पढाई का स्तर: III (एक्स क्लास)।

चरित्र अभिविन्यास:औसत स्तर।

अग्रणी सिद्धांत:सक्रिय, संचारी।

प्रमुख विधि:समस्या-खोज।

पाठ का त्रिगुण लक्ष्य:

1) शैक्षिक पहलू

• अकार्बनिक यौगिकों के मुख्य वर्गों के बारे में छात्रों द्वारा पहले प्राप्त ज्ञान को अद्यतन और सारांशित करना।
• रासायनिक प्रतिक्रियाओं के समीकरण लिखने के लिए छात्रों की क्षमता को समेकित करने के लिए उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड्स.
• छात्रों के बीच "उभयचर" की अवधारणा के गठन को जारी रखने के लिए।

2) विकासात्मक पहलू

• गुणात्मक समस्याओं को हल करने और अभ्यास करने में अपने ज्ञान को लागू करने की संभावना दिखाएं।
• कौशल निर्माण जारी रखें संज्ञानात्मक गतिविधि, छात्रों को पेश की गई समस्या के अनुभव की व्याख्या करके।
• प्रयोगों के परिणामों की तुलना, विश्लेषण और तुलना करने की क्षमता का निर्माण जारी रखें;
• विभिन्न वस्तुओं के बीच सादृश्य बनाने की क्षमता का गठन;
• ध्यान और स्मृति का विकास।
• प्रयोगात्मक कौशल का विकास।

3) शैक्षिक पहलू

• वैज्ञानिक दृष्टिकोण का गठन।
• शैक्षिक कार्य की संस्कृति का गठन।
• प्रयोग करते समय शैक्षिक और श्रम गतिविधियों के सौंदर्यशास्त्र पर ध्यान दें।
• संचार की संस्कृति की शिक्षा, जोड़े में बातचीत करने की क्षमता;
• छात्रों के बीच मानसिक कार्य की संस्कृति का निर्माण, कार्यों को पूरा करने में सटीकता और सूत्र लिखना।
• प्रकृति और समाज के हिस्से के रूप में मनुष्य की शिक्षा, उनके कानूनों के अधीन।

उपकरण और अभिकर्मक:जिंक क्लोराइड, सोडियम हाइड्रॉक्साइड, अमोनिया, एल्युमिनियम क्लोराइड के घोल, हाइड्रोक्लोरिक एसिड के, मैग्नीशियम क्लोराइड, सोडियम क्लोराइड; परखनली।

कक्षाओं के दौरान

1. संगठनात्मक क्षण

2. कवर की गई सामग्री की पुनरावृत्ति

ब्लैकबोर्ड पर व्यक्तिगत सर्वेक्षण:

पहला छात्र - "एसिड के रासायनिक गुण"
- दूसरा छात्र - "आधारों के रासायनिक गुण"।

इस समय, वर्ग कार्य करता है:निम्नलिखित में से किस पदार्थ के साथ सोडियम हाइड्रॉक्साइड प्रतिक्रिया करेगा, और किस हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ?

संभावित प्रतिक्रिया समीकरण लिखें।

पदार्थ: HNO 3 , CaO , CO 2 , СuSO 4 , Cu(OH) 2 , P 2 O 5 , ZnO, AgNO 3 ।

फिर एक छात्र बोर्ड पर इस कार्य को पूरा करता है, और बाकी की जाँच करता है।

डेस्क पर:

1.	NaOH + HNO 3 \u003d NaNO 3 + H 2 O 2 नाओएच + सीओ 2 \u003d ना 2 सीओ 3 + एच 2 ओ 2 NaOH + CuSO 4 = Na 2 SO 4 + Cu(OH) 2 2 NaOH + ZnO Na 2 ZnO 2 + H 2 O 6 NaOH + P 2 O 5 \u003d 2Na 3 PO 4 + 3H 2 O
2.	2HCl + CaO = CaCl 2 + H 2 O 2HCl + Cu(OH) 2 = CuCl 2 + 2H 2 O 2HCl + ZnO = ZnCl 2 + H 2 O एचसीएल + एग्नो 3 \u003d एजीसीएल + एचएनओ 3

3. नई सामग्री सीखना

पाठ विषय:"एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड्स"।

पाठ का आदर्श वाक्य: "रसायन विज्ञान हाफ़टोन का विज्ञान है।"
ई.ई. निफ़ान्तिएव।

ज्ञान अद्यतन

शिक्षक:हमारे पाठ का विषय "एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड्स" है। हमारा काम यह जानना है कि किन यौगिकों को एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड कहा जाता है और उनके क्या हैं रासायनिक गुण; समझें कि उभयचरवाद का कारण क्या है; प्रतिक्रिया समीकरण लिखने में सक्षम हो जो एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड्स के रासायनिक गुणों को दर्शाते हैं।

तो आइए "एम्फोटेरिक" के बारे में आप जो पहले से जानते हैं उसका पुनर्कथन करें।

विद्यार्थी:उभयधर्मी यौगिक मूल और दोनों को प्रदर्शित करते हैं अम्ल गुण.

शिक्षक:हम पहले ही एम्फोटेरिक ऑक्साइड से मिल चुके हैं। क्या आप मुझे बता सकते हैं कि कौन से तत्व इन यौगिकों का निर्माण करते हैं?

विद्यार्थी:ऑक्सीकरण अवस्था में धातुएँ +3 और +4, साथ ही ऐसी धातुएँ जिनके धात्विक गुण स्पष्ट नहीं हैं (तत्वों की आवर्त सारणी में, वे धातुओं और अधातुओं के बीच, विकर्ण के साथ स्थित हैं)। उदाहरण के लिए: Be, Zn, Ge, आदि।

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड के भौतिक गुण

शिक्षक:एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड पानी में अघुलनशील ठोस होते हैं, जो आमतौर पर सफेद रंग के होते हैं।

रसीद

शिक्षक:यह ध्यान में रखते हुए कि वे जल में अघुलनशील हैं, उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड बनाने की एक विधि सुझाइए।

विद्यार्थी:संबंधित धातु और क्षार के घुलनशील नमक के बीच एक विनिमय प्रतिक्रिया। (प्रदर्शन प्रयोग)

ZnCl 2 + 2NaOH = Zn(OH) 2 + 2NaCl
Zn 2+ + 2OH - \u003d Zn (OH) 2

शिक्षक:परंतु! क्षार की अधिकता बनने वाले अवक्षेप को घोल सकती है, इसलिए एक कमजोर आधार लिया जाता है - NH 3 * H 2 O (अमोनियम हाइड्रॉक्साइड या अमोनिया हाइड्रेट)।

रासायनिक गुण

शिक्षक:प्रसिद्ध ज्ञान कहता है: "अनुभव ज्ञान का मार्ग है।" इसलिए, आप जोड़े में एक प्रयोगशाला प्रयोग करके एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड के रासायनिक गुणों का निर्धारण करेंगे।

व्यायामएल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड प्राप्त करें और इसके रासायनिक गुणों का निर्धारण करें। ऐसा करने के लिए, आपके पास टेबल पर एल्यूमीनियम क्लोराइड, अमोनिया, हाइड्रोक्लोरिक एसिड और सोडियम हाइड्रॉक्साइड के समाधान हैं। सुरक्षा नियमों का पालन करना याद रखें।रासायनिक अभिक्रियाओं के समीकरण लिखिए।

छात्र प्रयोग करते हैं, नोटबुक में प्रतिक्रिया समीकरण लिखते हैं।

एक छात्र ब्लैकबोर्ड पर जाता है और सभी समीकरणों को लिखता है और प्रेक्षित परिघटनाओं की व्याख्या करता है।

AlCl 3 + 3NH 3 * H 2 O \u003d Al (OH) 3 + 3NH 4 Cl

निष्कर्ष: ऐलुमिनियम हाइड्रॉक्साइड अम्ल और क्षार दोनों के साथ अभिक्रिया करता है, अर्थात्। उभयचर गुण प्रदर्शित करता है।

शिक्षक:इन यौगिकों की उभयधर्मी प्रकृति का कारण क्या है?

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, उनके पृथक्करण पर विचार करें।

जलीय घोल में, एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड व्यावहारिक रूप से अलग नहीं होते हैं, लेकिन एसिड और क्षार के घोल में वे दो तरह से अलग हो सकते हैं।

शिक्षक। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि क्षार के साथ एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड की बातचीत के दौरान बनने वाले आयनिक लवण एक क्षारीय माध्यम में स्थिर होते हैं, लेकिन जब समाधान अम्लीकृत होते हैं तो नष्ट हो जाते हैं।

ना + 4HCl \u003d NaCl + AlCl 3 + 4H 2 O

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड, जैसे अघुलनशील क्षार, गर्म होने पर विघटित होते हैं:

2Al(OH) 3 Al2O 3 + 3H 2 O

4. फिक्सिंग

प्रायोगिक कार्य।सोडियम, मैग्नीशियम और एल्युमिनियम क्लोराइड के घोल वाली तीन परखनियाँ दी गई हैं। कैसे निर्धारित करें कि किस परखनली में कौन सा पदार्थ है?

एक प्रतिभागी प्रदर्शन तालिका में जाता है और प्रयोग करता है।

5. पाठ को सारांशित करना

शिक्षक:इसलिए, हमारे पाठ को संक्षेप में, मैं यह कहना चाहूंगा कि उभयचरता न केवल एक रासायनिक श्रेणी है, बल्कि एक दार्शनिक भी है: के साथ यूनानीशब्द "एम्फोटेरोस" का अनुवाद "एक और दूसरे" के रूप में किया गया है, अर्थात, इस अवधारणा का अर्थ है विरोधों की एकता।

और यह पहले से ही प्रकृति के बुनियादी नियमों में से एक है - एकता का कानून और विरोधों का संघर्ष, जो लगभग हर में प्रकट होता है रासायनिक प्रतिक्रिया: एसिड और बेस, ऑक्सीकरण एजेंट और कम करने वाले एजेंट, दाता और स्वीकर्ता, और इसी तरह।

यह नियम वस्तुनिष्ठ है, इसे रद्द नहीं किया जा सकता, इसका उपयोग केवल घटना की व्याख्या करने के लिए किया जा सकता है।

हम अक्सर जीवन में इस कानून की अभिव्यक्तियों का सामना करते हैं: प्रौद्योगिकी में, विपरीत रूप से आवेशित कण आकर्षित होते हैं; मानवीय संबंधों में - अक्सर बहुत भिन्न लोगकरीब, वे एक दूसरे के पूरक प्रतीत होते हैं। जीवन में अच्छाई और बुराई हमेशा लड़ते रहते हैं, हर व्यक्ति में अवश्य ही बुरा होता है और अच्छे लक्षण. इसलिए, कोई आदर्श व्यक्ति नहीं है, केवल अच्छा है, और सबसे गिरे हुए, बुरे व्यक्ति में आप हमेशा कुछ अच्छा, उज्ज्वल पा सकते हैं। हमें इसे हमेशा याद रखना चाहिए और अपने आसपास के लोगों के साथ समझ, दूसरों की कमियों के प्रति सहनशीलता के साथ व्यवहार करना चाहिए।

हमारे आज के पाठ का विषय हमारे जीवन के साथ रसायन विज्ञान के संबंध की एक और पुष्टि है। और अब आइए इस पाठ के आदर्श वाक्य पर वापस आते हैं: "रसायन विज्ञान हाफ़टोन का विज्ञान है।" आप इस अभिव्यक्ति की व्याख्या कैसे कर सकते हैं?

विद्यार्थी:इसका अर्थ है कि के बीच कोई स्पष्ट रेखा नहीं खींची जा सकती है सरल पदार्थधातु और अधातु, यौगिकों के विभिन्न वर्ग, कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थ. सब कुछ भौतिक संसार की एकता के अधीन है।

6. गृहकार्य

अनुच्छेद 28.3, कार्य: 1,2,3 (पाठ्यपुस्तक "रसायन विज्ञान ग्रेड 10" लेखक: आई.आई. नोवोशिंस्की, एन.एस. नोवोशिंस्काया)

पाठ के लिए अतिरिक्त कार्य(यदि समय हो)

रूपांतरण करें:

अल- 1 - अल 2 ओ 3 - 2 - नाएलओ 2 - 3 - अल (ओएच) 3 - 4 - अल 2 ओ 3

1. 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3

2. अल 2 ओ 3 + ना 2 ओ 2नाएलओ 2

3. NaAlO 2 + HCl + H 2 O \u003d NaCl + Al (OH) 3

4. 2Al (OH) 3 Al 2 O 3 + 3H 2 O

AlCl 3 - 1 - Al(OH) 3 - 2 --- Na - 3 - AlCl 3

1. AlCl 3 + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH) 3 |

2. अल (ओएच) 3 + नाओएच = ना [अल (ओएच) 4]

3. ना[अल(ओएच) 4] + 4एचसीएल \u003d NaCl + AlCl 3 + 4एच 2 ओ

तत्वों के निम्नलिखित ऑक्साइड उभयधर्मी हैं मेजरउपसमूह: BeO, A1 2 O 3, Ga 2 O 3, GeO 2, SnO, SnO 2, PbO, Sb 2 O 3, PoO 2। उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड तत्वों के निम्नलिखित हाइड्रॉक्साइड हैं मेजरउपसमूह: Be (OH) 2, A1 (OH) 3, Sc (OH) 3, Ga (OH) 3, In (OH) 3, Sn (OH) 2, SnO 2 nH 2 O, Pb (OH) 2 , पीबीओ 2 एनएच 2 ओ।

एक उपसमूह के तत्वों के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड की मूल प्रकृति तत्व की बढ़ती परमाणु संख्या के साथ बढ़ जाती है (जब एक ही ऑक्सीकरण अवस्था में तत्वों के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड की तुलना करते हैं)। उदाहरण के लिए, एन 2 ओ 3, पी 2 ओ 3, चूंकि 2 ओ 3 अम्लीय ऑक्साइड हैं, एसबी 2 ओ 3 एक एम्फोटेरिक ऑक्साइड है, बीआई 2 ओ 3 एक मूल ऑक्साइड है।

आइए बेरिलियम और एल्यूमीनियम यौगिकों के उदाहरण का उपयोग करके हाइड्रॉक्साइड के उभयचर गुणों पर विचार करें।

एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड एम्फ़ोटेरिक गुण प्रदर्शित करता है, क्षार और अम्ल दोनों के साथ प्रतिक्रिया करता है और लवण की दो श्रृंखलाएँ बनाता है:

1) जिसमें तत्व A1 एक धनायन के रूप में है;

2A1 (OH) 3 + 6HC1 \u003d 2A1C1 3 + 6H 2 O A1 (OH) 3 + 3H + \u003d A1 3+ + 3H 2 O

इस प्रतिक्रिया में, A1(OH) 3 एक आधार के रूप में कार्य करता है, जिससे एक नमक बनता है जिसमें एल्यूमीनियम A1 3+ धनायन होता है;

2) जिसमें अवयव A1 ऋणायन (एल्यूमिनेट्स) का भाग है।

A1 (OH) 3 + NaOH \u003d NaA1O 2 + 2H 2 O।

इस प्रतिक्रिया में, A1(OH) 3 एक एसिड के रूप में कार्य करता है, जिससे एक नमक बनता है जिसमें एल्युमिनियम AlO2 - आयनों का हिस्सा होता है।

नमक के निर्जलीकरण के दौरान बनने वाले उत्पाद का जिक्र करते हुए, घुलित एल्यूमिनेट्स के सूत्र सरल तरीके से लिखे गए हैं।

रासायनिक साहित्य में, क्षार में एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड को घोलकर बनने वाले यौगिकों के विभिन्न सूत्र पा सकते हैं: NaA1O 2 (सोडियम मेटालुमिनेट), Na टेट्राहाइड्रॉक्सोएल्यूमिनेट सोडियम। ये सूत्र एक-दूसरे का खंडन नहीं करते हैं, क्योंकि इनका अंतर इन यौगिकों के जलयोजन की विभिन्न डिग्री से जुड़ा है: NaA1O 2 2H 2 O, Na का एक अलग रिकॉर्ड है। जब A1 (OH) 3 को क्षार की अधिकता में घोला जाता है, तो सोडियम टेट्राहाइड्रॉक्सोएल्यूमिनेट बनता है:

ए 1 (ओएच) 3 + नाओएच \u003d ना।

अभिकर्मकों के सिंटरिंग के दौरान, सोडियम मेटालुमिनेट बनता है:

A1(OH) 3 + NaOH ==== NaA1O 2 + 2H 2 O।

इस प्रकार, हम कह सकते हैं कि जलीय विलयनों में एक साथ ऐसे आयन होते हैं जैसे [A1 (OH) 4] - या [A1 (OH) 4 (H 2 O) 2] - (उस स्थिति के लिए जब प्रतिक्रिया समीकरण तैयार किया जाता है) खाते में हाइड्रेट गोले), और अंकन A1O 2 को सरल बनाया गया है।

क्षार के साथ प्रतिक्रिया करने की क्षमता के कारण, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड, एक नियम के रूप में, एल्यूमीनियम लवण के समाधान पर क्षार की क्रिया से प्राप्त नहीं होता है, लेकिन एक अमोनिया समाधान का उपयोग किया जाता है:

A1 2 (SO 4) 3 + 6 NH 3 H 2 O \u003d 2A1 (OH) 3 + 3 (एनएच 4) 2 एसओ 4।

दूसरी अवधि के तत्वों के हाइड्रॉक्साइड्स में, बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड एम्फ़ोटेरिक गुण प्रदर्शित करता है (बेरीलियम स्वयं एल्यूमीनियम के लिए एक विकर्ण समानता प्रदर्शित करता है)।

एसिड के साथ:

बी (ओएच) 2 + 2HC1 \u003d BeC1 2 + 2H 2 O।

आधारों के साथ:

Be (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 (सोडियम टेट्राहाइड्रॉक्सोबेरीलेट)।

सरलीकृत रूप में (यदि हम Be (OH) 2 को अम्ल H 2 BeO 2 के रूप में निरूपित करते हैं)

Be (OH) 2 + 2NaOH (केंद्रित गर्म) \u003d Na 2 BeO 2 + 2H 2 O।

बेरिललेट ना

उच्चतम ऑक्सीकरण राज्यों के अनुरूप माध्यमिक उपसमूहों के तत्वों के हाइड्रॉक्साइड में अक्सर अम्लीय गुण होते हैं: उदाहरण के लिए, एमएन 2 ओ 7 - एचएमएनओ 4; सीआरओ 3 - एच 2 सीआरओ 4। निचले ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड के लिए, मुख्य गुणों की प्रबलता विशेषता है: CrO - Cr (OH) 2; एमएनओ - एमएन (ओएच) 2; FeO - Fe (OH) 2. ऑक्सीकरण अवस्थाओं के संगत मध्यवर्ती यौगिक +3 और +4 अक्सर उभयधर्मी गुण प्रदर्शित करते हैं: Cr 2 O 3 - Cr (OH) 3; फे 2 ओ 3 - फे (ओएच) 3. हम इस पैटर्न को क्रोमियम यौगिकों (तालिका 9) के उदाहरण पर स्पष्ट करते हैं।

तालिका 9 - तत्व के ऑक्सीकरण की डिग्री पर ऑक्साइड और उनके संबंधित हाइड्रॉक्साइड की प्रकृति की निर्भरता

अम्लों के साथ परस्पर क्रिया से लवण का निर्माण होता है जिसमें क्रोमियम तत्व धनायन के रूप में होता है:

2Cr(OH) 3 + 3H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4) 3 + 6H 2 O।

सीआर (III) सल्फेट

क्षारों के साथ अभिक्रिया से लवण बनता है, कौन सातत्व क्रोमियम आयनों का हिस्सा है:

सीआर (ओएच) 3 + 3नाओएच \u003d ना 3 + 3 एच 2 ओ।

हेक्साहाइड्रोक्सोक्रोमेट (III) Na

जिंक ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड ZnO, Zn(OH) 2 आम तौर पर एम्फोटेरिक यौगिक होते हैं, Zn (OH) 2 आसानी से एसिड और क्षार के घोल में घुल जाते हैं।

अम्लों के साथ परस्पर क्रिया से लवण का निर्माण होता है जिसमें जिंक तत्व धनायन के रूप में होता है:

Zn(OH) 2 + 2HC1 = ZnCl 2 + 2H 2 O।

क्षारों के साथ परस्पर क्रिया से लवण का निर्माण होता है जिसमें आयनों में जिंक तत्व होता है। क्षार के साथ बातचीत करते समय समाधान मेंटेट्राहाइड्रॉक्सोजिंकेट्स बनते हैं, जब जुड़ा हुआ- जिंकेट्स:

Zn(OH) 2 + 2NaOH \u003d ना 2।

या फ़्यूज़ करते समय:

Zn (OH) 2 + 2NaOH \u003d Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O।

जिंक हाइड्रॉक्साइड एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड के समान ही प्राप्त होता है।

हाइड्रॉक्साइड और ऑक्साइड की उभयचरता (गुणों का द्वैत)दो प्रकार के लवणों के निर्माण में अनेक तत्व प्रकट होते हैं। उदाहरण के लिए, हाइड्रॉक्साइड और एल्यूमीनियम ऑक्साइड के लिए:

क) 2Al(OH)3 + 3SO3 = Al2(SO4)3 + 3H2O

Al2О3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O

b) 2Al(OH)3 + Na2O = 2NaAlO2 + 3H2O (पिघल में)

Al2O3 + 2NaOH(t) = 2NaAlO2 + H2O (पिघल में)

प्रतिक्रियाओं (ए) में, अल (ओएच) 3 और अल 2 ओ 3 बुनियादी हाइड्रॉक्साइड और ऑक्साइड के गुणों को प्रदर्शित करते हैं, अर्थात, वे एसिड और अम्लीय ऑक्साइड के साथ क्षार की तरह प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे एक नमक बनता है जिसमें एल्युमिनियम Al3+ धनायन होता है।

इसके विपरीत, प्रतिक्रियाओं (बी) में, अल (ओएच) 3 और अल 2 ओ 3 अम्लीय हाइड्रॉक्साइड और ऑक्साइड के रूप में कार्य करते हैं, जिससे एक नमक बनता है जिसमें एल्युमिनियम परमाणु अल III आयन (अम्लीय अवशेष) AlO2- का हिस्सा होता है।

एल्युमिनियम तत्व स्वयं इन यौगिकों में एक धातु और एक अधातु के गुणों को प्रदर्शित करता है। इसलिए, एल्युमिनियम एक उभयधर्मी तत्व है।

इसी तरह के गुणों में ए-समूह के तत्व भी होते हैं - बी, गा, जीई, एसएन, पीबी, एसबी, बीआई और अन्य, साथ ही बी-समूहों के अधिकांश तत्व - सीआर, एमएन, फे, जेडएन, सीडी और अन्य।

उदाहरण के लिए, जस्ता की उभयधर्मिता निम्नलिखित प्रतिक्रियाओं से सिद्ध होती है:

क) Zn(OH)2 + N2O5 = Zn(NO3)2 + H2O

ZnO + 2HNO3 = Zn(NO3)2 + H2O

ख) Zn(OH)2 + Na2O = Na2ZnO2 + H2O

ZnO + 2NaOH(t) = Na2ZnO2 + H2O

यदि एक उभयधर्मी तत्व के यौगिकों में कई ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं, तो एक मध्यवर्ती ऑक्सीकरण अवस्था के लिए उभयधर्मी गुण सबसे अधिक स्पष्ट होते हैं।

उदाहरण के लिए, क्रोमियम में तीन ज्ञात ऑक्सीकरण अवस्थाएँ होती हैं: +II, +III और +VI। CrIII के मामले में, अम्लीय और मूल गुण लगभग समान रूप से व्यक्त किए जाते हैं, जबकि CrII में, मूल गुणों की प्रबलता देखी जाती है, और CrVI में - अम्लीय गुण:

CrII → CrO, Cr(OH)2 → CrSO4

CrIII → Cr2O3, Cr(OH)3 → Cr2(SO4)3 या KCrO2

CrVI → CrO3, H2CrO4 → K2CrO4

बहुत बार, +III ऑक्सीकरण अवस्था में तत्वों के एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड भी मेटा रूप में मौजूद होते हैं, उदाहरण के लिए:

अल ओ (ओएच) - एल्यूमीनियम मेटाहाइड्रॉक्साइड

FeO(OH) - आयरन मेटाहाइड्रॉक्साइड (ऑर्थो-फॉर्म "Fe(OH)3" मौजूद नहीं है)।

एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील होते हैं, उन्हें प्राप्त करने का सबसे सुविधाजनक तरीका एक कमजोर आधार - अमोनिया हाइड्रेट का उपयोग करके जलीय घोल से अवक्षेपित करना है:

अल(NO3)3 + 3(NH3 H2O) = Al(OH)3↓ + 3NH4NO3 (20 डिग्री सेल्सियस)

अल(NO3)3 + 3(NH3 H2O) = AlO(OH)↓ + 3NH4NO3 + H2O (80 डिग्री सेल्सियस)

यदि इस प्रकार की विनिमय प्रतिक्रिया में क्षार की अधिकता का उपयोग किया जाता है, तो एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड अवक्षेपित नहीं होगा, क्योंकि एल्यूमीनियम, इसकी उभयचरता के कारण, एक आयन में गुजरता है:

अल(OH)3(t) + OH− = −

उदाहरण आणविक समीकरणइस प्रकार की प्रतिक्रियाएं:

Al(NO3)3 + 4NaOH(अतिरिक्त) = Na + 3NaNO3

ZnSO4 + 4NaOH (अतिरिक्त) = Na2 + Na2SO4

परिणामी लवण जटिल यौगिकों (जटिल लवण) में से हैं: उनमें जटिल आयन शामिल हैं - और 2−। इन लवणों के नाम इस प्रकार हैं:

ना - सोडियम टेट्राहाइड्रॉक्सोएल्यूमिनेट

Na2 - सोडियम टेट्राहाइड्रॉक्सोज़िनकेट

ठोस क्षार के साथ एल्यूमीनियम या जस्ता ऑक्साइड की बातचीत के उत्पादों को अलग तरह से कहा जाता है:

NaAlO2 - सोडियम डाइऑक्सोल्युमिनेट (III)

Na2ZnO2 - सोडियम डाइऑक्सोज़िनकेट (II)

इस प्रकार के जटिल लवणों के विलयन के अम्लीकरण से जटिल आयनों का विनाश होता है:

- → अल (ओएच) 3 → अल 3+

उदाहरण के लिए: 2Na + CO2 = 2Al(OH)3↓ + NaHCO3

कई उभयधर्मी तत्वों के लिए, हाइड्रॉक्साइड के सटीक सूत्र अज्ञात हैं, क्योंकि हाइड्रेटेड ऑक्साइड जलीय घोल से हाइड्रॉक्साइड के बजाय अवक्षेपित होते हैं, उदाहरण के लिए, MnO2 · nH2O, Sb2O5 · nH2O।

उभयधर्मी तत्व अपने मुक्त रूप में विशिष्ट अम्ल और क्षार दोनों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं:

2Al + 3H2SO4 (दिसंबर) = Al2(SO4)3 + H2

2Al + 6H2O + 4NaOH (संक्षिप्त) = 2Na + 3H2

दोनों प्रतिक्रियाओं में, लवण बनते हैं, और एक मामले में विचाराधीन तत्व धनायन का हिस्सा है, और दूसरे मामले में यह आयनों का हिस्सा है।

एल्युमिनियम हैलाइडसामान्य परिस्थितियों में - रंगहीन क्रिस्टलीय

पदार्थ। एल्युमिनियम हैलाइड की श्रृंखला में, AlF3 गुणों में बहुत भिन्न होता है

उनके समकक्षों से। यह आग रोक है, पानी में थोड़ा घुलनशील, रासायनिक रूप से

निष्क्रिय। AlF3 प्राप्त करने की मुख्य विधि निर्जल HF . की क्रिया पर आधारित है

Al2O3 या अल पर:

Al2O3 + 6HF = 2AlF3 + 3H2O

क्लोरीन, ब्रोमीन और आयोडीन के साथ एल्युमिनियम यौगिक फ्यूसिबल हैं, बहुत

प्रतिक्रियाशील और अत्यधिक घुलनशील न केवल पानी में, बल्कि कई में भी

ऑर्गेनिक सॉल्वेंट। परस्पर क्रिया एल्युमिनियम हैलाइड पानी के साथ

गर्मी की एक महत्वपूर्ण रिहाई के साथ। वे सभी जलीय घोल में

अत्यधिक हाइड्रोलाइज्ड, लेकिन विशिष्ट एसिड हलाइड्स के विपरीत

अधातु, उनका हाइड्रोलिसिस अधूरा और प्रतिवर्ती है। पहले से ही काफी अस्थिर होना

सामान्य परिस्थितियों में, AlCl3, AlBr3 और AlI3 नम हवा में धूम्रपान करते हैं

(हाइड्रोलिसिस के कारण)। उन्हें सीधे संपर्क द्वारा प्राप्त किया जा सकता है

सरल पदार्थ।

जटिल हैलाइड(हैलोजेनोमेटलेट्स) में जटिल आयन होते हैं, जिसमें हैलोजन परमाणु लिगैंड होते हैं, उदाहरण के लिए। पोटेशियम हेक्साक्लोरोप्लाटिनेट (IV) K2, सोडियम हेप्टाफ्लोरोटांटालेट (V) Na, लिथियम हेक्साफ्लोरोआर्सेनेट (V) ली। अधिकतम थर्मल फ्लोरो-, ऑक्सोफ्लोरो- और क्लोरोमेटलेट्स स्थिर हैं। बंधों की प्रकृति से, आयनिक यौगिक जटिल हैलाइडों के निकट होते हैं। उद्धरणों के साथ NF4+, N2F3+, C1F2+, XeF+, आदि।

पुल बांड के गठन के साथ तरल और गैस चरणों में संघ और पोलीमराइजेशन द्वारा कई हलाइड्स की विशेषता है। अधिकतम समूह I और II की धातुओं के हैलाइड, A1C13, Sb के पेंटाफ्लोराइड और संक्रमण धातु, MOF4 की संरचना के ऑक्सोफ्लोराइड इसके लिए प्रवण हैं। उदाहरण के लिए, धातु-धातु हैलाइड ज्ञात हैं। Hg2Cl2।

सेंट आप में फ्लोराइड अन्य हलाइड्स से काफी भिन्न हैं। हालांकि, साधारण हैलाइड में, ये अंतर स्वयं हैलोजन की तुलना में कम स्पष्ट होते हैं, और जटिल हलाइड्स में, वे साधारण लोगों की तुलना में कमजोर होते हैं।

उदाहरण के लिए, कई सहसंयोजक हैलाइड (विशेषकर फ्लोराइड्स) मजबूत लुईस एसिड होते हैं। एएसएफ5, एसबीएफ5, बीएफ3, ए1सी13. फ्लोराइड सुपरएसिड का हिस्सा हैं। उदाहरण के लिए, धातुओं और H2 द्वारा उच्च हैलाइड को कम किया जाता है:

Cr और Mn को छोड़कर, समूह V-VIII के धातु हलाइड्स, H2 से धातुओं में कम हो जाते हैं, उदाहरण के लिए: WF6 + 3H2 -> W + 6HF

कई सहसंयोजक और आयनिक धातु हैलाइड जटिल हैलाइड बनाने के लिए एक दूसरे के साथ बातचीत करते हैं, उदाहरण के लिए: KC1 + TaC15 -> K[TaC16]

हल्का हैलोजन हैलाइड से भारी हैलोजन को विस्थापित कर सकता है। ऑक्सीजन C12, Br2 और I2 की रिहाई के साथ हैलाइड का ऑक्सीकरण कर सकती है। सहसंयोजक हैलाइडों के विशिष्ट जिलों में से एक-आपसी। हीटिंग के दौरान पानी (हाइड्रोलिसिस) या इसके वाष्प के साथ। (पाइरोहाइड्रोलिसिस), जिससे ऑक्साइड, ऑक्सी- या . का निर्माण होता है

ऑक्सोहैलाइड्स, हाइड्रॉक्साइड्स और हाइड्रोजन हैलाइड्स। अपवाद CF4, CC14 और SF6 हैं, जो उच्च तापमान पर जल वाष्प के प्रतिरोधी हैं।

हैलाइड सीधे तत्वों, परस्पर क्रिया से प्राप्त होते हैं। तत्वों, ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड्स या लवणों के साथ हाइड्रोजन हैलाइड या हाइड्रोजन हैलाइड के साथ-साथ पी-टियन का आदान-प्रदान करते हैं।

हलोजन, क्षार और क्षारीय पृथ्वी के उत्पादन के लिए प्रारंभिक सामग्री के रूप में प्रौद्योगिकी में हलाइड्स का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। धातु, चश्मे के घटकों के रूप में, आदि। सामग्री; वे बीच में हैं। दुर्लभ और कुछ अलौह धातुओं, यू, सी, जीई, आदि के उत्पादन में उत्पाद।

प्रकृति में, हैलाइड खनिजों के अलग-अलग वर्ग बनाते हैं, जिसमें फ्लोराइड (उदाहरण के लिए, खनिज फ्लोराइट, क्रायोलाइट) और क्लोराइड (सिल्वाइट, कार्नेलाइट) प्रस्तुत किए जाते हैं। ब्रोमीन और आयोडीन आइसोमॉर्फिक अशुद्धियों के रूप में कुछ खनिजों का हिस्सा हैं। समुद्र और महासागरों के पानी में नमक और भूमिगत नमकीन में महत्वपूर्ण मात्रा में हैलाइड निहित हैं। कुछ हलाइड्स, उदा। NaCl, K.C1, CaC12, जीवित जीवों का हिस्सा हैं।

क्रायोलाइट(अन्य ग्रीक κρύος - फ्रॉस्ट + λίθος - पत्थर से) - प्राकृतिक फ्लोराइड के वर्ग से एक दुर्लभ खनिज, सोडियम हेक्साफ्लोरोएलुमिनेट Na3। एक मोनोक्लिनिक पर्यायवाची में क्रिस्टलीकृत; घनाभ क्रिस्टल और जुड़वां प्लेट दुर्लभ हैं। यह आमतौर पर रंगहीन, सफेद या भूरे रंग के क्रिस्टलीय समुच्चय को कांच की चमक के साथ बनाता है, जिसमें अक्सर क्वार्ट्ज, साइडराइट, पाइराइट, गैलेना, चाल्कोपीराइट, कोलम्बाइट और कैसिटराइट होते हैं। कार्बनिक पदार्थों की अशुद्धता से रंगना संभव है।

वर्तमान में विकसित तरीके कृत्रिम क्रायोलाइट प्राप्त करना। सोडियम फ्लोराइड के साथ एल्यूमीनियम फ्लोराइड की बातचीत के साथ-साथ सोडा की उपस्थिति में एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड पर हाइड्रोफ्लोरिक एसिड की क्रिया द्वारा कृत्रिम रूप से उत्पादित। इसका उपयोग हाइड्रोफ्लोरिक एसिड, कांच और तामचीनी के उत्पादन में एल्यूमीनियम के इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादन की प्रक्रिया में किया जाता है।

फिटकरी।फिटकरी ME(SO4)2 संरचना के दोहरे लवणों का समूह नाम है। 12H2O, जहां M पोटेशियम K, रुबिडियम आरबी, सीज़ियम Cs, अमोनियम NH4 है, और E एल्यूमीनियम अल, क्रोमियम Cr, आयरन Fe और ऑक्सीकरण अवस्था (+ III) में अन्य तत्व है, जो लवण के पृथक्करण के दौरान तीन-आवेशित धनायन देता है। .

फिटकरी पानी में अत्यधिक घुलनशील है, उनके जलीय घोल में एक कसैला खट्टा स्वाद और हाइड्रोलिसिस के कारण एक एसिड प्रतिक्रिया होती है, उदाहरण के लिए:

3+ + एच2ओ<<здесь знак обратимости >> 2+ + एच3ओ+

गर्म करने पर फिटकरी पहले उसमें मौजूद पानी में पिघलती है और फिर यह पानी खत्म हो जाता है और निर्जल लवण बन जाता है। आगे गर्म करने से फिटकरी धातु के आक्साइड के मिश्रण में बदल जाती है। एल्युमिना-पोटेशियम फिटकरी शुद्ध एल्यूमीनियम सल्फेट की उत्पादन प्रक्रिया को संशोधित करके प्राप्त की जा सकती है। सबसे पहले, काओलिन को सल्फ्यूरिक एसिड के साथ उबाला जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड के न्यूट्रलाइजेशन के पूरा होने पर, सोडियम फिटकरी प्राप्त करने के लिए रिएक्टर में सोडियम सल्फेट मिलाया जाता है। उत्तरार्द्ध, उनकी उच्च घुलनशीलता के कारण, समाधान में हैं। घोल को 1.33 g/cm3 के घनत्व तक पतला करने के बाद, इसे सिलिका अवक्षेप से अलग किया जाता है, ठंडा किया जाता है और संतृप्त पोटेशियम क्लोराइड घोल के साथ मिलाया जाता है। इसी समय, कम तापमान पर खराब घुलनशील एल्यूमीनियम-पोटेशियम फिटकरी अवक्षेपित होती है। मदर लिकर में एल्युमिनियम-पोटेशियम फिटकरी के क्रिस्टल अलग होने के बाद घुलनशील अशुद्धियाँ रहती हैं - आयरन यौगिक और सोडियम क्लोराइड 89।

हाइड्रोलिसिस के दौरानहाइड्रेटेड एल्युमिनियम आयन प्रोटॉन खो देते हैं, जिससे क्रमिक हाइड्रो-ऑक्सो कॉम्प्लेक्स बनते हैं। जब अंतिम तटस्थ परिसर पानी खो देता है, तो अघुलनशील हाइड्रॉक्साइड A1(OH)3 बनता है।

जटिल आयन[A1(H20)5OH]2+ और [A1(H20)4(OH)2]+ घोल में रहते हैं, जबकि A1(OH)3 हाइड्रॉक्साइड बनने के तुरंत बाद अवक्षेपित हो जाता है। पीएच मान >3 पर वर्षा होती है। पूरी तरह से एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के गठन के लिए हाइड्रोलिसिस उदाहरण के लिए, क्षार के साथ, गठित प्रोटॉन के बेअसर होने की स्थिति में आगे बढ़ता है।

डीप हाइड्रोलिसिसएल्युमिनियम सल्फेट के लवण का व्यापक रूप से पीने को साफ करने के लिए उपयोग किया जाता है और अपशिष्ट. हाइड्रोलिसिस के दौरान जारी हाइड्रोनियम बाइकार्बोनेट H30 + + HC03 = CO2 + 2H20 के साथ प्रतिक्रिया करता है, जो आमतौर पर पानी में होता है। इस मामले में अंतिम उत्पादहाइड्रोलिसिस कोलाइडल एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड हैं।

एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड सोल के जमाव के दौरान, एक बड़ा जिलेटिनस अवक्षेप प्राप्त होता है, जो निलंबित कणों और बैक्टीरिया को पकड़ लेता है और उन्हें नाबदान की तह तक ले जाता है। जल शोधन के लिए आवश्यक एल्युमीनियम सल्फेट की खपत पानी में संदूषकों की संरचना और मात्रा पर निर्भर करती है। प्राकृतिक जल के शुद्धिकरण के लिए एल्युमिनियम सल्फेट की खुराक और अपशिष्ट जल के उपचार के बाद A1203 के अनुसार 3-15 mg/l और शहरी अपशिष्ट जल के भौतिक-रासायनिक उपचार के लिए A1203 के अनुसार 30-50 mg/l तक पहुंच जाती है। एल्यूमीनियम सल्फेट की खपत पर्याप्त के गठन को सुनिश्चित करना चाहिए बड़ा द्रव्यमानफ्लेक्स, जो पानी से दूषित पदार्थों को हटाने के लिए जरूरी है। समाधान का पीएच मान 6.5-7.6 तक कम किया जाना चाहिए, जो एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड की न्यूनतम जल घुलनशीलता से मेल खाता है। उच्च या निम्न पीएच मान पर, एल्युमीनियम का हिस्सा पानी में घुली हुई अवस्था में रहता है। कम क्षारीयता वाले पानी में, जब जारी किए गए एसिड को बेअसर करने के लिए बाइकार्बोनेट की सामग्री अपर्याप्त होती है, तो पीएच में भारी कमी के कारण हाइड्रोलिसिस प्रक्रिया अपने अंत तक नहीं पहुंचती है। क्षारीयता बढ़ाने के लिए, हाइड्रोलिसिस प्रक्रिया को पूरा करें और पानी में घुले हुए एल्यूमीनियम की सामग्री को कम करें, कोगुलेंट के साथ पानी में चूना और सोडा मिलाया जाता है।

यदि हाइड्रोलिसिस के दौरान जमा हुए प्रोटॉन को बेअसर नहीं किया जाता है, तो हाइड्रोलिसिस प्रक्रिया धीमी हो जाती है, जिससे हाइड्रोलाइटिक संतुलन की शुरुआत होती है, जिसे हाइड्रोलिसिस की डिग्री और निरंतरता की विशेषता हो सकती है। हाइड्रोलिसिस एल्युमिनियम सल्फेट के घोल, जो पानी के पृथक्करण के कारण बनने वाले OH आयनों के साथ Al2 (804) 3 में सल्फेट आयनों के प्रतिस्थापन की प्रतिक्रिया है, का प्रतिनिधित्व किया जा सकता है सामान्य दृष्टि सेसमीकरण

2А13+ + (3 - -|-) EOG + aOH" + विज्ञापन^ACONTSBOZH --^EOG + नरक,

जहां a प्रतिस्थापन की डिग्री और मौलिकता है।

इस समीकरण से पता चलता है कि समाधान में OH- आयनों की सांद्रता, यानी पानी के पृथक्करण की डिग्री, दाईं ओर शिफ्ट पर निर्णायक प्रभाव डालती है। जैसा कि ज्ञात है, लवण के लिए कमजोर आधारतथा मजबूत अम्लहाइड्रोलिसिस k की डिग्री हाइड्रोलिसिस स्थिरांक A-, नमक सांद्रता (s, mol "l) से संबंधित है, आयनिक उत्पादजल क्यु और आधार kb का पृथक्करण स्थिरांक निम्नानुसार है:

/r \u003d यूकेटीएसएस \u003d उकीएल।

यदि A-, तापमान के साथ थोड़ा बदलता है, तो ksh काफी बढ़ जाता है, जिससे बढ़ते तापमान के साथ हाइड्रोलिसिस की डिग्री में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।

एन. आई. एरेमिन, प्राप्त प्रयोगात्मक आंकड़ों के आधार पर, तापमान और एकाग्रता पर समाधान हाइड्रोलिसिस की डिग्री की निर्भरता के लिए व्युत्पन्न समीकरण

एल्यूमीनियम सल्फेट के लिए:

अमोनियम फिटकरी के लिए 1e k \u003d - 2.23 + 0.05s + 0.0036t7 + 18 UTS:

पोटेशियम फिटकरी के लिए 18 L \u003d -1.19 + 0.29c + 0.0016G + 18ygSh:

\u003d - 1.17 + 0.29s + 0.00167 + 18 यूपीएस,

सोडियम फिटकरी के लिए:

18k \u003d - 1.18 + 0.29s + 0.0016t7 + \ e यूपी।

जैसा कि इन समीकरणों से देखा जा सकता है, फिटकरी के लिए हाइड्रोलिसिस की डिग्री पर एकाग्रता का प्रभाव एल्यूमीनियम सल्फेट की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण है।

बोर। बोरॉन प्राप्त करना। रासायनिक गुण। बोरॉन और सिलिकॉन के बीच विकर्ण समानता। बोरॉन हाइड्राइड्स। डिबोरन। डाइबोरेन अणु में रासायनिक बंधन की विशेषताएं। बोरॉन हलाइड्स। बोरॉन के ऑक्सीजन यौगिक। बोरॉन ऑक्साइड और बोरिक एसिड। बुरा। बोरिक एसिड प्राप्त करना। बोरोसिलिकेट चश्मा। बोरॉन एथिल ईथर।

बीओआर- तेरहवें समूह का एक तत्व (पुराने वर्गीकरण के अनुसार - तीसरे समूह का मुख्य उपसमूह), आवधिक प्रणाली की दूसरी अवधि रासायनिक तत्वपरमाणु संख्या 5 के साथ। प्रतीक बी (अक्षांश। बोरम) द्वारा निरूपित। मुक्त अवस्था में, बोरॉन रंगहीन, धूसर या लाल क्रिस्टलीय या गहरा होता है अनाकार पदार्थ. बोरॉन के 10 से अधिक एलोट्रोपिक संशोधन ज्ञात हैं, जिनमें से गठन और पारस्परिक संक्रमण उस तापमान से निर्धारित होते हैं जिस पर बोरॉन प्राप्त किया गया था।

रसीद।शुद्धतम बोरॉन बोरोहाइड्राइड्स के पायरोलिसिस द्वारा प्राप्त किया जाता है। ऐसे बोरॉन का उपयोग अर्धचालक पदार्थों और महीन रासायनिक संश्लेषण के उत्पादन के लिए किया जाता है।

मेटलोथर्मी की विधि (अधिक बार मैग्नीशियम या सोडियम के साथ कमी):

थर्मल अपघटनहाइड्रोजन (वैन आर्केल विधि) की उपस्थिति में गर्म (1000-1200 डिग्री सेल्सियस) टंगस्टन तार पर बोरॉन ब्रोमाइड वाष्प:

भौतिक गुण. अत्यंत कठोर पदार्थ (हीरा, बोरॉन नाइट्राइड (बोराज़ोन), बोरॉन कार्बाइड, बोरॉन-कार्बन-सिलिकॉन मिश्र धातु, स्कैंडियम-टाइटेनियम कार्बाइड के बाद दूसरा)। भंगुरता और अर्धचालक गुण हैं (चौड़े-अंतराल .)

अर्धचालक)। बोरॉन में 5.7 GPa . की उच्चतम तन्यता ताकत है

प्रकृति में बोरॉन दो समस्थानिकों 10B (20%) और 11B (80%) के रूप में पाया जाता है।

10V में बहुत अधिक थर्मल न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन होता है, इसलिए बोरिक एसिड में 10V का उपयोग परमाणु रिएक्टरों में प्रतिक्रियाशीलता को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।

रासायनिक गुण. बोरॉन आयन लौ को हरा रंग देते हैं।

कई भौतिक और रासायनिक गुणों में, गैर-धातु बोरॉन सिलिकॉन जैसा दिखता है।

रासायनिक रूप से, बोरॉन बल्कि निष्क्रिय है और कमरे के तापमान पर केवल फ्लोरीन के साथ बातचीत करता है:

गर्म होने पर, बोरॉन अन्य हैलोजन के साथ ट्राइहैलाइड बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है, नाइट्रोजन के साथ यह बोरॉन नाइट्राइड बीएन बनाता है, फॉस्फोरस के साथ यह फॉस्फाइड बीपी बनाता है, कार्बन के साथ यह विभिन्न रचनाओं (बी 4 सी, बी 12 सी 3, बी 13 सी 2) के कार्बाइड बनाता है। जब ऑक्सीजन वातावरण या हवा में गर्म किया जाता है, तो बोरॉन गर्मी की एक बड़ी रिहाई के साथ जलता है, ऑक्साइड B2O3 बनता है:

बोरॉन सीधे हाइड्रोजन के साथ बातचीत नहीं करता है, हालांकि काफी कुछ ज्ञात हैं। बड़ी संख्याक्षारीय या . के प्रसंस्करण द्वारा प्राप्त विभिन्न रचनाओं के बोरोहाइड्राइड्स (बोरेन) क्षारीय पृथ्वी धातुअम्ल:

जब जोर से गरम किया जाता है, तो बोरॉन प्रदर्शित करता है दृढ गुण. उदाहरण के लिए, वह अपने आक्साइड से सिलिकॉन या फास्फोरस को बहाल करने में सक्षम है:

यह संपत्तिबोरॉन को बोरॉन ऑक्साइड B2O3 में रासायनिक बंधों की उच्च शक्ति द्वारा समझाया जा सकता है।

ऑक्सीकरण एजेंटों की अनुपस्थिति में, बोरॉन क्षार समाधानों की क्रिया के लिए प्रतिरोधी है। बोरान गर्म नाइट्रिक एसिड, सल्फ्यूरिक एसिड और एक्वा रेजिया में घुलकर बोरिक एसिड बनाता है।

बोरॉन ऑक्साइड एक विशिष्ट अम्लीय ऑक्साइड है। यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके बोरिक एसिड बनाता है:

जब बोरिक एसिड क्षार के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो बोरिक एसिड के लवण ही नहीं - बोरेट्स (आयन BO33- युक्त), लेकिन टेट्राबोरेट्स बनते हैं, उदाहरण के लिए:

बीओआर- अर्धचालक, सिलिकॉन के लिए विकर्ण समानता:

1) दोनों दुर्दम्य, ठोस, अर्धचालक हैं। बी - ग्रे-ब्लैक, सी-ग्रे।

I1 (बी) = 8.298 ईवी; I1 (सी) = 8.151 ईवी। दोनों धनायनों के निर्माण के लिए प्रवृत्त नहीं हैं।

2) दोनों रासायनिक रूप से निष्क्रिय हैं (हालाँकि बोरॉन अभी भी गर्म ऑक्सीकरण एसिड में घुल जाता है। दोनों क्षार में घुल जाते हैं।)

2B + KOH + 2H2O ® 2KBO2 + 3H2

सी + 2KOH + H2O®K2SiO3+ 2H2

3) उच्च तापमान पर, वे धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, बोराइड और सिलिकाइड बनाते हैं - Ca3B2; Mg2Si - दुर्दम्य, विद्युत प्रवाहकीय यौगिक।

बोरॉन के ऑक्सीजन यौगिक। B2O3 - एसिड ऑक्साइड (SiO2 भी) - दोनों पॉलिमरिक, ग्लासी, केवल B2O3 फ्लैट नेटवर्क बनाते हैं, और SiO2 - त्रि-आयामी संरचनाएं। उनके बीच अंतर यह है कि बोरॉन ऑक्साइड आसानी से हाइड्रेटेड होता है, जबकि रेत (SiO2), जैसा कि ज्ञात है, नहीं है।

H3BO3- ऑर्थोबोरिक एसिड।

H3BO3«HBO2+H2O मेटाबोरिक एसिड (100С)

4HBO2 "H2B4O7 + H2ओटेट्राबोरिक एसिड (140 डिग्री सेल्सियस) - कमजोर, दोनों केडी

H2B4O7 "2B2O3 + H2O व्यावहारिक रूप से समान हैं - नहीं अम्ल लवण

ऑर्थोबोरिक एसिड कमजोर होता है, कभी-कभी इसका वियोजन लिखा जाता है

बी (ओएच) 3 + एच 2 ओ « बी (ओएच) 4 + एच +

एल्कोहल के साथ एस्टर बनाता है: H3BO3+3CH3OH®B(OCH3)3+3H2O

गुण।बोरॉन अनाकार (भूरा) और क्रिस्टलीय (काला) रूपों में जाना जाता है, एम.पी. 2300 डिग्री सेल्सियस, बी.पी. 3700°C, p = 2.34 g/cm3. बोरॉन की क्रिस्टल जाली बहुत मजबूत होती है, यह इसकी उच्च कठोरता, कम एन्ट्रापी और उच्च गलनांक में प्रकट होती है। बोरॉन सेमीकंडक्टर। बोरॉन की गैर-धातुता आवधिक प्रणाली में अपनी स्थिति से मेल खाती है - बेरिलियम और कार्बन के बीच और तिरछे सिलिकॉन के बगल में। इसलिए, बोरॉन न केवल एल्यूमीनियम के साथ, बल्कि सिलिकॉन के साथ भी समानता दिखाता है। उनकी स्थिति से यह भी पता चलता है कि नाइट्रोजन के साथ बोरॉन यौगिक होना चाहिए इलेक्ट्रॉनिक संरचनाऔर कार्बन के समान गुण।

2BH3(g) - B2H6(g);

डेल्टा जी = - 126 केजे

3NaBH4+4BF3 ->2В2Н6 + 3NaBF4

6H2 (g) + 2BC13 (g) -> B2H6 (g) + 6HCl (g)

डिबोरानВ2Н6 - एक ऊर्जावान कम करने वाला एजेंट, यह हवा में अनायास प्रज्वलित होता है

B2H6 + 3O2 => B2O3 + ZH2O

यह हाइड्रोजन की रिहाई के साथ पानी के साथ संपर्क करता है;

B2H6 + 6H2O =>। 2H3BO3+6H2

एक ईथर वातावरण में, B2H6 लिथियम हाइड्राइड के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे बनता है बोरोहाइड्राइड

B2H6+2LiH => 2LiBH4

ली से अधिक बार, वे प्रतिक्रिया द्वारा प्राप्त Na का उपयोग करते हैं -

4NaH + B(OCH3)3 => ना + 3NaOCH3

B2O3 + ZS => 2B + ZSO

2बी2ओ3+पी4ओ10 => 4बीपीओ4

H3BO3 + H2O => [बी (ओएच) 4] + एच

H3BO3 का उदासीनीकरण नहीं बनता है ऑर्थोबोरेट्स , आयन (BO3) 3- युक्त, और प्राप्त होते हैं टेट्राबोरेट्स, अन्य पॉलीबोरिक एसिड के मेटाबोरेट्स या लवण:

4H3BO3 + 2NaOH => Na2BO4 + 7H2O H3BO3 + NaOH => NaBO2 + 2H2O

बोरॉन ऑक्साइडबी 2 ओ 3 - बोरिक एसिड एनहाइड्राइड, रंगहीन, बल्कि दुर्दम्य कांच या क्रिस्टलीय पदार्थ जिसमें कड़वा स्वाद, ढांकता हुआ होता है।

ग्लासी बोरॉन ऑक्साइड में एक स्तरित संरचना होती है (परतों के बीच की दूरी 0.185 एनएम है), परतों में बोरॉन परमाणु समबाहु त्रिभुज BO3 (d B-O = 0.145 एनएम) के अंदर स्थित होते हैं। यह संशोधन 325-450 डिग्री सेल्सियस के तापमान रेंज में पिघलता है और इसमें उच्च कठोरता होती है। यह बोरॉन को हवा में 700 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करके या ऑर्थोबोरिक एसिड को निर्जलित करके प्राप्त किया जाता है। क्रिस्टलीय B2O3, जो मेटाबोरिक एसिड HBO2 से पानी के सावधानीपूर्वक उन्मूलन द्वारा प्राप्त किया जाता है, दो संशोधनों में मौजूद है - हेक्सागोनल के साथ क्रिस्टल लैटिस, 400 डिग्री सेल्सियस और 2200 एमपीए पर यह मोनोक्लिनिक बन जाता है।

उद्योग में सोडा के साथ संलयन द्वारा प्राकृतिक बोरेट्स से बोरेक्स प्राप्त किया जाता है . जब प्राकृतिक बोरॉन खनिजों को सल्फ्यूरिक एसिड से उपचारित किया जाता है, बोरिक एसिड . बोरिक एसिड H3BO3 से, ऑक्साइड B2O3 कैल्सीनेशन द्वारा प्राप्त किया जाता है, और फिर यह या बोरेक्स कम हो जाता है सक्रिय धातु(मैग्नीशियम या सोडियम) बोरॉन मुक्त करने के लिए:

बी2ओ3 + 3एमजी = 3एमजीओ + 2बी,

2Na2B4O7 + 3Na = B + 7NaBO2।

इस मामले में, एक ग्रे पाउडर के रूप में, अनाकार बोरॉन। उच्च शुद्धता के क्रिस्टलीय बोरॉन को पुन: क्रिस्टलीकरण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन उद्योग में यह अक्सर पिघले हुए फ्लोरोबोरेट्स के इलेक्ट्रोलिसिस या हाइड्रोजन की उपस्थिति में 1000-1500 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किए गए टैंटलम तार पर बीबीआर 3 बोरॉन ब्रोमाइड वाष्प के थर्मल अपघटन द्वारा प्राप्त किया जाता है:

2BBr3 + 3H2 = 2B + 6HBr

बोरॉन क्रैकिंग का उपयोग करना भी संभव है:

B4H10 = 4B + 5H2।

बोरिक एसिड(ऑर्थोबोरिक एसिड) रासायनिक सूत्र H3BO3 के साथ एक कमजोर एसिड है। गुच्छे के रूप में एक रंगहीन क्रिस्टलीय पदार्थ, गंधहीन, एक स्तरित ट्राइक्लिनिक जाली होती है, जिसमें अम्ल अणु समतल परतों में हाइड्रोजन बंधों से जुड़े होते हैं, परतें अंतःआणविक बंधों (d = 0.318 एनएम) द्वारा परस्पर जुड़ी होती हैं।

मेटाबोरिक एसिड(HBO2) भी एक रंगहीन क्रिस्टल है। यह तीन संशोधनों में मौजूद है - घन जाली के साथ सबसे स्थिर -HBO2, एक मोनोक्लिनिक जाली के साथ β-HBO2, और α-HBO2 एक समचतुर्भुज जाली के साथ।

गर्म होने पर ऑर्थोबोरिक एसिड पानी खो देता है और पहले मेटाबोरिक एसिड में जाता है, फिर टेट्राबोरिक H2B4O7 में। और अधिक गर्म करने पर, यह बोरिक एनहाइड्राइड में निर्जलित हो जाता है।

बोरिक एसिड बहुत कमजोर एसिड गुण प्रदर्शित करता है।. यह पानी में अपेक्षाकृत थोड़ा घुलनशील है। इसके अम्लीय गुण एच + प्रोटॉन के उन्मूलन के कारण नहीं हैं, बल्कि हाइड्रॉक्सिल आयन के अतिरिक्त होने के कारण हैं:

का = 5.8 10−10 मोल/ली; पीकेए = 9.24।

यह अधिकांश अन्य अम्लों द्वारा इसके लवणों के विलयन से आसानी से विस्थापित हो जाता है। इसके लवण, जिन्हें बोरेट्स कहा जाता है, आमतौर पर विभिन्न पॉलीबोरिक एसिड से निर्मित होते हैं, सबसे अधिक बार टेट्राबोरिक H2B4O7, जो ऑर्थोबोरिक की तुलना में अधिक मजबूत एसिड होता है। बी (ओएच) 3 एम्फोटेरिसिटी के बहुत कमजोर लक्षण दिखाता है, जिससे कम स्थिर बोरॉन हाइड्रोसल्फेट बी (एचएसओ 4) 3 बनता है।

जब ऑर्थोबोरिक एसिड को जलीय घोल में क्षार के साथ बेअसर किया जाता है, तो ऑर्थोबोरेट्स (BO3)3- आयन युक्त नहीं बनते हैं, क्योंकि ऑर्थोबोरेट्स लगभग पूरी तरह से हाइड्रोलाइज्ड हो जाते हैं, बहुत कम [B(OH)4]- गठन स्थिरांक के कारण। टेट्राबोरेट्स, मेटाबोरेट्स या अन्य पॉलीबोरिक एसिड के लवण घोल में बनते हैं:

क्षार की अधिकता के साथ, उन्हें मेटाबोरेट्स में परिवर्तित किया जा सकता है:

मेटा- और टेट्राबोरेट्स हाइड्रोलाइज्ड होते हैं, लेकिन कुछ हद तक (दिए गए लोगों के विपरीत प्रतिक्रिया)।

बोरेट्स के अम्लीय जलीय घोल में, निम्नलिखित संतुलन स्थापित होते हैं:

बोरिक एसिड का सबसे आम नमक सोडियम टेट्राबोरेट डेकाहाइड्रेट Na2B4O7 10H2O (तकनीकी नाम - बोरेक्स) है।

गर्म होने पर, बोरिक एसिड धातु के आक्साइड को घोलकर लवण बनाता है।

केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड की उपस्थिति में अल्कोहल के साथ एस्टर बनाता है:

बोरॉन मिथाइल ईथर का निर्माण B(OCH3)3 H3BO3 और बोरिक एसिड के लवण के लिए एक गुणात्मक प्रतिक्रिया है; प्रज्वलित होने पर, मिथाइल बोरॉन ईथर एक सुंदर चमकदार हरी लौ के साथ जलता है।

बोरोसिल ग्लास- सामान्य संरचना का ग्लास, जिसमें फीडस्टॉक में क्षारीय घटकों को बोरॉन ऑक्साइड (B2O3) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। यह बढ़े हुए रासायनिक प्रतिरोध और थर्मल विस्तार के कम गुणांक को प्राप्त करता है - सर्वोत्तम नमूनों के लिए 3.3 10-6 तक 20 डिग्री सेल्सियस तक। बोरोसिलिकेट ग्लास के लिए, यह बहुत छोटा है, केवल क्वार्ट्ज ग्लास के लिए यह कम (लगभग 10 गुना) है। यह तापमान में अचानक बदलाव के दौरान कांच को टूटने से रोकता है। यह आग के रूप में इसके उपयोग के कारण और अन्य मामलों में जहां थर्मल स्थिरता की आवश्यकता होती है।

प्रयोगरोजमर्रा की जिंदगी में, खुली आग, चायदानी के लिए व्यंजन बनाने के लिए। इसका उपयोग प्रयोगशाला कांच के बने पदार्थ के साथ-साथ रासायनिक उद्योग और अन्य उद्योगों के लिए एक सामग्री के रूप में किया जाता है, उदाहरण के लिए, थर्मल पावर प्लांट के लिए हीट एक्सचेंजर सामग्री के रूप में। सस्ते गिटार स्लाइड बनाने के लिए भी इस्तेमाल किया जाता है। इसके अलावा, आईसीएसआई, ब्लास्टोमेरे बायोप्सी के लिए पिपेट बनाने के लिए बोरोसिलिकेट ग्लास का उपयोग किया जा सकता है, जो आनुवंशिक सामग्री के रूप में बायोप्सी कोशिकाओं का उपयोग करके पूर्व-प्रत्यारोपण आनुवंशिक निदान के लिए किया जाता है। 4 µm से 7.5 µm तक आंतरिक व्यास के साथ 3 पिपेट विकल्प हैं। पिपेट 60 से 75 मिमी लंबा है और इसमें 30 डिग्री का बेवल कोण है। पिपेट एकल उपयोग के लिए अभिप्रेत हैं।

सामान्य विशेषताएँआईवीए उपसमूह के तत्व। परमाणुओं की संरचना। ऑक्सीकरण की डिग्री। प्रकृति में वितरण और खोज के रूप। कार्बन के एलोट्रोपिक संशोधन। भौतिक और रासायनिक गुण। काले ग्रेफाइट की किस्में: कोक, चारकोल, कालिख।

आईवीए समूह के तत्वों की सामान्य विशेषताएंसमूह IV के मुख्य उपसमूह के तत्वों में C, Si, Ge, Sn, Pv शामिल हैं। बाह्य संयोजकता स्तर का इलेक्ट्रॉनिक सूत्र nS2np2 है, अर्थात इनमें 4 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं और ये p तत्व होते हैं, इसलिए ये समूह IV के मुख्य उपसमूह में होते हैं। np nS एक परमाणु की जमीनी अवस्था में, दो इलेक्ट्रॉन युग्मित होते हैं और दो अयुग्मित होते हैं। कार्बन के सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश में 2 इलेक्ट्रॉन होते हैं, सिलिकॉन में 8 और Ge, Sn, Pv में प्रत्येक में 18 इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसलिए, जीई, एसएन, पीवी जर्मेनियम उपसमूह में एकजुट हैं (ये पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक एनालॉग हैं)। पी-तत्वों के इस उपसमूह में, साथ ही पी-तत्वों के अन्य उपसमूहों में, तत्वों के परमाणुओं के गुण समय-समय पर बदलते रहते हैं।

इस प्रकार, उपसमूह में ऊपर से नीचे तक, परमाणु की त्रिज्या बढ़ जाती है, इसलिए आयनीकरण ऊर्जा कम हो जाती है, इसलिए इलेक्ट्रॉनों को दान करने की क्षमता बढ़ जाती है, और बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल को एक ऑक्टेट में पूरा करने की प्रवृत्ति तेजी से घट जाती है, इसलिए C से Pb, अपचायक गुण और धात्विक गुण बढ़ते हैं, और अधात्विक गुण घटते हैं। कार्बन और सिलिकॉन विशिष्ट गैर-धातु हैं, जीई में पहले से ही धात्विक गुण हैं और दिखने में धातु की तरह दिखते हैं, हालांकि यह अर्धचालक है। टिन के साथ, धातु के गुण पहले से ही प्रबल होते हैं, और सीसा एक विशिष्ट धातु है। 4 वैलेंस इलेक्ट्रॉन होने के कारण, उनके यौगिकों में परमाणु न्यूनतम (-4) से अधिकतम (+4) तक ऑक्सीकरण अवस्था दिखा सकते हैं, और उन्हें यहां तक ​​कि एसओ: -4, 0, +2, +4; इसलिए। = -4 धातुओं के साथ C और Si के लिए विशिष्ट है। अन्य तत्वों के साथ संबंध की प्रकृति। केवल कार्बन रूप सहसंयोजी आबंध, सिलिकॉन भी अधिमान्य रूप से सहसंयोजक बंध बनाता है। टिन और सीसा के लिए, विशेष रूप से एस.ओ. = +2, बांड की आयनिक प्रकृति अधिक विशिष्ट है (उदाहरण के लिए, в(NO3)2)। सहसंयोजकता परमाणु की संयोजकता संरचना द्वारा निर्धारित होती है। कार्बन परमाणु में 4 संयोजकता कक्षक हैं और अधिकतम सहसंयोजक 4 है। अन्य तत्वों के लिए सहसंयोजकता चार से अधिक हो सकती है, क्योंकि एक संयोजकता d-उप-स्तर है (उदाहरण के लिए, H2)। संकरण। संकरण का प्रकार वैलेंस ऑर्बिटल्स के प्रकार और संख्या से निर्धारित होता है। कार्बन में केवल S- और p-वैलेंस ऑर्बिटल्स होते हैं, इसलिए Sp (कार्बाइन, CO2, CS2), Sp2 (ग्रेफाइट, बेंजीन, COCl2), Sp3 संकरण (CH4, हीरा, CCl4) हो सकते हैं। सिलिकॉन के लिए, सबसे विशिष्ट Sp3 संकरण (SiO2, SiCl4) है, लेकिन इसमें एक वैलेंस d-sublevel है, इसलिए Sp3d2 संकरण भी है, उदाहरण के लिए, H2। PSE का समूह IV, D.I. मेंडेलीव की तालिका के मध्य में है। यहाँ अधातु से धातुओं के गुणों में तीव्र परिवर्तन स्पष्ट रूप से देखा जाता है। हम अलग से कार्बन, फिर सिलिकॉन, फिर जर्मेनियम उपसमूह के तत्वों पर विचार करेंगे।

परमाणु(ग्रीक परमाणु से - अविभाज्य) - एक रासायनिक तत्व का एकल-परमाणु, अविभाज्य कण, किसी पदार्थ के गुण का वाहक। पदार्थ परमाणुओं से बने होते हैं। परमाणु में स्वयं एक धनात्मक आवेशित नाभिक और एक ऋणावेशित इलेक्ट्रॉन बादल होता है। सामान्य तौर पर, परमाणु विद्युत रूप से तटस्थ होता है। एक परमाणु का आकार पूरी तरह से उसके इलेक्ट्रॉन बादल के आकार से निर्धारित होता है, क्योंकि नाभिक का आकार इलेक्ट्रॉन बादल के आकार की तुलना में नगण्य होता है। नाभिक में Z धनात्मक आवेशित प्रोटॉन होते हैं (एक प्रोटॉन का आवेश +1 in . के अनुरूप होता है) पारंपरिक इकाइयाँ) और N न्यूट्रॉन, जिनमें कोई आवेश नहीं होता (प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को न्यूक्लियॉन कहा जाता है)। इस प्रकार, नाभिक का आवेश केवल प्रोटॉन की संख्या से निर्धारित होता है और आवर्त सारणी में तत्व की क्रम संख्या के बराबर होता है। नाभिक के धनात्मक आवेश की भरपाई ऋणात्मक आवेशित इलेक्ट्रॉनों (इलेक्ट्रॉन आवेश -1 मनमानी इकाइयों में) द्वारा की जाती है, जो एक इलेक्ट्रॉन बादल बनाते हैं। इलेक्ट्रॉनों की संख्या प्रोटॉन की संख्या के बराबर होती है। प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के द्रव्यमान बराबर (क्रमशः 1 और 1 एमू) हैं। एक परमाणु का द्रव्यमान उसके नाभिक के द्रव्यमान से निर्धारित होता है, क्योंकि एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान एक प्रोटॉन और एक न्यूट्रॉन के द्रव्यमान से लगभग 1850 गुना कम होता है और गणना में इसे शायद ही कभी ध्यान में रखा जाता है। न्यूट्रॉन की संख्या एक परमाणु के द्रव्यमान और प्रोटॉन की संख्या (N=A-Z) के बीच के अंतर से ज्ञात की जा सकती है। प्रोटॉन (Z) और न्यूट्रॉन (N) की कड़ाई से परिभाषित संख्या वाले नाभिक वाले किसी भी रासायनिक तत्व के परमाणुओं के प्रकार को न्यूक्लाइड कहा जाता है।

चूँकि लगभग पूरा द्रव्यमान परमाणु के नाभिक में केंद्रित होता है, लेकिन परमाणु के कुल आयतन की तुलना में इसके आयाम नगण्य होते हैं, नाभिक को सशर्त रूप से लिया जाता है सामग्री बिंदुपरमाणु के केंद्र में स्थित है, और परमाणु को ही इलेक्ट्रॉनों की एक प्रणाली के रूप में माना जाता है। एक रासायनिक प्रतिक्रिया में, परमाणु का नाभिक प्रभावित नहीं होता है (परमाणु प्रतिक्रियाओं को छोड़कर), जैसा कि आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक स्तर होते हैं, लेकिन केवल बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल के इलेक्ट्रॉन शामिल होते हैं। इस कारण से, इलेक्ट्रॉन के गुणों और गठन के नियमों को जानना आवश्यक है इलेक्ट्रॉन के गोलेपरमाणु।

ऑक्सीकरण की डिग्री(ऑक्सीकरण संख्या, औपचारिक प्रभार) - ऑक्सीकरण, कमी और रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं की प्रक्रियाओं को रिकॉर्ड करने के लिए एक सहायक सशर्त मूल्य। यह एक अणु के एक व्यक्तिगत परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था को इंगित करता है और इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण के लिए लेखांकन का केवल एक सुविधाजनक तरीका है: यह एक अणु में एक परमाणु का सही चार्ज नहीं है (देखें #कन्वेंशन)।

तत्वों के ऑक्सीकरण की डिग्री के बारे में विचार आधार बनाते हैं और रसायनों के वर्गीकरण, उनके गुणों का विवरण, यौगिकों के लिए सूत्रों की तैयारी और उनके अंतरराष्ट्रीय नाम (नामकरण) में उपयोग किए जाते हैं। लेकिन यह रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं के अध्ययन में विशेष रूप से व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

ऑक्सीकरण अवस्था की अवधारणा का प्रयोग अक्सर किया जाता है अकार्बनिक रसायन शास्त्रवैधता की अवधारणा के बजाय।

परमाणु की ऑक्सीकरण अवस्था संख्यात्मक मान के बराबर होती है आवेशएक परमाणु को इस धारणा के तहत सौंपा गया है कि बंधन इलेक्ट्रॉन जोड़े अधिक विद्युतीय परमाणुओं के प्रति पूरी तरह से पक्षपाती हैं (अर्थात, इस धारणा के आधार पर कि यौगिक में केवल आयन होते हैं)।

ऑक्सीकरण अवस्था इलेक्ट्रॉनों की संख्या से मेल खाती है जिसे एक सकारात्मक आयन में एक तटस्थ परमाणु में कम करने के लिए जोड़ा जाना चाहिए, या एक नकारात्मक आयन से इसे एक तटस्थ परमाणु में ऑक्सीकरण करने के लिए लिया जाना चाहिए:

Al3+ + 3e− → Al

S2− → S + 2e− (S2− - 2e− → S)

कार्बन- सर्वाधिक मात्रा वाला पदार्थ [स्रोत निर्दिष्ट नहीं 1528 दिन] एक बड़ी संख्या मेंएलोट्रोपिक संशोधन (8 से अधिक पहले ही खोजे जा चुके हैं)।

कार्बन के एलोट्रोपिक संशोधनउनके गुण एक दूसरे से सबसे मौलिक रूप से भिन्न होते हैं, नरम से कठोर, अपारदर्शी से पारदर्शी, घर्षण से चिकनाई तक, सस्ते से महंगे तक। इन आवंटियों में कार्बन (कोयला, कालिख), नैनोफोम, क्रिस्टलीय अलॉट्रोप - नैनोट्यूब, हीरा, फुलरीन, ग्रेफाइट, लोन्सडेलाइट और सेराफाइट के अनाकार आवंटन शामिल हैं।

परमाणुओं के बीच रासायनिक बंधन की प्रकृति के अनुसार कार्बन के आवंटन का वर्गीकरण:

हीरा (घन)

लोंसडेलाइट (हेक्सागोनल हीरा)

फुलरीन (C20+)

नैनोट्यूब

नैनोफाइबर

एस्ट्रालेंस

ग्लासी कार्बन

विशाल नैनोट्यूब

मिश्रित sp3/sp2 नए नए साँचे:

अनाकार कार्बन

कार्बन नैनोकिडनी

कार्बन नैनोफोम

अन्य रूप: C1 - C2 - C3 - C8

कार्बन(रासायनिक प्रतीक - सी, लैट। कार्बोनियम) - चौदहवें समूह का एक रासायनिक तत्व (पुराने वर्गीकरण के अनुसार - चौथे का मुख्य उपसमूह

समूह), रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली की दूसरी अवधि। क्रमांक 6, परमाणु भार - 12,0107.

भौतिक गुण.

कार्बन बहुत विविध के साथ कई एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है भौतिक गुण. संशोधनों की विविधता कार्बन के बनने की क्षमता के कारण है रासायनिक बन्धविभिन्न प्रकार।

ऐसे हाइड्रॉक्साइड होते हैं जो स्थितियों के आधार पर अम्ल और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। दोहरी प्रकृति प्रदर्शित करने वाले ये यौगिक उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड कहलाते हैं। वे सभी क्षारों की तरह एक धातु धनायन और एक हाइड्रॉक्साइड आयन द्वारा बनते हैं। केवल वे हाइड्रॉक्साइड जिनमें निम्नलिखित धातुएँ होती हैं, उनमें अम्ल और क्षार के रूप में कार्य करने की क्षमता होती है: Be, Zn, Al, Pb, Sn, Ga, Cd, Fe, Cr(ІІІ), आदि। जैसा कि से देखा जा सकता है आवधिक प्रणालीडि मेंडेलीव के अनुसार, दोहरी प्रकृति वाले हाइड्रॉक्साइड ऐसी धातुएँ बनाते हैं जो अधातुओं के सबसे निकट होती हैं। यह माना जाता है कि ऐसे तत्व संक्रमणकालीन रूप हैं, और धातुओं और अधातुओं में विभाजन बल्कि मनमाना है।

एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड ठोस, ख़स्ता, बारीक क्रिस्टलीय पदार्थ होते हैं जो अक्सर सफेद रंग के होते हैं, पानी में नहीं घुलते हैं, और खराब प्रवाहकीय (कमजोर इलेक्ट्रोलाइट्स) होते हैं। हालाँकि, इनमें से कुछ क्षार अम्ल और क्षार में घुल सकते हैं। जलीय विलयनों में "दोहरे यौगिकों" का वियोजन अम्लों और क्षारों के प्रकार के अनुसार होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि धातु और ऑक्सीजन परमाणुओं (Me-O) और ऑक्सीजन और हाइड्रोजन परमाणुओं (OH) के बीच अवधारण बल व्यावहारिक रूप से बराबर है, अर्थात। Me - O - H। इसलिए, ये बंधन एक साथ टूटेंगे, और ये पदार्थ H + धनायनों और OH- आयनों में अलग हो जाएंगे।

एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड - Be (OH) 2 इन यौगिकों की दोहरी प्रकृति की पुष्टि करने में मदद करेगा। एक अम्ल और एक क्षार के साथ बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड की परस्पर क्रिया पर विचार करें।

1. Be (OH) 2 + 2HCl -BeCl 2 + 2H 2 O।

2. Be (OH) 2 + 2KOH - K 2 - पोटेशियम टेट्राहाइड्रॉक्सोबेरीलेट।

पहले मामले में, एक उदासीनीकरण प्रतिक्रिया होती है, जिसके परिणामस्वरूप नमक और पानी का निर्माण होता है। दूसरे मामले में, प्रतिक्रिया उत्पाद होगा। बिना किसी अपवाद के सभी हाइड्रॉक्साइड्स के लिए न्यूट्रलाइजेशन प्रतिक्रिया विशिष्ट है, लेकिन अपनी तरह के साथ बातचीत केवल एम्फोटेरिक लोगों के लिए विशिष्ट है। इस तरह के दोहरे गुणों को अन्य उभयधर्मी यौगिकों - ऑक्साइड और स्वयं धातुओं द्वारा प्रदर्शित किया जाएगा, जिनके साथ वे बनते हैं।

ऐसे हाइड्रॉक्साइड्स के अन्य रासायनिक गुण सभी क्षारकों की विशेषता होंगे:

1. थर्मल अपघटन, प्रतिक्रिया उत्पाद - संबंधित ऑक्साइड और पानी: Be (OH) 2 -BeO + H 2 O।

आपको यह भी याद रखने की आवश्यकता है कि ऐसे पदार्थ हैं जिनके साथ उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड परस्पर क्रिया नहीं करते हैं, अर्थात। काम नहीं करता, यह है:

1. अधातु;
2. धातु;
3. अघुलनशील आधार;
4. एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड।
5. मध्यम लवण।

इन यौगिकों को संबंधित नमक समाधानों के क्षार वर्षा द्वारा प्राप्त किया जाता है:

BeCl 2 + 2KOH - Be(OH) 2 + 2KCl।

इस प्रतिक्रिया के दौरान कुछ तत्वों के लवण एक हाइड्रेट बनाते हैं, जिसके गुण लगभग पूरी तरह से दोहरी प्रकृति वाले हाइड्रॉक्साइड के अनुरूप होते हैं। दोहरे गुणों वाले वही आधार खनिजों का हिस्सा हैं, जिसके रूप में वे प्रकृति (बॉक्साइट, गोइथाइट, आदि) में पाए जाते हैं।

इस प्रकार, उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड वे होते हैं, जो उनके साथ प्रतिक्रिया करने वाले पदार्थ की प्रकृति के आधार पर, क्षार या अम्ल के रूप में कार्य कर सकते हैं। सबसे अधिक बार, वे संबंधित धातु (ZnO-Zn (OH) 2; BeO - Be (OH) 2), आदि) युक्त एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड के अनुरूप होते हैं।

उभयधर्मी ऐसे हाइड्रॉक्साइड्स कहलाते हैं, जो परिस्थितियों के आधार पर या तो क्षार या अम्ल के गुणों को प्रदर्शित करते हैं।

एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड में शामिल हैं:

Ve (OH) 2, Zn (OH) 2, A1 (OH) 3, Cr (OH) 3, Sn (OH) 2, Pb (OH) 2

और कुछ अन्य।

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड प्रतिक्रिया:

एक) एसिड के साथ

उदाहरण के लिए:

A1 (OH) 3 + ZNS1 \u003d A1C1 3 + ZN 2 O,

Zn (OH) 2 + H 2 SO 4 \u003d ZnSO 4 + 2H 2 O;

बी) एसिड ऑक्साइड के साथ,

2A1 (OH) 3 + 3SiO 2 A1 2 (SiO 3) 3 + ZH 2 O।

इन प्रतिक्रियाओं में, उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड क्षारों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं .

में) आधार के साथ,

जब ठोस पिघलते हैं तो लवण बनते हैं।

उदाहरण के लिए:

A1 (OH) 3 + NaOH टीवी। NaA1O 2 + 2H 2 O,

जेडएन (ओएच) 2 + 2 केओएच टीवी। के 2 जेडएनओ 2 + 2 एच 2 ओ।

इन प्रतिक्रियाओं में, एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड एसिड के गुणों को प्रदर्शित करते हैं।

क्षार के जलीय विलयन के साथ अभिक्रिया में संगत जटिल यौगिक बनते हैं।

उदाहरण के लिए:

ए 1 (ओएच) 3 + नाओएच समाधान \u003d ना [ए 1 (ओएच) 4],

सोडियम टेट्राहाइड्रॉक्सोएलुमिनेट

Zn (OH) 2 + 2KOH घोल \u003d K 2

पोटेशियम टेट्राहाइड्रॉक्सोज़िनकेट

जी) मूल आक्साइड के साथ:

2Cr(OH) 3 + K 2 O 2केसीआरओ 2 + 3एच 2 ओ।

इस प्रतिक्रिया में, एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड अम्लीय गुण प्रदर्शित करता है। अभिकारकों के संलयन से अभिक्रिया आगे बढ़ती है।

आधार प्राप्त करने के तरीके

1. क्षार तैयार करने की एक सामान्य विधि है विलयन विनिमय अभिक्रियाक्षार समाधान के साथ नमक। परस्पर क्रिया करने पर एक नया क्षार और एक नया लवण बनता है।

उदाहरण के लिए:

CuSO 4 + 2KOH \u003d Cu (OH) 2 + K 2 SO 4,

के 2 सीओ 3 + बा (ओएच) 2 \u003d 2KOH + VaCO 3 ।

इस विधि से अघुलनशील और घुलनशील दोनों आधार प्राप्त किए जा सकते हैं।

2. क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं को पानी के साथ प्रतिक्रिया करके क्षार प्राप्त किया जा सकता है।.

उदाहरण के लिए:

2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2,

सीए + 2 एच 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2 + एच 2।

3. पानी के साथ क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के ऑक्साइड के संपर्क से भी क्षार प्राप्त किया जा सकता है।

उदाहरण के लिए:

ना 2 ओ + एच 2 ओ \u003d 2NaOH,

सीएओ + एच 2 ओ \u003d सीए (ओएच) 2.

4.क्षार की तकनीक में प्राप्त होता हैनमक के घोल का इलेक्ट्रोलिसिस(उदाहरण के लिए, क्लोराइड)।

उदाहरण के लिए:

2NaС1 + 2Н 2
2NaOH + H 2 + C1 2.

ठिकानों के आवेदन के क्षेत्र

सोडियम और पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH और KOH) का उपयोग पेट्रोलियम उत्पादों के शुद्धिकरण के लिए किया जाता है, साबुन, रेयान, कागज के उत्पादन के लिए, कपड़ा और चमड़ा उद्योग आदि में उपयोग किया जाता है। क्षार सतहों के रासायनिक क्षरण के समाधान का हिस्सा हैं। सुरक्षात्मक और सजावटी कोटिंग्स लगाने से पहले लौह और कुछ अलौह धातुओं का।

तेल उद्योग में पोटेशियम, कैल्शियम, बेरियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग बाधित ड्रिलिंग तरल पदार्थ की तैयारी के लिए किया जाता है, जिससे अस्थिर ड्रिल करना संभव हो जाता है। चट्टानों. जलाशय में क्षार समाधान का इंजेक्शन उत्पादक जलाशयों की तेल वसूली में वृद्धि में योगदान देता है।

हाइड्रोजन सल्फाइड से गैस शुद्धिकरण के लिए आयरन (III), कैल्शियम और सोडियम के हाइड्रॉक्साइड का उपयोग अभिकर्मकों के रूप में किया जाता है।

हाइड्रेटेड चूने Ca(OH) 2 का उपयोग समुद्र के पानी की क्रिया के तहत धातु के क्षरण के अवरोधक के रूप में किया जाता है, साथ ही स्नेहक तेलों की तैयारी में उपयोग किए जाने वाले पानी की कठोरता को दूर करने और ईंधन तेल को शुद्ध करने के लिए एक अभिकर्मक के रूप में उपयोग किया जाता है।

एल्युमिनियम और आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड्स का उपयोग जल शोधन के साथ-साथ ड्रिलिंग तरल पदार्थ तैयार करने के लिए flocculants के रूप में किया जाता है।