Підручник з Хімії. 8 клас. Григорович - Нова програма
Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.
§ 5. Лужні елементи, галогени та інертні елементи
Пригадайте:
• як взаємодіють різні оксиди з водою (за § 2);
• чому лужні елементи отримали таку назву (за § 4).
Лужні елементи
Лужні елементи — це найактивніші металічні елементи, вони розташовані в І групі Періодичної системи.
Лужні елементи:
• найактивніші металічні елементи
• виявляють сталу валентність І
• здатні утворювати луги
Загальні формули сполук:
• оксидів — R2O
• гідроксидів (лугів) — ROH
Лужні метали:
• легкі, м’які
• надзвичайно хімічно активні
Літій Li, Натрій Na, Калій К, Рубідій Rb, Цезій Cs, Францій Fr
Прості речовини метали, утворені цими елементами, також називають лужними. Вони значно легші за інші метали (залізо, мідь, алюміній), дуже м’які й можуть різатися ножем (мал. 5.1а).
Лужні метали мають найяскравіше виявлені металічні властивості: вони вступають у реакції з киснем, водою й кислотами. Їх взаємодія з водою відбувається дуже активно, іноді з вибухом (мал. 5.1б).
Мал. 5.1. Натрій можна різати ножем (а); взаємодія калію з водою (б)
Гідроксиди лужних елементів — розчинні основи (луги) із загальною формулою ROH, де R — будь-який з лужних елементів, наприклад:
Na2О + Н2О = 2NaOH
Гідроксиди Рубідію й Цезію такі активні, що їх концентровані розчини легко руйнують скло навіть за кімнатної температури, а розплави — залізо й навіть платину.
Лужні елементи утворюють оксиди із загальною формулою R2O:
4Li + O2 = 2Li2O
Лужні метали настільки активні, що трапляються в природі винятково у вигляді сполук. Добути їх можна тільки дією електричного струму на їхні сполуки. Натрій і калій уперше були добуті Майклом Фарадеєм саме в такий спосіб.
Галогени
Галогени — це найактивніші неметалічні елементи, вони розташовані в VII групі Періодичної системи.
Елементи-галогени:
• найактивніші неметалічні елементи
• виявляють змінну валентність, але всі можуть виявляти валентність І
Загальні формули сполук:
• оксидів — R2O7, (крім Флуору)
• летких сполук
з Гідрогеном — HR
Прості речовини галогени:
• утворені двохатомними молекулами
• надзвичайно хімічно активні
Флуор F, Хлор Cl, Бром Br, Йод I, Астат At, Теннессін Ts
Для елементів-галогенів також характерні спільні властивості, зокрема, у сполуках усі вони здатні виявляти валентність І.
Прості речовини, утворені цими елементами, також називають галогенами (мал. 5.2). Галогени є речовинами молекулярної будови, молекули яких складаються з двох атомів: F2, Сl2, Br2, I2.
Мал. 5.2. Галогени за звичайних умов перебувають у різних агрегатних станах: а — хлор — жовто-зелений газ; б — бром — летка рідина червоно-бурого кольору; в — йод — летка кристалічна речовина чорно-фіолетового кольору з металічним блиском
Галогени — найактивніші неметали. Вони реагують з багатьма речовинами. А в атмосфері фтору навіть вода здатна горіти:
2F2 + Н2O = 2HF + OF2
З воднем галогени також взаємодіють дуже активно, іноді з вибухом. Результатом реакції є леткі сполуки з Гідрогеном загального складу HR, водні розчини яких є кислотами:
Н2 + F2 = 2HF
Н2 + Сl2 = 2НСl
Галогени активно реагують з металами. Продуктами таких реакцій є солі — галогеніди (флуориди, хлориди, броміди, йодиди):
Mg + Сl2 = MgCl2
2Аl + 3Вr2 = 2АlВr3
Саме завдяки властивості утворювати солі ці елементи й назвали галогенами (від грец. галос — сіль).
Інертні елементи
Ще одну родину утворюють елементи VIII групи Періодичної системи. Їх називають інертними елементами.
Інертні елементи:
• хімічно неактивні
• у простих речовинах існують у вигляді окремих атомів
Гелій Не, Неон Ne, Аргон Аr, Криптон Кr, Ксенон Хе, Радон Rn, Оганессон Og
Прості речовини цих елементів називають інертними (благородними) газами, вони складаються з одноатомних молекул. Усі вони за звичайних умов є газами, що в незначних кількостях містяться в повітрі.
Донедавна вважали, що інертні гази взагалі не утворюють хімічних сполук (про що свідчить їхня назва). Однак за останні декілька десятиліть ученим вдалося добути багато сполук Криптону, Ксенону й Радону з Оксигеном та Флуором.
Найлегший з інертних елементів — Гелій — був першим хімічним елементом, виявленим поза Землею. Аналізуючи випромінювання Сонця за допомогою спектрального аналізу, П’єр Жансан у 1868 р. виявив світіння, не характерне для жодного з відомих на той час елементів. Саме тому цей елемент був названий Гелієм (від грец. геліос — сонце). Певна річ, складно відкрити елементи, які не утворюють сполук, але після відкриття Гелію вчені почали ретельніше вивчати гази й незабаром відкрили всі інертні елементи.
Висновки
1. Найхарактерніші родини хімічних елементів — це лужні елементи, галогени та інертні елементи. Кожна родина характеризується спільними властивостями як елементів, так і утворених ними сполук.
2. Лужні елементи — активні металічні елементи, у сполуках виявляють валентність І. Прості речовини, утворені ними,— лужні метали — активно взаємодіють з водою, галогенами та іншими речовинами.
3. Галогени — активні неметалічні елементи. Усі галогени здатні виявляти валентність І. Прості речовини галогенів утворені двохатомними молекулами, вони виявляють високу хімічну активність, взаємодіють з багатьма речовинами.
Контрольні запитання
1. Назвіть спільні ознаки лужних елементів, галогенів та інертних елементів, завдяки яким їх виокремлюють у родини.
2. Перелічіть хімічні елементи-галогени, випишіть їхні символи у стовпчик, укажіть, металічні ці елементи чи неметалічні.
3. Уміст Рубідію в земній корі майже такий самий, як і Купруму. Але на відміну від останнього Рубідій не утворює власних мінералів і тим більше руд. Запропонуйте пояснення цього факту.
4. Елементи восьмої групи Періодичної системи називають: а) інертними; б) галогенами; в) лужними.
Завдання для засвоєння матеріалу
1. Уявіть, що перед вами однакові за формою й розміром зразки літію і заліза. Як відрізнити ці речовини, ґрунтуючись тільки на відмінностях їхніх фізичних властивостей?
2. Складіть рівняння реакції взаємодії будь-якого з галогенів; а) з калієм; б) кальцієм; в) алюмінієм; г) воднем.
3. Силіцій взаємодіє з хлором з утворенням вищого хлориду. Складіть формулу сполуки Силіцію з Хлором, якщо останній виявляє в цій сполуці валентність І.
4. Калій за слабкого нагрівання бурхливо взаємодіє із сіркою, а розплавлений калій згоряє в атмосфері хлору. Складіть рівняння реакцій.
5. У якому оксиді лужних елементів масова частка Оксигену найбільша?
6*. Знайдіть у додатковій літературі інформацію про відкриття інертних газів. Як ви вважаєте, чим можна пояснити той факт, що всі благородні гази були відкриті майже одночасно; у період 1894-1900 рр.?
Лінгвістична задача
У перекладі з грецької хлорос означає «зелений», бромос — «смердючий», йодес — «фіолетовий». Із якими властивостями хлору, брому та йоду пов'язані їхні назви?
