH4HS + HCl(pa36.) = NH4Cl + H2Sf NH4HS + 3HNO3 (конц.)= S | + 2NO2 f + 2H2O + NH4NO3 O2 (воздух), T (30—50 °C) 4‘ (NH4)2Sn (желт.), (NH4)2SO3S 170
5. NH4HS (насыщ.)+ NH3- H20 + (n- 1) S = H20 + (NH4)2S„ (по- лисульфид) (10 °C) 6. a) HS_ M^> MnS| (телесн.), FeS|(4epH.), ZnS | (бел.) [MS(T) + 2HC1 (разб.) = МС12 + Н25|] 6) HS- + 2Ag+ = H+ + Ag2S|(4ePH.) M2+ HS —CdS | (желт.), PbS, CuS, HgS | (черные) 3HS~ + 2Bi3+ =3H+ + Bi2S3| (кор.-черн.) 7. 3HS-+3H2O + M3+ = 3H2St +M(OH)3| (M = A1, Cr) 83. NO — Монооксид азота Несолеобразующий оксид. Бесцветный газ. Радикал, содер- жит ковалентную а-, л-связь -N = O, в твердом состоянии димер N2O2 со связью N — N. Чрезвычайно термически устойчив. Чувст- вителен к кислороду воздуха (буреет). Малорастворим в воде и не реагирует с ней. Химически пассивен по отношению к кисло- там и щелочам. При нагревании реагирует с металлами и неме- таллами. Весьма реакционноспособна смесь NO и NO2 («нитроз- ные газы»). Промежуточный продукт в синтезе азотной кислоты. 1. 2. 3. 4. 5. 2NO4-O2(h36.) = 2NO2 2NO + 2H2 = N2 + 2H2O NO-J-5H0 (Zn, конц. NaOH)= NH3-H2O 2NO + С (графит) = N2 +CO2 10NO + 4P (KpacH.) = 5N2 + 2P2O5 2NO4-4Cu = N2 + 2Cu2O Реакции смеси NO и NO2: NO + NO2+ H2O = 2HNO2(p) NO + NO24-2KOH (разб.) = 2КИО2+ H2O NO + NO2 + Na2CO3=2NaNO2 + CO2 (комн, t) (200 °C) (400—500 °C) (150—200 °C) (500—600 °C) (450—500 °C) 84. NO2 — Диоксид азота Кислотный оксид, условно отвечает двум кислотам — HNO2 и HNO3 (кислота для N,v не существует). Бурый газ, при комнат- ной температуре мономер NO2, на холоду жидкий бесцветный димер N2O4 (тетраоксид диазота). Молекула NO2 — радикал со строением незавершенного треугольника [• N(O)2] («^-гибриди- зация) с ковалентными а-, л-связями N —О. Молекула N2O4 со- держит очень длинную связь N—N (175 пм), которая легко раз- рывается выше комнатной температуры (в интервале 20,7— 135,0 °C). Полностью реагирует с водой, щелочами. Очень силь- ный окислитель, вызывает коррозию металлов. Усиливает хими- ческую активность NO (см. 83s). Применяется для синтеза без- водных нитратов, как окислитель ракетного топлива, очиститель 171
нефти от серы и катализатор окисления органических соедине- ний. Ядовит. 1. 2NO2=^2NO + O2 2. a) 4NO2(!K) + H2O = 2HNO3 + N2O3(chh.) [N2O3 + H2O-i N (H)O2 + HNO2 (следы)] 6) 3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO f 3. 2NO2 + 2NaOH (разб.)= NaNO2 +NaNO3 +H2O 4. 4NO2 + O2 + 2H2O(pa36. HNO3) = 4HNO3(конц.) 5. 4NO2 + O2 + 4KOH = 4KNO3 + 2H2O (135—620 °C) (на холоду) (на холоду) (80 °C) 6. 2NO2 + 7H2 = 2NH3 + 4H2O (комн. /, кат. Pt, Ni) 2NO2 + 2S = N2 + 2SO2 (130 °C) 10NO2 + 8P (красн.) = 5N2 + 4P2O5 7. NO2 + 2HI(p)=NOt +I2| +H2O NO2 + H2O + SO2 = H2SO4 + NO f 8. NO2+K = KNO2 6NO2 + Bi = Bi(NO3)3 + 3NO 4NO2()K) + Zn = Zn(NO3)2 + 2NO (150 °C) (50—60 °C) (комн, t) (70—110 °C) (до 0°C) 85. HNO2 — Азотистая кислота Оксокислота. В свободном виде не получена, существует в во- дном растворе. Молекула имеет две таутомерные формы — не- симметричную со строением незавершенного треугольника [:N(O)(OH)] (5/?2-гибридизация) и симметричную с треугольным строением [N(H)(O)2]; симметричная форма преобладает при комнатной температуре, при взаимодействии N2O3 с Н2О образу- ется их смесь. Слабая кислота, электролитическая диссоциация (кислотный протолиз) протекает только у несимметричной фор- мы (симметричная форма кислотой не является). Нейтрализует- ся щелочами, гидратом аммиака. Проявляет окислительно-вос- становительные свойства (за счет N11 ). Качественная реакция — обесцвечивание фиолетового раствора перманганат-ионов. При- меняется только в виде солей. Ниже описаны свойства несиммет- ричной (кислотной) формы. 1. 3HNO2(p)=HNO3 + 2NOt+Н2О (кип.) 2. HNO2+ Н2ОNO2~ + Н3О + (pH<7) 3. 2HNO2^H2O + NO2“4-NO+ (0°С, в 30%-ной HNO3) катион нитрозила [NO+ + NOf N2O3 (син.)] 4. HNO2 + NaOH (разб.)= NaNO2+ Н2О 5. HNO2 + NH3- Н2О (разб.)= NH4NO2 + Н2О [NH4NO2(t.p)= N2| +2Н2О] (100 °C) 6. HNO2 + 6H°(Zn)+HC1 (разб.) = NH4CI+ 2H2O (кип.) 7. 2HNO2 +O2 (воздух) Д-2HNO3 172
8. 2HNO24-2H++21~ (разб.)—12| 4-2NOf +2H2O 2HNO2 + 6H + + 6Fe2+ (конц.) = N2 f + 6Fe3+ + 4H2O 9. HNO2 + H2O2 (конц.)— HNO3 + H2O (кип.) 10. 5HNO2 + H + + 2MnO4- = 2Mn2+ + 5NO3" + 3H2O 86. HNO3 — Азотная кислота Оксокислота. Бесцветная жидкость. Молекула имеет иска- женно-треугольное строение [N(O)2(OH)] ($р1 2 3 4 *-гибридизация), со- держит ковалентные о-, л-связи N — O и о-связь N—ОН. Разла- гается при стоянии на свету (желтеет). Хорошо растворяет окси- ды азота (красно-бурая «дымящая» кислота, р20 1,56 г/мл). Неограниченно смешивается с водой, перегоняется при обычных условиях в виде азеотропной смеси (массовая доля кислоты 68,4%, р20 1,41 г/мл, температура кипения 120,7 °C). На холоду (— 38 °C) образует гидрат HNO3- Н2О (точнее, H3NO4 — ортоазот- ная кислота). Сильная кислота в растворе, ион NO^ имеет стро- ение правильного треугольника. Нейтрализуется щелочами и гидратом аммиака. Реагирует с основными и амфотерными ок- сидами и гидроксидами, вытесняет слабые кислоты из их солей. Сильный окислитель в концентрированном растворе (за счет Nv). Образует смесь продуктов восстановления азота от N,VO2 до N“‘nH4+, в зависимости от концентрации кислоты и силы восста- новителя в этой смеси преобладают разные продукты (условно для концентрированной кислоты указывают NO2, для разбавлен- ной— NO, для очень разбавленной — NH^). Концентрирован- ная кислота пассивирует Al, Be, Bi, Со, Сг, Fe, Ni, Pb, не реаги- рует с Au и Pt. Смесь HNO3(kohu.) и НС1(конц.) — царская водка обладает еще более сильным окислительным действием: переводит в раствор золото и платину. Нитрующим началом HNO3 в ее реакциях с органическими веществами является ион NO2+. Качественная реакция — см. 609. Применяется для произ- водства минеральных удобрений, взрывчатых веществ, нитратов металлов, органических нитропроизводных, искусственных воло- кон и пластмасс, красителей, лекарственных препаратов. В отличие от HNO3 ее соли — нитраты проявляют сильные окислительные свойства только при сплавлении за счет выделя- ющегося атомарного кислорода. При нагревании нитраты разла- гаются по-разному в зависимости от положения металла в ряду напряжений (левее Mg, от Mg до Си, правее Си). 1. 4HNO3(конц.) 4NO2 +O2f 4-2Н2О (комн, t, на свету) 2. HNO3 + Н2О = NO3- + Н3О+ (pH <7) 3. HNO3 + NaOH(pa36.) = NaNO3 + H2O HNO3 + NH3- Н2О (разб.)= NH4NO3+ Н2О 4. 2HNO3 (разб.)-|-MgO — Mg(NO3)2 +Н2О 2HNO3(pa36.) + Cu(OH)2 = Cu(NO3)2 + 2H2O 173
5. 2HNO3(pa36.) + CaCO3 = Ca(NO3)2 + CO2t +Н20 6. 2HNO3(pa36.) + [Ag(NH3)2]CI = AgCl|+2NH4NO3 7..2 HNO3(2—3%) + 8H°(Zn, разб. H2SO4) = NH4NO3 + 3H2O 2HNO3(5%) + 8H°(Mg, разб. H2SO4) = N2Of +5H2O HNO3 (30%) + 3H° (Zn, разб. H2SO4) = NO f + 2H2O 8. 4HNO3(K0Hix.) + Cu = Cu(NO3)2 + 2NO2t +2H2O 2HNO3(K0Hix.) + Ag = AgNO3 + NO2f +H2O 9. 8HNO3(pa36.) + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 2NOt + 4H2O 10HNO3 (pa36.) + 4Mg = 4Mg(NO3)2 + N2O f +5H2O 10HNO3 (04. pa36.) + 4Zn = 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O 10. 10HNO3(kohu.)+ I2(t) = 2HIO3+ 10NOJ +4H2O (50—60 °C) 6HNO3(60%)+HI = HIO3+6NO2t +3H2O (кип.) 11. 2HNO3 (разб.) + 3H(PH2O2)Л 3H2(PHO3) + 2NOf + H2O 2НКО3(дымящ.)4-ЗН2(РНО3) = ЗН3РО4 + 2ЫО| +H2O (40—50 °C) 12. 8HN03(KOHU.) + CuS(T) = CuS04 + 8N02t-|-4H2O (кип.) 13. Реакции в царской водке: a) HNO3(конц.) + ЗНС1 (kohu.)^2H2O + 2C1° + (NO)C1 хлорид нитрозила [(NO)Cl(p) = NO f + Cl°] (25—50 °C) б) HNO3(kohu.) + 4HC1(kohu.)4-Au = 2H2O + NO| + + H[AuC14] тетрахлороаурат (Ш) 4HN03(K0HU.)+18HCl(K0HU.) + 3Pt = 8H2O + 4NOt + + ЗН2[Р1С16] гексахлороплатинат (IV) 14. 2HNO3(flbiMam.) +Р2О5 = 2НРО3-|-N2O5 (0 °C, в атм. О3) пентаоксид 15. Н\О3(безводн.) + 2Н25О4 (безводн.)^Н3О++2HSO4" + + NO2+ (катион нитроила) 16. Промышленный синтез азотной кислоты: а) Производство аммиака из азота и водорода (см. 781). б) Каталитическое окисление NH3 до NO (см. 795). в) Перевод NO в NO2 (ем. 831). г) Поглощение смеси NO2 и О2 водой с образованием после- довательно разбавленной и концентрированной кислот (см. 844). 17. Термическое разложение нитратов: а) по ряду напряжений — левее Mg, например 2KNO3 = 2KNO2 + O2 (400—520 °C) б) по ряду напряжений — от Mg до Си, например 2Pb(NO3)2 = 2PbO + 4NO2 + O2 (200—470 °C) в) по ряду напряжений — правее Си, например 2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2 (300—500 °C) 174
г) NH4NO3=N2O + 2H2O (190—245 °C) 2NH4NO3-2N2 + O2 + 4H2O (выше 300 °C) См. также 104, 124, 144, 204, З63, З83, 483, 523, 543, 552, 572, 6I4, 632, 642, 653, 731, 744, 752, 823, 872, 881, 932. 10.2.6. ФОСФОР Общая характеристика элемента Элемент 3-го периода и VA-группы Периодической системы, порядковый номер 15. Электронная формула атома [10Ne]3s23p3, устойчивая степень окисления -J-V, реже встречаются степени окисления —III, +1 и -|- III. Электроотрицательность фосфора значительно ниже, чем у типичных неметаллов, и немного выше, чем у водорода. Проявляет неметаллические (кислотные) свойст- ва. Образует анионы различных кислот, солей и бинарных соеди- нений. Большинство фосфатов нерастворимо в воде. В природе тринадцатый по химической распространенности элемент в земной коре (шестой среди неметаллов), встречается только в химически связанном виде. Входит в состав много- численных минералов, руд и горных пород (фосфориты, апати- ты и др.). Жизненно важный элемент для всех организмов. Животные и человек содержат фосфор в виде липидов (нервное и мозговое вещества), ферментов и особенно ортофосфата кальция и его производных (костные ткани, зубы). Растения при фотосинтезе создают сложное органическое вещество с фосфатной группиров- кой (аденозинтрифосфат-ион), которое за счет гидролиза и со- кращения фосфатной цепи является источником энергии для прохождения биохимических реакций в клетках высших организ- мов. Недостаток фосфора в почве восполняется введением фос- форных удобрений — суперфосфатов. Физические свойства и получение № Вещество Мг, а. е. м. Фазовые переходы Плот- ность Получение 87 Р (красн.) 30,974 пл. 593 °C (р) 2,34 871 88 РНз(г) 34,00 пл. —133,8 °C, кип. -87,42 °C 1,53 874,5 89 р2о5 141,94 пл. 422 °C (р), кип. 591 °C (р) 2,28 876 90 н3РО4 97,99 пл. 42,35 °C 1,83 872, 89', 922 91 РС1з(Ж) 137,33 пл. —90,34 °C, кип. + 75,3 °C 1,5620 877, 924 92 РС16 208,24 пл. 166,8 °C (р) 2,11 877, 914 175
См. также 7— Na3PO4, 8— NaH2PO4, 9— Na2HPO4, 42— Ca3(PO4)2. Химические свойства 87. P (красн.) — Красный фосфор Простое вещество. Состоит из полимерных молекул Р„ разной длины. Аморфный, при комнатной температуре медленно перехо- дит в белый фосфор. При нагревании возгоняется (при охлажде- нии пара конденсируется белый фосфор). Нерастворим в органи- ческих растворителях. Химическая активность ниже, чем у бело- го фосфора. На воздухе загорается только при нагревании. Применяется как реагент (более безопасный, чем белый фосфор) в неорганическом синтезе, наполнитель ламп накаливания, ком- понент намазки коробка при изготовлении спичек. Не ядовит. Известны и другие аллотропные формы существования фос- фора.’ Белый фосфор Р(бел.) состоит из молекул Р4. Мягкий, как воск (режется ножом). Плавится и кипит без разложения (/пд 44,14 °C, /кип 287,3 °C, р 1,82 г/см3). Окисляется на воздухе (зеле- ное свечение в темноте), при большой массе возможно самовос- пламенение. В особых условиях переводится в красный и черный фосфор. Хорошо растворим в бензоле, эфирах, сероуглероде. Не реагирует с водой, хранится под слоем воды. Чрезвычайно хими- чески активен. Проявляет окислительно-восстановительные свойства. В щелочном растворе подвергается дисмутации. Вос- станавливает благородные металлы из растворов их солей. По- лучение белого фосфора проводят восстановлением Са3(РО4)2 раскаленным коксом (см. 423). Применяется в производстве Н3РО4 и красного фосфора, как реагент в органических синтезах, раскислитель сплавов, зажигательное средство. Горящий фос- фор следует гасить песком (но не водой!). Чрезвычайно ядовит, опасная для жизни доза — более 50 мг, может попасть в орга- низм через органы дыхания и пищеварения, а также через по- вреждения (ранки) на коже. Черный фосфор Р (черн.) состоит из непрерывных цепей Рл, имеет слоистую структуру. По внешнему виду похож на графит, электропроводник. Наименее летучий среди модификаций фос- фора (/возг 453 °C, 1000 °C под давлением, р 2,70 г/см3). При нагревании переходит в красный фосфор. Химическая актив- ность значительно ниже, чем у белого фосфора. Устойчив на воз- духе. Не ядовит. 1 х 250—330 °C z . х 370—380 °C z I. Р(бел.)-:——^Р (красн.), Р(бел.)-—-^Р(черн.), кат. i2, Na ' кат. Hg г ' 280—416 °C . 550-560 °C, р п ( Р (красн.)-------> Р (бел), Р (черн.)--------Р (красн.) 2. 2Р (бел.) + 3H2SO4 (конц.) —2H2(PHO3) + 3SO2f 176
3. 4. 5. 6. 7. 8. Р (красн.) + 5HNO3 (конц.) = H3PO4 + 5NO2f + Н2О (кип.) 4Р (красн.) + 3NaOH (конц.) + ЗН20 = ЗЫа(РН202) + РН3f (70 °C) (300—360 °C, р) (350—450 °C) 2Р(бел.)4-ЗН2=^2РН3 2Р (красн.) + ЗСа = Са3Р2 [Са3Р2 + 6Н2О = ЗСа(ОН)2| +2PHJ] О2, 34-60 °C__ О2, 240—400 °C Р (бел.)---------* Р2О5, Р (красн.)---------»- сгорание 2 ' г ' сгорание ч С12, 50-60 °C С12, 90 °C Р (красн.)--------->- РС13 —----» РС15 сгорание сгорание 6Р (красн.) + 5КС1О3=ЗР2О5 + 5КС1 р2о5 (50 °C) намазка головка коробки спички См. также 833, 846, 893, 924. 88. РН3 — Фосфин Бинарное соединение, степень окисления фосфора равна — III. Бесцветный газ с неприятным запахом. Молекула имеет строение незавершенного тетраэдра [:Р(Н)3] (s/Дгибридизация). Малорастворим в воде, не реагирует с ней (в отличие от NH3). Сильный восстановитель, сгорает на воздухе, окисляется в Н2БО4(конц.) и HNO3(kohu.). Реагирует с иодом, гипохлоритами в щелочной среде. Присоединяет HI. Применяется для синтеза фосфорорганических соединений. Сильно ядовит. 1. PH3+-3H2SO4 (конц.) —H2(PHO3)+-3SO2f +ЗН2О РН3 + 8HNO3 (конц.) = Н3РО4 + 8NO2 f + 4Н2О 2. РН3 + 2О2 = Н3РО4 (150 °C) 3. РН3-|-2Н2О + 212(«иодная вода») = 4Н1 + Н(РН2О2) фосфиновая кислота [Н(РН2О2) + Н2О^РН2О2- + Н3О+] (рн<7) 4. РН34-ОН~ (разб.)4-2С1О-=2С1- + Н2О + РН2О2- фосфинат от —20 до — 10 °C 5. РН3-|-Н1^- — > РН41 (иодид фосфония) выше +80 °C 89. Р2О5 — Пентаоксид дифосфора Кислотный оксид. Белый, термически устойчивый. В твердом и газообразном состояниях димер Р4О10 со строением из четырех тетраэдров [О = Р(О)3], связанных по трем вершинам. При очень высоких температурах мономеризуется до Р2О5. Существует так- же стеклообразный полимер (Р5О5)П. Чрезвычайно гигроскопи- чен, энергично реагирует с водой, щелочами. Восстанавливается белым фосфором. Отнимает воду у кислородсодержащих кис- лот. Применяется как весьма эффективный дегидратирующий агент для осушения твердых веществ, жидкостей и газовых сме- 177
сей, реагент в производстве фосфатных стекол, катализатор по- лимеризации алкенов. Ядовит. Н2О, О °C Н2О, 20 °C Н2О, кип. 1. Р2О5 —----> НРОз -------> Н4Р2О7 --> Н3РО4 2. P2O5 + 6NaOH (pa36.) = 2Na3PO4 + 3H2O 3. ЗР2О5 + 4Р(бел.) = 5Р2О3 (50 °C) 4. 2Р2О5 + ЗНС1(Г)=РС13О4-ЗНРО3 (200 °C) 5. Р2О5Н-2НМО3(дымящ.) = 2НРО3-|-1М2О5 (0 °C) Р2О5 + 2НС1О4 (безводн.) — 2НРО3 + С12О7 (— 25 °C) См. также 906, 925. 90. Н3РО4 — Ортофосфорная кислота Оксокислота. Белое вещество, гигроскопичное. Молекула имеет строение искаженного тетраэдра [Р(О)(ОН)3] ($р3-гибри- дизация), содержит ковалентные о-связи Р—ОН и а-, л-связь Р = О. Плавится без разложения, при дальнейшем нагревании разлагается. Хорошо растворяется в воде. Слабая кислота в рас- творе, нейтрализуется щелочами, не полностью — гидратом ам- миака. Реагирует с типичными металлами. Вступает в реакции двойного обмена. Качественная реакция — см. 905. Применяется в производстве минеральных удобрений, для осветления сахаро- зы, как катализатор в органическом синтезе, компонент анти- коррозионных покрытий на чугуне и стали. 1 • Нзро< H*P*°1 2 НРОз FigO 112 О 2. Н3РО4 + Н2ОН2РО4" + Н3О+ (pH <7) Н2РО4”+ Н2О^НРО4“ 4-Н3О+ (идет в малой степени) НРО4_ + Н2О РО4“ + Н3О+ (практически не идет) 3. Н3РО4 -М- МН2РО4, М2НРО4, М3РО4 : (M = Na, К) г12О nh,-h2o (NH4)2HPO4 4. 2H3PO4(pa36.) + 3Mg = Mg3(PO4)2|+3H2f (50—80 °C) 3H3PO4(pa36.) + 4Fe = FeHPO4| + Fe3(PO4)2| +4H2f (кип.) 5. H3PO4(pa36.) + 3Ag+ = 3H++Ag:jPO4; (желт.) 6. 4H3PO4 (конц.) + P2O5 = 3H4P2O7 (80—100 °C) См. также 93, 406, 422, 62'5. 91. PCI3 — Трихлорид фосфора Бинарное соединение. Бесцветная жидкость, обладает широ- ким интервалом жидкого состояния. Молекула имеет строение незавершенного тетраэдра [:Р(С1)3] (хр3-гибридизация). Хорошо растворяет белый фосфор. «Дымит» во влажном воздухе, гидро- лизуется водой. Разлагается щелочами. Окисляется при нагре- 178
вании на воздухе, реагирует с хлором. Применяется в синтезе фосфонатов, фосфорорганических соединений. Ядовит. 1. а) 2РС13 + ЗН2О(влага)=Р2Оз(т)+6НС1(г) (белый «дым») б) РС13 + ЗН2О = ЗНС1+ Н2(РНО3) (фосфоновая кислота) [H2(PHO3) + H2O=₽tH(PHO3)- + H3O+ Н(РНОз)- + Н2О РНОГ + Н3О+] (pH < 7) 2. РС13 + 5NaOH (разб.) = 3NaCl + 2Н2О + Na2(PHO3) (фосфонат) 3. 2РС13 + О2 = 2РС13О (50—60 °C) 4. РС13 + С12 = РС15 (90 °C или комн. /, р) 92. РС15 — Пентахлорид фосфора Бинарное соединение. Белый, летучий, термически неустойчи- вый. Молекула имеет строение тригональной пирамиды (s/ЛЛгибридизация). В твердом состоянии димер Р2С110 с ион- ным строением РС14+[РС16]~. «Дымит» во влажном воздухе. Весьма реакционноспособный, полностью гидролизуется водой, реагирует со щелочами. Восстанавливается белым фосфором. Применяется как хлорагент в органическом синтезе. Ядовит. 160—300 °C . 1. РС15 < -..2>РС13 + С12 до 100 °C 2. РС15 + Н2О (влага) —РС13О(т) + 2НС1(г) (белый «дым») РС15 + 4Н2О = Н3РО4 + 5НС1 3. PCl54~8NaOH (разб.) —Na3PO4 + 5NaCl4-4Н2О 4. ЗРС15 + 2Р (бел.) —5РС13 (75—100 °C) 5. ЗРС15 + Р2О5 = 5РС13О (150—175 °C) 10.2.7 . УГЛЕРОД Общая характеристика элемента Элемент 2-го периода и IVA-группы Периодической системы, порядковый номер 6. Электронная формула атома [2He]2s22p2, ха- рактерные степени окисления —IV, +11 и + IV, состояние CIV считается устойчивым. Имеет среднюю для неметаллов электро- отрицательность. Проявляет неметаллические (кислотные) свой- ства. Образует неорганические вещества — оксиды, угольную кислоту и ее многочисленные соли (карбонаты), бинарные соеди- нения (карбиды и др.), а также огромное (практически неограни- ченное) число органических веществ — соединений с водородом (углеводороды) и их производных, содержащих различные по длине цепи и циклы атомов углерода. В природе одиннадцатый по химической распространенности элемент в земной коре (четвертый среди неметаллов). Встреча- ется в самородном состоянии (алмаз, графит) и в виде соедине- 179
ний (карбонатные минералы и горные породы, природный уголь, нефть, природный газ, сланцевое масло, битумы и др.). Жизненно важный элемент для всех организмов, основа жи- вой материи. В воздухе содержится ^6,0-1011 т углерода в виде углекислого газа, наполовину меньше — в живых организмах. Физические свойства и получение № Вещество а. е. м. Фазовые переходы Плот- ность Получение 93 С (графит) 12,011 лл. «4000 °C, кип. «4200 °C 2,27 9510 94 со(г) 28,01 пл. -205,02 °C, кип. -191,5 °C 1,25 934, 959 95 СО, (г) 44,01 возг, >—78,476 °C 1,98 4Г 2, 934, 944 96 н2со3(Р} 62,02 разл. >20 °C 952 См. также 5 Na2CO3 6 NaHCO3 19 К2СО3 36 K4[Fe(CN)6] 37 K3[Fe(CN)6] 41 СаСО3 47 СаС2 53 А14С3 65 [Fe(CO)5] Химические свойства 93. С — Графит Простое вещество, устойчивая аллотропная форма существо- вания элемента углерод. Серо-черный, с металлическим блес- ком, жирный на ощупь, мягкий, обладает электропроводимо- стью. Кристаллическая решетка состоит из слоев правильных шестиугольных колец, конденсированных по всем сторонам (о-, л-связи, £р2-гибридизация). Реагирует с водяным паром, кислота- ми-окислителями. Типичный восстановитель при сплавлении, ре- агирует с кислородом, оксидами металлов и солями. Восстанав- ливается водородом и металлами. В промышленности при пиро- лизе каменного угля и углеводородов получают искусственный графит— кокс и сажу. Применяется как конструкционный мате- риал, основа угольных электродов, замедлитель нейтронов в ядерных реакторах, кокс — как восстановитель в металлургии и химической технологии, сажа — как наполнитель резины. Существуют другие аллотропные формы углерода. Алмаз содержит в узлах кристаллической решетки атомы С с тетраэд- рическим окружением (з/Дгибридизация, р 3,52 г/см3). Благо- родный камень, имеет наибольшую твердость среди природных веществ, шлифуется только собственным порошком. Химическая активность ниже, чем у графита. Выше 1200 °C переходит в гра- фит. В чистом состоянии прозрачные бесцветные кристаллы с 180
сильным преломляющим эффектом. После обработки (огранка, шлифовка) получают ювелирные драгоценные камни — брилли- анты. Менее чистые алмазы обычно окрашенные и мутные, на- пример серо-голубой и черный (карбонадо). В промышленности из графита при 2000 °C под очень высоким давлением получают мелкие кристаллы искусственных алмазов. Применяются они для изготовления режущих инструментов и точных измеритель- ных приборов. Карбин состоит из линейных макромолекул (С2)я со строе- нием -С = С- или =С = С= (sp-гибридизация, р 3,27 г/см3). Химически менее активен, чем графит. При 2300 °C переходит в графит. Прозрачен и бесцветен, полупроводник. Широкого применения не имеет, очень редко встречается в природе. Фуллерен состоит из молекул С60 или С70 (полые сферы; $р2-гибридизация, р 1,7 г/см3, температура плавления 500— 600 °C для С60), термически устойчив до 900—1000 °C. Темноок- рашенный порошок, растворим в гексане (темно-красный рас- твор для Сб0, темно-оранжевый для С70), полупроводник. Химиче- ские свойства изучены мало. Получают фуллерен, испаряя гра- фит в атмосфере Не при пониженном давлении. Возможное использование в будущем — основа сверхпроводящих материа- лов. В природе не встречается. 1. С (кокс)Н-Н2О (пар)^[СО + Н2] («водяной газ») (800—1000 °C) 2. С + 2Н2304(конц.)=:С02|+2SO2t+2Н2О (кип.) С + 4НЫО3(конц.) = СО21 +4NO2f +2Н2О (кип.) 3. С + 2Н2^СН4 (600 °C, р, кат. Pt) 2С + Н2 С2Н2 (1500—2000 °C) 4. С + О2(воздух) = СО2 (600—700 °C, сгорание) 2С (kokc) + [02+N2] (воздух)[2СО Ц- N2] («генераторный газ») (1000 °C) 5. С + SiSiC (карборунд) (1200—1300 °C) 6. 2С + Са = СаС2 (550 °C) 7. С + 2РЬО = 2РЬ + СО2 (600 °C) 4С 4-(Cr2Fe)O4 = 4CO + [Fe-|-2Cr] (феррохром) (1100—1200 °C) 8. 2С + Na2SO4 = Na2S + 2СО2 (700—900 °C) См. также З4, 55, 175, 215, 298, 395, 415, 423, 433, 488, 495, 5412, 554, 688, 799, 833, 959, 984’5. 94. СО — Монооксид углерода Несолеобразующий оксид. Бесцветный газ, без запаха, легче воздуха. Молекула слабополярна, содержит ковалентную о-, л-, л-связь :С = О:, изоэлектронна молекуле N2. Термически устой- чив. Малорастворим в воде и не реагирует с ней. Химически пас- сивен в обычных условиях, не реагирует с кислотами и щелоча- ми. Сильный восстановитель при высокой температуре и при на- 181
личии катализаторов. Вступает в реакции присоединения с кис- лородом, хлором, гидроксидом и пероксидом натрия. С переход- ными металлами образует комплексные соединения без внешней сферы (карбонилы). Количественно реагирует с 12О5. Качествен- ная реакция — помутнение раствора хлорида палладия (И). Применяется как реагент в органическом синтезе, промышленно важный восстановитель металлов из их руд. Чрезвычайно ядо- вит, загрязняет атмосферу городов (продукт неполного сгорания моторного топлива). 1. СО-|~Н2О (пар)^СО2+Н2 (выше 230 °C, кат. Fe2O3) 2. СО + \аОН(т)=\а(НСОО)(формиат) (120—130 °C, р) 3. СО + ЗН2^СН4+Н2О (150—200 °C, кат. Ni) СО + 2Н2^СН3ОН (метанол) (250—300 °C, р, кат. СиО/Сг2О3) 4. 2СО + О2 = 2СО2 (сгорание или комн. /, кат. МпО2/СиО) 5. СО + С12 = СС12О (фосген) (125—150 °C, кат. C/Pt) 6. 5СО+ 12О5 = 5СО24-Ь (комн. /) 7. СО + Na2O2= Na2CO3 (комн, t) 8. CO + H2O + PdCl2=Pd|+CO2f+2НС1 9. 4CO-|-Ni =[Ni(CO)4lr)(тетракарбонилникель) (50—100 °C) См. также 17'. 18», 54«. 55‘, 56". 57s. 75’. 95. CO2 — Диоксид углерода Кислотный оксид. Бесцветный газ, без запаха, в 1,5 раза тя- желее воздуха (можно «переливать» из сосуда в сосуд). Молеку- ла неполярна, имеет линейное строение [С(О)2] (^-гибридиза- ция), содержит ковалентные о-, л-связи С—О. Термически устойчив до температуры красного каления. При сжатии (давле- ние »50 атм) и охлаждении легко переходит в жидкое и твердое состояния. Твердый СО2 возгоняется уже при низких температу- рах. Малорастворим в воде, образует моногидрат, который мед- ленно изомеризуется в угольную кислоту. Реагирует со щелоча- ми. Восстанавливается водородом, магнием и кальцием. Присое- диняет аммиак. Из воздуха удаляется при контакте с перокси- дом натрия (одновременно регенерируется кислород). Простей- шая качественная реакция — угасание горящей древесной лу- чинки (см. также 956). Применяется в многотоннажных про- изводствах соды, сахара и карбамида, в пищевой промышленно- сти для газирования безалкогольных напитков и как хладагент. Содержится в воздухе, воде минеральных источников. Реагент фотосинтеза глюкозы в зеленых растениях. Не поддерживает го- рения и дыхания. Ядовит при содержании в воздухе свыше 15% по объему. 1. 2СО2=₽*2СО + О2 '(выше 700 °C) 2. СОад + Н2О^СО2.Н2О(р)^Н2СОз(р) (рН<7) 182
3. СО2 (изб.) + NaOH (разб.) = NaHCO3 СО2 (нед.) + 2ЫаОН (конц.) = Na2CO3 + Н2О 4. СО2(изб.)+НН3.Н2О(разб.) = НН4НСО3 СО2 (нед.) + 2(МН3- Н2О) (kohu.) = (NH4)2CO3+ Н2О 5. CO2 + 2NH3(r) = H2O + C(NH2)2O (карбамид) (180—500 °C, р) [C(NH2)2O + 2H2O (NH4)2CO3] (в почве) 6. СО2(нед.) + Са(ОН)2(насыщ.) = СаСО3| +Н2О комн. „ . СО2 (изб.) + Н2О + СаСО3(т) q=t Са(НСО3)2(р) КИП. 7. СО2(изб.) + Ыа[А1(ОН)4](р) = А1(ОН)з| +NaHCO3 8. СО2 + 4Н2^СН4 + 2Н2О(г) (200 °C, кат. Си2О) 9. С02 + С(кокс)^2СО (700—1000 °C) 10. СО2-}-2Mg = С (графит)+ 2MgO (400—550 °C) 2СО2 + 5Са = СаС2 + 4СаО (500 °C) 11. 2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2 (комн. /) См. также 24, 164, 177, 184, 194, 314, З93, 44\ 797. 96. Н2СО3 — Угольная кислота Оксокислота. В свободном виде не получена. Существует в слабокислом растворе как продукт медленной и частичной (до 1%) изомеризации растворенного СО2 (в виде гидрата СО2-Н2О). Молекула полярна, имеет искаженно-треугольное строение [С(О)(ОН)2] (sp-гибридизация), содержит ковалентные о-, л-связи С = О и о-связь С —ОН. Термически неустойчивое веще- ство. Слабая кислота, особенно по второй ступени электролити- ческой диссоциации (кислотного протолиза). Ион НСО^~ имеет искаженно-треугольное строение [С(О)2(ОН)], ион СО3~ —стро- ение правильного треугольника. Нейтрализуется щелочами с об- разованием кислых и средних солей, переводится карбонатами в гидрокарбонаты. Вступает в реакции двойного обмена. Обра- зует большое число органических производных. Придает кислый вкус газированной воде. 1. Н2СО3 = CO2f + Н2О (кип.) 2. Н2СО3 + Н2О НСО3~ + Н3О + (pH < 7) НСОз” | Н2О СО3“ Ц-Н3О 1 (практически не идет) 3. Н2СО3 (изб.)+ NaOH (разб.)= NaHCO3 + Н2О Н2СО3(нед.) + 2МаОН (конц.) —Na2CO3H-2H2O Н2СО3 + Na2CO3 = 2NaHCO3 4. H2C03 + NH3-H20(kohh.)=NH4HC03 + H20 [примесь (NH4)2CO3] 5. H2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3;+2Н2О 6. Н2СО3 +СаСО3(т)^Са(НСО3)2(р) 183
10.2.8 . КРЕМНИЙ Общая характеристика элемента Элемент 3-го периода и IVA-группы Периодической системы, порядковый номер 14. Электронная формула атома [10Ne]3s23p2, устойчивая степень окисления -j-IV. По электроотрицательности близок к водороду. Проявляет неметаллические (кислотные) свойства. Образует оксиды, кремниевые кислоты, бинарные сое- динения и очень большое число анионов солей (силикатов) в виде цепей, лент и трехмерных сеток тетраэдров [SiO4]. В настоящее время широко развивается химия органических производных кремния со связями Si —С и кремнийорганических полимеров (силиконы и силиконовые каучуки) со связями Si —Si, Si —О и Si —С. Важнейший элемент неживой природы, второй по химической распространенности элемент в земной коре. Встречается только в химически связанном виде. Литосфера Земли в основном (90% массы) составлена из минералов — соединений кремния (диок- сид, силикаты, алюмосиликаты и др.), ассоциированных в сили- катные горные породы (граниты, гнейсы, базальты, порфиры) и продукты их разрушения (песок, гравий). Жизненно важный элемент для многих организмов, входит в состав соединительных тканей человека и животных, содержится в некоторых растениях (злаки, камыш, бамбук, морские водо- росли). Физические свойства и получение № Вещество Мг, а. е. м. Фазовые переходы Плот- ность Получение 97 Si 28,086 пл. 1415 °C, кип. »3250 °C 2,33 986,7, 1003-4 98 SiO2(кварц) 60,08 пл. 1550 °C, кип. 2950 °C 2,65 974, 99' 99 SiO2- пН2О — — 2,20 983, 1001-2 100 SiCl4()K| 169,90 пл. -68,8 °C, кип. +57,6 °C где20 975, 984 Химические свойства 97. Si — Кремний Простое вещество. Крупнокристаллический — темно-серый, с металлическим блеском, весьма твердый, очень хрупкий, непро- зрачный, тугоплавкий, распространенный полупроводник. Аморфный — белый или желто-коричневый (с примесями, в основном Fe), химически более активен. Устойчив на воздухе (по- 184
крыт прочной оксидной пленкой), не реагирует с водой. Реагиру- ет с HF (конц.), щелочами. Окисляется кислородом, хлором. Вос- станавливается магнием. Спекается с графитом. Промышленно важным является сплав с железом — ферросилиций (12— 90% Si). Применяется как легирующая добавка в стали и спла- вы цветных металлов, компонент полупроводниковых материа- лов для микроэлектроники, основа силиконов. 1. Si (аморф.) + 2Н2О (nap) = SiO2 + 2H2 (400—500 °C) 2. Si (аморф.) + 4ПаОН (конц.) 4- Na4SiO4 + 2H2f (50—60 °C) 3. Si (аморф.) + 6НР(KOH^)=H2[SiF6] + 2H2f Si + 4HF(r)=SiF4 + 2H2 4. Si + O2 = SiO2 (1200—1300 °C) 5. Si 4-2Cl2 = SiCl4 (340—420 °C, в токе Аг) 6. Si + С (графит) -V SiC (карборунд) (1200—1300 °C) 7. Si + 2Mg = Mg2Si (силицид) (650—700 °C) [Mg2Si+4H2O = 2Mg(OH)2| +SiH4f (силан) SiH4 + 2O2 (воздух) = SiO2 + 2H2O] (самовоспламенение) 98. SiO2 — Диоксид кремния Кислотный оксид. Белый, кристаллическая решетка атомная, каждый атом кремния окружен четырьмя атомами кислорода [Si(O)4], а каждый атом кислорода — двумя атомами кремния [O(Si)2]. Имеет несколько кристаллических модификаций (все минералы), важнейшие — кварц, тридимит и кристобалит, редко встречающиеся и искусственно полученные — китит, коэсит, сти- шовит, меланофлогит, волокнистый кремнезём. Тугоплавкий, при медленном охлаждении расплава образуется аморфная фор- ма — кварцевое стекло (в природе минерал лешательерит). Наи- более химически активна аморфная форма. Практически не реа- гирует с водой (из раствора осаждается гидрат SiO2-nH2O), рас- пространенными кислотами. Кварцевое стекло разъедается в HF (конц.). Реагирует со щелочами в растворе (образует ортоси- ликаты) и при сплавлении (продукты — метасиликаты). Легко хлорируется в присутствии кокса. Восстанавливается углеродом, магнием, железом (в доменном процессе). Качественные реакции на ион SiO2- — см. 982, на ион SiO4“ — см. 993. Применяется как промышленное сырье в производстве кремния, обычного, термо- и химически стойкого стекла, фарфора, керамики, абра- зивов и адсорбентов, наполнитель резины, смазок, клеев и кра- сок, компонент строительных связующих растворов, в виде моно- кристаллов кварца — основа генераторов ультразвука и точного хода кварцевых часов. Разновидности кварца (горный хрусталь, аметист, дымчатый кварц, халцедон, оникс и др.) — драгоцен- ные, полудрагоценные или поделочные камни. 185
1. SiO2 + 6HF (KOHU.) = 2H2O + H2[SiF6] (30—35 °C) гексафторосиликат (IV) водорода SiO2 + 4HF(r) = SiF4 + 2H2O . (250—400 °C) 2. SiO2 (аморф.) + 4№ОН (конц.) = Na4SiO4 + 2H2O (кип.) SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O (900—1000 °C) [Na2SiO3(T) + 2NaOH (K0HU.) = Na4SiO4-|-H2O] (см. также 993) 3. SiO2+Na2CO3 = Na2SiO3 + CO2 (1150 °C) [Na2SiO3(T)+(n+l)H2O^2NaOH4-SiO2-nH2O | (кип.) Na2SiO3(T) + 2HCl (разб.) + (п— 1 )H2O = 2NaCl + SiO2-nH2O| ] 4. SiO24-2C (K0Kc) + 2Cl2 = SiCl4 + 2CO (900—1000 °G) 5. SiO2 + 3C (кокс) = 51С + 2СО (1600—1900 °C) 6. SiO2 Mg’ возд->х Si, Mg2Si, MgO, Mg3N2 (700—900 °C) 7. Sio/^fco^Fe, Si) (ферросилиций) (1200—1400 °C) 99. SiO2-nH2O— Полигидрат диоксида кремния Кремниевые кислоты с переменным содержанием SiO2 и Н2О. Белый, аморфный (стекловидный) полимер с цепочечным, лен- точным, листовым, сетчатым и каркасным строением. При на- гревании постепенно разлагается. Очень малорастворим в воде. Над осадком в растворе существует мономерная слабая орто- кремниевая кислота H4SiO4 (тетраэдрическое строение, $р3-гиб- ридизация). При стоянии раствора идет поликонденсация и мед- ленно образуются вначале дикремниевые кислоты H6Si2O7, H2Si2O5, H10Si2O9, затем гидрозоль H2SiO3 (золь метакремниевой кислоты) и, наконец, гидрогель SiO2-/zH2O (л<2). При высуши- вании гидрогель переходит в силикагель SiO2-nH2O (л<1). Ско- рость гелеобразования максимальна в слабокислотной среде. Переводится в раствор действием концентрированных щелочей. По остальным химическим свойствам подобен SiO2. В природе минерал опал. 1. SiO2./iH2O = SiO2 + nH2O (900—1000 °C) 2. SiO2-/гН2О (гидрогель)^ H4SiO4(p), (H2SiO3)rt (гидрозоль) Н2О [H4SiO4^=±H3SiOf, H2SiO4-, HSiO43", SiOj-] (pH<7) 3. SiOrnH2O + 4NaOH (конц.)Л Na4SiO4(p) + (2 + n)H2O [Na4SiO4 + (n + 2)H2O^4NaOH-FSiO2-nH2O4 (кип.) Na4SiO4+4HCl(pa36.)+(n —2)H2O=4NaCl + SiO2-«H2O| Na4SiO44-4NH4CI(l) + (n-2)H2O = 4NaCI + 4NH3f +SiO2X X«H2O] (кип.) 186
100. SiCI4— Тетрахлорид кремния Бинарное соединение. Бесцветная жидкость, обладает широ- ким интервалом жидкого состояния. Молекула имеет тетраэдри- ческое строение ($р3-гибридизация). Термически устойчив. «Ды- мит» во влажном воздухе. Полностью гидролизуется водой. Раз- лагается щелочами. Восстанавливается водородом, ^атрием, цинком. Хлорирует оксид алюминия. Применяется в производст- ве особо чистого кремния для полупроводниковой техники. 1. SiCl4 + (2 + n)H2O = SiO2-nH2O (гидрогель)+ 4НС1 2. SiCl4+4NaOH(pa36.) + (n-2)H2O = SiO2-nH2O| +4NaCl SiCl4 + 8NaOH(KOHH.) = Na4SiO4 + 4NaCl + 4H2O 3. SiCl4 + 2H2 = Si + 4HCl (800 °C) 4. SiCl4 + 4Na = Si(aMop4).) + 4NaCl (600—700 °C) SiCl4 + 2Zn = Si + 2ZnCl2 (950 °C) 5. 3SiCl4(jK) + 2Al2O3 = 3SiO2 + 4AlCl3 (40 °C) 10.3. Качественные реакции веществ Приведены ссылки на химические уравнения в рубриках раз- делов 10.1 и 10.2, которые одновременно являются характерными способами качественного обнаружения веществ в лабораторной практике, в некоторых случаях даны также ссылки на общие ха- рактеристики элементов. Вещества расположены по алфавиту химических формул. Ag+ 134, 149, 826 Al3+ 516 Ва2+ 58, II6, 284 Bi3+ 149, 7412, 826 СО2 956 СО|- 58 Са2+ 10.1.3, 405,6 Cd2+ 149, 7412, 826 СГ 134 С12 З53 Со2+ 20“ Сг3+ 245"7 СгО2- 284 Сг2О2- 29“’12 Си2+ 49, 149, 7412, 826 F“ 454, 62'3 Fe2+ 609, 61“’14 Fe3+ 621213 Feb2- 326 Н2 66' нсо3- 64 HF 6214 HNO2 85'° HNO3 609 Н2О2 72* НРО2- 9® Н2РО4- 84 Н3РО4 905 HS- 826 H2S 747’12 Hgi+ 698 Hg2+ 4®, 14®, 7412, 826 К+ 10.1.2 L1+ 58, 96 Mg2+ 49 Мп2+ 149, 307, 826 MnO4- 307’8 MnO4~ 313’4 NH3 794’9 NH3-H2O 794, 808 no2- 207-9 187
NO3" 213, 609 SO2 757 Na+ 10.1.1 SO3 765 Ni2+ 805 sof- Ю10 О2 705 SO2- II6, 776 О2~ 173 SO3S2- 122,5 О|" з3 SiO|~ 982 оз 715 SiO4~ 993 POt“ 74 Sn2+ 7412 РЬ2+ 149, 7412, 826 S2- 149 Zn2+ 149, 7412, 826 Формульный указатель Химические формулы веществ расположены в строго алфа- витном порядке. Приведены формулы 100 веществ рубрик в раз- делах 10.1 и 10.2, а также формулы 350 дополнительных веществ, о которых имеются некоторые сведения в уравнениях реакций (название, важнейшие химические свойства, получение, условия синтеза, агрегатное состояние, растворимость, цвет и др.). Для формул веществ рубрик указан их номер (выделен шрифтом). Для формул дополнительных веществ указаны номер рубрики и (верхним индексом) номер уравнения реакции в дан- ной рубрике. В конце указателя приведена сводка уравнений электролиза в расплаве и растворе. Ag 718,'727, 868,17 (Al2Mg)O4 494 Ag+ 74, 134, 2О10, 28s, 299, 345, АЮ2~ 24, 165, 185 6, 492, 504 35®, 7412 AgBr 126 AgCl 126, 134, 806 Ag2CrO4 28s Ag2Cr2O7 299 Agl 126 [Ag(NH3)2]+ 807, 866 AgNO2 2O10 AgNO3 698, 86817 [Ag(NO2)2]- 2O10 Ag2O 727 Ag3PO4 74 Ag2S 74 2 [Ag(SO3S)2]3- 126 Al 48 [A1F6]3~ 506 A14C3 53 A1C13 51 A1I3 486 A12O3 49 A1(OH)3 50 [A1(OH)4|- 185,6, 233, 484, 492'3, 505, 5 Г АЮ(ОН) 234, 501 AIPO4 5Г AI2S3 52 Au 8613 [AuClJ- 8613 Ba2+ 58, IO10, ll6, 284, 32® BaCO3 58, 696, 776 BaCrO4 283 BaFeO4 325 BaO 776 Ba(OH)2 64, 593, 654, 76s, 776 BaSO3 IO10 BaSO4 1Г, 776 Bi 848 188
Bi3+ 48, 149, 246, 7412 Bi(NO3)3 848 BiO3“ 246, 269 Bi(OH)3 268 Bi2S3 7412 Br“ 34, 126, 748 Br2 410, 206, 274, 342-4, 596, 748, 807 BiO3- 410, 189, 274, 344,6 С (графит) 93 C4- 53, 97s, 985 C|“ 47 CC12O 945 C2H5OH 296, 309, 316, 325 CN“ 36, 37, 611314, 62"’12 CN2- 477, 785 C2N2 37* CO 94 CO2 95 CO2-H2O 952 CO|~ 5, 19, 41, 96, 65, 5412, 696, 776 Ca 38 CaC2 47 CaCN2 477, 785 CaCO3 41 CaCl2 45 Ca(ClO), 44 CaF2 45* 478 CaH2 46 Ca(HCO3), 405, 413 CaHPO4 9 , 406 Ca(H2PO4)2 406, 421,2 Ca(HSO3)2 405 Ca(HSO4j2 404, 432 Ca3N2 38й Ca(NO3)2 865 CaO 39 Ca(OH)2 40 Ca3P2 875 Ca3(PO4)2 42 Ca5(PO4)3OH 406 CaS 386, 433, 466 CaSO3 405 CaSO4 43 Ca2SO4(OH)2 404 CaSiO3 З93, 423 (CaTi)O3 394 Cd2+ 7412 CdS 7412 Cl- 13, 33, 45, 51, 61, 62, 69, 81, 91, 92, 100, 48, 282, 291012, 387, 684, 7O10, 735, 7412, 798, 803, 8613, 948 Cl2 68 C13N 796 CIO- 44, 681,2, 884 C1O2 273 C1O3 719 C1O3- 27, 682 C1O4- 271,6, 895 C12O7 895 Co2+ 20" [Co(NO,)6]3- 20" CoO 49’ Co(OH)2 267 CoO(OH) 267 Cr 299, 387, 489, 937 Cr2+ 245 Cr3+ 24, 48, 59, 14'°, 187 CrCl2 2912 CrCl3 803 [Cr(Cl)O3]- 282 CrCl2O2 2910 (Cr2Fe)O4 556, 937 CrO2- 24, 46,7 CrO3 293, 804 CrO2- 28, 29'° Cr2O3 24, 46, 217, 254, 291,8, 387, 489, 556 Cr2O2- 29, 804 Cr(OH)2 2912, 32s Cr(OH)3 47, 186, 243,4, 297 [Cr(OH)6]3- З9, 47, 243, 289, 726 CrSO4 245 Cs 387 CsCl 387 CsO2 712 CsO3 712 Си 549, 628, 634, 666, 69s, 708, 778, 834 868,9 Cu2+ 49, 6s, 549, 7412, 806 Cu2CO3(OH)2 65 CuCl2 695, 798 189
(CuFe)S2 634 [Cu(NH3)4]2+ 798, 806 Cu(NO3)2 864-8-9 CuO 49, 6s, 564, 666 Cu2O 718 Cu(OH), 49, 864 CuS 74й, 8612 Cu2S 634 CuSO4 606, 778 F~ 454, 478, 50®, 6213,14, 973, 981 Fe 54 [Fe(CN)6F- 37 [Fe(CN)6]4~ 36, 61l4, 6212 FeCO3 5412 [FeCO)J2- 656 [Fe(CO)5] 65 [Fe(CO)4H2] 654 FeCI2 61 FeCI3 62 (FeCr2)O4 556, 937 (FeCu)S2 634 [FeFJ- 6213 [FeF6f- 6214 (FeuFe2")O4 57 FeHPO4 904 [Fe(NCS)6]3- 6213 Fe(NO3)3 543, 552, 572 FeO 55 FeO2- 563 FeO3_ 553 FeO2" 32 Fe2O3 56 Fe2O3-nH2O 54", 591 Fe(OH)2 58 [Fe(OH)J2~ 544, 583 [Fe(OH)6]3- 593 FeO(OH) 59 FePO4 84 [Fe(PO4)2]3- 6215 Fe3(PO4)2 904 FeS 63 Fe(S2) 64 FeSO4 60 FeSiO3 634 H“ 46, I3, 154, 977 676 H2 66 HBr 342, 748 HCO3- 6, 184, 194, 40s, 413, 797, 954 H2CO3 96 H2C2O4 296, 308 HC1 69 HCIO 444, 68' HC1O4 89s HF 506, 6214, 973, 981 HI 748, 847, 8610, 885 HIO3 724, 8610 HNO2 85 HNO3 86 H2O 67 H2O2 72 H(PH2O2) 86", 883 H2(PHO3) 86", 872, 881, 911 HPO3 89', 901 HPOJ- 9, 406, 903,4 H2PO4~8, 406, 42', 903 H3PO4 90 H4P2O7 89', 901,6 HS“ 82, 14s, 745 H2S 74 HSO3- 107, 184, 40s, 754 HSO4" 22, 43, ll2, 132, 404, 432, 764, 775 H2SO4 77 H2S2O7 7710 H2SiO3 992 H4SiO4 992 Hg 49, 708, 737 Hg2+ 49, 7412 HgCl2 698 Hg2CI2 698 Hgl2 358 [Hgl4]2- 358, 809 Hg(NO3)2 358, 698 Hg2(NO3)2 698, 799 HgO 49, 708 HgS 149 I- 35, 126, 486, 74®, 80®, 847, 86'°, 88s I2 4'°, 125, 265, 27", 352-4, 724, 738, 748, 757, 808, 8610, 883 190
[I(I)2]- 354 I3N 808 I03- 410, 357, 724, 8610 12O5 724, 946 К 15 KA1(SO4)2 23 KBr 34 KBrO3 189, 274, 346 K2CO3 19 KC1 33 КСЮ3 27 KC104 271,6 K3[Co(NO2)6] 2011 K2CrO4 28 K2Cr2O7 29 KCr(SO4)2 24 K3[Fe(CN)6] 37 K4[Fe(CN)6] 36 KFe’"[FeI1(CN)6] 6114, 6212 K2FeO4 32 КН 154 KHCO3 184, 194 KH2PO4 903 K2HPO4 903 KHSO4 22 KI 35 K[I(I)2] 354 КЮ3 189, 274, 353,9 KMnO4 30 K2MnO4 31 K3MnO4 30112, 311 KNH3 159 [K(NH3)6] 158 KNO2 20 KNO3 21 KO2 17 KO3 174, 713 K2O 16 K2o2 171 KOH 18 K3PO4 903 K2S 157 K2SO3 184 K2SO4 17s, 183, 223, 251,3, 332 K2S2O7 25 K2S2O6(O2) 26 Li 706 Li2CO3 58 Li3N 783 Li2O 706 Mg 707, 784, 81s, 869, 904, 9510, 97?, 986 Mg2+ 49 (MgAl2)O4 494 Mg3N2 67 , 784 Mg(NO3)2 864'9 MgO 49 , 707, 864 Mg(OH)2 49 Mg3(POA 904 Mg2Si 97* 986 Mn2+ 149, 3O10, 716 MnO 564 MnO2 133, 2Г, 3O6'9’10, 316, 344, 697 MnO4- 30 MnO2- 31 MnO3- 301-12, 31' MnS 149 N3- I7, 38s, 677, 783,4, 796, 808 N2 78 NCS" 6213 NH2“ I9, 159 NH3 79 NH3-H2O 80 (NH4)2CO3 954'3 NH4C1 81 (NH4)2Cr2O7 804 NH4HCO3 797, 954 NH4(H2PO4) 903 (NH4)2HPO4 903 NH4HS 82 NH4HSO3 754 NH4HSO4 77s NH4NO2 85s NH4NO3 863,17 (NH4)2S 746 (NH4)2S„ 82s (NH4)2SO3 754 (NH4)2SO4 77s NO 83 NO2 84 NO2- 20, 85, 835, 854 191
N03“ 21, 86, 4", ЗЗ4, 35е, 543, 552, 572, 614, 698, 799, 848 N20 817, 8617 N2O3 842 N2O5 8614, 895 Na 1 Na3[AlF6] 50е NaAIO2 24, 492, 504 Na[Al(OH)J 484, 4923, 50s, 514 NaBiO3 24 , 269 Na2CO3 5 NaCl 13 NaClO 682 NaH I3 NaHCO3 6 NaH2PO4 8 Na2HPO4 9 NaHS 145, 745 NaHSO3 107, 753 NaHSO4 43, ll2, 132, 764 Na3N I7 NaNH2 I9 [Na(NH3)4] I8 Na2O 2 Na2O2 3 NaOH 4 Na(PH2O2) 873 Na2(PHO3) 912 NaPO3 81, 97 Na3PO4 7 Na4P2O7 9‘ Na2S 14 Na2(S„) 147 Na2SO3 10 Na2SO4 11 Na2(SO3S) 12 Na2SiO3 982,3 Na4SiO4 972, 982, 993, 1002 Ni 949 Ni2+ 805 [Ni(CO)4] 949 NiCl2 798 [Ni(NH3)6]2+ 798, 80s NiO 564 Ni(OH)2 267, 805 NiO(OH) 267 О2" 2, 16, 39, 49, 55—57, 67, 72, 75, 76, 83, 84, 89, 94, 95, 98, 4 е-9, 65, 133, 216,7, 254, 266, 273, 291,3,8, 3O6 7’910, 316, 344, 387, 466, 489, 666, 697, 706-8, 718-9, 776, 804, 817, 86414,17, 91’, 937 O2 70 O2" 17, 712 O|- 3, 17* O3 71 O3" 174, 712’3 OH” 4, 18, 40, 50, 58, 59, З9, 233, 243'4, 267,8, 297’l2, 325, 654, 726, 776, 80s, 864 P (бел.) 423, 871 P (красн.) 87 P (черн.) 87' P3- 875 PC13 91 PC15 92 PCI3O 894, 913, 922S PH3 88 PH4I 885 PHO^~ 3012, 86", 872, 88', 9112 PH2O2~ 3012, 86", 873, 883,4 PO3- 8‘, 97, 891, 901 POJ- 7, 42, 90, 84, 406, 516, 6215 P2O3 893, 911 P2O5 89 P2O47~ 81, 9‘, 89', 901,6 Pb 216, 709, 937 Pb2 + 266, 299, 74'2 PbCrO4 29'° Pb(NO3)2 8617 РЬО 21, 86'7, 937 PbO2 133, 266, 677, 758 (Pb^'Pb,v)O4 307 PbS 149, 717, 725, 74'2 PbSO4 725 PdCl2 948 Pt 8613 [PtClJ2- 8613 Rb 38* RbCl 387 RbO2 712 RbO3 712 192
S 73 S2- 14, 52, 63, 74, 157, 386, 433, 466, 717, 725, 737, 8612 Sf" 64 S2- 147, 82s S2C12 73s SF4 676 S02 75 SO2-nH2O 751 S03 76 S0|- 10, 184, 40s, 754 SO2~ 11, 23, 24, 43, 60, 77, 17s, 183, 223, 251,3, ЗЗ2, 404, 72s . S2O?“ 25, ll3, 7710 S4O|- 12s S2O6(O2)2- 26 SO3S2- 12 Sb 684 SbCl3 684 Si 97 Si4" 977, 986 SiC 976, 986 SiCl4 100 SiF4 973, 98‘ [SiF6]2- 973, 98' SiH4 977 SiO2 98 SiO2-raH2O 99 SiO?- 393, 423, 634, 982,3. 992 SiO4 972, 982, 992'3, 1002 SnCl2 698 [SnCl3]~ 48, 629, 698, 70'°, 7412 [SnClef- 698, 7O10 Sn(OH)2 48 [Sn(OH)3]“ 48, 726 [Sn(OH)J2- 48, 726 SnS 7412 SnS2 7412 Ti 466 (TiCa)O3 394 TiO2 394, 466 Tl 718 V 387, 489 V2O5 387, 489 Zn 73, 69s, 708, 74*‘, 777, 848, 869, 1004 Zn2+ 7412 ZnCl2 695 Zn(NO3)2 848, 869 ZnO 56 , 708 ZnS 7411’12 ZnSO4 IT Электролиз 412, 135,6, 18", 226, 276, 317, 33s'6, 346, 359, 457, 496, 518, 5410, 6115, 67’2, 69й 11. ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ 11.1. Способы приготовления растворов Для приготовления раствора, состав которого задан мас- совой долей растворенного вещества В (ш^), используется расчетная формула wb = 'Wb/[«b + Ph2oIzh2o] Рассчитывают навеску — массу вещества (znB), если взят опреде- ленный объем воды или, наоборот, рассчитывают объем воды (Vh2o)i если взята определенная навеска вещества (апв); плотность воды (рн2о) считают равной 1г/мл (100 г/л) при ком- натной температуре. 7 Р. А. Лидин 193
В стеклянный стакан вливают отмеренный объем воды, вно- сят установленную навеску вещества и перемешивают стеклян- ной палочкой (магнитной мешалкой) до полного растворения ве- щества. Для приготовления раствора, состав которого задан мо- лярной концентрацией растворенного вещества В (св), используется расчетная формула Cb = "*b/[V(P>Mb] Рассчитывают навеску — массу вещества (тв), предварительно выбрав мерную колбу с фиксированным объемом (У(р>). Вносят установленную навеску вещества в мерную колбу, по- степенно приливают воду и перемешивают (закрывают колбу пробкой, берут колбу руками за верх и низ, осторожно перевора- чивают ее вверх-вниз до растворения вещества). После этого до- водят объем до «метки» водой, тем самым получая точный объем раствора. Если для приготовления раствора используется кристалло- гидрат B-/zH2O (вместо безводного вещества), то следует учиты- вать воду, которая входит в состав кристаллогидрата (кр), т. е. надо пересчитать значение на /пкр: ткр = /пвМкр/Мв Для приготовления раствора с заданным значением wB по формуле устанавливают массу воды (/пдо6), которую необходимо добавить к навеске кристаллогидрата. 11.2. Плотность воды при различных температурах °C Р> г/л /, °C Р. г/л /, °C р, г/л 0 999,841 18 998,595 60 983,21 2 999,941 20 998,203 65 980,56 4 999,973 25 997,044 70 977,78 6 999,941 30 995,646 75 974,86 8 999,849 35 994,03 80 971,80 10 999,700 40 992,21 85 968,62 12 999,498 45 990,22 90 965,31 14 999,244 50 988,04 95 961,89 16 999,943 55 985,70 100 958,35 194
11.3. Плотность растворов 11.3.1. РАСПРОСТРАНЕННЫЕ КИСЛОТЫ И ЩЕЛОЧИ Приведен состав водных растворов, выраженный через мас- совую долю w и молярную концентрацию с растворенного веще- ства, в зависимости от плотности раствора при 20 °C для следу- ющих веществ: НС1, HNO3, H2SO4, КОН, NH3, NaOH Р- г/л W, % с, моль/л | I р. г/л W, % с, моль/л НС1 1390 1395 64,74 65,84 14,29 14,57 1000 0,36 0,10 1005 1,36 0,38 H2SO4 1010 2,36 0,66 1015 3,37 0,94 1020 4,39 1,23 1000 0,26 0,03 1025 5,41 1,52 1005 0,99 0,10 1030 6,43 1,82 1010 1,73 0,18 1035 7,46 2,12 1015 2,49 0,26 1040 8,49 2,42 1020 3,24 0,34 1045 9,51 2,73 1025 4,00 0,42 1050 10,52 3,03 1030 4,75 0,50 1075 15,49 4,57 1035 5,49 0,58 1100 20,39 6,15 1040 6,24 0,66 1125 25,22 7,78 1045 7,00 0,74 1150 30,14 9,51 1050 7,70 0,83 1160 32,14 10,23 1055 8,42 0,91 1170 34,18 10,97 1060 9,13 0,99 1180 36,23 11,73 1065 9,84 1,07 1190 38,32 12,50 1070 10,56 1,15 1180 25,21 3,03 1305 40,25 5,36 HNO3 1500 1730 60,17 80,25 9,20 14,16 1000 0,33 0,05 1815 90,12 16,68 1005 1,26 0,20 1824 92,00 17,11 1010 2,16 0,35 1831 93,94 17,54 1015 3,07 0,50 1834 95,12 17,79 1020 3,98 0,65 1835 95,72 17,91 1025 4,88 0,80 1030 5,78 0,95 КОН 1035 6,66 1,09 1040 7,53 1,24 1000 0,20 0,04 1045 8,40 1,39 1050 1055 9,26 10,12 1,54 1,69 1005 1010 0,74 1,30 0,13 0,23 1085 15,13 2,61 1015 1,84 0,33 1115 1150 20,00 25,48 3,54 4,65 1020 1025 2,38 2,93 0,43 0,54 1180 30,00 5,62 1030 3,48 0,64 1280 45,27 9,20 1035 4,03 0,75 1365 59,69 12,93 1040 4,58 0,85 1380 62,70 13,73 1045 5,12 0,95 1385 63,72 14,01 1050 5,66 1,06 1055 6,20 L1Z 195
П родолжение р, г/л % с, моль/л р, г/л W, % с, моль/л 1060 6,74 1,27 914 22,75 12,21 1065 7,28 1,38 908 24,68 13,16 1070 7,82 1,49 904 26,00 13,80 1075 8,36 1,60 902 26,67 14,12 1080 8,89 1,71 900 27,33 14,44 1085 9,43 1,82 898 28,00 14,76 1090 9,96 1,94 1095 10,49 2,05 1190 20,37 4,32 NaOH 1290 30,21 6,95 1395 39,92 9,93 1000 0,16 0,04 1510 49,95 13,45 1005 0,60 0,15 1535 52,05 14,24 1010 1,04 0,26 1015 1,49 0,38 1020 1,94 0,49 NH3 1025 2,39 0,61 1030 2,84 0,73 998 0,05 0,03 1035 3,29 0,85 996 0,51 0,30 1040 3,74 0,97 994 0,98 0,57 1045 4,20 1,10 992 1,43 0,83 1050 4,65 1,22 990 1,89 1,10 1055 5,11 1,35 988 2,35 1,36 1060 5,56 1,47 986 2,82 1,63 1065 6,02 1,60 984 3,30 1,91 1070 6,47 1,73 982 3,78 2,18 1075 6,93 1,86 980 4,27 2,46 1080 7,38 1,99 978 4,76 2,73 1085 7,83 2,12 976 5,25 3,01 1090 8,28 2,26 974 5,75 3,29 1095 8,74 2,39 972 6,25 3,57 1100 9,19 2,33 970 6,75 3,84 1105 9,64 2,66 968 7,26 4,12 1110 10,10 2,80 966 7,77 4,41 1165 15,09 4,40 964 8,29 4,69 1220 20,07 6,12 962 8,82 4,48 1330 30,20 10,04 960 9,34 5,27 1430 40,00 14,30 958 9,87 5,55 1500 47,33 17,75 956 10,40 5,84 1510 48,38 18,26 922 20,27 10,97 1520 49,44 18,78 1530 50,50 19,31 1L3.2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РЕАКТИВЫ Приведена плотность разбавленных (1 — 15%-ных) растворов при комнатной температуре для распространенных в лаборатор- ной практике химических реактивов. Прочерк означает, что дан- ная массовая доля превышает растворимость вещества, многото- чие отвечает отсутствию данных. 196
Вещество Плотность раствора (г/л) при массовой доле 1% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 15% AgNO3 1007 1015 1033 1051 1069 1088 1108 1139 А1С13 1008 1016 1034 1053 1071 1090 1109 1139 A12(SO4)3 1009 1019 1040 1061 1083 1105 1129 1164 ВаС12 1006 1015 1033 1051 1071 1091 1111 1144 ВеС12 1005 1012 1025 1039 1052 1066 1081 СЩСООН 1000 1001 1004 1007 1010 1013 1015 1020 СаС12 1007 1015 1032 1049 1066 1084 1102 1129 CdSO4 1008 1018 1038 1059 1080 1102 1125 1161 СоС12 1008 1017 1036 1055 1075 1095 1116 1148 CrCI3 1008 1016 1035 1054 1072 1092 1111 Cr2(SO4 )3 1009 1019 1040 1061 1082 1103 1126 1161 СиС12 1007 1017 1036 1056 1076 1096 1116 1149 CuSO4 1009 1019 1040 1062 1084 1107 1131 1168 FeCI3 1007 1015 1032 1049 1067 1085 1104 1133 FeSO4 1009 1018 1038 1058 1079 1100 1122 1156 Н2С2О4 1004 1008 1018 1028 1038 — — — HF 1002 1005 1012 1021 1028 1036 1043 1054 н2о2 1002 1006 1013 1021 1028 1035 1043 1054 Н3РО4 1004 1009 1020 1031 1042 1053 1065 1083 KA1(SO4)2 1008 1017 1037 1057 — .— — — КВг 1005 1013 1028 1043 1058 1074 1090 1116 КВгОз 1006 1013 1028 — - — — к2со3 1007 1016 1035 1053 1072 1090 1110 1139 КС1 1005 1011 1024 1037 1050 1063 1077 1098 К2СгО4 1007 1015 1031 1048 1065 1082 1100 1127 К2Сг2О7 1005 1012 1026 1041 1055 1070 — — KCr(SO4)2 1009 1018 1038 1057 1077 . — — K3[Fe(CN)6] 1003 1009 1020 1031 1043 1054 1066 1084 KJFe(CN)6] 1005 1012 1026 1040 1054 1068 1082 1105 кнсо3 1006 1013 1026 1040 1053 1067 KI 1006 1013 1028 1044 1060 1076 1093 1120 КЮ3 1008 1015 1034 1052 — — — KMnO4 1006 1013 1027 1042 — — — — KNCS 1004 1009 1019 1029 1039 1050 1060 1076 kno2 1005 1011 1024 1037 1049 1062 1075 1095 KNO3 1005 1011 1024 1036 1049 1063 1076 1097 K2SO3 1007 1016 1032 1049 1067 1085 1103 1131 K2SO4 1006 1014 . 1031 1047 1064 1081 — — LiCI 1004 1010 1022 1033 1044 1056 1068 1085 MgCl2 1007 1015 1032 1049 1065 1084 1102 1129 MgSO4 1008 1019 1039 1060 1082 1103 1126 1160 MnSO4 1009 1019 1039 1060 1081 1103 1125 1160 (NH4)2CO3 1003 1006 1013 1019 1027 1034 1040 1051 nh4ci 1001 1005 1011 1017 1023 1029 1034 1043 nh4f 1003 1009 1017 1027 1034 1042 1049 nh4ncs 1001 1003 1008 1012 1017 1022 1026 1033 Na2B4O7 1008 1018 — — — — — — Na2CO3 1008 1019 1039 1060 1081 1108 1125 1158 NaCl 1005 1013 1027 1041 1056 1071 1086 1109 NaHCO3 1006 1013 1028 1043 1058 — — — 197
Продолжение Вещество Плотность раствора (г/л) при массовой доле 1% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 15% NaH2PO4 1005 1012 1027 1042 1058 1073 Na2HPO4 1009 1020 1043 1067 — — — — Na3PO4 1009 1019 1041 1062 1065 1108 — — Na2S 1010 1021 1044 1067 1091 1115 1139 1176 Na2SO3 1009 1018 1036 1056 1075 1095 1115 1145 Na2SO4 1008 1016 1035 1054 1072 1092 1111 1141 Na2(SO3S) 1007 1015 1032 1048 1065 1083 1100 1127 ,NiSO4 1009 1020 1042 1063 1085 1109 1133 1171 Pb(NO3)2 1008 1017 1036 1055 1074 1094 1115 1147 SrCl2 1007 1016 1034 1053 1073 1093 1113 1145 ZnSO4 1009 1019 1040 1062 1084 1107 1131 1168 12. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ И ИХ ЕДИНИЦЫ. ФИЗИЧЕСКИЕ ПОСТОЯННЫЕ. ДЕФИНИЦИИ И РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ Приведены важнейшие физические величины, их обозначения и единицы Международной системы (СИ), а также внесистемные единицы, используемые в химии, и соотношения между единица- ми, значения физических постоянных по данным 1988 г. Пред- ставлены основные математические формулы, используемые в химических расчетах. Символ В отвечает формульной единице любого вещества (см. рубрику «У»). Весь раздел разбит на рубрики по буквенным обозначениям физических величин и постоянных. Порядок следования букв: вначале прописные, затем строчные. Порядок следования алфа- витов: латинский, греческий, русский. Указатель рубрик (включены также основные законы разбавления а(2) сохранения массы т сохранения энергии Е Заряд электрический q — относительный v± — элементарный (протона, электрона) q эффективный Количество вещества п теплоты Q Константа и теории химии): Время т Выход практический т] Давление р(1) Длина I химической связи /св Доля массовая Единица атомная, массы /тги Закон Авогадро £>, V Гесса А// действующих масс k, Кс Периодический An Z постоянства состава А 198
гидролиза /(г диссоциации кислоты Клк — основания Кло кислотности /Ск основности Ко равновесия Кс скорости k Концентрация молярная с равновесная с Коэффициент растворимости массовый k — объемный v стехиометрический {л} Масса абсолютная (физиче- ская) атома т атомная относительная Аг вещества т молекулярная относитель- ная Мг х молярная М простейшего атома т раствора т(р) формульной единицы т элементарной частицы (ней- трона/ протона, электрона) т Молярность с Момент магнитный ц электрический дипольный р ---—, химической связи (по- стоянный) р ---, молекулы р Номер порядковый Z Объем вещества v ВОДЫ Vh2O газа V —, молярный VM раствора У(р) Плотность р ВОДЫ рНго газа р относительная D раствора р(р) Показатель водородный pH гидроксидный рОН Постоянная Авогадро ЯА Потенциал электродный (окис- лительно-восстановительный) ф Правило запрета Ne Хунда Принцип Ле Шателье а (2) максимальной мультиплет- ности Ne минимума энергии Ne Паули Nt Произведение воды, ионное Кв растворимости ПР Радиус г атомный гат Бора (боровский) а0 ионный гион ковалентный гков Растворимость L Скорость реакции v Содержание массовое, рас- твора w Сродство к электрону А Степень гидролиза а(2) диссоциации а(2) окисления ±v протекания реакции а(2) протолиза а(2) Теплота Q Температура термодинамическая Т Цельсия t Теория кислот и оснований, класси- ческая Кв, Кг, ЛдК, Кдо кислот и оснований, протон- ная Кв, Кк, Ко Угол валентный а(1) Условия (физические) нормальные р (1), Т, t стандартные р (1), АЯ, ф Число Авогадро {ЯА} нейтронов Яп 199
протонов Np формульных единиц М электронов Ne Электроотрицательность % Энергия Е Гиббса G — образования AGr — реакции AGr — системы, изменение AGr ионизации I химической связи £св Энтальпия Н образования А// реакции АЯ системы, изменение А// Энтропия S реакции AS системы, изменение AS Эффект тепловой гидратации <?гидр разрушения кристаллической решетки QKp — межмолекулярных связей Qh2o> Q>k растворения Q(p) реакции Q Латинский и греческий алфавиты приведены в приложении 4. А — Сродство к электрону (другие обозначения: Ае, Et, &Не). Энергия (энтальпия) присоединения электрона к химической частице. В частности, сродство атома к электрону — энер- гия в форме теплоты, выделяющаяся при самопроизвольном присоединении электрона из бесконечности к валентной обо- лочке изолированного нейтрального атома: В°+1е^ = В~, АЯе. Единица величины А — см. рубрику «£». Значения А для всех элементов — см. раздел 2.3. Де — см. рубрику «Л». Аг — Относительная атомная масса. Отношение абсолютной (физической) массы атома элемента В [т (атом В)] к атомной единице массы (ти): /и (атом B)/znu. Ранее называлась «атомный вес элемента», входила в первоначальную формулировку Перио- дического закона Д. И. Менделеева (1869): свойства простых тел, а также формы и свойства соединений элементов находятся в периодической зависимости от величины атомных весов эле- ментов. Значения АГ всех элементов — см. раздел 2.1, значения Дг элементарных частиц — см. рубрики «Яе», «Ян», «Яр». aQ — Радиус Бора, первый боровский радиус. Физическая постоянная (радиус атомной орбитали 1s, расстояние от ядра атома *Н до максимума электронной плотности оболочки): а0 = 5,2917706-10"11 м^53 пм Применяют как единицу длины микрообъектов. с — Молярная концентрация. Отношение количества вещества В в некоторой порции (пв) к собственному объему порции (Ев): Г "в тв/мв рв = (ПРИ r = const) Единица величины с\ моль на литр (моль/л). Величина св— константа для любого индивидуального твердого или жидкого вещества при постоянной температуре. Для газооб- разных веществ В: с (газ В)= 1/Ум=const (при 7 = const). В ча- стности, при нормальных условиях для газов, близких по свой- 200
ствам к идеальному газу: с (газ В) = 0,0446 моль/л (при н. у.). Частные случаи: молярная концентрация растворенного вещества в растворе вещества В — отношение количества этого вещества (лв) к объему раствора (V(p)): __ «в _ тв _____ твР(р) _^вР(р) Св~ мГ Величина, численно равная св (моль/л), характеризует раствор в целом и называется молярностью раствора. Пример: сКВг = = 1 моль/л. Запись «1М раствор КВг» означает одномолярный рас- твор КВг. Аналогично записи «0,1М», «0,01М» и «0,001М» озна- чают соответственно деци-, санти- и миллимолярный растворы; равновесная молярная концентрация вещества В ([В]) — молярная концентрация этого вещества (реагента, продукта) в состоянии равновесия обратимой реакции (см. рубрику «Ас»), D (d)— Относительная плотность газа. Отношение плотности газа X [р(газ X)] к плотности другого газа В [р(газ В)] при оди- наковых физических условиях: О(газ X по газу В) —р(газ Х)/р(газ В) = Л4х/Л4в, откуда МХ = МВ D (газ X по газу В), т. е. молярная масса перво- го газа равна произведению молярной массы второго газа на от- носительную плотность первого газа по второму (второе следствие из закона Авогадро). Частные расчетные фор- мулы: D (газ X по Н2) = Л4х/Л4н^ = Л4х/2,016 (г/моль) D (газ X по воздуху) = Л4х/Л4возд = Л4х/28,966 (г/моль), откуда MX^2D (газ X по H2)~29D (газ X по воздуху). Е — Энергия. Общая количественная мера движения и взаимо- действия всех видов материи (подробнее см. курс физики). Еди- ницы величины Е: джоуль (Дж), килоджоуль (кДж) электронвольт (эВ): 1 эВ 1,60218-10-19 Дж Энергия не возникает из ничего и не исчезает — она может толь- ко переходить из одной формы в другую (закон сохранения энер- гии). Нередко словом «энергия» заменяют понятие об энтальпии. Частные случаи — см. рубрики «А», «Есв», «Н», «/» и «Q». Ее — см. рубрику «А». £н — см. рубрику «/». Есв — Энергия химической связи (кДж/моль). Абсолютное зна- чение стандартной энтальпии эндотермической реакции гомоли- тического разрыва 1 моль ковалентных связей или, для экзотер- мической реакции, формирования того же количества связей (А и В — атомы одного или разных элементов): 201
Ао + В°-^А-В, -ая°/ £св (А в,_|Л 1 Одинарная связь А—В всегда слабее (имеет меньшее значение Есв), чем кратные связи — двойная А = Ви тройная А = В — меж- ду теми же атомами: N—O(NH2OH) n = O(NO) NsO(NO+) Есв, кДж/моль 201 632 1051 В многоатомных молекулах АВл(/г>1) последовательный отрыв атомов В сопровождается увеличением |Д/7°|; за значение *ЕСЙ принимается средняя величина |Д//°| всех стадий. Значения Есв— см. раздел 3. G — Энергия Гиббса. Термодинамическая функция системы. Определяется выражением G = Н — TS (подробнее см. рубрики «//», «X»). Абсолютное значение запаса энергии Гиббса в системе измерению не поддается; определяется только изменение энер- гии Гиббса системы Дб7 (см.). Н — Энтальпия. Термодинамическая функция системы. Отве- чает энергетическому запасу (теплосодержанию) системы при р, Т = const. Абсолютное значение запаса энтальпии в системе из- мерению не поддается; определяется лишь изменение энтальпии А// (см.). Входит в выражение для энергии Гиббса G (см.). / — Энергия ионизации (другие обозначения: Еи, ДЯИ). Энергия (энтальпия) отрыва электрона от химической частицы. В частно- сти, энергия ионизации атома — энергия, затрачиваемая на отрыв наименее прочно удерживаемого электрона от изолиро- ванного нейтрального атома и удаление электрона в бесконеч- ность: В° = В+ + 1£<ю, f~ + Д^и- Единицы величины I — см. руб- рику «Е». Значения I для всех элементов — см. раздел 2.3. k — Массовый коэффициент растворимости. Способ выраже- ния состава насыщенного раствора. Масса растворенного веще- ства В в граммах, приходящаяся на каждые 100 г воды: = (г)} (в 100 г Н2О). Формулы пересчета: 100mB 100тв =100t),!p (газ В)— —— 100wB (насыщ.) 100LBMB 1 —^в(насыщ.) Р(р)~“^в^А Значение kB для распространенных веществ — см. раздел 7. k — Константа скорости. Коэффициент пропорциональности в уравнении кинетического закона действующих масс (К. Гулль- берг и П. Вааге, 1867) v = /?cAcB< применимого только к простым реакциям (элементарным стадиям сложных реакций) А4-В-> —к Продукты. При сА = св=1 моль/л значение k численно рав- но V. Кс — Константа равновесия. Постоянная величина для обрати- 202
мой химической реакции при Т — const. Равна отношению моляр- ных концентраций продуктов и реагентов в степенях, обязатель- но совпадающих со стехиометрическими коэффициентами (рав- новесный закон действующих масс; К. Гулльберг и П. Вааге, 1867): aA + &B^cC + dD, Кс Ac = [C]c[Df/([A]W) = const (при 7 = const) Величина Ке — функция только температуры; влияние темпера- туры — см. рубрику «d». Для гетерогенных реакций с участием газов, твердых веществ и жидкостей в выражение закона дейст- вующих масс входят только равновесные концентрации газов, так как [В(ж)(тЛ = const (см. рубрику «с»). Частные случаи — см. рубрики «Ав», «Аг», «АдК», «Ад0», «Ао», «ПР». Ав — Ионное произведение воды. Характеризует автопротолиз (в протонной теории кислот и оснований Брёнстеда-Лаури) или автоионизирование (автодиссоциацию, в классической теории кислот и оснований Аррениуса) воды: Н+ н+ I I I I (I) Н2О + Н2О^ОН- + Нзо+ Ав (II) Н2О^Н+ + ОН-, Н+ + Н2О-Н3О+, Ав или АВ = [Н3О+][ОН_] = [Н + ][OH“] = const (при 7-const) Физическая постоянная: Ав= 1,008-10~14 (25 °C), откуда в чистой воде [Н3О + ]([Н + ]) = [ОН~]= 1-10~7 моль/л, рН-7 и рОН-7, рН + рОН—14 (подробнее см. рубрики «pH», «рОН»). Связь с константой кислотности Ак и константой основности Ао сопряженной пары кислота/основание в водном растворе: АВ = АКАО (подробнее см. рубрику «Ак»). Аг — Константа гидролиза. Характеризует состояние равнове- сия в обратимом гидролизе соли (в классической теории кислот и оснований Аррениуса), а именно в гидролизе соли по катиону: A1(NO3)3 = A13+ + 3NO3- А13+ + Н2О^А1ОН2+ + Н + , Н+4-Н2О = Н3О + , аг = ав/адо Аг = [А1ОН2+][Н + ]/[А13+] — const (при 7 = const) и в гидролизе соли по аниону: К3СО3 = 2К+ + СО|- СО2- + Н2О НСО3“ + ОНАг = Ав/Адк Ar = [HCOf ][ОН~]/[СО3“] = const (при 7 = const) В протонной теории кислот и оснований Брёнстеда-Лаури вели- чине Аг численно соответствуют величины Ак и Ао (см.). Связь со степенью протолиза — см. рубрику «а». 203
/<дк — Константа диссоциации кислоты. Характеризует состоя- ние равновесия в обратимой диссоциации слабой кислоты НА (в классической теории кислот и оснований Аррениуса): НА^Н+ + А~, Н+ + Н2О = Н3О+, Адк АДК = [Н+] [ А — ]/[НА] = const (при 7 = const) Относится только к молекулярным веществам — кислотам (на- пример, НС1О, H2S, Н3РО4) и гидроанионам кислот (например, HS-, Н2РО4”, НРО4~). В протонной теории кислот и оснований Брёнстеда-Лаури величине Адк численно соответствует величина Кк (см.). Связь со степенью диссоциации — см. рубрику «а». Адо — Константа диссоциации основания. Характеризует состо- яние равновесия в обратимой диссоциации слабого основания МОН (в классической теории кислот и оснований Аррениуса): МОН^М+ + ОН”, Адо АД0 = [М + ] [ОН-]/[МОН] —const (при T = const) Относится только к хорошо растворимым слабым основаниям (гидрат аммиака NH3-H2O и др.). Основные и амфотерные гид- роксиды М(ОН)Л (/z = 2 — 4) малорастворимы в воде. В протон- ной теории кислот и оснований Брёнстеда-Лаури величине Адо численно соответствует величина Ко (см.). Связь, со степенью диссоциации — см. рубрику «а». Кк — Константа кислотности. Характеризует состояние равно- весия в обратимом протолизе водородосодержащего вещества НА в функции слабой кислоты по отношению к растворителю- воде (в протонной теории кислот и оснований Брёнстеда-Лаури): н+ н+ I---------1 I I НА + Н2О А" 4- Н3О+ , Кк кислота / основание // основание / кислота // АК = [А ] [H3O + ]/[HA] = const (при r = const) В классической теории кислот и оснований Аррениуса величине Кк численно соответствует величина КЛК (см.). Относится к веще- ству с любой формульной единицей (молекула, ион; например, НС1, H2S, Н3РО4, А13+-Н2О, NH + , H2POf). Связь с константой основности /Со (см.) в разбавленном водном растворе: /СкА0=Кв= 1,008* 10-14 (25 °C). Связь со степенью протолиза — см. рубрику «а». Значения Кк при 25 °C для распространенных веществ в функции кислоты в водном растворе — см. раздел 6.1. (значения А() в этом разделе не приводятся, так как они рас- считываются по приведенной выше формуле). Ко — Константа основности. Характеризует состояние равнове- сия в обратимом протолизе вещества А в функции слабого осно- вания, сопряженного со слабой кислотой НА + , по отношению к растворителю-воде (в протонной теории кислот и оснований Брёнстеда-Лаури): 204
н+ н+ |----------1 Г I А + Н20 НА+ + ОН- , К„ основание I кислота П кислота I основание // Ao=?[HA+][OH”]/[A] = const (при 7 = const) Относится к веществу с любой формульной единицей (молекула, ион; например, СЮ”, NH3-H2O, НРО2”, [А1(ОН)4]”). Значения Ко для малорастворимых основных и амфотерных гидроксидов весьма ненадежны. Связь с константой кислотности и расчет значений Л/— см. рубрику «Кк». Связь со степенью про- толиза — см. рубрику «а». L — Растворимость. Равновесная молярная концентрация рас- творенного вещества В ([В(р)]) в его насыщенном растворе (см. также рубрику «с»): B(T)^=fcВ(р), Кс — [В(Р)] = Лв Растворимость вещества передается также коэффициентами растворимости (см. рубрики «fe», «и»). Формулы пересчета: _ пв (насыщ.) _ p(p)wB (насыщ.) _ р(р)£в _ В~ V(p) “ М* ~ (100 + Ав)Л1в ~ _ ивР (газ В)-Р(р) [100 +vBp (газ В)] Расчет растворимости малорастворимых сильных электроли- тов— см. раздел 7.1.2. I — Длина. Характеристика отрезка прямой линии, расстоя- ние между концами отрезка (подробнее см. курс геометрии). Единицы величины /: метр (м), сантиметр (см), 1 см —0,01 м, пи- кометр (пм), 1 пм = 1-10“12 м. Частный случай — см. рубри- ку «/св»- /св — Длина химической связи. Межъядерное расстояние меж- ду химически связанными атомами. Одинарная связь А —В (ато- мы одного или разных элементов) всегда длиннее, чем кратные связи — двойная А —В и тройная А==В— между теми же ато- мами: N-O(NH2OH) N = O(NO) N = O(NO + ) 'св* ПМ 145 115 106 Значения величины /св — см. раздел 3. М — Молярная масса. Отношение абсолютной (физической) массы порции вещества В (тв) к количеству вещества в ней (яв): ах /. аг ^в'Рв V (газ В)-р (газ В) Мв=—=т(ф. е. В).АД=——i-----------------------= Гмр(газ В) ЛВ Единица величины М: грамм на моль (г/моль). Значения М (г/моль) численно равны значениям Мг (см.). Значение М для 205
каждого вещества является его постоянной характеристикой. Расчет величины М для газов — см. рубрику «О». т — Абсолютная (физическая) масса. Основная характеристи- ка материи, определяющая ее инерционные и гравитационные свойства (подробнее см. курс физики). Единицы величины т\ ки- лограмм (кг), грамм (г), 1 г = 0,001 кг. Частные случаи: абсолютная (физическая) масса атома В: т(атом В) = = ArB/nu; абсолютная (физическая) масса формульной едини- цы В: т (ф. е. B) = AfrB/nu = MB/2VA (см. также рубрики «ти», «№>); абсолютная (физическая) масса порции вещества. Про- изведение абсолютной (физической) массы формульной единицы вещества В [/и(ф. е. В)] и числа формульных единиц в этой порции [W (ф. е. В)]: тв = т(ф. е. В)-ЛЦф. е. В) = Л4впв= Уврв = = 1/(газ В)-р(газ В)=И(газ В)-Мв/1/м Масса реагентов равна массе продуктов химической реакции (закон сохранения массы веществ; М. В. Ломоносов, 1748—1756, А. де Лавуазье, 1783—1789). Расчетная формула для определения масс реагентов и про- дуктов—см. рубрику «{и}». Масса раствора — см. рубрику «т(р)». Физические постоянные: масса элементарной частицы нейтрон (/гс) тп— 1,6749286-10-24 г« 1839те« 1,0014 т? протон (р+) тр = 1,6726231 • 10”24 г1836те^0,9986 тп электрон (е“) zne = 9,1093897 • 10“28 г масса простейшего атома изотоп *Н (протий) m (атом 1Н)~ 1,673559-10-24 г изотоп 2Н (D, дейтерий) m (атом D) = 3,344548-10“24 г МГ — Относительная молекулярная масса. Отношение абсо- лютной (физической) массы формульной единицы вещества В [т (ф. е. В)] к атомной единице массы гпи:МтЬ = т (ф. е. B)//nu. Ра- нее эта величина называлась «молекулярный вес вещества». Значе- ние МГ для каждого вещества является его постоянной химиче- ской характеристикой (см. раздел 10). Расчет значений Мг для вещества с формульной единицей АаВ&Сс..: Мг(АаВйСс...) — = яАгА-|-МгВ-|-С/4гС4-.-. Значения Afr равны численным значени- ям М (г/моль)— см. также рубрики «Аг», «Л4», «ти», «А/». — Атомная единица массы. Одна двенадцатая (1/12) часть абсолютной (физической) массы атома изотопа углеро- да-12 (12С). Иначе называется углеродной единицей. Физическая постоянная: /ии= 1,6605402-10“24 г Значение ти в {NA} раз меньше 1 г при значении Аг (атом 12С)— 12 (точно). 206
— Масса раствора. Сумма масс растворенного вещества В (тв) и воды (/Пн2о): ^p) = "Jb + ^h2o = z«b + Ph2oI/h2o). N — Число формульных единиц. Число реальных или условных, химических частиц вещества В, определяющих состав этого ве- щества (изображаемый химической формулой) и сохраняющих его химические свойства. Каждое химически чистое вещество, каким бы способом оно ни было получено, всегда имеет один и тот же состав и свойства (закон постоянства состава вещества; Ж- Пруст, 1799). Расчетные формулы: А (ф. е. В) пг (ф. е. В) Мв Формульные единицы: реальные и условные химиче- ские частицы и сочетания этих частиц. Реальные химические частицы: атом химического элемента — для одноатомного простого вещества; . молекула — для молекулярного простого или сложного ве- щества; ион — катион (положительный ион) или анион (отри- цательный ион) по отдельности рассматриваются как формуль- ные единицы только в растворах электролитов; радикал — разновидность молекулы с реакционно-актив- ным неспаренным электроном. Условные химические частицы: условные молеку- лы — строго определенные по правилам валентности сочетания катионов и анионов в ионно-кристаллических сложных веще- ствах. п — Количество вещества. Основная химическая характери- стика вещества, зависящая только от его химического (качест- венного элементного и количественного) состава формульной единицы вещества. Отношение числа формульных единиц веще- ства В в некоторой его порции [А (ф. е. В)] к постоянной Авогад- ро (#А): __N (ф е. В) _ __ тв__ Уврв _ В m (ф. е. В)-ЛГА Мв Мв V (газ В)«р (газ В) V (газ В) Единица величины п — моль; определяет порцию вещества, в ко- торой содержится число Авогадро формульных единиц этого ве- щества. Формульная единица — см. рубрику «ЛЬ>. Расчетная формула для определения количеств реагентов и продуктов — см. рубрику {/г}. {nJ— Стехиометрический коэффициент. Число, стоящее перед химической формулой вещества (реагента, продукта) в уравне- нии химической реакции. Значения {п} численно пропорциональ- 207
ны количествам вступивших во взаимодействие реагентов и об- разовавшихся продуктов реакции. Для некоторой необратимой реакции aA + 6B = cC-|-dD, где {пк} = а, {пв} = й, {/гс} = с, {nD} = dy выполняется отношение Па_пв_«с_2£ mA _ mB _ тс _ /пр а b с d ИЛИ аМА 6МВ сМс dMD Для необратимой реакции с участием газообразных реагента (В) и продукта (D) aA + 6B(r) = cC + dD(r) выполняется отношение гПк _ Vb __ mc _ Ур аМк ~ bV^ - сМс ~ dVK NA — Постоянная Авогадро. Константа, численно равная числу Авогадро {Аа} и относящаяся к 1 моль вещества: Ад = 6,0221367-1023 моль"1 «6,02-1023 моль"1 {Аа}—Число Авогадро. Число атомов изотопа углерода-12 (12С) в 12 г (точно) этого вещества: { Аа} = 6,0221367- 1023 ж 6,02 • 1023 То же число {Ад} своих формульных единиц содержит 1 моль — единичное количество любого другого вещества. Ае—Число электронов. Электрон — элементарная физическая частица, несущая элементарный электрический за- ряд (см. рубрику «q»), в 1836 раз легче протона и в 1839 раз — нейтрона (см. рубрики «тп», «Ап», «Ар»); 4г(е“) = 0,0005486 (а. е. м.). Открыт Дж.-Дж. Томсоном в 1897 г. Образует перифе- рию (электронную оболочку) атома любого химического элемен- та (см. рубрику «Z»). Заполнение электронами энергетических подуровней атомов химических элементов определяется следую- щими принципами: принцип минимума энергии — заполнение подуровней по шкале 15 — 2s —• 2р — 3s — Зр — 4s — 3d — 4р — 5s — 4d — 5р — 6s — — 4f—-5d —6р ~7s —... (последовательность подуровней уста- 2 новлена экспериментально, в периодах с п^4 ввиду близости 4 энергий ns-y (п — 2)f- и (n— 1 ^-подуровней наблюдаются исклю- * чения); 7 принцип Паули (правило запрета) — атомная орбиталь не * может принять более чем два электрона и обязательно с разно- 2 направленными спинами (фиф); 3 принцип максимальной мультиплетности (правило Хунда) — £ каждый многоорбитальный подуровень [пр = (р + р + р), 7 nd = (d + d + d-\-d + d), «/ = (/ + /+/ + /+/ + / + /)] принимает ® вначале электроны с параллельными спинами на разные орби- 2 тали, а затем — с противоположными спинами. :? Ап—Число нейтронов. Нейтрон nQ •—электронейтральная ;; элементарная частица, в 1839 раз легче электрона и незначи- 208
тельно тяжелее протона (см. рубрики «ти», «А^е», «Np»); Дг(п°) = 1,0087 (а. е. м.). Вместе с протоном образует ядра атомов всех химических элементов. Устойчив в составе стабильных ядер атомов, в радиоактивных ядрах распадается по схеме нейтрон -> протон + электрон + антинейтрино п р+ + е~ + ve (подробнее см. курс физики). Ар—Число протонов. Протон р+ — стабильная элемен- тарная физическая частица, несущая элементарный электриче- ский заряд (см. рубрику «<?»), в 1836 раз тяжелее электрона и незначительно легче нейтрона (см. рубрики «/и», «Ме», «Nn»); Аг (р+)— 1,0073 (а. е. м.). Вместе с нейтроном образует ядра ато- мов всех химических элементов (см. рубрику «Z», подробнее см. курс физики). р — 1. Давление (подробнее см. курс физики). Единицы вели- чины р: паскаль (Па); атмосфера (атм): 1 атм — 1,01325-105 Па «100 кПа« «0,1 МПа; миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.): 1 мм рт. ст. = = 133,322 Па; торр — то же, что мм рт. ст. Нормальные (физические) условия р—\ атм; стан- дартные условия:/?=1 атм при отсутствии газов в системе или по 1 атм на каждый газ. р — 2. Электрический дипольный момент. Вектор, произведе- ние электрического заряда на длину электрического диполя: p — ql. Электрический диполь — совокупность равных по абсо- лютной величине разноименных точечных электрических заря- дов, находящихся на некотором расстоянии друг от друга (длина диполя). В физике направлен от отрицательного заряда к поло- жительному (q — )“>(г/+)‘ Единицы величины р: кулон-метр (Кл-м); дебай (Д): 1 Д = 3,33564-10’30 Кл-м. Частные случаи: постоянный электрический дипольный момент химиче- ской связи — электрический дипольный момент полярной связи А —В: р(А —В)= |6|/А_в. В химии изображается стрелкой (как вектор), направленной к отрицательному концу диполя: А6+ Вб~ (см. также рубрику «6±»); постоянный электрический дипольный момент молеку- лы — суммарный электрический дипольный момент всех поляр- ных химических связей в молекуле ABrt(n^l), т. е. сумма векто- ров Аб+ Вб~/п. При сложении векторов обязательно учитыва- ется геометрическая форма молекул (см. разделы 3.1, 3.2.). pH — Водородный показатель: pH— — 1g [Н + ] ([Н3О + ]) = = 14 —рОН. Интервал pH для разбавленных водных растворов: 209
pH—1 — 13, в том числе pH = 1—7 (рОН = 7—13) — кислотная среда; pH — 7 (рОН = 7)—нейтральная среда; pH = 7—13 (рОН=1—7) — щелочная среда, (см. также рубрику «Кв»). Расчетные формулы для pH: диссоциация (протолиз) сильной кислоты НА рН=—lgcHA диссоциация сильного основания МОН pH = 144“lgcMOH гидролиз соди МА по катиону рН= — lg(aMAcMA)« — lgV(^/KA0) (;МА гидролиз соли МА по аниону pH = 14~Hg(aMAcMA)« 14 + 1g Д/(ЛВ//<ДК) сМА протолиз слабой кислоты НА рН= — lg ((IhaCha^V^kCha протолиз слабого основания А pH = 14 + lg (aAcA)« 14 + lg V(Ab/AJca Приближенные формулы используются при (/С:с)<С0,01 (см. также рубрику «а»). рОН — Гидроксидный показатель: рОН = — IgfOH”]— 14 — pH (подробнее см. рубрики «/<в», «pH»). Q — Количество теплоты, тепловой эффект. Количественная мера теплоты — формы передачи энергии беспорядочного дви- жения частиц, образующих любое тело; количество энергии, по- лучаемой или отдаваемой системой при теплообмене (подробнее см. курс физики). Единицы величины Q: джоуль (Дж); килоджоуль (кДж):1 кДж—1000 Дж. Частный случай: тепловой эффект реакции — энергия в форме теплоты, выделяемая системой во внешнюю среду (экзотермиче- ский эффект) или поглощаемая системой из внешней среды (эндотермический эффект) в результате протекания хи- мической реакции. Отвечает энтальпии реакции АН при р = const. Указывается в термохимических уравнениях либо после уравнения: аА + ЬВ = сС 4- dD, , — Q (— АН) — экзо-эффект а А + 6 В = сС Д- dD, + Q ( + АН)— эндо-эффект либо непосредственно в уравнении вслед за формулами про- дуктов: aA4-6B==cC4-dD + Q (экзо-эффект) aA + 6B = cC + dD— Q (эндо-эффект) В конкретных уравнениях реакций обязательно указывается так- же агрегатное состояние всех веществ, например 2Na(T) + С12(г) = = 2NaCl(T)+ 892 кДж (см. также рубрики «QH о», «Фгидр», «Фж», «Qkp», <<Q(p)»)- 210
q — Электрический заряд. Определяет электромагнитное взаи- модействие тел (подробнее см. курс физики). Состоит из це- лого числа элементарных электрических зарядов (э. э. з.). Зна- чение э. э. з.— физическая постоянная: 1 э. э. з. = 1,60217733-10“19 Кл Положительный э. э. з. несет элементарная физическая частица протон р+, отрицательный э. э. з.— частица элект- рон е~. Частные случаи относительного электрического за- ряда— см. рубрики «6±», «±v», «v±». Qh2o — Тепловой эффект разрушения межмолекулярных свя- зей в воде при растворении в ней веществ. Входит как слагаемое в уравнение Фаянса (см. рубрику «Q(p)»). <2Гидр — Тепловой эффект гидратации формульных единиц ве- ществ при растворении их в воде. Входит как слагаемое в урав- нение Фаянса (см. рубрику «<?(р)»), Q* — Тепловой эффект разрушения межмолекулярных связей в жидком веществе при растворении его в воде. Входит как сла- гаемое в уравнение Фаянса для жидкостей (см. рубрику «Q(p)»). QKp — Тепловой эффект разрушения кристаллической решетки твердых веществ при растворении их в воде. Входит как слагае- мое в уравнение Фаянса для кристалла (см. рубрику «Q(p)»). Q(P)—Тепловой эффект растворения (другое обозначение: ДЯ(р)). Энергетический эффект в форме теплоты (энтальпия), со- провождающий процесс растворения вещества в воде. Величина Q(p) рассчитывается по уравнению Фаянса для агрегатных состоя- ний растворяемого вещества (до растворения): кристалл Q(p)= — (<2н2о + ЗкР)+СГидр ЖИДКОСТЬ Q(p)= -(@н2О-|-<2ж)+ФгИдр га3 С(р) = 9н2О-ЬФгидр (см. также рубрики «Qh2o». «Сгидр»- «Сж», «<?„₽»). г — Радиус. Длина отрезка прямой линии, соединяющей ка- кую-либо точку окружности или сферы с центром этих фигур (подробнее см. курс геометрии). Единицы величины г — см. руб- рику «/». Частные случаи — см. рубрики «а0», «гат», «гнон», «гКов>:>’ гат — Атомный радиус. Половина длины межъядерного рассто- яния в металлической кристаллической решетке простого веще- ства. Значения гат — см. раздел 2.1. гион — Ионный радиус. Половина длины межъядерного рассто- яния в ионной кристаллической решетке. Значения гнон (см. раз- дел 2.1) рассчитаны на основе значения гион (О2-)= 126 пм. ''ков — Ковалентный радиус. Половина длины одинарной хими- ческой связи данного атома с другим. Рассчитывается из длины гомоатомной связи В —В, а при отсутствии соединений с такими связями — из длины гетероатомной связи А — В (атомы разных элементов). Значения гков — см. раздел 2.1. 211
S— Энтропия, Термодинамическая функция системы. Мера степени беспорядка (неупорядоченности) системы. Зависит от температуры: при абсолютном нуле (О К) энтропия системы рав- на нулю (идеальная упорядоченность кристалла), при Т>0 К энтропия положительна (S>0). Единица величины S: джоуль на кельвин (Дж/К). Входит в выражение для энергии Гиббса G (см.). Изменение энтропии системы — см. рубрику «АЗ». Част- ный случай: энтропия вещества В [Sr(B)], Дж/(К-моль) — запас энтропии в 1 моль вещества В при некоторой температуре Г, большей абсолютного нуля. При стандартных условиях (см. руб- рику «А/7») называется стандартной энтропией ве- щества B[Sr(B)]. Используется в расчете энтропии реакции AS (см.). Значения S0 при 25 °C для распространенных веществ — см. раздел 4.2.2. Т — Термодинамическая температура. Характеризует состоя- ние теплового равновесия макроскопической системы. Пропор- циональна средней кинетической энергии частиц тела. Единица величины Т: кельвин (К). Шкала измерения температуры с этой единицей называется абсолютной шкалой температур. Имеет только положительные значения (Г>0); начало отсчета величины Т (абсолютный нуль температуры) — значение Т — О К недостижимо (подробнее см. курс физики). Связь с тем- пературой Цельсия: Г —/ + 273,15 (точно). Нормальные (физические) условия: Г = 273,15 К. t — Температура Цельсия. Температура, определенная по сто- градусной шкале Цельсия (подробнее см. курс физики). Единица величины t: градус Цельсия (°C). По размеру 1 °C совпадает с 1 К в абсолютной шкале температур (см. рубрику «Г»). Связь с термодинамической температурой: t—T — 273,15 (точно). Нормальные (физические) условия: / = 0°С. V — Объем. Количественная характеристика геометрических и физических тел — подробнее см. курсы геометрии и физики, а также химических веществ — см. ниже, их смесей и растворов — см. рубрику «К(р)». Единицы величины V: кубический метр (м3); кубический сантиметр (см3): 1 см3 = = Ы0"6 м3; литр (л): 1 л —0,001 м3; миллилитр (мл): 1 мл —0,001 л. Частные случаи: объем вещества В (для конденсированных веществ — твердых и жидких) — отношение массы этого вещества (тв) к его плотности (рв): 1/в = тв/рв = пвЛ4в/рв (см. также рубрику «у н2о>:>); объем газа В — трехмерное (объемное) пространство со- суда, содержащего этот газ при р, 7 = const: V (газ В)==тв/р(газ В) = Мвмв/р (газ В)= 212
К газам, близким по свойствам к идеальному газу, приложим закон Авогадро (гипотеза А. Авогадро, 1811; введен в химию С. Канниццаро, 1858): в равных объемах различных газов при одинаковых температуре и давлении содержится одно и то же число молекул. Первое следствие: при одинаковых усло- виях равные количества различных газов имеют равные объемы. Второе следствие — см. рубрику «£>». Расчетная формула для определения объема газообразных реагентов и продуктов — см. рубрику «{п}», см. также рубрику «Им». v — Объемный коэффициент растворимости. Способ выраже- ния состава насыщенного раствора газа. Объем растворен- ного газа В (в миллилитрах при давлении 1 атм), приходящийся на каждые 100 г воды: цв = {У (газ В, мл)} (в 100 г Н2О). Форму- лы пересчета: ЮОУДгаз В)_ feB __ 100У(газ В) _ 100znBVM _ mH20 р (газ В) Рн2о^н2о тн20^в __ 100V (газ В) 100шв (насыщ.) 100ДвЛ/в w(p)—р (газ В) [ 1 — wB (насыщ.)] р (газ В) [р(р} —ЛВМВ] Значения ив для распространенных газов — см. раздел 7.2. v — Скорость реакции. Изменение количества вещества В, от- несенное к стехиометрическому коэффициенту этого вещества в уравнении реакции ({пв}), за некоторый промежуток времени (At = t2 —т^: {пв}Дт {лв)Ат Для реагентов — знак «минус» ( — ), отвечающий умень- шению их количества — n2L>0); для продуктов — знак «плюс» ( + ), отвечающий увеличению их количества (п2 — Если объем реакционной смеси не изменяется или изменяется незначительно, то величина v определяется через молярную кон- центрацию вещества В (св): “*___. AgB____. е2 С\ ~ {лв}Лт — {лв}Ат Кинетический закон действующих масс — см. рубрику «k». Vh2o — Объем воды. Выраженный в миллилитрах, при приго- товлении растворов принимается численно равным массе воды в граммах. 1/м — Молярный объем газа. Отношение объема порции газа В [У(газ В)] при постоянных температуре и давлении к количе- ству вещества в этой порции (ггв): у _ V (газ В)_ V (газ В)-Мв Л4В М Лв тв р (газ В) 213
Физическая постоянная — объем 1 моль газа, близкого по свой- ствам к идеальному газу, при нормальных условиях (7= = 273,15 К; р=1 атм): Ум = 22,41108 л/моль«22,4 л/моль (при н. у.). У(р)— Объем раствора. Отношение массы раствора (щ(р)) к его плотности (р(р)): у ___т(р) _ отв + "»н2о _ тв + Рн2о,/н2о _ тв _ тв (₽)-"рйо ‘ р^ -»вр(Р)“7й£ w — Массовая доля. Отношение массы некоторой части систе- мы к массе всей системы. Частные случаи: массовая доля элемента В в сложном веществе с фор- мульной единицей АаВ6Сс... — отношение массы элемента В (znB) во взятой порции этого вещества к массе всей порции [m(AeBftC,..)J: WB =--------------------- (доля 1 ИЛИ %) m(AaBsCc-. ) М (A„BtCr..) Сумма массовых долей всех элементов, входящих в данное веще- ство, равна 1 (или 100%); шА-|-щв-|-дес-|-...= 1 (100%). Расчет- ная формула для отношения а:Ь в двухэлементном вещест- ве АаВ6: a: b = тАМв/(твМА)= wAMB/(wBMA) Расчетная формула для отношения а.:Ь:с в трехэлементном ве- ществе АОВ(,С<;: ... _ тА . тв , тс _ . Д'с а:0'С~ мЛ • мв • Мс “ МА 1 Мв ’ Мс массовая доля компонента В в смеси вещестб (аА + ЬВ-|-сС + ...) — отношение массы этого компонента (/ив) к массе всей смеси (/пА + тв + ^с +...): ^в = ^в/(^А + ^в + ^с + -) = ^в/(аЛ!АН-&Мв + сМс + ...) Если одно вещество (В) находится в преобладающем количестве, его называют основным веществом, остальные вещест- ва — примесями, величину — степенью чистоты основно- го вещества. Сумма массовых долей всех компонентов смеси равна 1 (или 100%). Расчетная формула для отношений а:Ь (смесь аА + ЬВ) и а:Ь:с (смесь аА-|-/?В + сС)— см. выше; массовая доля растворенного вещества В — отноше- ние массы этого вещества (лив) к массе раствора (/п(р)): ^в ^В^В В т(р) Р(р)^(р) тв + тн2о ^b + P^O^O V(p)P(p) Р(р> Величина, численно равная иув (%), характеризует раствор в це- лом и называется массовым содержанием раствора. Например, 214
для раствора КВг с шКВг = 0,01 (т. е. 1%) запись «1%-ный рас- твор КВг» означает «однопроцентный раствор КВг». Z — Порядковый номер. Фундаментальная константа химиче- ского элемента, показывает место расположения элемента в Пе- риодической системе химических элементов Д. И. Менделеева (см. форзацы). Численно равен числу протонов в ядре атома {Z — Np) и числу электронов в оболочке нейтрального атома эле- мента (Z = Ne). Входит в современную формулировку Периодиче- ского закона Д. И. Менделеева: свойства элементов находятся в периодической зависимости от порядкового номера. См. раз- делы 1.1, 1.2. а — 1. Валентный угол (другое обозначение: 0). Угол (см. курс геометрии) между химическими связями в молекулах и сложных ионах. Единицы величины а: радиан (рад); градус (°), 1° = (л/180) рад^0,0175 рад. Значения а — см. раздел 3.2. а — 2. Степень протекания реакции. Отношение числа фор- мульных единиц исходного вещества В, прореагировавших к мо- менту наступления равновесия [Мреаг(Ф- е- В)], к общему числу формульных единиц этого вещества, взятых для проведения об- ратимой химической реакции [Аобщ (ф. е. В)]: а = ^реаг(ф. е. В)/ЛГоб1Ц(ф. е. В) = среаг(ф. е. В)/со6щ(ф. е. В) Единица а: доля 1 или %. Степень протекания обратимой реак- ции можно изменять (т. е. смещать состояние равновесия в сто- рону прямой или обратной реакции) в соответствии с принципом Ле-Шателъе (1884): если на систему, находящуюся в равновесии, оказать внешнее воздействие изменением температуры, концент- рации или давления, то в системе произойдет такое смещение равновесия, которое ослабит эффект внешнего воздействия. Вли- яние изменения температуры (смещение равновесия пока- зано горизонтальной стрелкой в скобках; увеличение а и Кс обо- значено вертикальной стрелкой, направленной вверх; уменьше- ние— стрелкой, направленной вниз): Повышение Т (нагревание) Понижение Т (охлаждение) ( А^В, | А^В, ( А^В, 1 А^В, АЯ°>0, А//°<0, АЯ°>0, АЯ°<0, (-), а|, КД (^), а|, Кс\ (^), аЦ Кс\ (-*), а|, ХЛ Влияние изменения концентрации (только тех веществ, равновесные концентрации которых входят в выражение для Кс— см. рубрику «Кс»): аА + ЬВ сС + dD добавление реагента | | добавление продукта (->), af, Кс = const (-*-), a|, Кс = const 215
Влияние изменения давления (только для реакций с уча- стием газов): Увеличение р (сжатие) Уменьшение р (расширение) Изменение р а\г) 4“ ^В(г) С^(г) 4" ^Цг) (a + b)>(c + d), (->), af, Ac = const (a4-/>)<(c + d), (+-), а|, Кс = const (a + b)>(c + d), (-<-), а|, Ac = const (a + fe)<(c + d), (->), а|, Ac = const (a + 6) = (c4-d), а = const, Kc = const Частные случаи: степень диссоциации слабого электролита — отноше- ние молярной концентрации продиссоциировавшего вещества МА (сдМА) к исходной (аналитической, по приготовлению) концен- трации этого вещества (сМА): МА(р)=₽*М+ + А“, аМА = сдМА/сМА (в классической теории кислот и оснований Аррениуса). Для сла- бых кислот и оснований: 0<а< 1, для сильных кислот и основа- ний: а 1; степень гидролиза соли МА (в классической теории кислот и оснований Аррениуса): Гидролиз по катиону аМА = [Н + ]/сМА= 10“рН/сМА Гидролиз по аниону аМА = [ОН“]/сМА= 10рН“14/сМА степень протолиза слабой кислоты НА и степень протолиза слабого основания А (в протонной теории кис- лот и оснований Брёнстеда-Лаури): [н3о+] 10-рн [OH-j 10рн-14 аНА—:— =------ и аА = ------ =-------- СНА СНА СА Сд Для обратимых реакций электролитической диссоциации, гидро- лиза и протолиза действителен закон разбавления Оствальда, связывающий степень и константу равновесия в интервале с — 1 • 10-1 — 1 • 10 5 моль/л: К=-^-с и a2c + aA-A=0 A«a2c и a^yjK/c Приближенные формулы действительны при (А:с)<0Д)1. Здесь А = Адк (диссоциация слабой кислоты), Ад0 (диссоциация слабого основания), Кг (или Kq/K^ гидролиз соли по катиону), Аг (или Ав/Адк, гидролиз соли по аниону), Ак (протолиз слабой кислоты), Ао (или Ав/Ак, протолиз слабого основания). О процессах электро- литической диссоциации, гидролиза и протолиза — см. рубрики соответствующих констант. Р — см. рубрику «а(1)». AGr — Изменение энергии Гиббса системы. При р, Г —const определяется выражением \Gr= Gn — Gi (подробнее см. рубрику 216
«А//»). Связь с изменением энтальпии (А//) и энтропии системы (AS): AGT = AH — TAS. Зависит от температуры. Является крите- рием самопроизвольного протекания процесса 1-^ II, т. е. крите- рием его направления: AG<0— процесс /->// идет АО 0 — процесс /->-// невозможен, но идет обратный процесс I+-II AG = 0—состояние равновесия 1^11. Частные случаи: энергия Гиббса реакции — изменение энергии Гиббса сис- темы после протекания в ней химической реакции. Зависит от тем- пературы. В стандартных условиях называется стандартной энер- гией Гиббса реакции (AG®). Расчетные формулы: AG® = 2А0прод — — 2AGpear = АН0 — TAS° (подробнее см. рубрики «АН», «AS»); энергия Гиббса образования вещества B[AGr(B), кДж/моль] — энергия Гиббса реакции образования сложного вещества из соответствующих простых веществ, отнесенная к 1 моль продукта В. Для простых веществ энергия Гиббса их об- разования («из самих себя») условно принята за нуль (подробнее см. рубрику «АН»). При стандартных условиях называется стан- дартной энергией Гиббса образования вещества B[AG°(B)]. Значения AG° при 25 °C распространенных веществ — см. раз- дел 4.2.2. АН — Изменение энтальпии системы. Определяется при р, /’ — const разностью АН = НП — Н} перехода системы из состоя- ния I в состояние II и не зависит от пути перехода / -> II (закон Гесса). Является движущей силой перехода I-^I I (нарав- не с AS). Входит в выражение для изменения энергии Гиббса си- стемы AGT (см.). Частные случаи: энтальпия реакции — изменение энтальпии системы по- сле протекания в ней химической реакции реагенты —>- продукты: aA + ftB — cC + dD, ±АН (кДж) Практически не зависит от температуры. Отвечает тепловому эффекту реакции Q (при р = const). В стандартных условиях (Г = const, р= 1 атм при отсутствии газов или при их наличии — по 1 атм на каждый газ) называется стандартной энтальпией ре- акции (АН°). Расчет: по следствию из закона Гесса (при р, Т — const) А//’ = S АЯп°род - 2\н;еяг = (с\Н°с + + ЬЬН°Ъ) Используется в расчете энергии Гиббса реакции AG° (см.); энтальпия образования вещества В [АНТ(В), кДж/моль] — энтальпия реакции образования сложного вещест- ва В из соответствующих простых веществ А и С (прямой синтез В), отнесенная к 1 моль продукта В: аА + ^С = дВ, АН°, откуда АН° (В) = АН° (кДж)//? (моль) 217
Для простых веществ (при наличии аллотропии — для одного из простых веществ данного элемента) энтальпия их образования («из самих себя») условно принята за нуль. Зависит от темпера- туры. Используется в расчете энтальпии реакции ДЯ. При стан- дартных условиях (см. выше) называется стандартной энталь- пией образования вещества В [ДЯ° (В)]. Значения Д//° при 25 °C для распространенных веществ — см. раздел 4.2.2, см. также рубрики «Есв», «/», «Q», «Д//и». Л//е — см. рубрику «Л». ДЯИ — см. рубрику «/», Л//(р) —см. рубрику «С(р)». AS — Изменение энтропии системы. Определяется при р, 7 = const разностью AS = S/Z —Sz. Движущая сила перехода /-> II (наравне с ДЯ). Характеризует изменение степени беспо- рядка (неупорядоченности) системы (подробнее см. рубрику «S»). Входит в выражение для изменения энергии Гиббса AGr (см.). Частный случай: энтропия реакции (в Дж/К) — изменение энтропии си- стемы после протекания химической реакции. Практически не зависит от температуры. В стандартных условиях называется стандартной энтропией реакции (AS°). Расчет: AS° = 2S„poA— — 2Spear. Используется в расчете энергии Гиббса реакции AG° (см.). Подробнее см. рубрики «ЛЯ», «5». —Эффективный заряд связанного атома. Дробное число с последующим знаком «плюс» или «минус», указывающее элек- трический заряд атома, образующего полярную ковалентную связь А6+ —В6', например Иодз+ролз- н°’17+С1°’17“, [Мп°’3+(О°’325-)4]-, Zn°’48+S0’48- В сильнополярных связях величина стремится к ближайше- му целому числу, например Cso,93+fo,93- (Cs+f-), Сао.в2+О0.82- (Са2+О2-) Na^+Cl0’84- (Na+СГ), (NH4)°’85+C1°’85’ (NH4+C1“) (ср. с рубрикой «v±»). В неполярных связях В —- В атомы В не- сут нулевой эффективный заряд (В°— В0). Формальный заряд связанного атома — см. рубрику <<±v», электрический диполь — см. рубрику «р (2)». т] — П рактический выход продукта. Отношение количества по- лученного на практике продукта реакции В (лпр в) к теоретиче- ски возможному (рассчитанному по уравнению реакции) количе- ству (пт в): Пв = Лпр.в/Лт.в (доля 1 или %) ц — Магнитный момент. Аналогичен электрическому диполь- ному моменту [см. рубрику «р (2)»], но создаваемому электриче- ским диполем в магнитном поле (специальных магнитных заря- дов и магнитных диполей не существует). Единицы величины ц: 218
ампер-квадратный метр (А-м2); магнетон Бора (цв): 1 цв = 9,274 • 10~24 А-м2. Частный случай: магнитный момент химической частицы. Присущ химическим частицам с неспаренными валентными электронами атомов, составляющим парамагнитные вещества, напри- мер атомарный водород (-Н°), диоксид азота (радикал -NO2), хлорид ванадия (IV) [VlV—3d1], гексацианоферрат (III) калия [FeIU = 3d5 (d2d2dld°d°)], хлорид железа (III) [Fen, = 3d5 (d{d{d{d'd')\ (см. раздел 3.3). Обусловлен постоянным магнитным моментом электрона, возникающим из-за его спина (| или |) и орбиталь- ного движения в атоме. Парамагнитные вещества втягиваются в магнитное поле. В частицах диамагнитных веществ нет неспаренных электронов, они создают очень слабый магнитный эффект, вызванный появлением индуцированного (наведенного) магнитного момента атомов в магнцтном поле (значительно меньшего, чем постоянный магнитный ‘момент электрона). Диа- магнитные вещества выталкиваются из магнитного поля. v± — Относительный электрический заряд иона. Целое чис- ло с последующим знаком «плюс» или «минус», указывающее число э. э. з. (см. рубрику «<?»), которое присуще данному иону. Указывается в правом верхнем индексе у химической формулы иона: «V 4-»— для катиона (например, Na + , Са2+, Al3+, NH^) «v —» — для аниона Bv (например, Вг_, S2“, РО4~, SiO|") Приписывается свободным ионам (ионизированным атомам и молекулам, ионам в растворе) и связанным ионам (в ионном кристалле). ±v— Степень окисления элемента. Формальный заряд ато- ма элемента, условно приписываемый ему в ковалентных веще- ствах. Определяется как относительный электрический заряд (см. рубрику «v±»), который возник бы на связанном атоме, ес- ли электронная плотность всех связей этого атома с другими в химической частице полностью сместилась бы в сторону атомов более электроотрицательных элементов, а при равенстве значе- ний электроотрицательности была бы разделена пополам. Равна предельному значению эффективного заряда (см. рубрику «6±»). В химических формулах и названиях изображается рим- ской цифрой с предшествующим знаком «плюс» (часто опуска- ется, но подразумевается) или «минус», например, H+IF-1, S + IVO2-n, Zn + IIS-11, (N'IUH4)+, (MnVHO4)~; FeHICl3 — хлорид же- леза (III). p — Плотность. Отношение массы однородного вещества В (znB) к его объему (VB): Рв = тв/ VB = М влв/ VB — М всв 219
Единицы величины р: килограмм на кубический метр (кг/м3); грамм на кубический сантиметр (г/см3); грамм на литр (г/л), грамм на миллилитр (г/мл). Частный случай: плотность газа В [р(газ В), г/л] — отношение массы это- го газа (znB) к его объему [V (газ В)]: р(газ В) = тв/[Е(газ В)] —7Ивяв/V(газ В) = Л4в/Ем Р(Р)—Плотность раствора. Отношение массы раствора (/и(р)) к его объему (У(р)): . Р(р) = "»<₽>/ У(р)=(тв + тн2о)/ V(p)=(тв + Рн2о Vh2o)/ V(p) Плотность водных растворов распространенных лабораторных реактивов — см. раздел 11.3. Рн2о — Плотность во^ды. При приготовлении растворов при- нимается равной «1 г/мл или ^1000 г/л (см. также раздел 11.2). т — Время. Одна из двух всеобщих форм существования ма- терии, характеризующая последовательную смену явлений и со- стояний материи (длительность их бытия). Универсальные свой- ства времени — длительность, неповторяемость и необратимость. [Вторая всеобщая форма существования материи — простран- ство, характеризующее сосуществование материальных объектов и процессов (структурность и протяженность материальных си- стем). Универсальные свойства пространства — протяженность, единство прерывности и непрерывности.] Единицы времени: се- кунда (с), минута, час, сутки (день), год; соотношения между единицами: 1 минута —60 с, 1 час = 60 минут = 3600 с, 1 сут- ки = 24 часа = 1440 минут = 86 400 с, 1 год = 365,242 су- ток = 3,1557 • 107 с. ф — Электродный потенциал, окислительно-восстановительный потенциал. Электрическое напряжение гальванического элемен- та, содержащего в качестве одного электрода стандартный водо- родный электрод (электрод сравнения с условно нулевым потен- циалом), а в качестве другого электрода — измеряемый элект- род. При стандартных условиях (25 °C, 1 атм, 1 моль/л) потенци- ал называется стандартным (ф°). Стандартный потенциал изме- ряемого электрода в вольтах (В) определяет относительную силу окислителей и восстановителей в водном растворе (см. раздел 5.2). Сравнение значений ф° позволяет определить направление окислительно-восстановительных реакций в водном растворе (см. раздел 5.4). X — Электроотрицательность химического элемента. Мера спо- собности его атомов к поляризации химической связи, т. е. спо- собности удерживать около себя электроны.. В связях между ато- 220
мами сильно электроотрицательных и слабо электроотрицатель- ных (электроположительных) элементов возникают противопо- ложные по знаку эффективные заряды на атомах (см. рубрику «6±»). Значения % всех элементов: см. раздел 2.3. ПР — Произведение растворимости. Характеризует гетеро- генное равновесие между осадком малорастворимого сильного электролита и его ионами (катионом, анионом) в насыщенном растворе: MOTAfl(T)^MwAa(P) =mMfl+ + aA— ПР = [Ма+Г [Am~]fl = const (при Г —const) Значения ПР для распространенных солей и гидроксидов: см. раздел 7.1.2. [ ] —обозначение равновесной молярной концентрации (см. рубрику «Л>)- ПРИЛОЖЕНИЯ 1. Выдающиеся ученые-химики Представлены ученые мира — химики, физики, физикохими- ки и инженеры-технологи, внесшие заметный вклад в развитие химии вообще и неорганической химии в частности. Для каждого ученого даны имя и фамилия, даты жизни, све- дения о национальной принадлежности и области научной дея- тельности, указаны лауреаты Нобелевских премий (для ученых XX века). Фамилии иностранных ученых сопровождаются напи- санием на языке оригинала. Абельсон см. Эйблсон Авогадро (Avogadro) граф, собств. Амедео ди Кварёнья-и-Че- рётто (1776—1856). Итальянский физик и химик. Агрикола (Agricola), собств. Георгиус Бауэр (1494—1555). Немецкий химик, металлург и минералог. Альберт Великий (Albertus Magnus), собств. Альберт фон Больштёдт (1193—1280). Немецкий алхимик, философ и теолог. Ампер (Ampere) Андре-Мари (1775—1836). Французский фи- зик, химик и математик. Аносов Павел Петрович (1799—1851). Русский металлург и химик. Арведсон [Арфведсон] (Arfvedson) Йохан-Август (1792— 1841). Шведский химик и минералог. Аррениус (Arrhenius) Сванте-Август (1859—1927). Шведский физикохимик. Нобелевская премия 1903 г. Арфведсон см. Арведсон. 221
Ауэр (Auer) Карл, барон фон Вёльсбах (1858—1929). Австрий- ский химик. Ахард (Achard) Франц-Карл (1753—1821). Немецкий химик и физик. Багратион Пётр Романович (1818—1876). Русский инженер, металлург и химик. Балар (Balard) Антуан-Жером (1802—1876). Французский химик. Бартлетт (Bartlett) Нил (род. 1932). Английский химик. Бауэр см. Агрикола. Бекетов Николай Николаевич (1827—1911). Русский физико- химик. Беккерель (Becquerel) Антуан-Анри (1852—1908). Француз- ский физик и радиохимик. Нобелевская премия 1903 г. Бемон (Bemont) Жан (1857—1932). Французский химик. Бергман (Bergman) Торберн-Улаф (1735—1784). Шведский химик, физик и минералог. Бертолле (Berthollet) Клод-Луи (1748—1822). Французский химик. Берцелиус (Berzelius) Йёнс-Якоб (1779—1848). Шведский хи- мик и минералог. Бессемер (Bessemer) Генри (1813—1898). Английский метал- лург, изобретатель и инженер. Бёттгер (Bottger) Иоганн-Фридрих (1682—1719). Немецкий алхимик, создатель саксонского фарфора. Бирингуччо (Biringuccio) Ванноччо (1480—1539). Итальян- ский алхимик и металлург. Бломстранд (Blomstrand) Кристиан-Вильгельм (1826—1897). Шведский химик. Бойль (Boyle) Роберт (1627—1691). Ирландский физик и химик. Больцман (Boltzmann) Людвиг (1844—1906). Австрийский физик-теоретик. Больштедт см. Альберт Великий. Бомбастус фон Гогенгейм см. Парацельс. Бор (Bohr) Нильс-Хендрик-Давид (1885—1962). Датский фи- зик-теоретик. Нобелевская премия 1922 г. Бранд (Brand) Хенниг (1625—1692). Немецкий алхимик. Брандт (Brandt) Георг (1694—1768). Шведский химик и мине- ралог; Брёнстед (Bronstedt) Йоханнес-Николаус (1879—1947). Дат- ский физикохимик. Бройль (Broglie) Луи де (род. 1892). Французский физик-тео- ретик. Нобелевская премия 1929 г. Бунзен (Bunsen) Роберт-Вильгельм (1811 —1899). Немецкий химик и физик. Буссенго (Boussingault) Жан-Батист (1802—1887). Француз- ский агрохимик и биолог. 222
Бутлеров Александр Михайлович (1828—1886). Русский химик. Бэкон (Bacon) Роджер (1214—1292/1294). Английский алхи- мик, математик, физик, астроном, философ и теолог; выдающий- ся ученый Средневековья. Бюссй (Bussy) А. (XIX в.). Французский химик. Вааге [Bore] (Waage) Петер (1833—1900). Норвежский физи- кохимик и минералог. Валь (Wahl) Артур (род. 1917). Американский радиохимик. Ван ден Брук (Van den Broek) Антониус (1870—1926). Гол- ландский физик и юрист. Ван дер Ваальс [Вальс] (Van der Waals) Иоханнес-Дидерик (1827—1923). Голландский физик-теоретик. Нобелевская премия 1910 г. Вант-Гофф (Van’t Hoff) Якобус-Хенрикус (1852—1911). Гол- ландский химик. Нобелевская премия 1901 г. Василий Валентин (Basilius Valentinus, XIV—XV вв.). Не- мецкий алхимик. Приписываемые ему сочинения опубликованы в 1599—1602 гг., возможно написаны несколькими авторами не ранее 2-й половины XVI в. Вёлер (Wohler) Фридрих (1800—1882). Немецкий химик. Вельсбах см. Ауэр. Вернер (Werner) Альфред (1866—1919). Швейцарский химик. Нобелевская премия 1913 г. Винклер (Winkler) Клеменс-Александр (1838—1904). Немец- кий химик. Виноградов Дмитрий Иванович (1720?—1758). Русский химик, создатель русского фарфора. Воклён [Вокелён] (Vauquelin) Никола-Луи (1763—1829). Французский химик. Волластон [Вулластон] (Wollaston) Уильям-Хайд (1766— 1828). Английский химик, физик и врач. Вюрц (Wurtz) Шарль-Адольф (1817—1884). Французский химик. Габер (Haber) Фриц (1868—1934). Немецкий химик-технолог. Нобелевская премия 1918 г. Гадолйн (Gadolin) Юхан (1760—1852). Финский химик. Ган (Gahn) Йохан (Юхан)-Готлиб (1745—1818). Шведский хи- мик и минералог. Ган (Hahn) Отто (1879—1968). Немецкий физик и радиохи- мик. Нобелевская премия 1944 г. Гёбер (Geber), собств. Джабир ибн Хайян (721—815). Араб- ский алхимик и медик. Приписываемые ему сочинения на латин- ском языке созданы, по-видимому, позднее разными авторами с условным именем «псевдо-Гебер» (XIII—XIV вв.) Гейзенберг см. Хайзенберг. Гей-Люссак (Gay-Lussac) Луи-Жозеф (1778—1850). Француз- ский физик и химик. 223
Генкель (Henckel) Иоганн-Фридрих (1679—1744). Немецкий минералог, металлург и химик. Герман (Hermann) Карл-Самуэль-Леберехт (кон. XVIII— нач. XIX в.). Немецкий химик. Гесс Герман Иванович (1802—1850). Русский термохимик. Гиббс (Gibbs) Джозайя-Уиллард (1839—1903). Американский физикохимик. Гйзель (Giesel) Ф. (нач. XX в.). Немецкий радиохимик. Гиорсо (Ghiorso) Альберт (род. 1915). Американский радиохи- мик и физик. Гитон де Морво (Guyton de Morveau) Луи-Бернар (1737— 1816). Французский химик и юрист. Глаубер (Glauber) Иоганн-Рудольф (1604—1670). Немецкий химик, врач и фармацевт. Глёнденин (Glendenin) Лоренс (род. 1918). Американский ра- диохимик. Гмёлин (Gmelin) Христиан-Готлиб (1792—1860). Немецкий химик. Грегор (Gregor) Уильям (1761 —1817). Английский минералог. Гулльберг [Гульдберг] (Guldberg) Като-Максимилиан (1836—1902). Норвежский физикохимик и математик. Гунд см. Хунд. Гьельм см. Йельм. Дальтон (Dalton) Джон (1766—1844). Английский химик и физик. Дебай (Debye) Питер-Йозеф-Вильхельм (1884—1966). Гол- ландский физик и химик. Нобелевская премия 1936 г. Дебьёрн (Debierne) Андре-Луи (1874—1949). Французский физик и химик. Демарсё (Demar^ay) Эжен-Анатоль (1852—1903). Француз- ский химик. Джабир ибн Хайян см. Гебер. Дорн (Dorn) Фридрих-Эрнест (1848—1916). Немецкий физик- экспериментатор. Дьюар (Dewar) Джеймс (1842—1923). Шотландский физик и химик. Дэви (Davy) Гемфри (1778—1829). Английский химик и физик. Дюамель де Монсо (Duhamel de Monceau) Анри-Луи (1700— 1781). Французский химик, физик, инженер, ботаник и врач. Жансен (Janssen) Пьер-Жюль-Сезар (1824—1907). Француз- ский астроном и физик-спектроскопист. Жолиб [Жолиб-Кюрй] (Joliot) Фредерик (1900—1958). Фран- цузский физик и радиохимик. Нобелевская премия 1935 г. Жолиб-Кюрй (Joliot-Curie) Ирен (1897—1956). Французский физик и радиохимик. Нобелевская премия 1935 г. Звара (Zvara) Иво (род. 1934). Чешский радиохимик. Зосйма из Панбполиса (Zosimos Panopolitanus, 350?—400). Греческий ученый, один из основателей алхимии. 224
Йельм [Гьельм] (Hjelm) П. (XVIII в.). Шведский химик. Каблуков Иван Алексеевич (1857—1942). Русский физико- химик. Кавендиш (Cavendish) Генри (1731 —1810). Английский химик и физик. Канниццаро (Cannizzaro) Станислао (1826—1910). Итальян- ский химик. Кваренья-и-Черетто см. Авогадро. Кезом [Кеёзом, Кёсом] (Keesom) Виллем-Хендрик (1876— 1956). Голландский физик. Кирхгофф (Kirchhoff) Густав-Роберт (1824—1887). Немецкий физик и химик-спектроскопист. Кистяковский Владимир Александрович (1865—1952). Рус- ский физикохимик. Клапрот (Klaproth) Мартин-Генрих (1743—1817). Немецкий химик и минералог. Кларк (Clark) Франк-Уиглсуорт (1847—1931). Американский геохимик. Клаузиус (Clausius) Рудольф-Юлиус-Эмануэль (1822—1888). Немецкий физик-теоретик. Клаус Карл Карлович (1796—1864). Русский химик. Клёве (Cleve) Пер-Теодор (1840—1905). Шведский химик и минералог. Коген см. Кохен. Комптон (Compton) Артур-Холли (1892—1962). Американ- ский физик. Нобелевская премия 1927 г. Корнелл (Coryell) Ч. (XX в.). Американский радиохимик. Корсон (Corson) Дейл (род. 1914). Американский радиохимик и физик. Костер (Koster) Дирк (1889—1950). Голландский физик-спек- троскопист. Кохен [Коген] (Cohen) Эрнст-Юлиус (1869—1944). Голланд- ский физикохимик. Кронстедт [Кронштедт] (Cronstedt) Аксель-Фредрик (1722— 1765). Датский химик, минералог и геолог. Крофорд [Кроуфорд] (Crowford) Адер (1748—1795). Англий- ский химик. Круикшанк см. Крукшенк. Крукс (Crookes) Уильям (1832—1919). Английский физик- спектроскопист и химик. Крукшенк [Круикшанк] (Cruikshank) Уильям (1745—1810). Английский химик. Крэнстон (Cranston) Джон (род. 1891). Английский хи- мик. Кункель (Kunkel) Иоганн (1630/8—1703). Немецкий алхи- мик. Курнаков Николай Семёнович (1860—1941). Русский химик. Куртуа (Courtois) Бернар (1777—1838). Французский химик и фармацевт. 8 Р. А. Лидин 225
Курчатов Игорь Васильевич (1903—1960). Русский физик- ядерщик. Кюри И. см. Жолио-Кюри. Кюри М. см. Склодовская-Кюри. Кюрй (Curie) Пьер (1859—1906). Французский физик и хи- мик. Нобелевская премия 1903. Лабаррак (Labarraque) Антуан-Жермен (1777—1850). Фран- цузский фармацевт и химик. Лавуазье (Lavoisier) Антуан-Лоран де (1743—1794). Фран- цузский химик, основоположник классической химии. Лами (Lamy) Клод-Огюст (1820—1878). Французский химик. Лаури [Лоури] (Lowry) Томас-Мартин (1874—1936). Англий- ский химик. Леблан (Leblanc) Никола (1742—1806). Французский химик- технолог. Лебо (Lebeau) Поль (1868—1959). Французский химик. Лекок де Буабодран (Lecoq de Boisbaudran) Франсуа, собств. имя Поль-Эмиль (1838—1912). Французский химик. Ле-Шательё (Le Chatelier) Анри-Луи (1850—1936). Француз- ский физикохимик и металловед. Либавий (Libavius) Андреас (1540/1550—1616). Немецкий хи- мик и врач. Либих (Liebig) Юстус фон (1803—1873). Немецкий химик. Локьер (Lockyer) Норман (1836—1920). Английский астроном. Ломоносов Михаил Васильевич (1711 —1765). Русский уче- ный-энциклопедист — математик, физик, химик, минералог, гео- лог, металлург, инженер-технолог, астроном, экономист, фило- лог, поэт, художник и историк. Лондон (London) Фриц (1900—1954). Немецкий физик- теоретик. Лоуренс (Lawrence) Эрнест-Орландо (1901 —1958). Амери- канский физик. Нобелевская премия 1939 г. Лоури см. Лаури. Льюис (Lewis) Гилберт-Ньютон (1875—1946). Американский физикохимик. Майтнер [Мейтнер] (Meitner) Лизе (1878—1968). Австрийский физик и радиохимик. Макензи (Mackenzie) Кеннет (род. 1912). Американский ра- диохимик и физик. Макмиллан (McMillan) Эдвин-Маттисон (род. 1907). Амери- канский физик и радиохимик. Нобелевская премия 1951 г. Малликен (Mulliken) Роберт-Сандерсон (1896—1986). Амери- канский физикохимик. Нобелевская премия 1966 г. Маргграф (Marggraf) Андреас-Сигизмунд (1709—1782). Не- мецкий химик и металлург. Марйнски (Marinsky) Джейкоб (род. 1918). Американский химик. Мариньяк (Marignac) Жан-Шарль (1817—1894). Швейцар- ский химик. 226
Мартен (Martin) Пьер (1824—1915). Французский металлург и промышленник. Мейер (Меуег) Лотар-Юлиус (1830—1895). Немецкий химик. Мейтнер см. Майтнер. Менделеев Дмитрий Иванович (1834—1907). Русский ученый- энциклопедист— химик, физик, гидродинамик, минералог, гео- лог, инженер-технолог, астроном, метеоролог, агроном, метролог, экономист, педагог и просветитель. Мёньё де ла Плас (Meusnier de la Place) Жан-Батист (1754— 1793). Французский математик, химик и военный инженер. Мозандер см. Мосандер. Мозли (Moseley) Генри-Гвин-Джефрис (1887—1915). Англий- ский физик. Мосандер [Мозандер] (Mosander) Карл-Густав (1797—1858). Шведский хим*ик. { Муассан (Moissan) Анри (1852—1907). Французский химик и фармацевт. Нобелевская премия 1906 г. " J Мутман (Muthmann) Фридрих-Вильгельм (1861 —1913). Не- мецкий химик. Мюллер фон Райхенштейн (Miiller von Reichenstein)•Ференц- Йожеф (1740—1825). Венгерский минералог ДорныЙ ийя/ё- нер. *:f‘ Нернст (Nernst) Вальтер-Фридрих-Герман (1864—1941). Не- мецкий физик и химик. Нобелевская премия 1920 г. Нйльсон (Nilson) Ларс-Фредрик (1840—1899). Шведский химик. Нобель (Nobel) Альфред-Бернхард (1833—1896). Шведский инженер, химик, изобретатель и промышленник. Основатель фонда международных Нобелевских премий по химии, физике, физиологии и медицине, литературе и за деятельность по укреп- лению мира, присуждаемых ежегодно с 1901 г. Ноддак (Noddack) Вальтёр-Карл-Фридрих (1893—1960). Не- мецкий физикохимик. ? Ноддак И, см. Такке-Ноддак. Оствальд (Ostwald) Вильгельм-Фридрих (1853—1932)/ Не- мецкий физикохимик и философ. Нобелевская премия 1909 г. Парацельс (Paracelsus)/ ‘собств. Филипп-Ауреоль-Теофраст Бомбастус фон Гогенгейм (1493—1511). Швейцарский алхимик и врач. Паули (Pauli) Вольфганг (1900—1958). Швейцарский физик- теоретик. Нобелевская премия 1945 г. Пелиго (Peligot) Эжен-Мельшьор (1811 —1890). Французский химик. • ‘ . Пере (Регеу) Маргерит (1909—1975). Французский радио- химик. 4 ./.. ..' /5 Перриёр [Перье] (Perrier) Карло (1886—1948). Итальянский минералог. Писаржёвский Лев Владимирович (1874—1938). Русский химик. 227
Планк (Planck) Макс-Карл-Эрнст-Людвиг (1858—1947). Не- мецкий физик-теоретик. Нобелевская премия 1918 г. Полинг (Pauling) Лайнус-Карл (род. 1901). Американский хи- мик, физик, биохимик, генетик, иммунойог, общественный дея- тель. Нобелевские премии 1954 и 1962 гг. Потт (Pott) Иоганнес-Генрих (1692—1777). Немецкий химик. Пристли [Пристлей] (Priestley) Джозеф (1733—1804). Англий- ский химик, филолог и богослов. Пруст (Proust) Жозеф-Луи (1754—1826). Французский химик и фармацевт. Райх [Рейх] (Reich) Фердинанд (1799—1882). Немецкий фи- зик-спектроскопист и минералог. Рамзай (Ramsay) Уильям (1852—1916). Английский химик и физик. Нобелевская премия 1904 г. Резерфорд (Rutherford) Даниел (1749—1819). Шотландский химик, ботаник и врач. Резерфорд (Rutherford) Эрнест (1871 — 1937). Английский фи- зик и радиохимик. Нобелевская премия 1908 г. , Рейх см. Райх. л Рйо (Rio) Андрес-Мануэль дель (1764—1849). Мексиканский минералог и химик. Рихтер Виктор Юльевич (1842—1891). Русский химик. Рихтер (Richter) Хиронимус-Теодор (1824—1898). Немецкий химик. Розе (Rose) Генрих (1795—1864). Немецкий химик. Роско (Roscoe) Генри-Энфилд (1833—1915). Английский химик. Руэлль (Rouelle) Гийом-Франсуа (1703—1770). Французский химик и аптекарь. Рэлей (Rayleigh) лорд, собств. Джон-Уильям Стретт (1842— 1919). Английский физик. Нобелевская премия 1904 г. Сегрё (Segre) Эмилио-Джино (род. 1905). Итальянский фи- зик-экспериментатор. Нобелевская премия 1959 г. Семёнов Николай Николаевич (1896—1986). Русский физик и химик. Нобелевская премия 1956 г. Сент-Клер Девйлль (Sainte-Claire Deville) Анри-Этьенн (1818—1881). Французский химик и инженер. Сёренсен (Sorensen) Сёрен-Петер-Лауриц (1868—1939). Дат- ский физикохимик и биохимик. Сеттерберг (Setterberg) К. (XIX в.) Шведский химик. Сёфстрём (Sefstrom) Нильс-Габриель (1787—1845). Швед- ский химик и минералог. Сйборг (Seaborg) Гленн-Теодор (род. 1912). Американский радиохимик и физик. Нобелевская премия 1951 г. Сйджвик (Sidgwick) Невил-Винсент (1873—1952). Англий- ский химик. Склодовская-Кюрй (Sklodowska-Curie) Мария (1867—1934). Польский радиохимик и физик. Нобелевская премия 1903 и 1911 гг. 228
Содди (Soddy) Фредерик (1877—1956). Английский радиохи- мик и физик. Нобелевская премия 1921 г. Сольвё (Solvay) Эрнест-Гастон (1838—1922). Бельгийский хи- мик-технолог, промышленник и филантроп. Стретт см. Рэлей. Такке-Ноддак (Tacke-Noddack) Ида (1896—1978). Немецкий физикохимик. Тахёний (Tachenius) Отто (известен 1644—1678). Немецкий химик, врач и аптекарь. Теллер (Teller) Эдвард (род. 1908). Американский физик- ядерщик. Тенар (Thenard) Луи-Жак (1777—1857). Французский химик. Теннант (Tennant) Смитсон (1761 —1815). Английский .химик. Томас (Thomas) Сидни-Джилкрист (1850—1885). Английский металлург. Томсон (Thomson) Джозеф-Джон (1856—1940). Английский физик. Нобелевская премия 1906 г. Траверс (Travers) Моррис-Уильям (1872—1961). Английский химик. Ульба (Ulloa) Антонио де (1716—1795). Испанский математик и путешественник. Урбён (Urbain) Жорж (1872—1938). Французский химик. Фарадёй (Faraday) Майкл (1791 —1867). Английский физик и химик. Фаянс (Fajans) Казимеж (1887—1975). Польский физик и химик. Ферми (Fermi) Энрико (1901 —1954). Итальянский физик. Но- белевская премия 1938 г. Фёрсман Александр Евгеньевич (1883—1945). Русский геохи- мик и минералог. Флёров Георгий Николаевич (1913—1990). Русский физик- ядерщик и химик. Франкланд [Франкленд] (Frankland) Эдуард (1825—1899). Английский химик. Фрёнкель Яков Ильич (1894—1952). Русский физик-теоретик. Фуркруа (Fourcroy) Антуан-Франсуа (1755—1809). Француз- ский химик. Хайзенберг [Гейзенберг] (Heisenberg) Вернер-Карл (1901 — 1976). Немецкий физик-теоретик. Нобелевская премия 1932 г. Хатчетт (Hatchett) Чарлз (1765—1847). Английский химик. Хёвеши (Hevesy) Йожеф-Дьёрдь (1885—1966). Венгерский радиохимик и физик. Нобелевская премия 1943 г. Хйсингер [Хизингер] (Hisinger) Вильгельм (1766—1852). Шведский химик и минералог. Холл (Hall) Чарлз-Мартий (1863—1914). Американский “хи- мик и инженер. Хунд [Гунд] (Hund) Фридрих (род. 1896). Немецкий физик- теоретик. 229
Чугаев Лев Александрович (1873—1922). Русский химик. Шапталь (Chaptai) Жан-Антуан-Клод, граф де Шантелу (1756—1832). Французский химик, инженер-технолог, врач и по- литический деятель. Шееле (Scheele) Карл-Вильгельм (1742—1786). Шведский хи- мик и фармацевт. Шоттки (Schottky) Вальтер (1886—1976). Немецкий физик. Шрёдингер (Schrodinger) Эрвин (1887—1961). Австрийский физик-теоретик. Нобелевская премия 1933 г. Шрёттер (Schrotter) Антон (1802—1875). Австрийский химик. Штромёйер (Stromeyer) Фридрих (1776—1835). Немецкий химик. Эйблсон [Абельсон] (Abelson) Филип-Хауге (род. 1913). Аме- риканский физикохимик. Эйнштейн (Einstein) Альберт (1879—1955). Немецкий физик- теоретик, основатель современной физики. Нобелевская премия 1921 г. Экеберг (Ekeberg) Андерс-Густав (1767—1813). Шведский хи- мик и минералог. Элуяр (Elhuyar) Фаусто де (1755—1833). Испанский химик и минералог. Эрленмёйер (Erlenmeyer) Рихард-Август-Карл-Эмиль (1825— 1909). Немецкий химик. Эрстёд (Oersted, Orsted) Ханс-Кристиан (1777—1851). Дат- ский физик. Эру (Heroult) Поль-Луи-Туссен (1863—1914). Французский металлург. Юри (Urey) Гарольд-Клейтон (1893—1981). Американский физикохимик. Нобелевская премия 1934 г. Ян (Jahn) Г. (XX в.). Английский физик. 2. Растворы важнейших реактивов в лаборатории CdSO4 3% СоС12 2% CuSO4 3% FeCl3 3% FeSO4 5% Н2С2О4 5—8% НС1 (конц.) 20% Представлены вещества, наиболее часто используемые в ла- бораторной практике. Состав их растворов выражен массовой долей w (см. раздел 12). Приготовление растворов см. раздел 11.1. Обозначения: *— в разбавленной НС1, **— в разбавлен- ной HNO3. AgNO3 1% А1С13 3—5% ВаС12 1% *ВеС12 0,1% **Bi(NO3)3 10% СН3СООН 10% СаС12 0,5—5,0% 230
НСЦразб.) 10—15% HNO3(kohu.) 56—65% HNO3(pa36.) 10% HNO3(o4. разб.) 1% Н202(конц.) 30% Н2О2(разб.) 3% Н3РО4(конц.) 85—87% HF (разб.) 10% H2SO4(kohu.) 94—98%, H2SO4(pa36.) 10% **Hg(NO3)2 5% **Hg2(NO3)2 1% KAI(SO4)2 5% KBr 3,5% KBrO3 4% K2CrO4 5% K2Cr2O7 3% KCr(SO4)2 5% K3[Fe(CN)6] 1% K4[Fe(CN)6] 1% KI 10% K1O3 5% KMnO4 0,1—3,0% KNCS 3% KNO2 5% KNO3 5% KOH (конц.) 20% KOH (разб.) 10% LiCI 5% 60% MgSO4 5% MnSO4 3% NH3-H2O (конц.) 25—28% NH3-H2O (разб.) 8% NH4C1 10% NH4F 10% NH4NCS 3% Na(CH3COO) 8% Na2CO3 5% NaCl 5% NaF 4% NaHCO3 5% NaH2PO4 3% Na2HPO4 3% NaOH (конц.) 20% NaOH (разб.) 10% Na3PO4 3% Na2S 5% Na2SO3 4% Na2SO4 5% Na2(SO3S) 3% Na2SiO3 15% NiCI2 2% Pb(NO3)2 4% *SbCI3 3% *SnCl2 5% SrCl2 3% ZnSO4 3% 3. Названия химических элементов на английском, французском и немецком языках Сокращения грамматических родов: ж, f — женский род м, т — мужской род с, п — средний род Латинские названия элементов см. раздел 1.5. Русское название Английское название Французское название Немецкое название Азот м nitrogen azote m Stickstoff m Актиний м actinium actinium m Aktinium n Актиноид м actinoid actinoide m Aktinoid n Алюминий м alumin(i)um aluminium tn Aluminium n Америций м americium americium m Amerizium n Аргон м argon argon m Argon n Астат м astatine astate m Astat n 231
Продолжение Русское название Английское название 1 Французское название Немецкое название Барий М barium baryum tn Barium n Бериллий м beryllium beryllium tn Beryllium n Берклий м berkelium berkelium tn Berkelium n Благородный газ м noble gas gaz m noble Edelgas n Бор м boron bore tn Bor n Бром м bromine brome tn Brom n Ванадий м vanadium vanadium tn Vanadin n Висмут м bismuth bismuth tn Wismut n Водород м hydrogen hydrogene tn Wasserstoff tn дейтерий м deuterium deuterium tn Deuterium n протий м protium protium m Protium n тритий м tritium tritium m Tritium n Вольфрам м tungsten tungstene tn Wolfram n Гадолиний м gadolinium gadolinium tn Gadolinium n Галлий м gallium gallium m Gallium n Галоген м halogen halogene tn Halogen n Гафний м hafnium hafnium tn Hafnium n Гелий м helium helium tn Helium n Германий м germanium germanium tn Germanium n Гольмий м holmium holmium m Holmium n Диспрозий м dysprosium dysprosium tn Dysprosium n Европий м europium europium tn Europium n Железо с iron fer m Eisen n Золото с gold or m Gold n Индий м indium indium m Indium n Иод м iodine iode m Jod n Иридий м iridium iridium tn Iridium n Иттербий м ytterbium ytterbium tn Ytterbium n Иттрий м yttrium yttrium m Yttrium n Кадмий м cadmium cadmium tn Kadmium n Калий м potassium potassium tn Kalium n Калифорний м californium californium m Kalifornium n Кальций м calcium calcium tn Kalzium n Кислород м oxygen oxygene tn Sauerstoff tn озон м ozone ozone tn Ozon n Кобальт м cobalt cobalt tn Kobalt n Кремний м silicon silicium tn Silizium n Криптон м krypton krypton tn Krypton n Ксенон м xenon xenon tn Xenon it Курчатовий м kurchatovium kurtchatovium tn Kurtschatovium n Кюрий м curium curium m Curium n Лантан м lanthanum lanthane tn Lanthan n Лантаноид м lanthanoid lanthanoide tn Lanthanoid n Литий м lithium lithium tn Lithium n Лоуренсий м lawrencium lawrencium tn Lawrencium n Лютеций м lutetium lutecium tn Lutetium n Магний м magnesium magnesium tn Magnesium n Марганец м manganese manganese tn Mangan n Медь ж copper cuivre m Kupfer n Менделевий м mendelevium mendelevium tn Mendelevium n Молибден м molybdenum molybdene m Molybdan n Мышьяк м arsenic arsenic m Arsen n Натрий м sodium sodium tn Natrium n Неодим м neodymium neodyme tn Neodym n Неон м neon neon tn Neon n Нептуний м neptunium neptunium tn Neptunium n 232
П родолжение Русское название Английское название Французское название Немецкое название Никель М nickel nickel tn Nickel n Нильсборий м nielsbohrium nielsbohrium m Nielsbohrium n Ниобий м niobium niobium m Niob n Нобелий м nobelium nobelium m Nobelium n Олово с tin etain m Zinn n Осмий м osmium osmium m Osmium n Палладий м palladium palladium m Palladium n Платина ж platinum platine m Platin n Плутоний м plutonium plutonium m Plutonium n Полоний м polonium polonium m Polonium n Празеодим м praseodymium praseodyme tn Praseodym n Прометий м promethium promethium m Promethium n Протактиний м protactinium protactinium m Protaktinium n Радий м radium radium tn Radium n Радон м radon radon tn Radon n Рений м rhenium rhenium m Rhenium n Родий м rhodium rhodium m Rhodium n Ртуть ж mercury mercure m Quecksilber n Рубидий м rubidium rubidium m Rubidium n Рутений м ruthenium ruthenium m Ruthenium n Самарий м samarium samarium tn Samarium n Свинец м lead plomb m Blei n Селен м selenium selenium m Selen n Сера ж sulfur soufre tn Schwefel tn Серебро с silver argent tn Silber n Скандий м scandium scandium m Skandium n Стронций м strontium strontium m Strontium n Сурьма ж antimony antimoine tn Antimon n Таллий м thallium thallium m Thallium n Тантал м tantalum tantale m Tantal n Теллур м tellurium tellure m Tellur n Тербий м terbium terbium m Terbium n Технеций м technetium technetium tn Technetium n Титан м titanium titane m Titan n Торий м thorium thorium m Thorium n Тулий м thulium thulium tn Thulium n Углерод м carbon carbone tn Kohlenstoff tn алмаз м diamond diamant m Diamant m графит м graphite graphite m Graphit m Уран м uranium uranium tn Uran n Фермий м fermium fermium m Fermium n Фосфор м phosphorus phosphore m Phosphor m Франций м francium francium m Franzium n Фтор м fluorine fluor tn Fluor n Халькоген м chalcogen chalcogene m Chalkogen n Хлор м chlorine chlore tn Chlor n Хром м chromium chrome tn Chrom n Цезий м cesium cesium m Zasium n Церий м cerium cerium m Zer n Цинк м zinc zinc m Zink n Цирконий м zirconium zirconium m Zirkonium n Щёлочноземельный alkaline-earth element tn alcali- Erdalkalielement n элемент м Щелочной элемент м element alkaline element no-terreux element m alcalin Alkalielement n Эйнштейний м einsteinium einsteinium m Einsteinium n Эрбий м erbium erbium m Erbium n
4. ЛАТИНСКИЙ И ГРЕЧЕСКИЙ АЛФАВИТЫ Латинские буквы печатные рукописные названия печатные рукописные названия А а a a N п п эн в ь бэ 0 о во О С с цэ Рр ПЭ D d ДЭ Q q ку Е е %. Э (e) R г эр F f 31 эф S s ^6 эс G g гэ (жэ) Т t <2Tt тэ Н h ‘'ft га (аш) и и °Uu У 1 i <=7 i и "V v Т» вэ J j йот W W дубль вэ К k ж ка X х икс L 1 эль Y у игрек M m o/Hm эм Z z dfcz зет(а) 234
Греческие буквы 1 печатные рукописные названия печатные рукописные названия А а оЗа альфа N v о/!3у ни (ню) В ₽ бета S £ ! КСИ Г Т Гамма 0 о 0 0 i о микрон^ А 8 к 8 дельта г П тс j пи Е е Es э псилон Рр ро Z С Zt, (д)зета Ебс сигма И tj Ж 7] эта Т т Тт i тау j 6 г? тета Y и 3J V и псилон! I i <2Л йота Ф ср Ф ч> фи 1 К к ЛЕ* каппа х х Хх хи Л Л Лк ламбда ¥ <р пси М |х ми (мю) Q а> i (JL) i о мега f 1 1 235
«Литература 1. Химическая энциклопедия./Под ред. И. Л. Кнунянца. М.: Большая Россий- ская Энциклопедия, 1988—1995.— Т. 1—4. 2. Химический энциклопедический словарь/Под ред. И. Л, Кнунянца.— М.: Со- ветская Энциклопедия, 1983. 3. Энциклопедический словарь юного химика/Сост. В. А. Крицман, В. В. Стан- цо.— М.: Педагогика, 1990. 4. Минералогическая энциклопедия/Под ред. К. Фрея. Пер. с англ.— Л.: Нед- ра, 1985. 5. Популярная библиотека химических элементов./Под ред. И. В. Петрянова- Соколова.— М.: Наука, 1983.— Кн. 1, 2. 6. Лидин Р. А. и др. Справочник по неорганической химии. Константы неор- ганических веществ/Р. А. Лидин, Л. Л. Андреева, В. А. Молочко. Под ред. Р. А. Лидина.— М.: Химия, 1987. 7. Лурье Ю. Ю. Справочник по аналитической химии.— М.: Химия, 1989. 8. Менделеев Д. И. Основы химии.— М.-Л.: Госхимиздат, 1948.— Т. 1, 2. 9. Руководство по неорганическому синтезу./Под ред. Г. Брауэра. Пер. с нем.— М.: Мир, 1985—1986.—Т. 1—6. 10. Реми Г. Курс неорганической химии. Пер. с нем.— М.: Мир, 1972—1974.— Т. I, II. 11. Некрасов Б. Б. Основы общей химии.— М.: Химия.— Т. 1, 2. 1973. 12. Дей М., Селбин Д. Теоретическая неорганическая химия. Пер. с англ, под ред. К. В. Астахова.— М.: Химия, 1969—1971. 13. Химия. Справочник./Под ред. В. Шрётера. Пер. с нем.— М.: Химия, 1989. 14. Анорганикум./Под ред. Л. Кольдица. Пер. с нем.—М.: Мир, 1984.—Т. 1, 2. 15. Хьюи Дж. Неорганическая химия. Строение вещества и реакционная способ- ность./Пер. с англ, под ред. Б. Д. Степина и Р. А. Лидина.— М.: Химия, 1987. 16. Полинг Л., Полинг П. Химия. Пер. с англ.— М.: Мир, 1978. 17. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Основы неорганической химии.— М.: Мир, 1979. 18. Карапетьянц М. X. Введение в теорию химических процессов.— М.: Высшая школа, 1981. 19. Слейбо У., Персонс Т. Общая химия. Пер. с англ.— М.: Мир, 1979. 20. Зайцев О. С. Общая химия. Направление и скорость химических процессов. Строение вещества.— М.: Высшая школа, 1983. 21. Зайцев О. С. Общая химия. Состояние веществ и химические реакции.— М.: Химия, 1990. 22. Ludwig G. Chemie—Kurz Gefapt.— Leipzig: Fachbuchverl., 1991. 23. Лидин P, А., Молочко В. А. Химия для абитуриентов. От средней школы к ву- зу. М.: Химия, 1993, 1994. 24. Сатбалдина С. Т., Лидин Р. А. Химия-8.— М.: Просвещение, 1993. 25. Сатбалдина С. Т., Лидин Р. А. Химия-9.— М.: Просвещение, 1996. 26. Зайцев О. С. Задачи и вопросы по химии.— М.: Химия, 1985. 27. Химия. Справочное руководство. Пер. с нем./Под ред. X. Койне.— Л.: Химия, 1975. 28. Лидин Р. А. и др. Неорганическая химия в вопросах/Р. А. Лидин, Л. Ю. Аликберова, Г. П. Логинова. Под ред. Р. А. Лидина.— М.: Химия, 1991. 29. Лидин Р. А. и др. Задачи по неорганической химии/Р. А. Лидин, В. А. Мо- лочко, Л. Л. Андреева. Под ред. Р. А. Лидина.— М.: Высшая школа, 1990. 30. Конарев Б. И. Любознательным о химии. Неорганическая химия.— М.: Хи- мия, 1978. 31. Волков В. А. и др. Выдающиеся химики мира. Биографический справочник/В. А. Волков, Е. В. Вонский, Г. И. Кузнецова.— М.: Высшая шко- ла, 1991. 32. Номенклатурные правила ИЮПАК по химии. Пер. с англ.— М.: ВИНИТИ, 1979—1988. Т. 1, 3, 6. 33. Лидин Р. А. и др. Основы номенклатуры неорганических веществ/Р. А. Ли- дин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева, А. А. Цветков. Под ред. Б. Д. Степина.— М.: Химия, 1983. 236
34. Кан Р., Дермер О. Введение в химическую номенклатуру. Пер. с англ./Под ред. В. М. Потапова и Р. А. Лидина.— М.: Химия, 1983. 35. Pud Р. и др. Свойства газов и жидкостей. Пер. с англ./Р. Рид, Дж. Праус- ниц, Т. Шервуд.— Л.: Химия, 1982. 36. Наумов Г. Б. и др. Справочник термодинамических величин/Г. Б. Наумов, Б. Н. Рыженко, И. Л. Ходаковский.— М.: Атомиздат, 1971. 37. Добош Д. Электрохимические константы. Пер. с венгерского.— М.: Мир, 1980. 38. Альберт А., Сержент Е. Константы ионизации кислот и оснований. Пер. с англ.— Л.-М.: Химия, 1967. 39. Храмов Ю. А. Физики. Биографический справочник.— М.: Наука, 1983. 40. Словарь античности. Пер. с нем./Сост. И. Ирмшер, Р. Йоне.— М.: Прогресс, 1989; Внешсигма, 1992. 41. Джуа М. История химии. Пер. с итальянского.— М.: Мир, 1966. 42. Единицы физических величин.— М.: Изд-во стандартов, 1982. 43. Фундаментальные физические константы.— М.: Изд-во стандартов. 1979. 44. Физический энциклопедический словарь/Под ред. А. М. Прохорова.— М.: Со- ветская Энциклопедия, 1984. 45. Политехнический словарь/Под ред. А, Ю. Ишлинского.— М.: Советская Эн- циклопедия, 1980. 46. Чертов А. Г. Физические величины.— М.: Высшая школа, 1990. 47. Степин Б. Д. Применение международной системы единиц физических вели- чин в химии.— М.: Высшая школа, 1990. 48. Степин Б. Д., Цветков А. А. Неорганическая химия.— М.: Высшая школа, 1994. 49. Степин Б. Д., Адик&ерова Л. Ю. Книга по химии для домашнего чтения.— М.: Химия, 1994. 50. Лидин Р. А и др. Химические свойства неорганических веществ/Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. Под ред. Р. А. Лидина.—М.: Химия, 1996. ПРЕДМЕТНО-ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ В указатель вошли все понятия, термины и названия, встре- чающиеся в тексте. Числа отвечают страницам книги, при ссыл- ках на раздел 10 в скобках указаны номера рубрик этого разде- ла [например, 108(1) — с. 108, рубрика 1] или номера рубрик и номера уравнений реакций в них [например, 108 (I3) — с. 108, рубрика 1, уравнение 3], а при ссылках на раздел 12 — обозна- чения рубрик в этом разделе [например, 200(Л) — с. 200, рубри- ка «А» (Сродство к электрону)]. Если вещество в тексте изобра- жается только химической формулой, то последняя дается после названия. В указатель не включены данные разделов 1.4.2, 1.5, 9?4 и 10.3, формульного указателя к разделу 10 (с. 188), а также при- ложений 1—4. Абсолютная шкала температур 212(7) Абсолютный нуль температуры 212(7) Авогадро закон 212(E) — следствия 201 (D), 212(E) постоя иная 208 (N k) число 208 ({Аа}) Автопротолиз аммиака 168 воды 153 Агрегатные состояния 53, 54, 56 Агрикола 17, 23, 25 Азид-ион 44, 75 Азидоводород HN3 75 Азот 7, 8, 12, 16, 28 атом, строение 36, 39 общая характеристика 166 распространенность 9 237
свойства, получение 167(78) соединения, восстановление 64 — кислотно-основные свойства 75 — окисление 67 — растворимость 81 — строение и связь 42, 44 степени окисления 8 термодинамика 59 электроотрицательность 40, 41 Азот(Н) оксид 11, 42, 59, 81, 93, 167, 171 (83) Азот(1У) оксид 44, 51, 59, 167, 171 (84) Азот(У) оксид 174 (8614) Азотистая кислота 44, 75, 91, 167, 172(85) Азотная кислота 16, 44, 58, 61, 74, 81, 167, 173(86) Аква- 93 Аквакомплексы 43, 46, 74 Актиний см. Актиноиды Актиноиды 7, 8, 10, 12, 28, 35, 41, 88 Акцептор пары электронов 49 Алебастр 96, 134(43) Алмаз 25, 57, 89, 180(93) см. также Уг- лерод Альберт Великий 23 Алюминат(Ш), гидроксо- 137 (484) Алюминий 7, 8, 12, 16, 28 атом, строение 35, 39 гидроксид 57, 79, 137, 138(50) -калий сульфат 58, 77, 117, 122(23) карбид 57, 137, 140(53) катион 43, 74, 137(48) -магний оксид (MgAl2)O4 59 метагидроксид 57, 138(50) общая характеристика 136 окисление 61, 65 оксид 57, 137, 138(49) распространенность 9 свойства, получение 137(48) соединёния, кислотно-основные свой- ства 74 — строение и связь 42, 43 соли, несуществование 81 — растворимость и гидролиз 79, 81 степени окисления 8 сульфид 57, 81, 137, 140(52) термодинамика 57 хлорид 43, 50, 57, 77, 81, 137, 139 (51) электроотрицательность 40 Алюмокалиевые квасцы 16, 25, 100 Амальгамы 99, 115(137), 128 (ЗЗ6) Америций см. Актиноиды Амид 118 (159) -ион 44, 90 Аммиак 11, 16, 44, 50, 59, 75, 81, 90, 93, 167, 168(79) гидрат см. Гидрат аммиака Аммин- 93 Амминкомплексы 46, 66 Аммоний 16, 90 гидроксид, несуществование 169 гидросульфид 79, 167, 170(82) железо(П)-, сульфат Fe (NH4)2(SO4)2 77 катион 44, 67, 75 соли, несуществование 81 — растворимость и гидролиз 78, 81 — термодинамика 59 сульфид 170(82) хлорид 59, 79, 81, 167, 170(81) Ампер А. 26 Амфигены 84 Амфотерность, диагональ 105 Амфотерные гидроксиды и оксиды 85 простые вещества 84 элементы 88 Анионы, место в формулах и названи- ях 89 Аносов П. П. 20 Апатит 26, 134(42) Аргентат(1) нитро- 120 (2О10) тиосульфате- 114 (126) Аргон см. Благородные газы Аррениуса теория кислот и оснований 203 (Кв, Кг), 204 (Адк, Кдо), 215 (а, 2) Арсенат-ион 74, 91 Арсенит-ион см. Метаарсенит-ион, Ор- тоарсенит-ион Астат 7, 8, 10, 12, 28, 35, 40 Атмосфера (земная) 9, 11 Атомная единица массы 206 (пги) масса, относительная 34, 200 (Аг) Атомные орбитали 38, 48 Атомный радиус 34, 211 (гат) Атомы элементов 34, 38, 39 Аурат(Ш), хлоро- 174 (8613) Ахард Ф. 24 Ацетилен 57, 81, 136(47) Ацетиленид см. Кальций -ион 90 Аэрогены 88 Багратион П. Р. 20 Балар А. 17 Барий 7, 8, 12, 28 атом, строение 35 гидроксид Ва(ОН)2 57, 77 окисление 65 распространенность 9 соли, растворимость и гидролиз 78, 80, 81 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Белильная известь 27, 98, 135(44) 238
Белое олово 23 Белый фосфор 26, 60, 176 см. также Фосфор Бергман Т. 17, 22 Бериллий 7, 8, 12, 28 атом, строение 35, 39 гидроксид Ве(ОН)2 57, 80 распространенность 10 соединения, кислотно-основные свой ства 74 — окисление 65 — строение и связь 43 соли, растворимость и гидролиз 78, 81 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Берклий см. Актиноиды Берлинская лазурь 96, 147 (6114) Бертолле К. 27 Бертолле правило 53 Бертоллетова соль 97 Берцелиус Й. 22 Бескислородные кислоты и соли 87 Бессемера процесс 20 Беттгер И. 22 Бинарные соединения 87 Бирингуччо В. 20, 25 Благородные газы 7, 8, 12, 16, 28, 84, 88 атом, строение 35, 39 распространенность 10 растворимость 81 степени окисления 8 электроотрицательность 40 Бойль Р. 26 Бор 7, 8, 12, 28 атом, строение 35, 39 гидроксид В(ОН)3 43, 57, 74, 78 окисление 65 распространенность 10 соединения, кислотно-основные свой- ства 74 — растворимость 78, 81 — строение и связь 43 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Бор Н. 31 Бора радиус 200 (а0) Боран 90 Борат-ион см. Метаборат-ион, Тетра- борат-ион Борная кислота см. Бор, гидроксид Бранд X. 26 Брандт Г. 23—25, 27 Бром 7, 8, 12, 17, 28 атом, строение 35, 39 распространенность 10 растворимость 81 соединения, восстановление 61, 62 — кислотно-основные свойства 74 — окисление 65 — строение и связь 42 степени окисления 8 термодинамика 57 экстракция в органическую фазу 129 (З43) электроотрицательность 40 Бромат-ион ВгО^ 43, 62, 74 Бромид см. Калий -ион Вг- 65 Бромная вода 97 Бромная кислота НВгО4 74 Бромноватая кислота НВгО3 74 Бромноватистая кислота НВгО 62, 74 Бромоводород 42, 58, 74, 81, 90 Бронза 22, 23, 99 Бронзовый век 20, 22 Бунзен Р. 21, 22, 27 Бэкон Р. 23, 25 Бюсси А. 22 Валентные орбитали 48 Валентный угол 43, 52, 215 (а, 1) Ванадат-ион см. Метаванадат-ион, Ор- тованадат-ион Ванадий 7, 8, 12, 28 атом, строение 38, 39 распространенность 9 соединения, восстановление 64 — кислотно-основные свойства 75 — окисление 68 — растворимость 81 — строение и связь 47 степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Ванадил, катион 90 Василий Валентин 17, 23, 25, 27 Вёлер Ф. 16, 26 Веселящий газ 96, 170 (817), 175 (8417) Винклер К- 19 Виноградов Д. И. 22 Висмут 7, 8, 12, 17, 28 атом, строение 35 катион 62, 65, 74 окисление 65 распространенность 10 соединения, восстановление 62 — окисление 65 — растворимость 80 степени окисления 8 термодинамика 7 электроотрицательность 40 Висмутат-ион 91 Вода 17, 90 автопротолиз 153 бромная 97 в организме человека 12 239
восстановление 61, 63 жавелевая 27, 98 известковая 16, 98, 133 (402) иодная 98 ионное произведение 153(67’), 203 (Ав) кислотно-основные свойства 74, 153(67’) лиганд, название 93 очистка 153 плотность 194 распространенность 11 свойства, получение 152, 153(67) сероводородная 98, 162(742) строение 44 термодинамика 58 тяжелая 44, 58, 96, 153(67) хлорная 98, 155(68’) электролиз 153 (6712) Водород 7, 8, 12, 17, 28 атомарный 58, 61, 66, 152(66) атом, масса 206 (т) — строение 36, 39 катион см. Оксоний молекула, связь 42 общая характеристика 151 пероксид 58, 61, 64, 67, 75, 81, 157, 159(72) распространенность 9 растворимость 81 соединения, восстановление 61, 63 — кислотно-основные свойства 74 — окисление 66 степени окисления 8 твердый источник получения 135(46) термодинамика 58 физические и химические свойства, получение 152(66) электроотрицательность 40 Водородный показатель 75, 209 (pH) Водяной газ 180(93’) Воздух молекулярная масса, относительная 11 плотность 11 растворимость 82 Воклен Н. 27 Волластон У. 24, 26 Вольфрам 7—9, 12, 28, 38, 40 Восстановители полуреакции окисления 65 типичные 61 Время 220 (т) Выход, практический 218(т|) Гадолин Ю. 29 Гадолиний см. Лантаноиды Газ веселящий 96 водяной 180(93’) генераторный 180 (934) сернистый 24, 96 см. также Се- ра (IV), оксид угарный 96 см. также. Углерод(П), оксид углекислый 96 см. также Угле- род(1У), оксид Газообразные вещества запись в уравнениях 53 при комнатных условиях 57 растворимость 81 Галлий 7, 8, 12, 17, 28 атом, строение 36, 39 распространенность 10 соединения, кислотно-основные свой- ства 74 — растворимость 80 — свойства 18 степени окисления 8 термодинамика 58 электроотрицательность 40 Галогены 88 см. также Астат, Бром, Иод, Фтор, Хлор Ган Й. 22 Гафний 7, 8, 10, 12, 28, 36, 40 Гашеная известь 21, 96, 133(40) Гебер 23, 25 Гей-Люссак Л. 21, 23, 26 Гелий см. Благородные газы Генераторный газ 180 (934) Генкель И. 27 Геометрическая форма многоатомных частиц 43, 45 — — алгоритм предсказания 48, 51 -------виды 46, 48 — — искаженная и правильная 52 Германат-ион 91 Германиевая кислота 75, 91 Германий 7, 8, 12, 19, 28 атом, строение 36, 39 окисление, 66 распространенность 10 соединения, свойства 19 степени окисления 8 термодинамика 58 электроотрицательность 40 Гесса закон, следствие 217(АЯ) Гиббса энергия 55, 56 Гибридизация атомных орбиталей 43, 48 Гибридные орбитали 48 Гидразин N2H4 9, 62, 67, 75 Гидразиний катион N2H^" 67, 75 хлорид N2H5C1 61, 79 Гидрат аммиака 67, 75, 93, 167, 169(80) Гидраты, номенклатура 93 Гидрид 117 (154) см. также Кальций, Натрий 240
Гидрокарбонат см. Натрий -ион 75, 91 Гидроксид см. Алюминий, Барий, Бе риллий, Бор, Железо(И), Желе зо(Ш), Калий, Кальций, Натрий, \ Скандий аммония, несуществование 169 'Ион 90 ' — основные свойства 74 — строение и связь 42 Гидроксидный показатель 210(рОН) Гидроксиды 85 см. также Амфотерные гидроксиды, Кислотные гидроксиды, Метагидрокснды, Основные гидро- ксиды Гидроксиламин NH?OH 44, 59, 62, 67, 75 Гидрокснламиний катион NH3OH+ 44, 67, 75 хлорид (NH3OH)C1 61, 79 Гидроксокатионы, номенклатура 91 Гидроксокомплексы 43, 46, 66, 74 Гидролиз солей 54, 81 степень 215(а, 2) Гидроортофосфат см. Натрий -ион 91 Гидропероксид-ион HOf 75 Гидроселеннд-ион HSe~ 75 Гидроселенит-ион HSeCXf 75 Гидросульфат см. Калий -ион 91 Гидросульфид см. Аммоний -ион HS~ 75 Гидросульфит-ион 75, 91 Гидросфера 9, 11 Гидротеллурид-ион НТе- 75 Гидротеллурит-ион НТеО^- 75 Гидрохромат-ион НСгО^ 63, 75 Гипобромит-ион ВгО“ 63, 74 Гипохлорит см. Кальций -ион 63, 75, 91 Гипс 134(43) Глаубер И. 23, 26 Глина 98, 137 Глинозём 16, 96 Гольдшмидт X. 27 Гольмий см. Лантаноиды Горный хрусталь 22, 185(98) Графит 25, 57, 65, 89, 180(93) см. так- же Углерод Давление 209 (р, 1) влияние на равновесие 216(а, 2) указание в уравнениях 55 Двойная связь 41, 201 (£св), 205 (/св) Двойные оксиды 85 соли 87 Действующих масс закон 202(k, Кс) Дейтерий 42, 58, 88, 206 (ш) см. также Водород Диамагнитные вещества 219 (ц) Дигидродифосфат 112 (81) Дигидроортофосфат см. Натрий -ион 91 Дигональная форма 48 Димер оксида азота(IV) 171(84) оксида фосфора(У) 177(89) Диоксигенил, катион О} 42 Дипольный момент 42, 43, 209 (р, 2) Дисерная кислота 91, 164, 165 Диспрозий см. Лантаноиды Диссоциация см. Электролитическая диссоциация Дисульфат см. Калий, Натрий -ион 91 Дисульфид (2—) см. Железо Дифосфат 113(9*) -ион 91 Дифосфорная кислота 91 Дихромат см. Калий -ион 63, 91, 125(29) Дихромовая кислота 74, 91 Дициан 130(37’) Длина 205(7) химической связи 42, 43, 45, 205 (/св) Доменный процесс 142 (5412) Донор пары электронов 49, 51 Древесный уголь 25 Дэви Г. 17, 21—23, 26 Дюамель де Монсо А. 21, 23 Дюраль 99 Европий см. Лантаноиды Единицы физических величин 198 Едкий натр 23, 97 Едкое кали 96 Жавелевая вода 27, 98 Железный век 20 Железный купорос 25 Железо 7, 8, 12, 20, 29 атом, строение 36, 39 гидридо-карбонил- 150 (654) карбид 58, 96 карбонил- 47, 58, 141, 149(65) метагидроксид 58, 66, 141, 145(59) общая характеристика 140 окисление 66 распространенность 9 ржавление 142 (54й) свойства, получение 141(54) семейство 88 см. также Кобальт, Никель соединения, восстановление 63 степени окисления 8 термодинамика 57 241
электроотрицательность 40 Железо(П) гидроксид 58, 66, 80, 141, 144(58) дисульфид (2—) 58, 80, 141, 149(64) железо(Ш)-, оксид 141, 144(57) катион 47, 74, 142(54) окисление 66 оксид 58, 141, 143(55) соединения, кислотно-основные свой- ства 74 — строение и связь 47 соли, растворимость и гидролиз 77, 81 — термодинамика 58 сульфат 58, 61, 77, 81, 141, 146(60) сульфид 58, 80, 81, 141, 148(63) хлорид 47, 58, 78, 81, 141, 146(61) -хром(Ш), оксид (CrJHFen)O4 57 Железо(Ш) восстановление 63 гидроксид, несуществование 145(59) -железо(П), оксид см. Железо(П) катион 47, 63, 74, 142 окисление 66 оксид 17, 58, 141, 143(56) — полигидрат 145(59) соединения, кислотно-основные свой- ства 74 — строение и связь 47 — термодинамика 58 соли, несуществование 81 — растворимость и гидролиз 77, 80, 81 хлорид 47, 58, 78, 81, 141, 147(62) Жесткость воды 131 временная 133(41) постоянная 134(434) Жженая магнезия 22, 97 Жидкие вещества при комнатных условиях 57 растворимость 81 Жидкое стекло 99 Жизненно важные элементы 11 Жолио Ф. 31 Жолио-Кюри И. 31 Закон Авогадро 212 (V) Гесса, следствие 217 (ДЯ) действующих масс 202 (Л, Ас) Периодический 200 (АД 215 (Z) постоянства состава 207 (У) разбавления Оствальда 216(а,2) сохранения массы 206(/п) — энергии 201 (£*) Запрета принцип (правило) 38, 208 (Ne) Заряд электрический 211(q) 242 — относительный 219(v±) эффективный 218 (6 ±) Земная кора 9 Знак равенства в уравнениях 53 Золото 7, 8, 12, 20, 28 атом, строение 35 окисление 65 промышленное получение 20 распространенность 10 самый крупный самородок 20 соединения, строение и связь 46 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Известковая вода 16, 98, 133 (402) Известь белильная (хлорная) 27, 98, 135(44) гашеная и негашеная 21, 96 Индий 7, 8, 10, 12, 28, 36, 40, 75 Индикаторы, кислотно-основные 77 Инертные газы 96 см. также Благо- родные газы Иод 7, 8, 12, 21, 28 атом, строение 36 распространенность 10 соединения, восстановление 61, 63 — кислотно-основные свойства 74 — окисление 66 — строение и связь 42, 44 степени окисления 8 термодинамика 58 экстракция в органическую фазу 129 (354) электроотрицательность 40 Иодат-ион Ю-Г 44, 63 см. также Ме- тапериодат-ион, Ортопериодат-ион Иодид см. Калий -ион 1“ 66 Иодная вода 98 Иодная кислота см. Метаиодная кис- лота, Ортоиодная кислота Йодноватая кислота НЮ3 74 Иодоводород 42, 58, 74, 81, 90 Ионное произведение аммиака 168(79*) воды 153(67*), 203 (Кв) Ионный радиус 34, 211 (гион) Ионы, строение 41, 43, 45, 48 Иридий см. Платина, семейство Исторические периоды развития хи- мии 12 История открытия элементов 12, 16 Иттербий см. Лантаноиды Иттрий 7—9, 12, 28, 38, 40 Кавендиш Г. 17 Кадмий 7, 8, 12, 28 атом, строение 35 окисление 65
распространенность 10 соединения, кислотно-основные свой- ства 74 — растворимость 78, 80 — строение и связь 46 соли, гидролиз 81 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Калий 7, 8, 16, 21, 28 алюминий-, сульфат 58, 77, 117, 122(23) аммин- 118(158) атом, строение 36, 39 бромид 58, 78, 81, 117, 128(34) гидроксид 59, 79, 117, 119(18) гидросульфат 117, 121(22) дисульфат 117, 123(25) дихромат 58, 61, 78, 117, 125(29) иодид 58, 61, 79, 81, 117, 129(35) карбонат 58, 78, 81, 117, 119(19) катион 117(15) манганат 117, 127(31) молекула, связь 42 надпероксид 59, 117, 118(17) нитрат 59, 61, 79, 81, 117, 121 (21) нитрит 59, 61, 79, 117, 120(20) общая характеристика 116 окисление 66 оксид 117, 118(16) перманганат 58, 79, 117, 126(30) пероксодисульфат 59, 61, 79, 117, 123(26) распространенность 9 свойства, получение 117(15) соли, растворимость и гидролиз 78, 81 степени окисления 8 термодинамика 58 феррат 61, 117, 128(32) хлорат 58, 61, 78, 117, 124(27) хлорид 58, 78, 81, 117, 128(33) хромат 58, 61, 78, 117, 124(28) хром(Ш)-, сульфат 58, 78, 117, 122(24) цианоферрат(П) 58, 78, 117, 130(36) цианоферрат(Ш) 58, 78, 117, 130(37) электроотрицательность 40 Калифорний см. Актиноиды Кальций 7, 8, 12, 21, 28 атом, строение 35, 39 ацетиленид 57, 131, 136(47) гидрид 57, 61, 66, 131, 135(46) гидроксид 57, 79, 131, 133(40) гипохлорит 78, 131, 135(44) карбид 96 см. также Кальций, аце- тиленид карбонат 57, 80, 81, 131, 133(41) катион 132(38) общая характеристика 131 окисление 61, 65 оксид 57, 131, 132(39) ортофосфат 57, 80, 81, 131, 134(42) распространенность 9 свойства, получение 131(38) соли, растворимость и гидролиз 78, 80, 81 степени окисления 8 сульфат 57, 80, 81, 131, 134(43) термодинамика 57 хлорид 57, 78, 81, 131, 135(45) электроотрицательность 40 Кальцинирование 111 (61) Кальцит 133(41) Каменный уголь 25 Карбамид 183 (95б) Карбид см. Алюминий, Железо, Ка- льций Карбин 89, 181 Карбонат см. Калий, Кальций, Маг- ний, Натрий -ион 43, 75, 91 см. также Гидрокар- бонат-ион Карбонил 42, 93 см. также Угле- род(П), оксид Карбонилы 181 (94) см. также Железо Карборунд 96, 181 (945) Катализатор, указание в уравнениях 55 Катионы, место в формулах и названи- ях 89 Каустификация 111 (57) Качественные реакции 187 Кварц 22, 60, 185(98) Кварцевое стекло 185(98) Квасцы, алюмокалиевые 16, 25, 100 Киноварь 24 Кислород 7, 8, 12, 21, 28 аллотропия 158, 159 атом, строение 37, 39 общая характеристика 157 распространенность 9 свойства, получение 157, 158(70) соединения, восстановление 61, 64 — кислотно-основные свойства 75 — окисление 67 — растворимость 81 — строение и связь 42, 44 степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Кислота азотистая 44, 75, 91, 167, 172(85) азотная 16, 44, 58, 61, 74, 81, 91, 167, 173(86) бромная НВгО4 74 бромноватая НВгО3 74 бромноватистая НВгО 62, 74 германиевая 91 дисерная 91, 164, 165 243
дифосфорная 91 дихромовая 91 йодноватая НЮ3 74 марганцовая 74, 91 метаборная 91 метакремниевая 91 метамышьяковистая 74, 91 метафосфорная 91 мышьяковая 23, 74, 91 ортоиодная Н5Ю6 75 ортокремниевая 75, 91 ортомышьяковистая 75, 91 ортотеллуровая Н6ТеО6 75, 78 ортофосфорная 44, 58, 75, 78, 91, 175, 178(90) пероксодисерная 91 плавиковая 26, 98 селенистая H2SeO3 75 селеновая H2SeO4 74, 78 серная 25, 44, 58, 61, 74, 81, 91, 161, 165(77) сернистая, несуществование 163, (75) сероводородная 98, 162(742) синильная 98 соляная 98 см. также Кислота, хло- роводородная теллуристая Н2ТеО3 75 тетратионовая 91 тиосерная 91 угольная 75, 91, 180, 183(96) уксусная СН3СООН 57, 74, 81 фосфиновая 61, 67, 75, 91 фосфоновая 61, 67, 75, 78, 91 фтороводородная 98 хлористая 75, 91 хлорная 44, 58, 74, 91 хлорноватая 44, 63, 74, 75, 91 хлороводородная 61, 98, 156, (69) хромовая 75, 91 щавелевая Н2С2О4 61, 65, 75, 78 Кислотная среда 61, 62, 65, 72 Кислотно-основные свойства 74 Кислотные гидроксиды 85 оксиды 84 остатки 85, 91 Кислоты 74, 85, 91 см. также Бескис- лородные кислоты Кислые соли 86 Клапрот М. 21, 23, 27 Кларк 10 Классы неорганических веществ 83, 84 Кобальт 7, 8, 12, 28 атом, строение 35, 39 окисление 66 распространенность 9 соединения, восстановление 61, 63 соединения, кислотно-основные свой- ства 74 — окисление 66 — растворимость 78, 80 — строение и связь 46 соли, гидролиз 81 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Кобальтат(Ш), нитрито- и нитро-121 (20") Ковалентный радиус 34, 211 (гков) Количество вещества 207 (л) теплоты 210 (Q) Комплексные соединения см. также Аквакомплексы, Амминкомплексы, Г идроксокомплексы особенности построения формул и названий 92, 93 Конвертерный процесс 142 Константа гидролиза 203 (7Q диссоциации кислоты 204 (Кдк) — основания 204 (/Сдо) кислотности 74, 204 (Кк) основности 204 (Ко) равновесия 202 (Кс) скорости 202 (k) Концентрация, влияние на равновесие 215 (а, 2) см. также Молярная кон- центрация Кохен Э. 24 Коэффициент растворимости, массовый 78, 79, 202(k) — объемный 81, 213 (и) стехиометрический 207 ({л}) — подбор в уравнениях окислитель- но-восстановительных реакций 70 — указание в уравнениях 53 Красный селен 60 фосфор 26, 60, 176 см. также Фосфор Кратность связи 41 Кремнезём 96, 185(98) Кремниевые кислоты 186(99) см. так- же Метакремниевая кислота, Орто- кремниевая кислота Кремний 7, 8, 12, 22, 28 атом, строение 37, 39 общая характеристика 184 окисление 68 распространенность 9 свойства, получение 184(97) соединения, строение и связь 45 степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Кремний(1У) оксид 45, 60, 184, 185(98) 244
— полигидрат 184, 185, 186(99) хлорид 45, 60, 184, 187(100) Криптон см. Благородные газы Кристаллические системы 56 Кристаллогидраты в приготовлении растворов 194 Кристобалит 185(98) Ксенон см. Благородные газы Кункель И. 26 Купорос 96 железный 25 медный 23 Купоросное масло 25, 98 Куртуа Б. 21 Курчатов И. В. 30 Курчатовий 7, 8, 12, 28, 36, 40 Кюри П. 30 Кюрий см. Актиноиды Лабаррак А. 27 Лабарракова вода 27, 98, 155 (682) Лавуазье, де- А. 16, 17, 22, 25, 26, 206 (т) Лакмус 76 Лантан см. Лантаноиды Лантаноиды 7, 8, 12, 28, 88 атом, строение 36 распространенность 10 степени окисления 8 электроотрицательность 41 Латунь 27, 99 Леблана способ 111 (510) Лекок де Буабодран Ф. 17 Ле Шателье принцип 215(а, 2) Либавий А. 23 Лиганды 92 Линейная форма 48 Литий 7, 8, 12, 28 атом, строение 36, 39 окисление 66 распространенность 9 соединения, окисление 62, 66 — растворимость 79—81 соли, гидролиз 81 степени окисления 8 термодинамика 59 электроотрицательность 40 Литосфера 9, 10 Ломоносов М. В. 22, 26, 206 (т) Лоуренс Э. 30 Лоуренсий см. Актиноиды Лютеций см. Лантаноиды Магнезия, жженая 22, 97 Магний 7, 8, 12, 22, 28 атом, строение 36, 39 -кальций карбонат CaMg(CO3)2 57 окисление 61, 67 оксид MgO 22, 59 распространенность 9 соединения, кислотно-основные свой- ства 75 — растворимость 79, 80 соли, гидролиз 81 степени окисления 8 термодинамика 59 электроотрицательность 40 Магнитный момент 46, 218(g) Максимальной мультиплетности прин- цип 38, 208 (Ne) Малахит 23, 111 (65) Манганат см. Калий -ион 47, 63, 67, 91, 127(31) см. так- же Перманганат-ион Манганат(У), оксо- 126 (301) Марганец 7, 8, 12, 22, 28 атом, строение 36, 39 окисление 67 распространенность 9 соединения, восстановление 61, 63, 64 — кислотно-основные свойства 75 — окисление 67 — растворимость 79, 80 — строение и связь 47 соли, гидролиз 81 степени окисления 8 термодинамика 59 электроотрицательность 40 Марганцовая кислота 74, 91 Маргграф А. 21, 23, 26, 27 Мартена процесс 20, 142 Масса абсолютная (физическая) 206 (т) раствора 207 (т^) Массовая доля 81, 193, 195, 196, 214 (ш), 230 Массовое содержание раствора 214 (w) Медный купорос 23 Медь 7, 8, 12, 22, 28 атом, строение 35, 39 двойной сульфид (Fe,IICuI)S2 58 окисление 66 распространенность 9 самый крупный самородок 23 соединения, восстановление 63 — кислотно-основные свойства 74 — окисление 66—68 — растворимость 78, 80 — строение и связь 46, 47 соли, несуществование 81 — гидролиз 81 степени окисления 8 термодинамика 57, 58 электроотрицательность 40 Медь(П), аммин- 168 ( 798), 169 ( 806) Мейер Л. 19 Мел 21, 98, 133(41) Менделевий см. Актиноиды 245
Менделеев Д. И. 17, 19, 30 Мёнье де ла Плас Ж.-Б. 17 Мергель 133(41) Меркурат(П), иодо- 130 ( 358) Метаарсенит-ион 74, 91 Метаборат-ион 43, 91 Метаборная кислота 91 Метаванадат-ион 91 Метагидроксид см. Алюминий, Железо Метагидроксиды, номенклатура 90 Метакремниевая кислота 91, 186(99) Металлические элементы 88 Металлы 84 в электрохимическом ряду напряже- ний 69 общая характеристика 105 окисление 65 переходные 88 термодинамика 57 типичные 88 Метамышьяковистая кислота 74, 91 Метан 11, 43, 57, 81, 140(53) Метанол СН3ОН 182 (941) Метапериодат-ион 1О4 44 Метасиликат-ион 91 Метафосфат-ион 91 Метафосфорная кислота 91 Метиловый оранжевый (метилоранж) 76 Методы электронного и электронно- ионного баланса 70, 71 Минимума энергии принцип 38, 208 (Ае) Молекулярная масса, относительная 206 (Я) Молекулы, строение 41, 43, 45, 48 Молибден 7, 8, 10, 12, 28, 36, 40 Молярная концентрация 194, 195, 200(c) — равновесная 202 (/Q, 221 ([ ]) масса 205 (М) Молярность раствора 200(c) Молярный объем газа 213 (Ум) Мрамор 21, 133(41) Муассан А. 26 Мышьяк 7, 8, 12, 23, 28 атом, строение 35, 39 оксид 23 распространенность 10 соединения, кислотно-основные свой- ства 74 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Мышьяковая кислота 23, 74, 91 Мышьяковистая кислота см. Мета- мышьяковистая кислота, Ортомышь- яковистая кислота Надпероксид см. Калий -ион 42, 90 Направление химических реакций 55, 69 Натрий 7, 8, 12, 23, 28 аммин- 108 (I8) атом, строение 36, 39 гидрид 108 (I3) гидрокарбонат 59, 78, 107, 111 (6) гидроксид 59, 79, 107, 109(4) гидроортофосфат 79, 107, 112(9) дигидроортофосфат 79, 107, 112(8) дисульфат 114 (II3) карбонат 59, 79, 81, 107, 110(5) катион 108(1) молекула, связь 42 общая характеристика 107 окисление 61, 67 оксид 59, 107, 108(2) ортофосфат 59, 79, 81, 107, 111 (7) пероксид 59, 61, 64, 107, 108(3) распространенность 9 свойства, получение 107(1) соли, растворимость и гидролиз 79, 81 степени окисления 8 сульфат 60, 79, 81, 107, 113(11) сульфид 60, 62, 79, 81, 107, 115(14) сульфит 60, 61, 79, 107, 113(10) термодинамика 59 тиосульфат 60, 79, 107, 114(12) хлорид 59, 79, 81, 107, 114(13) электроотрицательность 40 Нашатырный спирт 98 Негашеная известь 21, 96 Незавершенная форма 48 Нейтральная среда в окислительно-восстановительных реакциях 72 полуреакции восстановления окис- лителей 62 — окисления восстановителей 6 Нейтрон 208 (Ап) масса 206 (т) Неметаллические элементы 88 Неметаллы 84 восстановление 61, 62 молекулы и ионы, строение 42, 44 общая характеристика 150 . окисление 61, 65 простые анионы, кислотно-основные свойства 74 растворимость 81 термодинамика 57 типичные 88 шкала электроотрицательности 41 Неодим см. Лантаноиды Неон см. Благородные газы Неорганические вещества 84 сводная таблица классов 83 свойства и получение 102 Нептуний см. Актиноиды 246
Несолеобразующие оксиды 85 Неспаренный электрон см. Электроны Никель 7, 8, 12, 28 атом, строение 37, 39 карбонил- 182 (94д окисление 67 распространенность 9 соединения, восстановление 61, 64 — кислотно-основные свойства 75 — окисление 67 — растворимость 80, 81 — строение и связь 47 соли, гидролиз 81 степени окисления 8 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Никель(Н), аммин- 168 (798), 169 (805) Нильсборий 7, 9, 12, 28, 37 Ниобий 7, 8, 12, 28, 36, 40 Нитрат см. Калий -ион 44, 64, 91 Нитраты 16, 17 термическое разложение 174(8613) Нитриды 108 (I7), 132 (385), 136 (465), 167 (783) Нитрит см. Калий -ион 44, 64, 91 Нитрозил 93 см. также Азот(П), оксид катион 90, 172 ( 853) хлорид 174 (8613) Нитрозные газы 171 Нитроил, катион 44, 90, 173, 174 (8615) Нобелий см. Актиноиды Нобель А. 31 Номенклатура неорганических веще- ств 87 Номенклатурные правила ИЮПАК 87 Нормальные условия 209 (р, 1) Объем 212 (V) воды 213 (УНгО) молярный, газа 213 (Им) раствора 214 (Ур) Одинарная связь 41, 201 (£св), 20(/св) Озон 11, 44, 60, 61, 64, 81, 157, 159(71) Озонид 90, 118 (174), 159 (712) Окалина 142 (545) Окислители полуреакции восстановления 62 типичные 61 Окислительно-восстановительные ре- акции 61 Окраска см. Цвет Оксалат-ион С2О4— 75 Оксид см. Азот(П), Азот(1У), Алюми- ний, Железо(П), Железо(П1), Ка- лий, Кальций, Кремний, Магний, Натрий, Сера, Титан, Углерод(П), Углерод(1У), Фосфор(У) Оксиды 84 см. также Амфотерные ок- сиды, Двойные оксиды, Кислотные оксиды, Несолеобразующие оксиды, Основные оксиды Оксоний, катион 90 кислотные свойства 74 окислительные свойства 61 строение и связь 44 Октаэдрическая форма 48 Олеум 98, 164 ( 763), 165, 166 (7710) Олово 7, 8, 12, 23, 28 аллотропия 23 атом, строение 38 белое 23 окисление 68 распространенность 9 серое 23 соединения, восстановление 64 — кислотно-основные свойства 75 — окисление 62, 68 — растворимость 79—81 — строение и связь 45 соли, гидролиз 81 — несуществование 81 степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Оникс 185 (98) Опал 186(99) Орбиталь см. Атомные орбитали Ортоарсенит-ион 91 Ортованадат-ион 91 Ортоиодная кислота Н5Ю6 75 Ортокремниевая кислота 75, 91, 186(99) Ортомышьяковистая кислота 75, 91 Ортопериодат-ион 44 Ортосиликат-ион 91 Ортотеллуровая кислота Н6ТеОб 75, 78 Ортофосфат см. Кальций, Натрий -ион 45, 75, 91 Ортофосфорная кислота 44, 58, 75, 78, 91, 175, 178(90) Осадок продукта, запись в уравнени- ях 53 Осмий см. Платина, семейство Основания 74, 85 Основность веществ 74 Основные гидроксиды 85 оксиды 84 соли 86 Оствальда закон разбавления 215(а, 2) Палладий 7—10, 12, 28, 37, 40, 64, 67 Парамагнитные вещества 218(р) Парацельс 25 Пара электронов см. Электроны Паули принцип 38, 208 (Ne) 247
Пербромат-ион BrO^ 43 Пергидроль 98 Переходные металлы 88 Периодический закон 200 (Аг), 215(Z) Перманганат см. Калий -ион 47, 63, 91, 126(30) Пероксид см. Натрий водорода 58, 61, 64, 67, 75, 81, 157, 159(72) -ион 90 см. также Гидропероксид- ион, Надпероксид-ион Пероксодисерная кислота 91 Пероксодисульфат см. Калий -ион 91 Перхлорат-ион 44, 91 Пирит 25 Питьевая сода 97 Плавиковая кислота 26, 98 Платина 7, 8, 10, 12, 24, 28, 37, 47, 67 семейство 7, 8, 10, 12, 28, 36, 37, 40, 88 см. также Палладий степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Платинат(П), хлоро- 174 (8613) Плоскоквадратная форма 46 Плотность 219 (р) воды 194, 220(рН2О) газа, относительная 201(D) раствора 220 (p(pj) растворов кислот и щелочей 195 лабораторных реактивов 196 Плутоний см. Актиноиды Поваренная соль 23, 97 Подбор коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных ре- акций 70, 71 Полисульфид (2—) 116 (147), 162 ( 739), 171 (825) Полоний 7, 9, 12, 28, 37, 41 Полярность химических частиц 42, 43 Порох, черный 121 (215) Порядковый номер элемента 7, 215 (Z) Постоянная Авогадро 208 (NA) Постоянства состава закон 207(N) Поташ 21, 97 Потенциал восстановления окислителя или окис- ления восстановителя 62, 220 (ф) электродный 220(ф) Потт И. 17 Правило Бертолле 53 запрета 38, 208 (Ае) Хунда 38, 208 (Ае) Празеодим см. Лантаноиды Практический выход 218 (т]) Принцип запрета 38, 208 (Ne) Ле-Шателье 215 (а, 2) минимума энергии 38, 208 (We) Пристли R. 21 Продукты реакции 53 Произведение растворимости 79, 221 (ПР) Прометий см. Лантаноиды Простые вещества 84, 89 см. также Амфигены, Благородные газы, Ме- таллы, Неметаллы Протактиний см. Актиноиды Протий 88, 206 (пг) Протолиз 204 (Кк, Ко) форма записи уравнений 54 Протон 209 (Afp) масса 206 (т) Протонная теория кислот и оснований 74, 203 (/Q, 204 (Лк, Ко), 215 (а, 2) Радий 7, 9, 12, 28, 37, 40 Радикалы, строение 41, 43, 45, 48 Радиоактивные элементы 9, 34 Радиус 211 (г) см. также Атомный ра- диус, Ионный радиус, Ковалентный радиус Радон см. Благородные газы Разбавления закон 215(а,2) Рамзай У. 16 Распространенность элементов, физи- ческая и химическая 9, 10 Растворимое стекло 99 Растворимость 78, 205 (L) Растворы способы приготовления 193 плотность 195 Реагенты 53 Реактивы в лаборатории 230 плотность растворов 196 Реакция см. Химические реакции Редкоземельные элементы 97 Резерфорд Д. 16 Резерфорд Э. 30 Рений 7, 9, 12, 28, 37, 40 Ржавление железа (образование ржав чины) 142 (5411) Рихтер В. Ю. 19 Родий см. Платина, семейство Ртуть 7, 8, 12, 24, 28 атом, строение 36 окисление 66 распространенность 10 соединения, восстановление 63 — кислотно-основные свойства 75 — строение и связь 47 соли, гидролиз 81 — несуществование 81 — растворимость 78, 80, 81 степени окисления 8 термодинамика 58 электроотрицательность 40 248
Ртуть(П), нйтридо- 168 (799), 169 ( 809) Рубидий 7, 8, 12, 28 атом, строение 37 окисление 67 распространенность 9 соединения, растворимость 78 степени окисления 9 термодинамика 60 электротрицательность 40 Рутений см. Платина, семейство Рэлей Д. 16 Ряд напряжений металлов, электрохи- мический 69 Сажа 25 Самарий см. Лантаноиды Свинец 7, 8, 12, 23, 24, 28 атом, строение 37 гидроксокарбонат 24 окисление 67 распространенность 9 соединения, восстановление 61, 64 — кислотно-основные свойства 75 — растворимость 79—81 соли, гидролиз 81 степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Связь см. Химическая связь Секции элементов (s-, р-, d-, f-) 88 Селен 7, 9, 12, 28 атом, строение 37, 39 восстановление 64 красный 60 окисление 68 распространенность 10 серый 60 соединения, восстановление 64 — кислотно-основные свойства 74, 75 — окисление 68 — растворимость 78, 81 степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Селенат-ион SeOj“ 64 Селенид-ион S2~ 75 см. также Гидро- селенид-ион Селенистая кислота H2SeO3 75 Селенит-ион SeO2— 75 см. также Гид- роселенит-ион Селеновая кислота H2SeO4 74, 78 Селеноводород H2Se 75, 81 Селитра 25, 97, 166 Семейства элементов 88 см. также Железо, семейство; Платина, се- мейство Сент-Клер Девилль А. 16 Сера 7, 8, 12, 24, 25, 28 атом, строение 37, 39 восстановление 64 общая характеристика 160 окисление 68 распространенность 9 свойства, получение 161(73) соединения, восстановление 64 — кислотно-основные свойства 75 — окисление 61, 68 — растворимость 82 — строение и связь 42, 45 степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Cepa(IV), оксид 11, 45, 61, 64, 68, 75, 82, 161, 163(75) — полигидрат 91, 163(75) Сера (VI), оксид 45, 60, 64, 161, 164 (76) Серебро 7, 8, 12, 25, 28 атом, строение 35 катион, константа кислотности 74 окисление 65 распространенность 10 самый крупный самородок 25 соединения, строение и связь 46 соли, растворимость и гидролиз 78, 80, 81 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Серебро(1), аммин- 169 (806) Серная кислота 25, 44, 58, 61, 74, 81, 91, 161, 165(77) см. также Дисерная кислота, Пероксодисерная кислота, . Тиосерная кислота Сернистая кислота, несуществование 163(75) Сернистый газ 24, 96 см. также Cepa(IV), оксид Сероводород 44, 58, 61, 68, 75, 81, 90, 161, 162(74) Сероводородная вода (кислота) 98, 162(74*) Серое олово 23 Серый селен 60 Силан 44, 60, 90, 185 (977) Силикагель 97, 186(99) Силикат-ион см. Метасиликат-ион, Ор- тосиликат-ион Силикат(1У), фторо- 186(98*) Силицид 185 (977) Символы элементов 8, 27 Сингония веществ 56 Синильная кислота 98 Систематические названия 88, 89 Скандий 7, 8, 12, 28 атом, строение 37, 39 гидроксид Sc(OH)3 80 катион, константа кислотности 75 распространенность 10 соединения, строение и связь 47 249
степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Склодовская-Кюри М. 30, 31 Скорость реакции 213(о) Сложные вещества 84, 90 см. также Бинарные соединения, Гидроксиды, Оксиды, Соли Сода 23, 97 питьевая 97 Соли 86 см. также Бескислородные со- ли, Двойные соли, Кислые соли, Основные соли, Средние соли гидролиз 81 растворимость 78, 79 Соль бертоллетова 97 поваренная 23, 97 Сольве способ 23, 111 (510) Соляная кислота 98 Сопряженная пара кислота/основа- ние 74 Сохранения массы закон 206 (т) энергии закон 201 (Е) Специальные названия 88—90 Среда см. Кислотная среда, Нейтраль- ная среда, Щелочная среда Средние соли 86 — несуществование 81 Сродство к электрону 39, 200(Я) Сталь 20, 99, 142(54) Станнат(П) гидроксо- 110(48) хлоро- 156(69*) Станнат(1У) гидроксо- 110(48) хлоро- 156 ( 698) Стекло жидкое 99 кварцевое 185(98) растворимое 99 Степень гидролиза, диссоциации и протолиза 215(а, 2) окисления элемента 8, 62, 65, 219 (±v) протекания реакции 215(а,2) Стрелка в уравнениях 53 Стронций 7, 8, 12, 28 атом, строение 38 окисление 68 распространенность 9 соединения, растворимость 79—81 соли, гидролиз 81 степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Структурные формулы 41 Сулема 24, 97 Сульфат см. Алюминий, Аммоний, Же- 250 лезо(П), Калий, Кальций, Натрий, Хром -ион 45, 64, 91 см. также Гидросуль- фат-ион, Дисульфат-ион, Пероксоди- сульфат-ион, Тиосульфат-ион Сульфид см. Алюминий, Аммоний, Же- лезо(П), Медь, Натрий, Сурьма -ион S2” 68, 75 см. также Гидро- сульфид-ион Сульфит см. Натрий -ион 45, 68, 75, 91 см. также Гидро- сульфит-ион Суперфосфат 97, 99, 134(42) Сурик 24 Сурьма 7, 8, 12, 25, 28 атом, строение 37 гидроксид, константа кислотности 75 распространенность 10 степени окисления 9 сульфид, растворимость 80 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Таллий 7, 8, 12, 28 атом, строение 38 катион 75 распространенность 10 соединения, растворимость 79, 81 соли, гидролиз 81 степени окисления 9 электроотрицательность 40 Тантал 7, 9, 12, 28, 38, 40 Твердые вещества запись в уравнениях 53 при комнатных условиях 57 растворимость 78, 79, 81 Теллур 7, 8, 12, 28 атом, строение 38 распространенность 10 соединения, кислотно-основные свой ства 75 — растворимость 81 степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Теллурид-ион Те2“ 75 см. также Гид- ротеллурид-ион Теллуристая кислота Н2ТеО3 75 Теллурит-ион TeOf- 75 см. также Гид- ротеллурит-ион Теллуровая кислота см. Ортотеллуро- вая кислота Теллуроводород Н2Те 75, 81 Температура влияние на равновесие 215(а, 2) термодинамическая 212(Т) указание в уравнениях 55 Цельсия 212 (/) Тенар Л. 21, 23
Теннант С. 26, 27 Теория кислот и оснований Аррениуса 203 (Ап. Кг), 204 (Лдк, кдо), 215 (а, 2) протонная, кислот и оснований 74. 203 (КД 204 (Кк, КД 215 (а, 2) Тепловой эффект гидратации 211 (<?гидр) разрушения кристаллической решет- ки 211 (<?кр) — межмолекулярных связей в воде 2Н(0Н2О) — межмолекулярных связей в жид- кости 211 (Q*) растворения 211 реакции, запись в уравнениях 210 (Q) Тербий см. Лантаноиды Термодинамические константы 56 Тетраборат-ион 91 Тетратионат-ион 91, 114 (12s) Тетратионовая кислота 91 Тетраэдрическая форма 48 Технеций 7, 9, 12, 28, 38, 40 Тионат-ион см. Тетратионат-йон Тионовая кислота см. Тетратионовая кислота Тиосерная кислота 91 Тиосульфат см. Натрий -ион 68, 91 Тиоцианат-ион 44, 90 Тип гибридизации 43, 48 Типичные металлы и неметаллы 88 Титан 7, 8, 12, 28 атом, строение 38, 39 -кальций оксид (СаТ1)О3 57 окисление 68 распространенность 9 соединения, восстановление 64 — кислотно-основные свойства 75 — окисление 61, 68 — строение и связь 47 степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Томаса процесс 20 Торий см. Актиноиды Традиционные названия 88, 89, 91 Треугольная форма 48 Тривиальные названия 96—99 Тригональная форма 48 Тригонально-бипирамидальная фор- ма 48 Тридимит 185(98) Тритий 42, 58, 88 см. также Водород Тройная связь 41, 201 205 (/СД Тулий см. Лантаноиды Турнбуллева синь 96 Тяжелая вода 44, 58, 96, 153(67) Угарный газ 96 см. также Углерод(П), оксид Углекислый газ 96 см. также Угле- род(1У), оксид Углерод 7, 8, 12, 25, 28 аллотропия 25, 180 атом, строение 35, 39 общая характеристика 179 окисление 61, 65 распространенность 9 свойства, получение 180(93) соединения, кислотно-основные свой- ства 74, 75 — окисление 61, 65 — растворимость 81 — строение и связь 42 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Углерод(П), оксид 11, 42, 57, 61, 65, 81, 93, 180, 181 (94) Углерод(1У) оксид 11, 43, 57, 81, 180, 182(95) — гидрат 183(96) Углеродная единица 206 (та) Уголь 16, 21—23, 25—27 Угольная кислота 75, 91, 180, 183(96) Уксусная кислота СН3СООН 57, 74, 81 Ульоа, де- А. 24 Уравнение Фаянса 211 (Q^) Уравнения реакций см. Химические ре- акции Уран см. Актиноиды Уранил, катион 90 Устаревшие название 94 Ученые-химики (краткие биографии) 221 Фаянса уравнение 211 (Q<p)) Фенолфталеин 76 Ферми 3. 33 Фермий см. Актиноиды Феррат см. Калий -ион 47, 63 , 91, 128 ( 322) Феррат(П) гидроксо- 142(54*) оксо- 143 (553) циано- 58, 77, 117, 130(36), 147 (6114), 148 (6212) Феррат(— 11), карбонил- 150(65°) Феррат(Ш) гидроксо- 145(593) оксо- 144 (563) ортофосфато- 148 (6215) тиоцианато- 148(6213) фторо- 148 (62*3,14) циано- 58, 77, 117, 130(37) Ферриты 143(56) 251
Ферросилиций 185(97) 185 (987) Феррохром 99, 180 (935) Ферсман А. Е. 26 Физические величины и постоянные 198 Формиат-ион НСОО 75 Формулы см. Химические формулы Формульная единица 207(N) Фосген 97, 182 (945) Фосфат-ион см. Гидроортофосфат-ион, Дигидроортофосфат-ион, Дифосфат- ион, Метафосфат-ион, Ортофосфат- ной Фосфин 45, 60, 82, 90, 175, 177(88) Фосфинат-ион 67, 75, 91, 177 (884) Фосфиновая кислота 61, 67, 75, 91, 177 (883) Фосфонат-ион 67, 75, 91, 179 (912) Фосфоний иодид 177 (885) катион PH/ 45 Фосфоновая кислота 61, 67, 75, 78, 91, 179 (911) Фосфор 7, В, 12, 26, 28 аллотропия 26, 176 атом, строение 37, 39 белый 26, 60, 176(87) восстановление 64 красный 26, 60, 176 общая характеристика 175 окисление 67 распространенность 9 свойства, получение 175, 176(87) соединения, окисление 67 — строение и связь 42, 44, 51 степени окисления 9 термодинамика 60 черный 60, 176 электроотрицательность 40 Фосфор(Ш), хлорид 44, 60, 175, 178(91) Фосфор(У) оксид 60, 175, 177(89) хлорид 44, 60, 175, 179(92) Фосфоресценция 26 Фосфорная кислота см. Дифосфорная кислота, Метафосфорная кислота, Ортофосфорная кислота Франций 7, 8, 12, 28, 36, 40 Фтор 7, 8, 12, 26, 28 атом, строение 36, 39 распространенность 9 соединения, восстановление 61, 63 — кислотно-основные свойства 75 — растворимость 81 — строение и связь 42 степени окисления 8 термодинамика 58 электроотрицательность 40 Фторид-ион F" 75 Фтороводород 11, 42, 58, 63, 75, 81, 90 Фтороводородная кислота 98 Фуллерен 89, 181 (93) Халцедон 185(98) Халькогены 88 см. также Кислород, Полоний, Селен, Сера, Теллур Химическая связь длина 42, 43, 45, 205 (/св) кратность 41 энергия 42, 43, 45, 201 (£св) а-, расположение в пространстве 48 о- и л-, указание в пространственных изображениях 49, 51 Химические названия правила составления 89, 92, 93 систематические 88, 89 современные 87 специальные 88—90 традиционные 88, 89, 91 тривиальные 96 устаревшие 94 Химические реакции гидролиза и электролиза, составле- ние уравнений 53, 54 кислотно-основные 74, 203 (/С, КХ 204 (Кх, К„) направление 55, 69 обменные, определение возможности протекания 55 окислительно-восстановительные, определение возможности протека- ния 56, 69 прямые и обратные 55 термодинамическая возможность протекания 55 уравнения, формы записи 53—55 Химические формулы простых и сложных веществ 89 современные 87 устаревшие 94 Химические частицы см. Ионы, Моле- кулы, Радикалы Химические элементы амфотерные 88 атомные массы, относительные 34 групповые названия 88 даты и авторы открытия 12 жизненно важные 11 кларки 10 металлические 88 названия английские, французские и немецкие 231 — латинские 27 — русские 7, 27 неметаллические 88 порядковые номера 7 происхождение названий и символов 27 радиоактивные 9, 34 252
распространенность 9 редкоземельные 97 секции s- р- d- f- 88 символы 8, 88 степени окисления 8 электроотрицательность 39 Хлор 7, 8, 12, 26, 28 атом, строение 35, 39 общая характеристика 154 распространенность 9 растворимость 81 свойства, получение 155(68) соединения, восстановление 61, 63 — кислотно-основные свойства 75 — окисление 65, 66 — строение и связь 42, 44 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Хлорат см. Калий -ион 44, 63, 91 1м. также Перхло- рат-ион Хлорид см. Алюминий, Аммоний, Гид- разиний, Гидроксиламиний, Желе- зо(Н), Железо(1П), Калий, Кальций, Кремний(1У), Мышьяк, Натрий, Фосфор(Ш), Фосфор(У) -ион СГ 65, 156(69) Хлористая кислота 75, 91 Хлорит-ион 44, 75, 91 см. также Гипо- хлорит-ион Хлорная вода 98, 155(68*) Хлорная известь см. Белильная из- весть Хлорная кислота 44, 58, 74, 91 Хлорноватая кислота 44, 63, 74, 75, 91 Хлороводород 11, 42, 58, 74, 81, 90, 155, 156(69) Хлороводородная кислота 61, 98, 156 Холл Ч. 16 Хром 7, 8, 12, 27, 28 атом, строение 35, 39 окисление 66 распространенность 9 соединения, восстановление 63 — кислотно-основные свойства 74 — окисление 66 — растворимость 78, 80, 81 — строение и связь 46 соли, гидролиз 81 — несуществование 81 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Хром(Ш) -калий сульфат 58, 77, 117, 122(24) катион 63, 74, 122(24) Хромат см. Калий -ион 46, 63, 75, 91, 124 (28) см. также Гидрохромат-ион, Дихромат-ион Хромат(Ш), гидроксо- 123 (243) Хромирование 27 Хромовая кислота 75, 91 см. также Дихромовая кислота Хромовая смесь 98, 125(29) Хромпик 97 Хунда правило 38, 208 (Ne) Царская водка 20, 98, 173, 174 (8613) Цвет ионов с центральным атомом d-эле- мента 46 реагентов и продуктов, указание в уравнениях 55 Цезий 7, 8, 12, 28 атом, строение 35 окисление 66 распространенность 10 соединения, растворимость 77 степени окисления 8 термодинамика 57 электроотрицательность 40 Центральный атом 43, 45, 48 Церий см. Лантаноиды Циан CN 42 см. также Дициан Цианамид 136 (477), 167 (78б) -ион 90 Цианат-ион см. Тиоцианат-ион Цианид-ион 42, 75, 90 Цианирование 20 Циановодород 44, 52, 58, 75, 90 Цинк 7, 8, 12, 27, 28 атом, строение 38, 39 окисление 61, 68 распространенность 9 соединения, кислотно-основные свой- ства 75 — растворимость 79, 81 — строение и связь 47 соли, гидролиз 81 степени окисления 9 термодинамика 60 электроотрицательность 40 Цирконий 7, 9, 12, 28, 38, 40 Черный порох 121(215) фосфор 60, 176 см. также Фосфор Число Авогадро 208 ({jVA)) Числовые приставки 89 Чугун 20, 99, 142(54) Шапталь Ж. 16 Шееле К. 21, 22, 25, 26 Шкала электроотрицательности неме- таллов 41 Шпинели 143(56) Шрёттер А. 26 253
Щавелевая кислота Н2С2О4 61, 65, 75, 78 Щелочная среда в окислительно-восстановительных реакциях 61, 72 полуреакции восстановления окис- лителей 62 — окисления восстановителей 65 Щелочноземельные элементы 88 см. также Барий, Кальций, Радий, Стронций Щелочные элементы 88 см. также Ка- лий, Литий, Натрий, Рубидий, Фран- ций, Цезий Эйнштейн А. 34 Эйнштейний см. Актиноиды Эка-алюминий см. Галлий Эка-силиций см. Германий Экзотермический эффект, запись в уравнениях 210(Q) Экстракция брома и иода в органиче- скую фазу 129 Электрический заряд 211 219(v±) Электродный потенциал 220 (<р) Электролиз запись уравнений 54 воды 154 (6712) нейтральных, кислых и щелочных растворов 154 (6712) Электролитическая диссоциация, урав- нения 54 Электрон 208 (Ае) см. также Электро- ны масса 206 (т) Электронные конфигурации атомов 38 Электронные пары см. Электроны Электронныеtформулы атомов 34 Электроны неподеленные пары 43, 46, 49, 51 неспаренныё 42, 43, 46 Электроотрицательность элементов 39, 41. 220 (х) Эндотермический эффект, запись в уравнениях 210 (Q) Энергетика реакций 55 Энергетические подуровни атома 38, 48 Энергия 201(f) Гиббса 203(G) — образования вещества 56, 216 (AGT) — реакции 55, 216 (AGT) ионизации 39, 202 (/) связи 42, 43, 45, 201 (fCB) Энтальпия 202 (Н) изменение 217 (А77) образования вещества 56, 217 (А//) реакции 55, 217 (А//) Энтропия 212 (S) вещества 56, 212(S) изменение 218 (AS) реакции 55, 218 (AS) Эрбий см. Лантаноиды Эрстед X. 16 Эру П. 16 Этанол (этиловый спирт) 57, 61, 65 Эффективный заряд 218 (6 ±)
УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ Лидин Ростислав Александрович Справочник по общей и неорганической химии Зав. редакцией Л. И. Елховская Редакторы Т. В. Литвиненко, О. В. Юрченко Художник О. М. Шмелев Художественный редактор Е. А. Финогенова Технический редактор Н. П. Торчигина Корректор Л. К. Никитина Сдано в набор 27.06.96. ДР № 010001. Подп. в печ. 11.03.97. Формат изд. 60Х901/16. Усл. печ. л. 16,0. Печать офсетная. Тираж 30 000 экз. Заказ 232. Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Просвещение» Комитета Российской Федерации по печати. 127521, Москва, 3-й проезд Марьиной Рощи, 41. «Учебная литература», 117571, Москва, проспект Вернадского, 88, Московский педагогический государственный университет, тел. 437-46-97, 932-56-21, 437-11-11. Саратовский ордена Трудового Красного Знамени полиграфический комбинат Государственного комитета Российской Федерации по печати. 410004, Саратов, ул. Чернышевского, 59.
СПРАВОЧНИК Cl ПО ОБЩЕЙ И НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ • История открытия элементов • Геометрическое строение молекул • Кислотно-основные реакции • Окислительно-восстановитель- ные реакции • Реакции гидролиза • Оксиды, кислоты, основания, соли • Формулы и названия веществ • Химические реакции для 100 веществ • Способы приготовления растворов...