Тяжелые р – элементы -полуметаллы

Содержание

Слайд 2

Атомные характеристики тяжелых р – элементов s2[__] p2[__]__]__] s2[__] p3[__]__]__] s2[__]

Атомные характеристики тяжелых р – элементов
s2[__] p2[__]__]__] s2[__] p3[__]__]__] s2[__] p4[__]__]__]

IV V VI
937
0,129 Ge 7,90
2,02 (-4,+2,+4)
232 630
0,141 Sn 7,34 0,140 Sb 8,64
1,72 (-2,+2,+4) 1,82 (-3,+3,+5)
327 271 254
0,154 Pb 7,42 0,146 Bi 7,29 0,146 Po 8,43
1,55 (-2,+2,+4) 1,67 (-3,+3,+5) 1,76 (-2,+2,+4)

1. Температура плавления 0С
2. радиус, нм
3. Первый потенциал ионизации, эv
4.Относительная электроотрицательность
5.(-n, +n) – возможные степени окисления элементов

Слайд 3

Прогнозирование свойств тяжелых р - элементов

Прогнозирование свойств тяжелых р - элементов

Слайд 4

Проявление свойств «металличности» и «неметалличности» у атомов элементов и их соединений. Физические свойства.

Проявление свойств «металличности» и «неметалличности» у атомов элементов и их соединений.

Физические свойства.
Слайд 5

Слайд 6

Химические свойства.

Химические свойства.

Слайд 7

Вывод: Тяжелые р – элементы, называемые полуметаллами, будут сочетать в себе

Вывод:

Тяжелые р – элементы, называемые полуметаллами, будут сочетать в себе свойства

«металличности» и «неметалличности». В плане химических свойств можно ожидать проявления основности или амфотерности в низших положительных степенях окисления и кислотности – в высших.
Отрицательные степени окисления, скорее всего будут нестабильны, так же как и высшие положительные, т.е. первые должны быть хорошими восстановителями, а последние – сильными окислителями именно в силу нестабильности.
Можно ожидать сильной склонности к гидролизу катионов полуметаллов, их основания будут нерастворимы в воде, но растворяться в кислотах и скорее всего в щелочах.
Возможно образование комплексов и склонность к полимеризации, т.к. молекулярные формы существования для них не будут характерны, а скорее атомные и атомно- металлические решетки. Вряд ли они будут полезны, как конструкционные материалы в силу относительно невысоких температур плавления и низкой твердости, но может быть использована их достаточная химическая инертность. В земной коре скорее всего будут образовываться минералы в глубине и поэтому это будут сульфидные и, возможно, оксидные руды.
Слайд 8

Литературные данные 1). Общая химия в формулах, определениях, схемах. Под редакцией

Литературные данные

1). Общая химия в формулах, определениях, схемах. Под редакцией В.Ф.

Тикавого. Минск. Издательство Университетское, 1987.
2). Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник Изд. 2е, испр. и доп. Изд – во «Химия», 1978
3). Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии, 5 – е издание, перераб. и доп. – М.: «Химия», 1979.
4). Химический энциклопедический словарь. М.: «Советская энциклопедия», 1983
5). Реми Г. Курс неорганической химии в 2х томах. М.: Изд-во иностранной литературы, 1960
6). Некрасов Б.В. «Основы общей химии в 2х томах. М.: Химия, 1973
7). Клячко Ю.А., Шапиро С.А. Курс химического качественного анализа. М.:Гос. научно-техн. изд-во химической литературы, 1960
Слайд 9

Для элементов IVA подгруппы ПСЭ

Для элементов IVA подгруппы ПСЭ

Слайд 10

Для элементов VА подгруппы ПСЭ

Для элементов VА подгруппы ПСЭ

Слайд 11

Для элементов VIA подгруппы ПСЭ

Для элементов VIA подгруппы ПСЭ

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Экспериментальная часть

Экспериментальная часть

Слайд 15

Опыт 1. Внешний вид полуметаллов: образцы олова, свинца, висмута, германия, сурьмы.

Опыт 1. Внешний вид полуметаллов: образцы олова, свинца, висмута, германия,

сурьмы. Характеризуем : цвет, блеск, ковкость, электропроводность, плавкость чистых металлов и сплавов:
Слайд 16

Германий

Германий

Слайд 17

Свинец

Свинец

Слайд 18

Олово

Олово

Слайд 19

Сурьма

Сурьма

Слайд 20

Висмут

Висмут

Слайд 21

Опыт 2. Взаимодействие полуметаллов с простыми веществами. Образование прочных оксидных плёнок

Опыт 2. Взаимодействие полуметаллов с простыми веществами. Образование прочных оксидных плёнок на

металлах при взаимодействии с кислородом воздуха. Выполнение опыта. 2 кусочка сплава Розе, состоящего из

 


 

Слайд 22

Опыт 3. Отношение свинца к разбавленным HCl, H2SO4, H3PO4, CH3COOH конц.

Опыт 3. Отношение свинца к разбавленным HCl, H2SO4, H3PO4, CH3COOH конц. кислотам.

Выполнение

опыта: зачистим наждачной бумагой или поскребем поверхность кусочков металла скальпелем.
В пробирки с 1-2 см3 указанных кислот поместим кусочки свинца и будем наблюдать в течении 1-2 минут. Отметим наблюдения, после чего пробирки с металлом подогреем в пламени горелки в течение 1 минуты и отметим изменения.
Слайд 23

Слайд 24

Отметим наблюдения в таблице. Растворимость свинца в кислотах, окисляющих ионом Н+

Отметим наблюдения в таблице. Растворимость свинца в кислотах, окисляющих ионом Н+

Слайд 25

Вывод Свинец нерастворим в соляной, серной и фосфорной кислотах вследствие образования

Вывод

Свинец нерастворим в соляной, серной и фосфорной кислотах вследствие образования на

его поверхности малорастворимых пленок солей хлорида, сульфата и фосфата свинца. При нагревании растворимость хлорида и сульфата свинца увеличиваются и на поверхности металла становятся заметны пузырьки водорода.

Pb + 2HCL = H 2 + PbCL2 ( белый кристаллический осадок )
Pb + H2 SO4 = H2 + PbSO4 ( белый кристаллический осадок )
3Pb +2H3 PO4 = 3H2 + Pb3 ( PO4 )2 ( белый осадок )
Слабая уксусная кислота практически не выделяет водорода, хотя образующийся ацетат свинца растворим в воде.

Слайд 26

Опыт 4. Отношение полуметаллов к кислотам, окисляющим анионом кислоты (HNO3 конц,

Опыт 4. Отношение полуметаллов к кислотам, окисляющим анионом кислоты (HNO3 конц,

H2CrO4, H2SO4 конц). Исследуемые полуметаллы : Sb, Sn, Pb, Bi. Данные сведем в таблицу.
Слайд 27

Слайд 28

Опыт 4.1 Sn + 2H2SO4 = SnSO4 + SO2 + 2H2O

Опыт 4.1

Sn + 2H2SO4 = SnSO4 + SO2 + 2H2O
Sn -

2e = Sn+2 ( восстановитель )
S+6 + 2e = S+4 ( окислитель )
Слайд 29

Опыт 4.2 8Pb + 19 H2SO4 = 8Pb (HSO4)2 + SO2

Опыт 4.2

8Pb + 19 H2SO4 = 8Pb (HSO4)2 + SO2 +

10H2O + S + H2S ( сера и сероводород – побочные продукты )
Слайд 30

Опыт 4.3 21H2SO4

Опыт 4.3

21H2SO4

 

 

 

Слайд 31

Опыт 4.4

Опыт 4.4

 

 

Слайд 32

Опыт 4.5

Опыт 4.5

 

Слайд 33

Опыт 4.6

Опыт 4.6

 

Слайд 34

Опыт 4.7

Опыт 4.7

 

Слайд 35

Опыт 4.8

Опыт 4.8

 

Слайд 36

Опыт 4.9

Опыт 4.9

 

Слайд 37

Опыт 4.10

Опыт 4.10

 

Слайд 38

Опыт 4.11

Опыт 4.11

 

Слайд 39

Опыт 4.12 Sn + H2CrO4 = … Продолжение напишите сами

Опыт 4.12

Sn + H2CrO4

= … Продолжение напишите сами

Слайд 40

Опыт 4.13 Pb + H2CrO4 = … Предлагаем дописать уравнения самостоятельно

Опыт 4.13

Pb + H2CrO4

= … Предлагаем дописать уравнения самостоятельно

Слайд 41

Опыт 5. Склонность солей полуметаллов к гидролизу. Соли: Bi(NO3)3, SnCl2, SbCl3,

Опыт 5.

Склонность солей полуметаллов к гидролизу.
Соли: Bi(NO3)3, SnCl2, SbCl3, Pb(NO3)2; лакмус

и УИБ.
5а)Выполнение опыта. На часовые стекла поместить по 0,5 микрошпателя сухих солей: Bi(NO3)3, SnCl2, SbCl3, Pb(NO3)2и прибавить к ним 3-4 капли воды, перемешать стеклянным микрошпателем и измерить рН полученных растворов универсальной индикаторной бумажкой.
Слайд 42

Перемешали стеклянным микрошпателем и измерили рН полученных растворов универсальной индикаторной бумажкой

Перемешали стеклянным микрошпателем и измерили рН полученных растворов универсальной индикаторной бумажкой

Слайд 43

Слайд 44

Уравнения реакций гидролиза катионов полуметаллов.

Уравнения реакций гидролиза катионов полуметаллов.

 

Слайд 45

Опыт 5.2

Опыт 5.2

 

Слайд 46

Перемешали стеклянным микрошпателем и измерили рН полученных растворов универсальной индикаторной бумажкой

Перемешали стеклянным микрошпателем и измерили рН полученных растворов универсальной индикаторной бумажкой

(отметили растворение солей в ацетоне)
Плохо растворяются висмут и свинец, обладающие более металлическими свойствами
Слайд 47

Bi(NO3) PH=1 В ацетоне гидролиз уменьшается, величины pH увеличиваются

Bi(NO3) PH=1

В ацетоне гидролиз уменьшается, величины pH увеличиваются

Слайд 48

Опыт 6. Исследование окислительно -восстановительных свойств полуметаллов и их соединений. Выполнение

Опыт 6. Исследование окислительно -восстановительных свойств полуметаллов и их соединений.  

Выполнение опыта:

В пробирку поместили 1-2 см³ ацетонового раствора SbCl ₃ и опустили туда зачищенный и обезжиренный ацетоном железный гвоздь.

 

Слайд 49

Опыт 6.2 Выполнение опыта: В пробирку поместить 1-2 см³ водного раствора

Опыт 6.2

 Выполнение опыта:
В пробирку поместить 1-2 см³ водного раствора CuSO₄

и опустить туда зачищенную пластину из свинца.

 

Слайд 50

Опыт 6.3 Выполнение опыта: Получили в пробирке раствор станнита натрия Na₂SnO₂,

Опыт 6.3

Выполнение опыта:
Получили в пробирке раствор станнита натрия Na₂SnO₂, для чего

в пробирку поместили 2 см³ концентрированной NaOH и добавили о,5 мл хлорида олова. Выпавший вначале осадок растворился
Во второй пробирке получим осадок Bi(OH)₃, приливая к 2 мл раствора Bi(NO₃)₃ 1 мл концентрированной NaOH до выпадения осадка.
К полученному осадку Bi(OH)₃ приливаем 1 мл полученного в первой пробирке Na₂SnO₂
Слайд 51

Восстановление висмута станнитом натрия в щелочной среде:

Восстановление висмута станнитом натрия в щелочной среде:

 

Слайд 52

Опыт 6.4 Выполнение опыта: Поместим в пробирку немного PbO₂ (0,5 микрошпателя),

Опыт 6.4

 
Выполнение опыта:
Поместим в пробирку немного PbO₂ (0,5 микрошпателя), прибавляем 1

см³ концентрированной HNO₃. Полученную смесь перемешиваем стеклянной палочкой и кипятим 1-2 минуты. Затем прибавляем не более 1-2 капель раствора MnSO₄ (или Mn(NO₃)₂) и снова нагреваем смесь до кипения. После охлаждения смеси прибавляем 3-5 капель воды и фильтрат отсасываем вчетверо сложенным бумажным фильтром. Фильтрат окрашивает бумагу в фиолетово – розовый цвет ионом MnO₄⁻
Слайд 53

После фильтрации:

После фильтрации:

 

Слайд 54

Опыт 6.5 Выполнение опыта: В пробирку помещаем 0,5 микрошпателя NaBiO₃, прибавляем

Опыт 6.5

Выполнение опыта:
В пробирку помещаем 0,5 микрошпателя NaBiO₃, прибавляем 3-4 капли

концентрированной HNO₃, 2-3 кристаллика AgNO₃, 2-3 капли раствора соли марганца (MnSO₄ или Mn(NO₃)₂), перемешиваем смесь стеклянной палочкой и даем постоять 1-2 минуты, затем смесь фильтруем через бумажный фильтр . Фильтрат окрашивает фильтр в фиолетово-розовый цвет ионом MnO₄⁻

После фильтрации:

 

Слайд 55

Опыт 6.6 Выполнение опыта: В пробирку помещаем 2-3 стружки магния, прибавляем

Опыт 6.6

Выполнение опыта:
В пробирку помещаем 2-3 стружки магния, прибавляем 2-3 капли

раствора соли сурьмы (III) (SbCl₃), несколько капель концентрированной HCl и смесь нагреваем.

Реакция

 

Слайд 56

Опыт 7.1 Процессы комплексообразования полуметаллов. Образование комплексной соли висмута.

Опыт 7.1 Процессы комплексообразования полуметаллов.
Образование комплексной соли висмута.

Слайд 57

Выполнение опыта. В пробирку поместим 2-3 капли соли висмута и 1

Выполнение опыта. В пробирку поместим 2-3 капли соли висмута и 1

каплю разб. KJ, появится черный осадок BiJ3

К этому осадку приливаем 1см3 10% KJ и наблюдаем его растворение вследствие образования комплекса [BiJ4 ]-

Слайд 58

Опыт 7.2 Образование комплекса свинца (II). Выполнение опыта. В пробирку с

Опыт 7.2 Образование комплекса свинца (II). Выполнение опыта. В пробирку с

раствором Pb(NO3)2 вносим 1-2 капли 10% KJ до выделения желтого осадка PbJ2 . К образовавшемуся осадку приливаем 1-2 см3 ацетонового раствора KJ- образуется бесцветный K[PbJ3 ]. Пропитанная ацетоновым раствором KPbJ3 фильтровальная бумага используется для обнаружения воды.
Слайд 59

Слайд 60

Опыт 7.3) Выполнение опыта . Обазование оксалатного комплекса олова (II) В

Опыт 7.3) Выполнение опыта . Обазование оксалатного комплекса олова (II)
В пробирку

поместили 2-3 капли ацетонового раствора SnCl 2 и по каплям прибавили раствор щавелевой кислоты H2C2O4 или оксалата аммония. В нейтральном или слабокислом растворе осаждается белый осадок SnC2O4. К осадку прибавляем избыток насыщенного раствора щавелевой кислоты . Осадок растворяется с образованием комплекса [Sn(C2O4)2] 2-
Комплекс довольно прочный, из его раствора H2S не осаждает осадка SnS в отличие от Sb3+
Слайд 61

Опыт 7.4 Na2S2O3 осаждает белый осадок из растворов солей свинца (

Опыт 7.4 Na2S2O3 осаждает белый осадок из растворов солей свинца (

II ) PbS2O3 , растворимый в избытке раствора тиосульфата натрия с образованием комплексной соли Na4[Pb(S2O3)3]. При нагревании с кислотой (H2SO4 или HCl) комплекс разлагается с выделением PbS.
Слайд 62

Слайд 63

Качественные реакции для распознавания катионов полуметаллов. Sb3+. Выполнение опыта. К 2-3

Качественные реакции для распознавания катионов полуметаллов.
Sb3+. Выполнение опыта. К 2-3

каплям раствора SbCl3 прибавляем 2-3 капли концентрированной HCl , 2-3 кристалла NaNO2 ДЛЯ окисления Sb+3 ---> Sb+5. Избыток азотистой кислоты устраняем прибавлением 2-3 капель насыщенного раствора мочевины, после чего 1 каплю полученного раствора Sb+5 прибавляем к 1 см3 метилового фиолетового (10 мг в 100 см3 воды). В присутствии сурьмы появляется фиолетовое окрашивание.
Слайд 64

Pb2+. Выполнение опыта. На предметное стекло наносим 1 каплю раствора соли

 

Pb2+. Выполнение опыта. На предметное стекло наносим 1 каплю раствора соли

Pb2+ ,
прибавляем 1 каплю разб. CH3COOH и каплю 0,1 раствора KI. В присутствии Pb2+ выпадают желтые листочки, имеющие форму треугольников.
Слайд 65

Sn2+ и Bi3+ Соль висмута в щелочном растворе восстанавливается станнитом натрия

Sn2+ и Bi3+ Соль висмута в щелочном растворе восстанавливается станнитом натрия

до металлического висмута, который выделяется в виде черного осадка.
Sn2+ К 1-2 каплям раствора FeCl3 прибавляем 1-2 капли раствора K3 Fe(CN)6 и 1 каплю раствора соли олова ( II ); получается синий осадок берлинской лазури:
6[Fe(CN)6]3- + 3Sn2+ +8Fe3+=3 Sn4+ +2Fe4[Fe(CN)6]3
Реакцию можно проводить на фильтровальной бумаге или на часовом стекле.

Sn2+ H2 в момент выделения восстанавливает Sn ( II ) и Sn ( IV) до оловянистого водорода SnH4 ¸который окрашивает пламя горелки в синий цвет.

Слайд 66

Выполнение опыта. К 3-5 каплям раствора соли олова ( II )

Выполнение опыта. К 3-5 каплям раствора соли олова ( II )

в фарфоровой чашке приливаем около 3 см3 конц. HCl и прибавляем кусочек металлического цинка. Смесь быстро перемешиваем небольшой пробиркой, заполненной холодной водой со снегом. Затем смоченную реакционной смесью часть пробирки вносим в зону несветящегося пламени горелки. В присутствии Sn2+ на поверхности пробирки появляется синее пламя , которое можно наблюдать также через синее стекло.
Zn + 2 HCL = ZnCL2 + 2H
SnCL2 + 6H = SnH4 + 2HCL

Sn+2 + 6e = Sn-4
2H0 - 2e = 2H+

Слайд 67

Исследование реакций осаждения солей полуметаллов . Опыт 8.1: Образование сульфидов. Выполнение:

Исследование реакций осаждения солей полуметаллов .   Опыт 8.1: Образование сульфидов.   Выполнение: На полоске

фильтровальной бумаги 4 – 5см шириной и длинной 15см. В середине полоски наметить простым карандашом точки – места нанесения капель солей полуметаллов: SnCl2 , SbCl3 , Bi(NO3)3 , Pb(NO3­­­)2 . Внизу под точками написать символы полуметаллов: Sn2+, Sb3+, Bi3+, Pb2+. На помеченные точки, аккуратно прикасаясь пипеткой с соответствующей солью, нанести 1 – 2 капли растворов солей.
Слайд 68

Когда соли впитаются в бумагу, сверху нанести по 1 капли раствора Na2S.

Когда соли впитаются в бумагу, сверху нанести по 1 капли раствора

Na2S.
Слайд 69

 

Слайд 70

Слайд 71

Слайд 72

Слайд 73

Слайд 74

Результаты наблюдений

Результаты наблюдений

Слайд 75

Склонность полуметаллов к полимеризации

Склонность полуметаллов к полимеризации

Слайд 76

Слайд 77

Слайд 78

Слайд 79

Слайд 80

Слайд 81