Завдання для дистанційного навчання гр. №22 Урок 34.
Урок 34: Сполуки неметалічних елементів з Гідрогеном. Особливості водних розчинів цих сполук, їх застосування.
Вам уже відомо, що неметалічні елементи з Гідрогеном утворюють леткі сполуки. Це елементи IV-VII груп періодичної системи
Елементи головних підгруп IV – VII груп можуть утворювати леткі сполуки Гідрогеном. Формальна валентність елементів з Гідрогеном дорівнює різниці між числом 8 і номером групи, в який розташований елемент:
-4 -3 -2 -1
RH4 , RH3 , RH2, RH
У періоді кислотні властивості водних розчинів летких сполук з Гідрогеном збільшуються.
У групі кислотні властивості водних розчинів також збільшуються
IV група – СН4 – метан ; SiH4 - силан
V група - NH3 – амоніак; РН3 - фосфін
VI група – Н2О – вода; H2S - гідроген сульфід
VII група – НF – гідроген фтори; НС1 – гідроген хлорид
Проаналізувавши запис зробимо висновок: залежно від кількості неспарених електронів на зовнішньому енергетичному рівні, атоми неметалічних елементів утворюють ковалентні полярні зв'язки з різною кількістю атомів Гідрогену. Елементи IV групи періодичної системи утворюють чотири зв'язки, V — три, VI — два, VII групи — один зв'язок.
Леткі сполуки неметалічних елементів з Гідрогеном переважно проявляють здатність розчинятися у воді. Рочини виявляють властивості кислот або лугів. Зокрема, розчини гідроген хлориду, гідроген сульфіду – кислоти, розчин гідроген нітриду ( амоніак) – луг.
Молекула амоніаку – це диполь; зв’язок ковалентно-полярний.
Спільні пари електронів зміщені до атому Нітрогену:
?? ??
Н Н Н Н Н
Електронна Структурна
формула формула
У молекулі гідроген хлориду теж ковалетно-полярний зв’язок, спільні пари зміщені до атома Хлору.
H : Cl : H : Cl Hδ+Clδ- H-Cl
??
Електронна Структурна
формула формула
Вид хімічного зв’язку в обох сполуках – ковалентний полярний, спільні пари зміщені в бік більш електронегативного атомів Хлору і Нітрогену.
Фізичні властивості гідроген хлориду та амоніаку.
Амоніак – це газ з різким запахом, добре розчинений у воді (у 1 л води розчиняється 700л амоніаку). При температурі нижчій за 33,4 0С, переходить у рідкий стан. Токсичний. Дози, що перевищують гранично допустимі (у повітрі 0,04 кг/м3) викликають ураження очей, набряк легень, ушкоджують нервову систему. Відомий нашатирний спирт – це 10% водний розчин амоніаку.
Гідроген хлорид (хлороводень) – це газ без кольору, з різким запахом, димить на повітрі, через те що з парами води утворює дрібні краплі хлоридної кислоти. Добре розчиняється у воді (при температурі +20 0С в 1 л води розчиняється 500 л хлороводню). В 1,3 рази важчий за повітря. Подразнює верхні дихальні шляхи.
Тепер з’ясуємо, як відбувається розчинення гідроген хлориду та амоніаку
Запишемо рівняння реакції взаємодії гідроген хлориду з водою:
Якщо розчин гідроген хлориду у воді випробувати лакмусом, то забарвлення індикатора зміниться на червоне. Це вказує на те, що утворилася кислота.
З рівняння бачимо, що атом Оксигену має більший заряд, ніж атом Хлору. Тому атом Оксигену з більшою силою притягує атоми Гідрогену. Під час розчинення йон Гідрогену відщеплюється від Хлору й завдяки наявності вільної електронної пари приєднується до Оксигену. Утворюється йон Гідроксонію Н3О+. Оксиген на утворення зв'язку віддав електронну пару, тому є донором, а йон Гідрогену — акцептором. Отже, механізм утворення ковалентного зв'язку в цьому випадку є донорно-акцепторним
Під час розчинення амоніаку атом Нітрогену міцніше втримує атоми Гідрогену, ніж атом Оксигену. Нітроген, який має вільну електронну пару, притягує йон Гідрогену від Оксигену. Утворюється позитивно заряджений йон амонію:
За рівнянням можна припустити, що наявність у розчині гідроксид-іонів зумовлює лужне середовище. Наявність лугу виявляють індикатором. Розчин фенолфталеїну набуває малинового забарвлення.
Отже, зважаючи на розглянуті приклади розчинення летких сполук неметалічних елементів з Гідрогеном, зробимо такі висновки:
• у періодах зліва направо послаблюються основні властивості водних розчинів неметалічних елементів з Гідрогеном і посилюються кислотні;
• у групах зверху вниз зростають радіуси атомів, тому зв'язок між атомом неметалічного елемента й Гідрогеном послаблюється; кислотні властивості водних розчинів посилюються.
