Учебник по Химии. 8 класс. Григорович - Новая программа
Этот учебник можно скачать в PDF формате на сайте тут.
§ 5. Щелочные элементы, галогены и инертные элементы
Вспомните:
• как взаимодействуют разные оксиды с водой (§ 2);
• почему щелочные элементы получили такое название (§ 4).
Щелочные элементы
Щелочные элементы — это наиболее активные металлические элементы, они расположены в I группе Периодической системы.
Щелочные элементы:
• наиболее активные металлические элементы
• проявляют постоянную валентность I
• способны образовывать щелочи
Общие формулы соединений:
• оксидов — R2O
• гидроксидов (щелочей) — ROH
Щелочные металлы:
• легкие, мягкие
• чрезвычайно химически активные
Простые вещества металлы, образованные этими элементами, также называют щелочными. Они значительно легче других металлов (железо, медь, алюминий), очень мягкие, и их можно резать ножом (рис. 5.1а).
У щелочных металлов ярче всего выражены металлические свойства: они вступают в реакции с кислородом, водой и кислотами. Их взаимодействие с водой протекает очень активно, иногда со взрывом (рис. 5.1б).
Рис. 5.1. Натрий можно резать ножом (а); взаимодействие калия с водой (б)
Гидроксиды щелочных элементов — растворимые основания (щелочи) с общей формулой ROH, где R — любой из щелочных элементов, например:
Na2О + Н2О = 2NaOH
Гидроксиды Рубидия и Цезия настолько активны, что их концентрированные растворы легко разрушают стекло даже при комнатной температуре, а расплавы — железо и даже платину.
Щелочные элементы образуют оксиды с общей формулой R2О:
4Li + O2 = 2Li2O
Щелочные металлы настолько активны, что встречаются в природе исключительно в виде соединений. Получить их можно только действием электрического тока на их соединения. Натрий и калий впервые были получены Майклом Фарадеем именно таким способом.
Галогены
Галогены — это наиболее активные неметаллические элементы, они расположены в VII группе Периодической системы.
Элементы-галогены:
• наиболее активные неметаллические элементы
• проявляют переменную валентность, но все могут проявлять валентность I
Общие формулы соединений:
• оксидов — R2O7 (кроме Флуора)
• летучих соединений с Гидрогеном — HR
Простые вещества галогены:
• образованы двухатомными молекулами
• чрезвычайно химически активные
Для элементов-галогенов также характерны сходные свойства, в частности, в соединениях все они способны проявлять валентность I.
Простые вещества, образованные этими элементами, также называют галогенами (рис. 5.2). Галогены являются веществами молекулярного строения, молекулы которых состоят из двух атомов: F2, Сl2, Вr2, I2.
Рис. 5.2. Галогены при обычных условиях находятся в разных агрегатных состояниях: а — хлор — желто-зеленый газ; б — бром — летучая жидкость красно-бурого цвета; в — йод — летучее кристаллическое вещество черно-фиолетового цвета с металлическим блеском
Галогены — наиболее активные неметаллы. Они реагируют со многими веществами. А в атмосфере фтора даже вода способна гореть:
2F2 + Н2O = 2HF + OF2
С водородом галогены также взаимодействуют очень активно, иногда со взрывом. В результате реакции образуются летучие соединения с Гидрогеном общего состава HR, водные растворы которых — кислоты:
Н2 + F2 = 2HF
Н2 + Сl2 = 2НСl
Галогены активно реагируют с металлами. Продуктами таких реакций являются соли — галогениды (флуориды, хлориды, бромиды, йодиды):
Mg + Сl2 = MgCl2
2Аl + 3Вr2 = 2АlВr3
Именно благодаря свойству образовывать соли эти элементы и назвали галогенами (от греч. галос — соль).
Инертные элементы
Еще одно семейство образуют элементы VIII группы Периодической системы. Их называют инертными элементами.
Инертные элементы:
• химически неактивные
• в простых веществах существуют в виде отдельных атомов
Простые вещества этих элементов называют инертными (благородными) газами, они состоят из одноатомных молекул. Все они при обычных условиях — газы. В незначительных количествах содержатся в воздухе.
До недавнего времени считалось, что инертные газы вообще не образуют химических соединений. Однако за последние десятилетия ученым удалось получить соединения Криптона, Ксенона и Радона с Оксигеном и Флуором.
Гелий был первым химическим элементом, обнаруженным вне Земли. Анализируя излучение Солнца, Пьер Жансан в 1868 г. обнаружил свечение, не характерное ни для одного из известных к тому времени элементов. Именно поэтому данный элемент был назван Гелием (от греч. гелиос — солнце). Действительно, сложно открыть элементы, которые не образуют соединений, но после открытия Гелия ученые начали более основательно изучать газы и вскоре открыли все инертные элементы.
Выводы
1. Наиболее характерные семейства химических элементов — это щелочные элементы, галогены и инертные элементы. Каждое семейство характеризуется общими свойствами как элементов, так и образованных ими соединений.
2. Щелочные элементы — активные металлические элементы, в соединениях проявляют валентность I. Простые вещества, образованные ими, — щелочные металлы — активно взаимодействуют с водой, галогенами и другими веществами.
3. Галогены — активные неметаллические элементы. Все галогены способны проявлять валентность I. Простые вещества галогенов образованы двухатомными молекулами, они химически активны и взаимодействуют со многими веществами.
Контрольные вопросы
1. Назовите сходные свойства щелочных элементов, галогенов и инертных элементов, благодаря которым их выделяют в отдельные семейства.
2. Перечислите химические элементы-галогены, выпишите их символы в столбик, укажите, металлические эти элементы или неметаллические.
3. Содержание Рубидия в земной коре почти такое же, как и Купрума. Но, в отличие от последнего, Рубидий не образует собственных минералов и тем более руд. Предложите объяснение этого факта.
4. Элементы восьмой группы Периодической системы называют: а) инертными; б) галогенами; в) щелочными.
Задания для усвоения материала
1. Представьте, что перед вами одинаковые по форме и размеру образцы лития и железа. Как отличить эти вещества, основываясь только на различии их физических свойств?
2. Составьте уравнения реакции взаимодействия любого из галогенов; а) с калием; б) кальцием; в) алюминием; г) водородом.
3. Силиций взаимодействует с хлором с образованием высшего хлорида. Составьте формулу соединения Силиция с Хлором при условии, что валентность Хлора в этом соединении — I.
4. Калий при слабом нагревании бурно взаимодействует с серой, а расплавленный калий сгорает в атмосфере хлора. Составьте уравнения реакций.
5. В каком оксиде щелочных элементов массовая доля Оксигена наибольшая?
6*. Найдите в дополнительной литературе информацию об открытии инертных газов. Как вы считаете, чем можно объяснить тот факт, что все благородные газы были открыты почти одновременно; в период 1894-1900 гг.?
