Неметаллы. Водород. Хлор. Физические и химические свойства

Задание: Прочитайте теоретический материал, заполните таблицу

Название элемента	Физические свойства	Химические свойства	Основные соединения	Применение

 

1.Водород

Нахождение в природе. В свободном виде водород образуется при разложении органических веществ, входит в состав вулкани­ческих газов, небольшое количество его выделяется зелеными растениями.

В виде соединений водород содержится в воде, нефти, газах, различных животных и растительных организмах.

Физические свойства. Водород — бесцветный газ, не имеющий запаха; в 14,4 раза легче воздуха; обладает наибольшей диффузи­онной способностью, поэтому и высокой теплопроводностью (в 7 раз больше теплопроводности воздуха); плохо растворяется в воде, но может растворяться в некоторых металлах (Ni, Pt, Pd и др.).

Химические свойства. Водород в Периодической системе рас­полагают как в первой, так и в седьмой группе. Обоснование рас­положения водорода в главной подгруппе VII группы было дано выше. Размещение водорода в I группе обусловлено прежде всего тем, что внешняя орбиталь его атома сходна с такой же орби­талью атомов щелочных металлов (наличие одного 5-электрона). Высшая степень окисления водорода и щелочных металлов +1. Подобно металлам водород может вытеснять некоторые металлы из их солей.

Молекулярный водород при обычной температуре химически мало активен; при повышенной температуре вступает в реакции:

• с металлами — непосредственно взаимодействует с щелоч­ными и щелочноземельными металлами с образованием гидри­дов (остальные гидриды получают косвенным путем)

Н₂ + 2Na =2Na⁺H“

гидрид натрия

• с неметаллами

Н₂ + С1₂ = 2НС1  ЗН₂ + N₂ = 2NH₃      2Н₂ + С = СН₄

• со сложными веществами

СО + Н₂ = С + Н₂0;      СО + 2Н₂ = СН₃ОН

метиловый спирт

СиО + Н₂ = Си + Н₂0

Таким образом, водород проявляет в основном восстановитель­ные свойства, кроме случая взаимодействия с металлами.

Применение. Водород широко используют в химической про­мышленности для производства аммиака, хлороводорода, мети­лового спирта, бензина; в пищевой промышленности — для по­лучения твердых жиров из жидких; в металлургии — для получе­ния металлов из их оксидов; в атомной энергетике — для охлаж­дения генераторов.

**Изотопы водорода. Известны три изотопа водорода: ¹Н (про- тий), ²Н (дейтерий — D) и ³Н (тритий — Т).

**Пероксид водорода.

Как кислоте пероксиду водорода свойственна реакция нейтра­лизации — взаимодействует с щелочами с образованием перок­сидов металлов: Ва(ОН)₂ + Н₂0₂ = Ва0₂ + 2Н₂0.

Пероксиду водорода отвечают соли двух типов: кислые, напри­мер КН0₂, и средние, например К₂0₂.

Сильные окислительные свойства позволяют широко исполь­зовать Н₂0₂ как эффективное отбеливающее и дезинфицирующее средство, а также как окислитель в ракетном топливе.

2.Хлор

Нахождение в природе. Хлор вследствие большой химической активности находится в природе в связанном состоянии (иногда хлор обнаруживают в вулканических газах).

Важнейшие природные соединения хлора — галлит NaCl, силь­вин КС1, сильвинит KCl-NaCl, карналит КС1 • MgCl₂ • 6Н₂0.

Хлор входит в состав растительных и животных организмов.

Физические свойства. Хлор — газ желто-зеленого цвета с рез­ким запахом; хорошо растворяется в воде. Небольшое количество хлора вызывает воспаление дыхательных путей.

Химические свойства. Для завершения внешнего слоя атому хлора недостает одного электрона, поэтому при взаимодействии с эле­ментами, расположенными левее и выше в Периодической систе­ме, он приобретает степень окисления -1. В своих кислородных со­единениях хлор может иметь степень окисления +1, +3, +5, +7.

Отношение хлора к металлам. Особенно быстро с выделением большого количества теплоты протекают реакции хлора с метал­лами:

С1₂ + 2Na 2NaCl;          С1₂ + Си =СиС1₂

Сухой хлор не реагирует с железом.

Отношение хлора к неметаллам. Хлор непосредственно взаимо­действует со многими неметаллами:

2Р + 5С1₂ 2РС1₅;            Н₂ + Cl₂ =2НС1

Хлор не взаимодействует с кислородом, углеродом, азотом и некоторыми благородными газами.

Применение. Хлор служит для получения многочисленных не­органических и органических соединений: соляной кислоты, хлор­ной извести, гипохлоритов, хлоратов.

Большое количество хлора используют для отбеливания тка­ней и бумажной массы, для стерилизации питьевой воды и обез­зараживания сточных вод, очистки сырой нефти. Для хлорирова­ния руд в цветной металлургии.