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 एल्यूमीनियम परमाणु अल III आयनों (अम्लीय अवशेष) एएलओ 2- 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

अक्सर उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड्स+III ऑक्सीकरण अवस्था में तत्व 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 हैं जटिल यौगिक(जटिल लवण): इनमें 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। प्रक्रिया में प्रयुक्त इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादनएल्यूमीनियम, हाइड्रोफ्लोरिक एसिड, कांच और तामचीनी के उत्पादन में।

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 सॉल 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, एक कमजोर आधार और एक मजबूत एसिड वाले लवण के लिए, हाइड्रोलिसिस k की डिग्री हाइड्रोलिसिस स्थिरांक A-, नमक सांद्रता (s, mol "l) से जुड़ी होती 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), दूसरी अवधि आवधिक प्रणाली रासायनिक तत्वसाथ परमाणु क्रमांक 5. प्रतीक बी (अक्षांश। बोरम) द्वारा निरूपित। मुक्त अवस्था में, बोरॉन एक रंगहीन, धूसर या लाल क्रिस्टलीय या गहरा अनाकार पदार्थ होता है। 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):

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

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। ऑक्सीजन वातावरण या हवा में गर्म होने पर, 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 गर्म 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 - कोई अम्ल लवण नहीं

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 ऑक्साइड B2O3 - बोरिक एसिड एनहाइड्राइड, रंगहीन, बल्कि दुर्दम्य ग्लासी या क्रिस्टलीय पदार्थकड़वा स्वाद, ढांकता हुआ।

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 बी 2 ओ 3, जो मेटाबोरिक एसिड एचबीओ 2 से पानी के सावधानीपूर्वक उन्मूलन से प्राप्त होता है, दो संशोधनों में मौजूद है - एक हेक्सागोनल क्रिस्टल जाली के साथ, 400 डिग्री सेल्सियस और 2200 एमपीए पर यह एक मोनोक्लिनिक में बदल 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) - एक कमजोर एसिड युक्त रासायनिक सूत्रएच3बीओ3. 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 एक समचतुर्भुज जाली के साथ α-HBO2।

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 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। शारीरिक 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। कार्बन केवल सहसंयोजक बंधन बनाता है, सिलिकॉन भी मुख्य रूप से सहसंयोजक बंधन 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 गुणों 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, लेट। 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 भौतिक गुणों के साथ कई एलोट्रोपिक संशोधनों में मौजूद है। संशोधनों की विविधता कार्बन के बनने की क्षमता के कारण है रासायनिक बन्धविभिन्न प्रकार।

नींव - यह रासायनिक यौगिकबनाने में सक्षम सहसंयोजक बंधनएक प्रोटॉन (ब्रोंस्टेड बेस) के साथ या किसी अन्य रासायनिक यौगिक (लुईस बेस) के रिक्त कक्षीय कक्ष के साथ

क्षारों के रासायनिक गुण

क्षार	अघुलनशील क्षार
संकेतकों का रंग बदलना
फिनोलफथेलिन - रास्पबेरी मिथाइल ऑरेंज - ऑरेंज लिटमस - नीला सार्वभौमिक संकेतक - नीले से बैंगनी तक	कभी मत बदलना
एसिड के साथ बातचीत (बेअसर प्रतिक्रिया)
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O	Cu(OH)2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2OCu(OH)2+2HNO3=Cu(NO3)2+2H2O
एसिड ऑक्साइड के साथ बातचीत
SO2+2KOH=K2SO3+H2O4SO2+2KOH=K2SO3+H2O4
उभयधर्मी आक्साइड के साथ बातचीत
Al2O3+6NaOH+3H2O=2Na3Al2O3+6NaOH+3H2O=2Na3 समाधान में Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O पिघल में
नमक बातचीत
औसत (बर्थोलेट का नियम): 2NaOH+MgSO4=Mg(OH)2↓+Na2SO42NaOH+MgSO4=Mg(OH)2↓+Na2SO4 NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2ONaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O
गर्म करने पर अपघटन
LiOH को छोड़कर, विघटित न हों: 2LiOH−→−−−−800∘C,H2Li2O+H2O2LiOH→800∘C,H2Li2O+H2O	Cu(OH)2=CuO+H2OCu(OH)2=CuO+H2O
अधातुओं के साथ परस्पर क्रिया
2NaOH(संक्षिप्त, ठंडा)+Cl2=NaClO+NaCl+H2O2NaOH (संक्षिप्त, ठंडा)+Cl2=NaClO+NaCl+H2O 6NaOH(संक्षिप्त, क्षितिज)+3Cl2=NaClO3+5NaCl+3H2O6NaOH (संक्षिप्त, क्षितिज)+3Cl2=NaClO3+5NaCl+3H2O

आधार प्राप्त करने के तरीके

1 . जलीय नमक के घोल का इलेक्ट्रोलिसिससक्रिय धातु:

2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl22NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2

धातु के लवणों के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान, एल्यूमीनियम तक वोल्टेज की एक श्रृंखला में खड़े होकर, कैथोड पर गैसीय हाइड्रोजन और हाइड्रॉक्साइड आयनों की रिहाई के साथ पानी कम हो जाता है। नमक के पृथक्करण के दौरान बनने वाले धातु के धनायन परिणामी हाइड्रॉक्साइड आयनों के साथ आधार बनाते हैं।

2 . पानी के साथ धातुओं की बातचीत: 2Na+2H2O=2NaOH+H22Na+2H2O=2NaOH+H2 इस विधि का प्रयोगशाला या उद्योग में व्यावहारिक अनुप्रयोग नहीं है

3 . पानी के साथ ऑक्साइड की बातचीत: CaO+H2O=Ca(OH)2CaO+H2O=Ca(OH)2

4 . विनिमय प्रतिक्रियाएं(दोनों घुलनशील और अघुलनशील आधार प्राप्त किए जा सकते हैं): Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓Ba(OH)2+K2SO4=2KOH+BaSO4↓CuCl2+2NaOH=Cu(OH)2↓+2NaNO3

उभयधर्मी यौगिक - ये हैपदार्थ जो, प्रतिक्रिया की स्थिति के आधार पर, अम्लीय या मूल गुणों को प्रदर्शित करते हैं।

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड - पानी में अघुलनशील पदार्थ, और गर्म होने पर, वे धातु ऑक्साइड और पानी में विघटित हो जाते हैं:

जेडएन (ओएच) 2 = जेडएनओ + एच 2 ओ

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

2अल(ओएच) 3 \u003d अल 2 ओ 3 + 3एच 2 ओ

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड का एक उदाहरण जिंक हाइड्रॉक्साइड है। इस हाइड्रॉक्साइड का मूल रूप में सूत्र Zn(OH) 2 है। लेकिन आप हाइड्रोजन परमाणुओं को पहले स्थान पर रखते हुए, एसिड के रूप में जिंक हाइड्रॉक्साइड का सूत्र लिख सकते हैं, जैसा कि अकार्बनिक एसिड के सूत्रों में है: H 2 ZnO 2 (चित्र 1)। तब ZnO 2 2- 2- चार्ज के साथ एक एसिड अवशेष होगा।

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड की एक विशेषता यह है कि यह ओ-एच और जेडएन-ओ बांड की ताकत में बहुत कम है। इसलिए गुणों का द्वंद्व। एसिड के साथ प्रतिक्रियाओं में जो हाइड्रोजन केशन दान करने के लिए तैयार हैं, जिंक हाइड्रॉक्साइड के लिए Zn-O बंधन को तोड़ना, एक OH समूह दान करना और एक आधार के रूप में कार्य करना फायदेमंद है। ऐसी प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप, लवण बनते हैं जिनमें जस्ता एक धनायन होता है, इसलिए उन्हें धनायन प्रकार के लवण कहा जाता है:

Zn(OH) 2 + 2HCl = ZnCl 2 + 2H 2 O

उभयधर्मी ऑक्साइड - नमक बनाने वाले ऑक्साइड, जो परिस्थितियों के आधार पर या तो मूल या अम्लीय गुण प्रदर्शित करते हैं (यानी, उभयचरता प्रदर्शित करते हैं)। संक्रमण धातुओं द्वारा निर्मित। एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड में धातुएँ आमतौर पर ZnO, BeO, SnO, PbO के अपवाद के साथ III से IV तक ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करती हैं।

उभयधर्मी ऑक्साइड एक दोहरी प्रकृति है: वे एसिड और क्षार (क्षार) के साथ बातचीत कर सकते हैं:

अली 2 हे 3 + 6HCl = 2AlCl 3 + 3H 2 हे

अली 2 हे 3 + 2NaOH + 3H 2 ओ = 2ना।

विशिष्ट उभयधर्मी ऑक्साइड : एच 2 ओ, बीओओ, अली 2 हे 3 , करोड़ 2 हे 3 , फे 2 हे 3 और आदि।

9. रासायनिक ऊष्मप्रवैगिकी। एक प्रणाली की अवधारणाएं, एन्ट्रापी, एन्थैल्पी, एक रासायनिक प्रतिक्रिया का थर्मल प्रभाव, हेस का नियम और इसके परिणाम। एंडोथर्म और प्रतिक्रिया का एक्सोथर्म, थर्मोडायनामिक्स के पहले और दूसरे नियम, रासायनिक प्रतिक्रिया दर (प्रभावित करने वाले कारक), वैंट हॉफ नियम, वैंट हॉफ समीकरण।

रासायनिक ऊष्मप्रवैगिकी - एक विज्ञान जो सिस्टम और कानूनों की स्थिरता के लिए शर्तों का अध्ययन करता है।

ऊष्मप्रवैगिकी - मैक्रोसिस्टम्स का विज्ञान।

थर्मोडायनामिक प्रणाली - आसपास की दुनिया का एक मैक्रोस्कोपिक हिस्सा जिसमें विभिन्न भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं होती हैं।

छितरी हुई प्रणाली विषमांगी तंत्र कहलाता है, जिसमें एक चरण के छोटे कण दूसरे चरण के आयतन में समान रूप से वितरित होते हैं।

एन्ट्रापी (ग्रीक एंट्रोपिया से) - बारी, परिवर्तन। अपरिवर्तनीय ऊर्जा अपव्यय के माप को निर्धारित करने के लिए एंट्रॉपी की अवधारणा को पहली बार थर्मोडायनामिक्स में पेश किया गया था। विज्ञान के अन्य क्षेत्रों में एन्ट्रापी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है: सांख्यिकीय भौतिकी में किसी भी मैक्रोस्कोपिक राज्य के कार्यान्वयन की संभावना के उपाय के रूप में; सूचना सिद्धांत में - किसी भी अनुभव (परीक्षण) की अनिश्चितता का एक उपाय, जिसके अलग-अलग परिणाम हो सकते हैं। एन्ट्रापी की इन सभी व्याख्याओं का गहरा आंतरिक संबंध है।

तापीय धारिता (थर्मल फंक्शन, हीट कंटेंट) - थर्मोडायनामिक क्षमता थर्मोडायनामिक संतुलन में सिस्टम की स्थिति को दर्शाती है जब दबाव, एन्ट्रापी और कणों की संख्या को स्वतंत्र चर के रूप में चुना जाता है।

सीधे शब्दों में कहें तो थैलेपी वह ऊर्जा है जो एक निश्चित स्थिर दबाव पर ऊष्मा में परिवर्तित होने के लिए उपलब्ध होती है।

थर्मल प्रभाव आमतौर पर सिस्टम H के थैलेपी (गर्मी सामग्री) के मूल्यों का उपयोग करके रासायनिक प्रतिक्रियाओं के थर्मोकेमिकल समीकरणों में इंगित किया जाता है।

अगर H< 0, то теплота выделяется, т.е. реакция является экзотермической.

एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के लिए ΔH> 0।

रासायनिक प्रतिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव अभिकारकों की दी गई मात्रा के लिए जारी या अवशोषित ऊष्मा है।

किसी अभिक्रिया का ऊष्मीय प्रभाव पदार्थों की अवस्था पर निर्भर करता है।

ऑक्सीजन के साथ हाइड्रोजन की प्रतिक्रिया के लिए थर्मोकेमिकल समीकरण पर विचार करें:

2एच 2 (जी)+हे 2 (जी)= 2एच 2 हे(जी), H=−483.6के.जे.

इस रिकॉर्ड का मतलब है कि जब 2 मोल हाइड्रोजन 1 मोल ऑक्सीजन के साथ परस्पर क्रिया करता है, तो 2 मोल पानी गैसीय अवस्था में बनता है। इस स्थिति में, 483.6 (kJ) ऊष्मा निकलती है।

हेस का नियम - आइसोबैरिक-इज़ोटेर्मल या आइसोकोरिक-इज़ोटेर्मल स्थितियों के तहत किए गए रासायनिक प्रतिक्रिया का थर्मल प्रभाव केवल प्रारंभिक पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों के प्रकार और स्थिति पर निर्भर करता है और इसकी घटना के पथ पर निर्भर नहीं करता है।

हेस के नियम से परिणाम:

विपरीत प्रतिक्रिया का ऊष्मा प्रभाव विपरीत संकेत के साथ सीधी प्रतिक्रिया के ऊष्मा प्रभाव के बराबर होता है, अर्थात। प्रतिक्रियाओं के लिए

उनके अनुरूप ऊष्मीय प्रभाव समानता से संबंधित हैं

2. यदि, क्रमिक रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के परिणामस्वरूप, प्रणाली एक ऐसी स्थिति में आती है जो पूरी तरह से प्रारंभिक (एक गोलाकार प्रक्रिया) से मेल खाती है, तो इन प्रतिक्रियाओं के थर्मल प्रभावों का योग शून्य के बराबर होता है, अर्थात। कई प्रतिक्रियाओं के लिए

उनके ऊष्मीय प्रभावों का योग

गठन की थैलीपी को साधारण पदार्थों से किसी पदार्थ के 1 मोल के बनने की प्रतिक्रिया के ऊष्मा प्रभाव के रूप में समझा जाता है। आमतौर पर, गठन के मानक थैलेपी का उपयोग किया जाता है। उन्हें निरूपित किया जाता है या (अक्सर सूचकांकों में से एक को छोड़ दिया जाता है; f - अंग्रेजी गठन से)।

ऊष्मप्रवैगिकी का पहला नियम - एक राज्य से दूसरे राज्य में संक्रमण के दौरान सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन बाहरी बलों के काम के योग और सिस्टम को हस्तांतरित गर्मी की मात्रा के बराबर होता है

ऊष्मागतिकी के प्रथम नियम के अनुसार कार्य केवल ऊष्मा या किसी अन्य प्रकार की ऊर्जा द्वारा ही किया जा सकता है। इसलिए, काम और गर्मी की मात्रा को एक ही इकाई - जूल (साथ ही ऊर्जा) में मापा जाता है।

जहाँ U आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन है, A बाह्य बलों का कार्य है, Q निकाय को हस्तांतरित ऊष्मा की मात्रा है।

ऊष्मप्रवैगिकी का दूसरा नियम - कोई भी प्रक्रिया संभव नहीं है, जिसका एकमात्र परिणाम एक ठंडे शरीर से एक गर्म शरीर में गर्मी का स्थानांतरण होगा

वैंट हॉफ का नियम बताता है कि तापमान में प्रत्येक 10° की वृद्धि के लिए, एक रासायनिक प्रतिक्रिया की दर 2-4 गुना बढ़ जाती है।

इस नियम का वर्णन करने वाला समीकरण है: (\displaystyle ~V_(2)=V_(1)\cdot \gamma ^(\frac (T_(2)-T_(1))(10)))

जहां वी 2 तापमान टी 2 पर प्रतिक्रिया की दर है, और वी 1 तापमान टी 1 पर प्रतिक्रिया की दर है;

प्रतिक्रिया दर का तापमान गुणांक है। (उदाहरण के लिए, यदि यह 2 के बराबर है, तो तापमान 10 डिग्री बढ़ने पर प्रतिक्रिया दर 2 गुना बढ़ जाएगी)।

एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाएं - गर्मी के अवशोषण के साथ रासायनिक प्रतिक्रियाएं। एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं के लिए, थैलेपी और आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तन सकारात्मक होते हैं (\displaystyle \Delta H>0)(\displaystyle \Delta U>0), इसलिए प्रतिक्रिया उत्पादों में मूल घटकों की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है।

एंडोथर्मिक प्रतिक्रियाओं में शामिल हैं:

ऑक्साइड से धातु अपचयन अभिक्रियाएँ,

इलेक्ट्रोलिसिस (विद्युत ऊर्जा अवशोषित होती है),

इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण (उदाहरण के लिए, पानी में लवण को घोलना),

आयनीकरण,

जल विस्फोट - थोड़ी मात्रा में पानी की आपूर्ति की गई गर्मी की एक बड़ी मात्रा तात्कालिक हीटिंग और तरल के सुपरहिटेड वाष्प में चरण संक्रमण पर खर्च की जाती है, जबकि आंतरिक ऊर्जा बढ़ जाती है और वाष्प की दो ऊर्जाओं के रूप में प्रकट होती है - इंट्रामोल्युलर थर्मल और अंतर-आणविक क्षमता।

प्रकाश संश्लेषण।

उष्माक्षेपी प्रतिक्रिया - गर्मी की रिहाई के साथ एक रासायनिक प्रतिक्रिया। एक एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया के विपरीत।

क्षार और उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड के रासायनिक गुणों पर चर्चा करने से पहले, आइए स्पष्ट रूप से परिभाषित करें कि यह क्या है?

1) क्षार या मूल हाइड्रॉक्साइड में ऑक्सीकरण अवस्था +1 या +2 में धातु हाइड्रॉक्साइड शामिल हैं, अर्थात। जिसके सूत्र या तो MeOH या Me(OH) 2 के रूप में लिखे जाते हैं। हालाँकि, अपवाद हैं। अत: हाइड्रॉक्साइड्स Zn (OH) 2, Be (OH) 2, Pb (OH) 2, Sn (OH) 2 क्षारक से संबंधित नहीं हैं।

2) एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड्स में ऑक्सीकरण अवस्था +3, +4 में धातु हाइड्रॉक्साइड शामिल हैं, और अपवाद के रूप में, हाइड्रॉक्साइड Zn (OH) 2, Be (OH) 2, Pb (OH) 2, Sn (OH) 2। ऑक्सीकरण अवस्था में धातु हाइड्रॉक्साइड +4, in कार्य का उपयोग करेंनहीं मिलेंगे, इसलिए विचार नहीं किया जाएगा।

क्षारों के रासायनिक गुण

सभी आधारों में विभाजित हैं:

याद रखें कि बेरिलियम और मैग्नीशियम क्षारीय पृथ्वी धातु नहीं हैं।

पानी में घुलनशील होने के अलावा, क्षार जलीय घोल में भी बहुत अच्छी तरह से अलग हो जाते हैं, जबकि अघुलनशील क्षारों में कम डिग्रीपृथक्करण।

घुलनशीलता और क्षार और अघुलनशील हाइड्रॉक्साइड के बीच अलग होने की क्षमता में यह अंतर, बदले में, उनके रासायनिक गुणों में ध्यान देने योग्य अंतर की ओर जाता है। इसलिए, विशेष रूप से, क्षार अधिक रासायनिक रूप से सक्रिय यौगिक होते हैं और अक्सर उन प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करने में सक्षम होते हैं जो अघुलनशील आधारों में प्रवेश नहीं करते हैं।

अम्लों के साथ क्षारों की प्रतिक्रिया

क्षार बिल्कुल सभी अम्लों के साथ प्रतिक्रिया करता है, यहाँ तक कि बहुत कमजोर और अघुलनशील भी। उदाहरण के लिए:

अघुलनशील क्षार लगभग सभी के साथ प्रतिक्रिया करते हैं घुलनशील अम्लअघुलनशील सिलिकिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया न करें:

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मजबूत और कमजोर दोनों आधारों के साथ सामान्य सूत्रप्रजाति Me (OH) 2 अम्ल की कमी के साथ मूल लवण बना सकती है, उदाहरण के लिए:

एसिड ऑक्साइड के साथ बातचीत

क्षार सभी अम्लीय आक्साइड के साथ लवण और अक्सर पानी बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है:

अघुलनशील आधार स्थिर एसिड के अनुरूप सभी उच्च एसिड ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम हैं, उदाहरण के लिए, पी 2 ओ 5, एसओ 3, एन 2 ओ 5, मध्यम लवण 1 के गठन के साथ:

फॉर्म मी (ओएच) 2 के अघुलनशील आधार विशेष रूप से मूल लवण के निर्माण के साथ कार्बन डाइऑक्साइड के साथ पानी की उपस्थिति में प्रतिक्रिया करते हैं। उदाहरण के लिए:

Cu(OH) 2 + CO 2 = (CuOH) 2 CO 3 + H 2 O

सिलिकॉन डाइऑक्साइड के साथ, इसकी असाधारण जड़ता के कारण, केवल सबसे मजबूत आधार, क्षार, प्रतिक्रिया करते हैं। इस मामले में, सामान्य लवण बनते हैं। प्रतिक्रिया अघुलनशील आधारों के साथ आगे नहीं बढ़ती है। उदाहरण के लिए:

एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड के साथ क्षारों की परस्पर क्रिया

सभी क्षार उभयधर्मी ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। यदि एक ठोस क्षार के साथ एक एम्फोटेरिक ऑक्साइड या हाइड्रॉक्साइड को फ्यूज करके प्रतिक्रिया की जाती है, तो इस तरह की प्रतिक्रिया से हाइड्रोजन मुक्त लवण का निर्माण होता है:

यदि क्षार के जलीय घोल का उपयोग किया जाता है, तो हाइड्रोक्सो जटिल लवण बनते हैं:

एल्यूमीनियम के मामले में, Na नमक के बजाय, केंद्रित क्षार की अधिकता की क्रिया के तहत, Na 3 नमक बनता है:

लवणों के साथ क्षारों की परस्पर क्रिया

कोई भी क्षार किसी भी नमक के साथ तभी प्रतिक्रिया करता है जब दो शर्तें एक साथ पूरी होती हैं:

1) प्रारंभिक यौगिकों की घुलनशीलता;

2) प्रतिक्रिया उत्पादों के बीच एक अवक्षेप या गैस की उपस्थिति

उदाहरण के लिए:

ठिकानों की थर्मल स्थिरता

Ca(OH) 2 को छोड़कर सभी क्षार गर्मी के प्रतिरोधी हैं और बिना अपघटन के पिघल जाते हैं।

सभी अघुलनशील क्षार, साथ ही थोड़ा घुलनशील Ca (OH) 2, गर्म होने पर विघटित हो जाते हैं। कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के लिए उच्चतम अपघटन तापमान लगभग 1000 o C है:

अघुलनशील हाइड्रॉक्साइड्स में बहुत कम अपघटन तापमान होता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, कॉपर (II) हाइड्रॉक्साइड पहले से ही 70 o C से ऊपर के तापमान पर विघटित हो जाता है:

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड के रासायनिक गुण

अम्लों के साथ उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड की परस्पर क्रिया

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं मजबूत अम्ल:

+3 ऑक्सीकरण अवस्था में एम्फ़ोटेरिक धातु हाइड्रॉक्साइड, अर्थात। टाइप मी (ओएच) 3, एच 2 एस, एच 2 एसओ 3 और एच 2 सीओ 3 जैसे एसिड के साथ प्रतिक्रिया न करें क्योंकि इस तरह की प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनने वाले लवण अपरिवर्तनीय हाइड्रोलिसिस के अधीन हैं मूल एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड और संबंधित एसिड:

अम्ल आक्साइड के साथ उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड की परस्पर क्रिया

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करते हैं उच्च ऑक्साइड, जो स्थिर एसिड (SO 3, P 2 O 5, N 2 O 5) के अनुरूप हैं:

+3 ऑक्सीकरण अवस्था में एम्फ़ोटेरिक धातु हाइड्रॉक्साइड, अर्थात। टाइप मी (ओएच) 3, एसिड ऑक्साइड एसओ 2 और सीओ 2 के साथ प्रतिक्रिया न करें।

क्षारों के साथ उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड की परस्पर क्रिया

क्षारों में से, उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड केवल क्षार के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। हालांकि, अगर इस्तेमाल किया जाता है पानी का घोलक्षार, फिर हाइड्रोक्सो जटिल लवण बनते हैं:

और जब एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड को ठोस क्षार के साथ जोड़ा जाता है, तो उनके निर्जल एनालॉग प्राप्त होते हैं:

मूल आक्साइड के साथ उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड की परस्पर क्रिया

क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के ऑक्साइड के साथ मिश्रित होने पर एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड प्रतिक्रिया करते हैं:

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड का ऊष्मीय अपघटन

सभी उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड पानी में अघुलनशील होते हैं और किसी भी अघुलनशील हाइड्रॉक्साइड की तरह, संबंधित ऑक्साइड और पानी को गर्म करने पर विघटित हो जाते हैं।

अकार्बनिक रासायनिक यौगिकों के तीन मुख्य वर्ग हैं: ऑक्साइड, हाइड्रॉक्साइड और लवण। पूर्व को दो समूहों में विभाजित किया गया है: गैर-नमक-गठन (इनमें कार्बन मोनोऑक्साइड, नाइट्रस ऑक्साइड, नाइट्रिक मोनोऑक्साइड, आदि शामिल हैं) और नमक बनाने वाले, जो बदले में, बुनियादी, अम्लीय और उभयचर हैं। हाइड्रॉक्साइड को अम्ल, क्षार और उभयधर्मी में विभाजित किया जाता है। लवण क्षारीय, अम्लीय, मध्यम और द्विगुणित होते हैं। एम्फोटेरिक ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड्स को नीचे और अधिक विस्तार से वर्णित किया जाएगा।

उभयधर्मी क्या है?

यह एक अकार्बनिक रसायन की प्रतिक्रिया की स्थिति के आधार पर अम्लीय और मूल दोनों गुणों को प्रदर्शित करने की क्षमता है। इस प्रकार की विशेषता वाले पदार्थों में ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड शामिल हो सकते हैं। पूर्व में, कोई टिन, बेरिलियम, मैंगनीज, जस्ता, लोहा (II), (III) के ऑक्साइड और डाइऑक्साइड का नाम दे सकता है। एम्फोटेरिक हाइड्रॉक्साइड ऐसे पदार्थों द्वारा दर्शाए जाते हैं: बेरिलियम, एल्यूमीनियम, लोहा (II) हाइड्रॉक्साइड, लोहा, एल्यूमीनियम मेटाहाइड्रॉक्साइड, टाइटेनियम डाइहाइड्रॉक्साइड। ऊपर सूचीबद्ध यौगिकों में सबसे आम और अक्सर उपयोग किए जाने वाले यौगिक लोहा और एल्यूमीनियम ऑक्साइड, साथ ही इन धातुओं के हाइड्रॉक्साइड हैं।

उभयधर्मी आक्साइड के रासायनिक गुण

उभयधर्मी ऑक्साइड में अम्लीय और क्षारकीय यौगिकों दोनों के गुण होते हैं। अम्लीय के रूप में, वे क्षार के साथ बातचीत कर सकते हैं। इस प्रकार की अभिक्रिया में लवण तथा जल का निर्माण होता है। वे भी प्रवेश करते हैं रासायनिक प्रतिक्रियामूल ऑक्साइड के साथ। अपने मूल गुण दिखाते हुए, वे एसिड के साथ बातचीत करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप नमक और पानी बनते हैं, साथ ही साथ एसिड ऑक्साइड भी होते हैं, जिससे नमक प्राप्त किया जा सकता है।

उभयधर्मी आक्साइड से जुड़े प्रतिक्रिया समीकरणों के उदाहरण

AI 2 O 3 + 2KOH \u003d 2KAIO 2 + H 2 O - यह प्रतिक्रिया एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड के अम्लीय गुणों को दर्शाती है। 2АІ 2 3 + 6НІ = 4АІСІ 3 + 3Н 2 ; AI 2 O 3 + 3CO 2 \u003d AI 2 (CO 3) 3 - ये समीकरण ऐसे ऑक्साइड के मूल रासायनिक गुणों के उदाहरण के रूप में काम करते हैं।

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड के रासायनिक गुण

वे प्रवेश करने में सक्षम हैं रासायनिक बातचीतमजबूत एसिड और क्षार दोनों के साथ, और उनमें से कुछ के साथ भी प्रतिक्रिया करते हैं कमजोर अम्ल. उच्च तापमान के संपर्क में आने पर ये सभी ऑक्साइड और पानी में विघटित हो जाते हैं। जब उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड अम्ल के साथ अभिक्रिया करता है तो लवण तथा जल बनता है। ऐसे सभी हाइड्रॉक्साइड पानी में अघुलनशील होते हैं, इसलिए, वे केवल कुछ यौगिकों के समाधान के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, लेकिन सूखे पदार्थों के साथ नहीं।

उभयधर्मी ऑक्साइड के भौतिक गुण, उनकी तैयारी और अनुप्रयोग के तरीके

फेरम ऑक्साइड (II) शायद सबसे आम एम्फोटेरिक ऑक्साइड है। इसे प्राप्त करने के काफी कुछ तरीके हैं। यह उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। धातु विज्ञान से लेकर खाद्य उद्योग तक कई उद्योगों में अन्य एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड का भी उपयोग किया जाता है।

फेरम (II) ऑक्साइड की उपस्थिति, तैयारी और उपयोग

यह एक काला ठोस है। इसकी क्रिस्टल जाली खाने योग्य नमक के समान होती है। प्रकृति में, यह खनिज वुएस्टाइट के रूप में पाया जा सकता है।
यह रासायनिक यौगिक चार अलग-अलग तरीकों से प्राप्त होता है। सबसे पहला- कार्बन मोनोऑक्साइड का उपयोग करके आयरन ऑक्साइड (ІІІ) का अपचयन। वहीं, इन दोनों पदार्थों को समान मात्रा में मिलाकर आप आयरन ऑक्साइड (II) के दो भाग और कार्बन डाइऑक्साइड का एक हिस्सा प्राप्त कर सकते हैं। दूसरी विधिप्राप्त करना - लोहे की इसके ऑक्साइड के साथ बातचीत, उदाहरण के लिए, फेरम (ІІІ) ऑक्साइड, जबकि कोई उप-उत्पाद नहीं बनता है।

हालांकि, ऐसी प्रतिक्रिया के लिए उच्च तापमान - 900-1000 डिग्री सेल्सियस के रूप में स्थितियां बनाना आवश्यक है। तीसरा रास्ता- लोहे और ऑक्सीजन के बीच प्रतिक्रिया, इस मामले में, केवल लोहे का ऑक्साइड (II) बनता है। इस प्रक्रिया को करने के लिए, प्रारंभिक सामग्री को गर्म करने की भी आवश्यकता होगी। चौथी विधिप्राप्त करना फेरस ऑक्सालेट है। इस तरह की प्रतिक्रिया के लिए उच्च तापमान के साथ-साथ वैक्यूम की भी आवश्यकता होती है। नतीजतन, फेरम (II) ऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन मोनोआक्साइड 1:1:1 के अनुपात में। ऊपर से, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि इस पदार्थ को प्राप्त करने की पहली विधि सबसे सरल और विशेष परिस्थितियों की आवश्यकता नहीं है। आयरन ऑक्साइड (II) का उपयोग लोहे को गलाने के लिए किया जाता है, यह कुछ रंगों के घटकों में से एक है, और स्टील को काला करने की प्रक्रिया में उपयोग किया जाता है।

आयरन ऑक्साइड (III)

यह ऊपर वर्णित की तुलना में कम सामान्य एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड नहीं है। सामान्य परिस्थितियों में, यह लाल-भूरे रंग का ठोस होता है। प्रकृति में, यह खनिज हेमेटाइट के रूप में पाया जा सकता है, जिसका उपयोग गहनों के निर्माण में किया जाता है। उद्योग में, इस पदार्थ का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है: इसका उपयोग कुछ निर्माण सामग्री, जैसे ईंट, फ़र्श स्लैब आदि को पेंट करने के लिए किया जाता है, जिसमें छपाई और तामचीनी शामिल हैं। साथ ही, विचाराधीन पदार्थ E172 नामक खाद्य रंग के रूप में कार्य करता है। रासायनिक उद्योग में, इसका उपयोग उत्प्रेरक के रूप में अमोनिया के उत्पादन में किया जाता है।

अल्यूमिनियम ऑक्साइड

एम्फोटेरिक ऑक्साइड में उनकी सूची में एल्यूमीनियम ऑक्साइड भी शामिल है। सामान्य परिस्थितियों में इस पदार्थ की ठोस अवस्था होती है। इस ऑक्साइड का रंग सफेद होता है। प्रकृति में, इसका एक हिस्सा एल्यूमिना, साथ ही नीलम और माणिक के रूप में पाया जा सकता है। यह मुख्य रूप से रासायनिक उद्योग में उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। लेकिन इसका उपयोग सिरेमिक के निर्माण में भी किया जाता है।

जिंक आक्साइड

यह रासायनिक यौगिक उभयधर्मी भी है। यह एक रंगहीन ठोस है जो पानी में नहीं घुलता है। यह मुख्य रूप से विभिन्न जस्ता यौगिकों के अपघटन के माध्यम से प्राप्त होता है। उदाहरण के लिए, इसका नाइट्रेट। यह जिंक ऑक्साइड, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन छोड़ता है। आप इस पदार्थ को जिंक कार्बोनेट के अपघटन के माध्यम से भी प्राप्त कर सकते हैं। ऐसी अभिक्रिया से वांछित यौगिक के अतिरिक्त यह मुक्त भी होता है कार्बन डाइआक्साइड. जिंक हाइड्रॉक्साइड को इसके ऑक्साइड और पानी में विघटित करना भी संभव है। उपरोक्त तीनों प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए, उच्च तापमान के संपर्क की आवश्यकता होती है। जिंक ऑक्साइड का उपयोग विभिन्न उद्योगों में किया जाता है, उदाहरण के लिए, कांच के निर्माण के लिए रासायनिक (उत्प्रेरक के रूप में), दवा में त्वचा दोषों के उपचार के लिए।

बेरिलियम ऑक्साइड

यह मुख्य रूप से के माध्यम से प्राप्त किया जाता है थर्मल अपघटनइस तत्व का हाइड्रॉक्साइड। इससे पानी भी पैदा होता है। इसमें रंगहीन ठोस का आभास होता है। यह ऑक्साइड विभिन्न उद्योगों में गर्मी प्रतिरोधी सामग्री के रूप में अपना आवेदन पाता है।

टिन ऑक्साइड

यह है गाढ़ा रंग, सामान्य परिस्थितियों में एक ठोस अवस्था है। इसके हाइड्रॉक्साइड को विघटित करके, कई अन्य एम्फ़ोटेरिक ऑक्साइड की तरह इसे प्राप्त करना संभव है। नतीजतन, विचाराधीन पदार्थ और पानी बनता है। इसके लिए उच्च तापमान के संपर्क की भी आवश्यकता होती है। इस यौगिक का उपयोग रासायनिक उद्योग में रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है, आमतौर पर उत्प्रेरक के रूप में कम उपयोग किया जाता है।

एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड्स के गुण, तैयारी और उपयोग

एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड का उपयोग ऑक्साइड से कम व्यापक रूप से नहीं किया जाता है। उनके बहुमुखी रासायनिक व्यवहार के कारण, वे मुख्य रूप से सभी प्रकार के यौगिकों को प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। इसके अलावा, बैटरी के निर्माण में आयरन हाइड्रॉक्साइड (एक रंगहीन ठोस) का उपयोग किया जाता है; एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड - जल शोधन के लिए; बेरिलियम हाइड्रॉक्साइड - ऑक्साइड प्राप्त करने के लिए।

वीडियो पाठ 2: एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड। अनुभव

भाषण: क्षारों और उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड्स के विशिष्ट रासायनिक गुण

हाइड्रोक्साइड और उनका वर्गीकरण

जैसा कि आप पहले से ही जानते हैं, क्षार धातु के परमाणुओं और एक हाइड्रॉक्सो समूह (OH -) से बनते हैं, इसलिए उन्हें हाइड्रॉक्साइड कहा जाता है। आधारों के कई वर्गीकरण हैं।

1. पानी के संबंध में, वे विभाजित हैं:

घुलनशील,

अघुलनशील

घुलनशील क्षारों में क्षार और क्षारीय पृथ्वी धातुओं के हाइड्रॉक्साइड शामिल हैं, इसलिए उन्हें क्षार कहा जाता है। अमोनियम हाइड्रॉक्साइड को भी उसी समूह के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है, लेकिन पूर्व के विपरीत, यह एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है। अन्य धातुओं से बने क्षार जल में नहीं घुलते हैं। पानी p-re में क्षार धातु के धनायनों और हाइड्रॉक्साइड आयनों - OH - आयनों से पूरी तरह से अलग हो जाते हैं। उदाहरण के लिए: NaOH → ना + + ओएच - .

2. अन्य रसायनों के साथ बातचीत करके, हाइड्रॉक्साइड को विभाजित किया जाता है:

बुनियादी हाइड्रॉक्साइड,

एसिड हाइड्रॉक्साइड (ऑक्सीजन युक्त एसिड),

एम्फ़ोटेरिक हाइड्रॉक्साइड।

यह विभाजन धातु धनायन के आवेश पर निर्भर करता है। जब धनायन का आवेश +1 या +2 होता है, तो हाइड्रॉक्साइड में मूल गुण होंगे। हाइड्रॉक्साइड्स को एम्फ़ोटेरिक बेस माना जाता है, जिनमें धातु के धनायन +3 और +4 के बराबर चार्ज होते हैं।

लेकिन कई अपवाद हैं:

La(OH) 3 , Bi(OH) 3 , Tl(OH) 3 क्षारक हैं;

Be (OH) 2, Sn (OH) 2, Pb (OH) 2, Zn (OH) 2, Ge (OH) 2 - एम्फ़ोटेरिक बेस।

क्षारों के रासायनिक गुण

क्षार अम्ल और अम्लीय ऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करने में सक्षम हैं। बातचीत के दौरान लवण और पानी का निर्माण होता है:

बा (ओएच) 2 + सीओ 2 → बाको 3 + एच 2 ओ;

केओएच + एचसीएल → केसीएल + एच 2 ओ।

क्षार, अमोनियम हाइड्रॉक्साइड हमेशा नमक के घोल के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, केवल अघुलनशील क्षारों के निर्माण के मामले में:

2KOH + FeCl 2 → 2KCl + Fe (OH) 2;

6NH 4 OH + Al 2 (SO 4) 3 → 2Al (OH) 3 + 3 (NH 4) 2SO 4 .

अम्ल और क्षार की अभिक्रिया उदासीनीकरण कहलाती है। इस प्रतिक्रिया के दौरान, एच + एसिड केशन और ओएच-बेस आयन पानी के अणु बनाते हैं। उसके बाद विलयन माध्यम उदासीन हो जाता है। नतीजतन, गर्मी जारी की जाती है। समाधान में, यह तरल के क्रमिक हीटिंग की ओर जाता है। मजबूत समाधान के मामले में, तरल को उबालने के लिए पर्याप्त गर्मी से अधिक है। यह याद रखना चाहिए कि न्यूट्रलाइजेशन रिएक्शन काफी जल्दी होता है।

उभयधर्मी हाइड्रॉक्साइड के रासायनिक गुण

उभयधर्मी क्षार अम्ल और क्षार दोनों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। बातचीत के दौरान, नमक और पानी बनते हैं। एसिड के साथ किसी भी प्रतिक्रिया से गुजरते समय, एम्फ़ोटेरिक बेस हमेशा विशिष्ट आधारों के गुणों को प्रदर्शित करते हैं:

Cr(OH) 3 + 3HCl → CrCl 3 + 3H 2 O.

क्षार के साथ प्रतिक्रिया के दौरान, उभयचर क्षार अम्ल के गुणों को प्रदर्शित करने में सक्षम होते हैं। क्षार के साथ संलयन की प्रक्रिया में नमक और पानी बनते हैं।