Basit maddeler metal değildir. “Maddenin gaz, sıvı, katı hali” konulu kimya testi (11. sınıf) Gaz halindeki karmaşık bileşikler

Ametaller, metallerin fiziksel özelliklerine sahip olmayan, serbest formda basit maddeler oluşturan kimyasal elementlerdir. 114 kimyasal elementin 92'si metal, 22'si metal değildir. Ametaller basit maddelerdir; normal koşullar altında gaz, sıvı ve katı olabilirler (Şekil 46).

Pirinç. 46.
Basit maddeler - metal olmayanlar

6 numaralı laboratuvar deneyi
Metal olmayanların toplanmasına aşinalık

Metal olmayan koleksiyona göz atın. Size verilen ametallerin kimyasal formüllerini yazın ve bunları artan sırada düzenleyin:

1. yoğunluk;
2. sertlik;
3. parlamak;
4. renk değişiminin yoğunluğu.

Görevi tamamlamak için ek bilgi kaynakları olan Ek 1 ve 2'yi kullanın.

Gazlar helyum He, neon Ne, argon Ar, kripton Kr, ksenon Xe, radon Rn'dir. Bunlara inert gazlar denir. İnert gaz molekülleri bir atomdan oluşur. Nadir gaz atomlarının (helyum hariç) dış elektron katmanlarında sekiz elektronu vardır. Helyumun iki tane var. Kimyasal stabiliteleri açısından inert gazlar soy metallere (altın ve platin) benzer ve ikinci bir adı vardır - soy gazlar. Bu isim, bazen yine de kimyasal reaksiyonlara giren ve bileşikler oluşturan inert gazlar için daha uygundur. 1962'de bir ksenon ve flor bileşiğinin elde edildiğine dair bir mesaj ortaya çıktı. Ksenon, kripton, radon ile flor, oksijen, klor ve nitrojenin 150'den fazla bileşiği artık bilinmektedir.

Soy gazların kimyasal ayrıcalıklılığı fikrinin pek tutarlı olmadığı ortaya çıktı ve bu nedenle, sözde sıfır grubu yerine soy gazlar, D.I. Mendeleev'in tablosunun Grup VIII'e (Grup VIIIA) yerleştirildi.

Hafiflik açısından hidrojenden sonra ikinci olan, ancak ikincisinden farklı olarak yanıcı olmayan, yani yangın tehlikesi oluşturmayan helyum, balonları ve hava gemilerini doldurmak için kullanılır (Şekil 47).

Pirinç. 47.
Balonlar ve hava gemileri helyumla doludur

Neon ışıklı reklam yapmak için kullanılır (Şek. 48). “Şehrin sokakları neonlarla doluydu” mecazi ifadesini hatırlayın.

Gazlar hidrojen, oksijen, nitrojen, klor, flor, sırasıyla diatomik moleküller oluşturur - H2, O2, N2, Cl2, F2.

Bir maddenin bileşimi, kimyasal semboller ve sayılar - indeksler kullanılarak, kimyasal bir formül kullanılarak yazılı olarak gösterilir. Bildiğiniz gibi kimyasal bir formül kullanılarak bir maddenin bağıl moleküler kütlesi (Mr) hesaplanır. Basit bir maddenin bağıl moleküler kütlesi, bağıl atom kütlesinin ve moleküldeki atom sayısının çarpımına eşittir, örneğin oksijen O2:

Мr(02) = Аr(0) × 2 = 16 × 2 = 32.

Bununla birlikte, oksijen elementi, molekülleri zaten üç oksijen atomu içeren başka bir gaz halindeki basit madde olan ozon oluşturur. Ozonun kimyasal formülü 0 3 ve bağıl molekül ağırlığı: Mr(03) = 16 × 3 = 48.

Oksijen kimyasal elementinin (basit maddeler oksijen O2 ve ozon O3) allotropik modifikasyonlarının özellikleri farklıdır. Oksijen kokusuzdur, ancak ozon kokar (bu nedenle adı - ozon Yunanca'da "kokulu" anlamına gelir). Tazelik kokusu olan bu koku, elektrik deşarjları sonucu havada az miktarda ozon oluştuğundan fırtına sırasında hissedilebilir.

Oksijen renksiz bir gazdır, ozon ise soluk mor renktedir. Ozon oksijenden daha bakterisittir (lat. tsidao - öldürmek için). Bu nedenle içme suyunun dezenfekte edilmesinde ozon kullanılmaktadır. Ozon, güneş spektrumundan gelen ve Dünya üzerindeki tüm yaşamı yok eden ultraviyole ışınları tutma özelliğine sahiptir ve bu nedenle atmosferde 20-35 km yükseklikte bulunan ozon tabakası gezegenimizdeki yaşamı korur (Şekil 49'da atmosferdeki düşük ozon içeriğine sahip alanların (“ozon delikleri”) beyazla gösterildiği yapay Dünya uydusu kullanılarak uzaydan çekilmiş bir fotoğrafa bakın).

Pirinç. 49.
Dünya atmosferindeki "ozon delikleri"

Basit maddelerden - metal olmayanlar, normal koşullar altında yalnızca brom, molekülleri diatomik olan bir sıvıdır. Brom formülü Br 2. Hoş olmayan bir kokuya sahip, ağır kahverengi bir sıvıdır (bu nedenle adı, çünkü bromos eski Yunancadan "kötü kokulu" olarak çevrilmiştir).

Bazı katı maddeler - metal olmayanlar - eski zamanlardan beri bilinmektedir - kükürt ve karbon (kömür, elmas ve grafit formunda).

Katı maddelerde - metal olmayanlarda allotropi olgusu da gözlenir. Böylece karbon elementi, elmas ve grafit gibi görünümleri farklı olan basit maddeler oluşturur (Şekil 50). Elmas ve grafitin özelliklerindeki farklılığın nedeni, biraz sonra ele alacağınız bu maddelerin kristal kafeslerinin yapısıdır.

Pirinç. 50.
Karbonun allotropik modifikasyonları ve uygulama alanları

Fosfor elementinin iki allotropik modifikasyonu vardır: kırmızı fosfor (kibrit kutusunun kenarını onunla kaplarlar) ve beyaz fosfor. İkincisi tetraatomik bir moleküle sahiptir, bileşimi P4 formülü ile yansıtılır.

Katı bir metal olmayan, iki atomlu bir molekül I2 içeren kristalin iyottur. Bunu, her evdeki ecza dolabında bulunan bir iyot tentürü olan iyot alkol çözeltisiyle karıştırmayın.

Kristalin iyot ve grafit diğer basit maddeler gibi değildir - metal olmayanlar, metalik bir parlaklığa sahiptirler.

Basit maddelerin fiziksel özelliklerine göre metallere ve metal olmayanlara bölünmesinin göreliliğini göstermek için, kimyasal element kalay Sn'nin allotropisini ele alalım. Oda sıcaklığında genellikle beta kalay (β-Sn) bulunur. Bu, iyi bilinen beyaz tenekedir - daha önce teneke askerlerin yapıldığı metal (Şekil 51, a) (H. C. Andersen'in "Sadık Teneke Asker" masalını hatırlayın). Kutuların içi kalayla kaplanmıştır (Şek. 51, b). Bronz gibi iyi bilinen bir alaşımın yanı sıra lehimin bir parçasıdır (Şekil 51, c).

Pirinç. 51.
Kalayın uygulama alanları:
a - oyuncaklar; b - teneke kutu üretimi; c - lehim

+13,2 °C'nin altındaki sıcaklıklarda alfa kalay (α-Sn) daha stabildir; daha ziyade metal olmayan özelliklere sahip gri ince kristalli bir tozdur. Beyaz kalayın griye dönüşmesi işlemi en hızlı şekilde -33 ° C sıcaklıkta gerçekleşir. Bu dönüşüme mecazi olarak "teneke veba" adı verildi.

Şimdi Tablo 3'ü kullanarak basit maddeleri (metaller ve metal olmayanlar) karşılaştıralım.

Tablo 3
Basit maddeler

Anahtar kelimeler ve ifadeler

1. Soy gazlar.
2. Allotropi ve allotropik modifikasyonlar veya modifikasyonlar.
3. Oksijen ve ozon.
4. Elmas ve grafit.
5. Fosfor kırmızı ve beyaz.
6. Beyaz ve gri teneke.
7. Basit maddelerin metallere ve metal olmayanlara bölünmesinin göreliliği.

Bilgisayarla çalışmak

1. Elektronik uygulamaya bakın. Ders materyalini inceleyin ve verilen görevleri tamamlayın.
2. Paragraftaki anahtar kelimelerin ve kelime öbeklerinin içeriğini ortaya çıkaran ek kaynak görevi görebilecek internette e-posta adreslerini bulun. Yeni bir ders hazırlarken öğretmene yardımınızı sunun - bir sonraki paragrafın anahtar kelimeleri ve cümleleri hakkında bir rapor hazırlayın.

Sorular ve görevler

1. Bireysel soygazların adlarının etimolojisini düşünün.
2. "Havada fırtına vardı" şiirsel ifadesi neden kimyasal olarak yanlıştır?
3. Moleküllerin oluşum şemalarını yazın: Na 2, Br 2, O 2, N 2. Bu moleküllerde ne tür kimyasal bağ vardır?
4. Metalik hidrojende ne tür kimyasal bağ bulunmalıdır?
5. Kutup kaşifi R. Scott'ın 1912'de Güney Kutbu'na yaptığı keşif gezisi, tüm yakıt tedarikini kaybetmesi nedeniyle öldü: teneke ile kapatılmış tanklardaydı. Bunun arkasında hangi kimyasal süreç vardı?

Dünya atmosferinin ana bileşeni. Fransız kimyager A. Lavoisier'in 18. yüzyılın sonlarında önerdiği "Azot" kelimesi Yunanca kökenlidir. "Azot", "Cansız" anlamına gelir. Bu tam olarak Lavoisier'in ve çağdaşlarının inandığı şeydi. Azot elementi normal şartlarda gaz halinde olan, renksiz, kokusuz ve tatsız basit bir madde oluşturur. Bu gaz 1772'de Rutherford ve Scheele tarafından havadan izole edildi. Bu gaz solunumu ve yanmayı desteklemediği için bu isimle anılmıştır. Ancak kişi her zaman saf oksijen soluyamaz. Hatta hastalara kısa bir süre için saf oksijen veriliyor. Onu cansız olarak adlandırmak tamamen doğru değil. Tüm bitkiler azot, potasyum, fosfor ve mineral gübrelerle beslenir. Azot, proteinler ve amino asitler gibi önemli olanlar da dahil olmak üzere en önemli organik bileşiklerin bir parçasıdır. Bu gazın göreceli inertliği insanlar için son derece faydalıdır. Eğer kimyasal reaksiyonlara daha yatkın olsaydı, Dünya'nın atmosferi mevcut haliyle var olamazdı. Güçlü bir oksitleyici madde olan oksijen, nitrojenle reaksiyona girerek toksik nitrojen oksitler oluşturur. Ancak nitrojen hiçbir koşulda sabitlenemeseydi Dünya'da yaşam olmazdı. Azot insan vücudunun kütlesinin yaklaşık %3'ünü oluşturur. Sabitlenmemiş nitrojen yaygın olarak kullanılır. Bu, normal koşullar altında kimyasal olarak inert olan gazların en ucuzudur, bu nedenle, aktif bir bileşiğin veya erimiş metalin atmosferik oksijenle etkileşiminden korunmasının gerekli olduğu metalurji ve büyük kimya süreçlerinde, tamamen nitrojen koruyucu atmosferler yaratılır. Kolayca oksitlenen maddeler laboratuvarlarda nitrojenin koruması altında depolanır. Metalurjide bazı metallerin ve alaşımların yüzeyleri, onlara daha fazla sertlik ve aşınma direnci kazandırmak için nitrojenle doyurulur. Örneğin çelik ve titanyum alaşımlarının nitrürlenmesi yaygın olarak bilinmektedir.

Soğutma ünitelerinde sıvı nitrojen (azotun erime ve kaynama noktaları: -210*C ve -196*C) kullanılmaktadır.

Azotun düşük kimyasal aktivitesi öncelikle molekülünün yapısıyla açıklanmaktadır. Molekülde nitrojen atomları arasında üçlü bağ vardır. Bir nitrojen molekülünü yok etmek için 954,6 kJ/mol gibi çok yüksek bir enerji harcamak gerekir. Molekül yok edilmeden nitrojen kimyasal bağa girmeyecektir. Normal koşullar altında yalnızca lityum onunla reaksiyona girerek nitrür oluşturabilir.

Atomik nitrojen çok daha aktiftir, ancak 3000°C'de bile nitrojen moleküllerinin atomlara ayrışması gözle görülür değildir.

Azot bileşikleri bilim ve birçok endüstri için büyük önem taşımaktadır. Sabit nitrojen elde etmek için insanlık çok büyük enerji maliyetlerine katlanıyor. Endüstriyel koşullarda nitrojen fiksasyonunun ana yöntemi amonyak sentezi olmaya devam etmektedir. Amonyağın kendisi sınırlı bir ölçüde ve genellikle sulu çözeltiler halinde kullanılır. Ancak amonyak, atmosferik nitrojenin aksine, ekleme ve ikame reaksiyonlarına oldukça kolay girer. Ve nitrojenden daha kolay oksitlenir. Bu nedenle amonyak, nitrojen içeren maddelerin çoğunun üretimi için başlangıç ​​ürünü haline geldi. Bilinen beş nitrojen oksit vardır. Nitrik asit endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Tuzları, nitratları gübre olarak kullanılır.

Azot başka bir asit oluşturur - nitröz asit. Bazı mikroorganizmalar havadaki nitrojeni bağlayabilir. Bunlar toprak nitrojenini sabitleyen bakterilerdir.

Azotun Latince adı olan “nitrojenyum”, 1790 yılında J. Chaptal tarafından tanıtıldı;

"güherçileyi doğurmak."

VODOROD No.1 N 1

1766'da İngiliz kimyager G. Cavendish, metallerin asitlerden uzaklaştırdığı "yanıcı havayı" topladı ve özelliklerini inceledi. Ancak ancak 1787'de A. Lavoisier bu "havanın" suyun bir parçası olduğunu kanıtladı ve ona "hidrojenyum" adını verdi, yani suyu, hidrojeni doğurdu.

Hidrojen, su ve hava da dahil olmak üzere Dünya'da kütlece yaklaşık %1 oranında bulunur. Bu ortak ve hayati bir unsurdur. Tüm bitki ve hayvanların bir parçası olmasının yanı sıra Dünya üzerindeki en yaygın madde olan sudur.

Hidrojen evrende en bol bulunan elementtir. Yıldızlardaki elementlerin sentezine ilişkin uzun ve karmaşık bir sürecin başlangıcında yer alır.

Güneş enerjisi Dünya'daki yaşamın ana kaynağıdır. Ve bu enerjinin temel temeli Güneş'te birkaç aşamada meydana gelen termonükleer reaksiyondur. Bu çok büyük miktarda enerji açığa çıkarır. İnsan, Dünya'da ana güneş reaksiyonunun pek de doğru olmayan bir benzerliğini yeniden üretmeyi başardı. Karasal koşullar altında, yalnızca ağır hidrojen izotoplarını (döteryum ve trityum) böyle bir reaksiyona girmeye zorlayabiliriz. Kütlesi 1 olan sıradan hidrojen - protium - burada bizim kontrolümüze tabi değildir.

Hidrojen periyodik element tablosunda özel bir yere sahiptir. Bu periyodik tablonun başladığı elementtir. Genellikle lityumun üzerinde grup 1'de yer alır. Çünkü hidrojen atomunun bir değerlik elektronu vardır. Ancak tablonun modern baskılarında hidrojen, halojenlerle ortak bir noktaya sahip olduğundan, hidrojen florin üzerinde 7. gruba yerleştirilmiştir. Ek olarak hidrojen, metallerle bir bileşik (bir metal hidrit) oluşturma yeteneğine sahiptir. Pratikte bunlardan en önemlisi lityumun ağır hidrojenle oluşturduğu bileşik olan döteryumdur. Hidrojen izotopları çok farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olduğundan kolaylıkla ayrıştırılabilirler. Hidrojen elementi, hidrojen olarak da adlandırılan basit bir madde oluşturur. Renksiz, tatsız ve kokusuz bir gazdır. Gazların en hafifidir, havadan 14,4 kat daha hafiftir. Hidrojen -252,6*C'de sıvı, -259,1*C'de katı hale gelir. Normal koşullar altında hidrojenin kimyasal aktivitesi düşüktür; flor ve klor ile reaksiyona girer. Ancak yüksek sıcaklıklarda hidrojen brom, iyot, kükürt, selenyum, tellür ile reaksiyona girer ve katalizörlerin varlığında nitrojen ile reaksiyona girerek amonyak oluşturur. 2 hacim hidrojen ve 1 hacim oksijenden oluşan karışıma patlayıcı gaz denir. Ateşlendiğinde şiddetli bir şekilde patlar. Hidrojen yandığında su oluşturur. Yüksek sıcaklıklarda hidrojen, çoğu metal oksit de dahil olmak üzere birçok molekülden oksijeni “çıkarabilir”. Hidrojen mükemmel bir indirgeyici ajandır. Ancak bu indirgeyici maddenin pahalı olması ve işlenmesi kolay olmaması nedeniyle metallerin indirgenmesinde sınırlı ölçüde kullanılmaktadır. Hidrojen, sıvı yağların katı yağlara dönüştürüldüğü hidrojenasyon sürecinde yaygın olarak kullanılır. Hidrojenin en büyük tüketicileri amonyak ve metil alkol üretimi olmaya devam ediyor. Günümüzde termal enerji kaynağı olarak hidrojene olan ilgi giderek artıyor. Bunun nedeni, saf hidrojenin yanmasının, aynı miktardaki herhangi bir yakıtın yanmasından daha fazla ısı açığa çıkarmasıdır. Ayrıca hidrojen yanarken atmosferi kirleten hiçbir zararlı yabancı madde açığa çıkmaz.

B E R I L I Y No. 4 Be 2 2

Berilyum, 1798 yılında ünlü Fransız kimyager L. Vauquelin tarafından yarı değerli beril taşı içerisinde keşfedilmiştir. Dolayısıyla elementin adı. Ancak Vauquelin yalnızca yeni bir "toprak" - bilinmeyen bir metalin oksidi - izole etti. Nispeten saf berilyum, yalnızca 30 yıl sonra, bağımsız olarak Almanya'da F. Wöhler ve Fransa'da E. Bussy tarafından toz halinde elde edildi.

Uzun bir süre boyunca birçok kimyager berilyumun atom kütlesi 13,8 olan üç değerlikli bir metal olduğuna inanıyordu. Periyodik tabloda böyle bir metale yer yoktu ve sonra berilyumun alüminyumla bariz benzerliğine rağmen D.I. Mendeleev bu elementi atom kütlesini 9'a değiştirerek ikinci gruba yerleştirdi. Yakında İsveçli bilim adamları L. Nilsson ve O. Peterson, berilyumun atom kütlesinin 9.1 olduğunu buldu ve bu, D.I. Mendeleev'in varsayımlarına karşılık geldi.

Berilyum nadir bir elementtir. En yaygın berilyum bileşiği berildir.

Be3Al2(SiO3)6. Berilyum ayrıca diğer doğal bileşiklerde de bulunur. Bunların arasında eski çağlarda takı olarak kullanılan zümrüt, akuamarin, heliodor gibi değerli taşlar da vardır.

Saf berilyum açık gri, hafif ve kırılgan bir metaldir. Berilyum kimyasal olarak aktiftir. Atomu dış kabuktaki 2 elektronunu kolaylıkla verir (oksidasyon durumu +2). Havada berilyum, onu korozyondan koruyan ve oldukça dirençli olan BeO adlı bir oksit filmiyle, suda ise metali koruyan bir Be(OH)2 filmiyle kaplanır. Berilyum sülfürik, hidroklorik ve diğer asitlerle reaksiyona girer. Azotla yalnızca ısıtıldığında reaksiyona girer. Halojenler, kükürt ve karbonla kolayca birleşir.

20. yüzyılın ikinci yarısında berilyum teknolojinin birçok dalında gerekli hale geldi. Bu metal ve alaşımları, çeşitli özelliklerin benzersiz bir kombinasyonu ile ayırt edilir. Berilyum bazlı yapısal malzemeler hem hafif hem de dayanıklıdır. Ayrıca yüksek sıcaklıklara da dayanıklıdırlar. Alüminyumdan 1,5 kat daha hafif olan bu alaşımlar aynı zamanda birçok özel çelikten de daha güçlüdür. Berilyumun kendisi ve birçok alaşımı 700–800 *C sıcaklıklarda bu özelliklerini kaybetmez, bu nedenle uzay ve havacılık teknolojisinde kullanılır.

Berilyum nükleer teknolojide de gereklidir: Radyasyona dayanıklıdır ve nötron yansıtıcısı görevi görür.

Berilyumun dezavantajları kırılganlığı ve toksisitesidir. Bütün berilyum bileşikleri zehirlidir. Belirli bir hastalık bilinmektedir - canlı bir organizmanın birçok sistemini ve hatta iskeleti etkileyen berilyoz.
L I T I Y No. 3 Li 2 1

Lityum, 1817 yılında İsveçli kimyager A. Arfvedson tarafından minerali analiz ederken keşfedildi.

petalit LiAl(Si4O10). Bu mineral sıradan bir taşa benziyor ve bu nedenle metale Yunanca "lithos" taşından lityum adı verildi. Yerkabuğu toplam kütlesinin yüzde üç binde birini içerir. Yaklaşık 30 lityum minerali bilinmektedir, bunlardan 5'i endüstriyel öneme sahiptir.

Lityum metallerin en hafifidir ve sudan neredeyse iki kat daha hafiftir. Parlak metalik parlaklığa sahip, gümüşi beyaz renktedir. Lityum yumuşaktır ve bıçakla kolayca kesilebilir. Havada, havadaki oksijenle birleşerek hızla kaybolur. Lityum, potasyum veya sodyumdan önemli ölçüde daha zayıftır. Su ile reaksiyona girerek alkali LiOH'yi oluşturur. Ancak potasyumun suyla reaksiyonunda olduğu gibi tutuşmaz. Ancak lityum nitrojen, karbon ve hidrojenle diğer alkali metallere göre daha kolay reaksiyona girer. Azotla doğrudan birleşen birkaç elementten biridir.

Bazı lityum tuzları (karbonat, florür), grup komşularının benzer tuzlarından farklı olarak suda çok az çözünür. Uzun bir süre boyunca hem lityum hem de bileşikleri neredeyse hiçbir pratik kullanım alanı bulamadı. Pil üretiminde, kimya endüstrisinde katalizör olarak ve metalurjide ancak 20. yüzyılda kullanılmaya başlandı. Lityum alaşımları hafif, güçlü ve sünektir. Ancak günümüzde lityumun ana uygulama alanı nükleer teknolojidir.

Kütlesi 6 olan iki doğal lityum izotopundan birinin, termonükleer reaksiyona katılan ağır hidrojen izotopu - trityumun endüstriyel üretiminin en erişilebilir kaynağı olduğu ortaya çıktı. Kütlesi 7 olan başka bir lityum izotopu nükleer reaktörlerde soğutucu olarak kullanılıyor. İnsan vücudundaki lityum eksikliği zihinsel bozukluklara yol açar. Vücuttaki aşırı metal, genel uyuşukluğa, solunum ve kalp ritminin bozulmasına, halsizliğe, uyuşukluğa, iştah kaybına, susuzluğa, görme bozukluklarının yanı sıra yüz ve ellerde dermatite neden olur.

B O R No. 5 B 2 3

"Bor" adı Arapça "burak" - "boraks" kelimesinden gelir. Bu element ilk kez 1808 yılında ünlü Fransız kimyagerler J. Gay-Lussac ve L. Thénard tarafından borik asitten izole edilmiştir. Doğru, elde ettikleri bor maddesi %70'ten fazlasını içermiyordu. %99 saflıktaki bor ilk kez 101 yıl sonra Amerikalı kimyager E. Weintraub tarafından elde edildi.

Doğada bor esas olarak 10H2O üzerinde boraks NaB4O7 formunda bulunur.

4H2O ve sassolin (doğal borik asit) H3BO3 üzerinde Kernit Na2B4O7.

Çok saf bor renksizdir, ancak çok az kişi borun renksiz olduğunu görmüştür. Safsızlıklar nedeniyle ince kristalli borun rengi genellikle koyu gri, siyah veya kahverengidir.

Normal sıcaklıklarda bor yalnızca flor ile etkileşime girer; ısıtıldığında diğer halojenler, oksijen, kükürt, karbon, nitrojen, fosfor ve metallerle ve asitler arasında nitrik ve sülfürik asitlerle etkileşime girer. Bileşiklerde +3 oksidasyon durumu sergiler.

En ünlü bor bileşiği olan borik asit, tıpta dezenfektan olarak oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır. Borik asitin bir tuzu olan boraks, uzun süredir özel cam türlerinin üretiminde kullanılmaktadır. Ancak borun bugünlerde sanayi için çok önemli bir unsur haline gelmesinin nedeni bu değil.

Doğal bor, kütleleri 10 ve 11 olan yalnızca iki izotoptan oluşur. Kimyasal özellikler açısından, aynı elementin herhangi bir izotopu gibi bunlar da pratikte ayırt edilemez, ancak nükleer fizik açısından bu izotoplar antipodlardır. Fizikçiler öncelikle hafif izotopların, çekirdeklerinin bir nükleer zincir reaksiyonu sırasında oluşan ve onu sürdürmek için gerekli olan nötronları yakalama (veya tersine yakalamama) yeteneği gibi özellikleriyle ilgileniyorlar. Kütlesi 10 olan hafif bor izotopunun termal nötronların en agresif “istilacılarından” biri olduğu, kütle 11 olan ağır bor izotopunun ise onlara kayıtsız olduğu ortaya çıktı. Bu izotopların her biri, nükleer reaktörlerin yapımında o elementin izotoplarının doğal karışımından daha fazla yararlı olabilir.

Bor izotoplarını karmaşık fiziksel ve kimyasal işlemlerle ayırmayı ve monoizotopik bileşikler ve alaşımlar elde etmeyi öğrendiler. Reaktör çekirdek malzemelerinde alaşım katkı maddesi olarak 11 kütleli bir bor izotopu kullanılır ve 10 kütleli bor izotoplarından kontrol çubukları yapılır, bunların yardımıyla fazla nötronları yakalar ve böylece nükleer akışın seyrini düzenlerler. zincirleme tepki.

Sodyum ve bileşikleri endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır. Sıvı sodyum, bazı nükleer reaktör tasarımlarında soğutucu görevi görür. Metalik sodyum, zirkonyum, tantal ve titanyum gibi değerli metalleri bileşiklerden geri kazanmak için kullanılır. S.V. Lebedev tarafından geliştirilen dünyanın ilk endüstriyel kauçuk üretimi yöntemi, bir sodyum katalizörünün kullanımını içeriyordu. Sodyum ayrıca organik sentez işlemlerine de katılır.

Pek çok sodyum bileşiği kimya endüstrisinin önemli ürünleridir. Bu kostik soda veya kostik soda veya kostik soda - NaOH'dir. Soda külü veya sodyum karbonat. Sodyum karbonat, kristalin soda olarak bilinen bir dekahidrat kristalin hidrat oluşturur. Potas olarak bilinen potasyum karbonat yaygın olarak kullanılmaktadır. Elemente Arapça “natrun” - sodadan sodyum adı verilmiştir.

>> Kimya: Basit maddeler - metal olmayanlar

Ametaller - bunlar, metallerin fiziksel özelliklerine sahip olmayan, serbest biçimde basit maddeler oluşturan kimyasal elementlerdir. 109 kimyasal elementin 87'si metal, 22'si metal değildir.

6. Basit maddelerin metallere ve metal olmayanlara bölünmesinin göreliliği.

Bireysel soy metallerin adlarının etimolojisini düşünün.

Şiirsel ifade neden kimyasal olarak yanlıştır: "Havada fırtına vardı"?

Moleküllerin oluşum şemalarını yazın: Na2, Br2, O2, N2. Bu moleküllerde ne tür bağ vardır?

Ders içeriği ders notları destekleyici çerçeve ders sunumu hızlandırma yöntemleri etkileşimli teknolojiler Pratik görevler ve alıştırmalar kendi kendine test atölyeleri, eğitimler, vakalar, görevler ödev tartışma soruları öğrencilerden gelen retorik sorular İllüstrasyonlar ses, video klipler ve multimedya fotoğraflar, resimler, grafikler, tablolar, diyagramlar, mizah, anekdotlar, şakalar, çizgi romanlar, benzetmeler, sözler, bulmacalar, alıntılar Eklentiler Özetler makaleler meraklı beşikler için püf noktaları ders kitapları temel ve ek terimler sözlüğü diğer Ders kitaplarının ve derslerin iyileştirilmesiDers kitabındaki hataların düzeltilmesi ders kitabındaki bir parçanın güncellenmesi, dersteki yenilik unsurları, eski bilgilerin yenileriyle değiştirilmesi Sadece öğretmenler için mükemmel dersler yılın takvim planı; metodolojik tartışma programları; Entegre Dersler

Kendisini oluşturan atomların ve moleküllerin, çarpışmalar arasındaki aralıklarda neredeyse serbestçe ve düzensiz bir şekilde hareket ettiği ve bu sırada hareketlerinin doğasında keskin bir değişikliğin meydana geldiği bir madde. Fransızca gaz kelimesi Yunanca "kaos" kelimesinden türetilmiştir. Maddenin gaz hali, Evrendeki maddenin en yaygın halidir. Güneş, yıldızlar, yıldızlararası madde bulutları, nebulalar ve gezegen atmosferleri nötr veya iyonize (plazma) gazlardan oluşur. Gazlar doğada yaygındır: Dünyanın atmosferini oluştururlar, katı toprak kayalarında önemli miktarlarda bulunurlar ve okyanusların, denizlerin ve nehirlerin sularında çözülürler. Doğal olarak oluşan gazlar genellikle kimyasal olarak ayrı gazların karışımlarıdır.

Gazlar kendilerine sunulan alanı eşit şekilde doldururlar ve sıvı ve katılardan farklı olarak serbest bir yüzey oluşturmazlar. Doldurdukları alanı sınırlayan kabuğa baskı uygularlar. Normal basınçta gazların yoğunluğu, sıvıların yoğunluğundan birkaç kat daha azdır. Katılardan ve sıvılardan farklı olarak gazların hacmi önemli ölçüde basınca ve sıcaklığa bağlıdır.

Çoğu gazın özellikleri (şeffaflık, renksizlik ve hafiflik) bunların incelenmesini zorlaştırdı, dolayısıyla gazların fiziği ve kimyası yavaş gelişti. Sadece 17. yüzyılda. havanın ağırlığı olduğu kanıtlanmıştır (E. Torricelli ve B. Pascal). Aynı zamanda J. van Helmont, hava benzeri maddeleri belirtmek için gaz terimini tanıttı. Ve sadece 19. yüzyılın ortalarında. gazların uyduğu temel yasalar oluşturuldu. Bunlar Boyle-Mariotte yasasını, Charles yasasını, Gay-Lussac yasasını, Avogadro yasasını içerir.

Normal koşullar altında moleküller arasındaki mesafelerin 10 nm düzeyinde olduğu oldukça seyrekleştirilmiş gazların özellikleri, en kapsamlı şekilde incelenmiştir; bu, moleküller arası etkileşim kuvvetlerinin etki yarıçapından önemli ölçüde daha büyüktür. Molekülleri etkileşime girmeyen maddesel noktalar olarak kabul edilen böyle bir gaza ideal gaz denir. İdeal gazlar Boyle - Mariotte ve Gay-Lussac yasalarına kesinlikle uyar. Hemen hemen tüm gazlar, çok yüksek basınçlarda ve çok düşük sıcaklıklarda değil, ideal gazlar gibi davranır.

Gazların moleküler kinetik teorisi, gazları sürekli kaotik (termal) hareket halinde zayıf etkileşime giren parçacıkların (moleküller veya atomlar) bir koleksiyonu olarak kabul eder. Kinetik teorinin bu basit kavramlarına dayanarak, gazların temel fiziksel özelliklerini, özellikle de seyreltilmiş gazların özelliklerini açıklamak mümkündür. Yeterince seyreltilmiş gazlar için moleküller arasındaki ortalama mesafe, moleküller arası kuvvetlerin etki yarıçapından önemli ölçüde daha büyüktür. Yani, örneğin normal koşullar altında 1 cm3 gazda ~ 10 19 molekül vardır ve aralarındaki ortalama mesafe ~ 10 -6 cm'dir. Moleküler kinetik teori açısından gaz basıncı çok sayıda molekülün sonucudur. Gaz moleküllerinin kabın duvarları üzerindeki etkilerinin zaman içinde ve kabın duvarları boyunca ortalaması alınır. Normal şartlarda ve kabın makroskobik boyutları altında 1 cm 2 yüzeye çarpma sayısı saniyede yaklaşık 10 24'tür.

İdeal bir gazın iç enerjisi (tüm parçacıklarının toplam enerjisinin ortalama değeri) yalnızca sıcaklığına bağlıdır. 3 öteleme serbestlik derecesine sahip ve N atomdan oluşan tek atomlu bir gazın iç enerjisi şuna eşittir:

Bir gazın yoğunluğu arttıkça özellikleri ideal olmaktan çıkar, çarpışma süreçleri giderek daha önemli bir rol oynamaya başlar ve moleküllerin boyutları ve etkileşimleri artık ihmal edilemez. Böyle bir gaza gerçek gaz denir. Gerçek gazların davranışları, sıcaklıklarına, basınçlarına ve fiziksel yapılarına bağlı olarak ideal gaz yasalarından az ya da çok farklılık gösterir. Gerçek bir gazın özelliklerini tanımlayan ana denklemlerden biri, türetilmesinde iki düzeltmenin dikkate alındığı van der Waals denklemidir: moleküller arasındaki çekim kuvvetleri ve boyutları.

Herhangi bir madde, uygun basınç ve sıcaklık seçimiyle gaz haline dönüştürülebilir. Bu nedenle, gaz halindeki durumun olası varoluş bölgesi değişkenlerle grafiksel olarak gösterilmektedir: basınç R- sıcaklık T(Açık p-T-diyagram). Altında bu bölgenin süblimleşme (süblimleşme) ve buharlaşma eğrileri ile sınırlandığı kritik bir Tk sıcaklığı vardır, yani kritik pk'nin altındaki herhangi bir basınçta bir sıcaklık vardır T, üzerinde bir maddenin gaz haline geldiği süblimleşme veya buharlaşma eğrisi ile tanımlanır. Tc'nin altındaki sıcaklıklarda gaz yoğunlaşabilir ve başka bir toplanma durumuna (katı veya sıvı) dönüştürülebilir. Bu durumda, bir gazın sıvıya veya katıya faz dönüşümü aniden meydana gelir: basınçtaki hafif bir değişiklik, maddenin bir takım özelliklerinde (örneğin yoğunluk, entalpi, ısı kapasitesi vb.) bir değişikliğe yol açar. Gaz yoğunlaştırma işlemleri, özellikle gazın sıvılaştırılması büyük teknik öneme sahiptir.

Bir maddenin gaz hali bölgesi çok geniştir ve sıcaklık ve basınçtaki değişikliklerle birlikte gazların özellikleri geniş sınırlar içinde değişebilir. Böylece, normal koşullar altında (0°C'de ve atmosferik basınçta), bir gazın yoğunluğu, aynı maddenin katı veya sıvı haldeki yoğunluğundan yaklaşık 1000 kat daha azdır. Öte yandan, süperkritik sıcaklıklarda gaz sayılabilecek madde, yüksek basınçlarda çok büyük bir yoğunluğa sahiptir (örneğin bazı yıldızların merkezinde ~ 10 9 g/cm3).

Gaz moleküllerinin iç yapısının basınç, sıcaklık, yoğunluk ve bunlar arasındaki bağlantı üzerinde çok az etkisi vardır, ancak elektriksel ve manyetik özelliklerini önemli ölçüde etkiler. Gazların ısı kapasitesi, entropi vb. gibi kalorik özellikleri aynı zamanda moleküllerin iç yapısına da bağlıdır.

Gazların elektriksel özellikleri, moleküllerin veya atomların iyonlaşma olasılığı, yani gazdaki elektrik yüklü parçacıkların (iyonlar ve elektronlar) ortaya çıkmasıyla belirlenir. Yüklü parçacıkların yokluğunda gazlar iyi dielektriklerdir. Artan yük konsantrasyonuyla gazların elektriksel iletkenliği artar. Birkaç bin K'nin üzerindeki sıcaklıklarda gaz kısmen iyonize olur ve plazmaya dönüşür.

Manyetik özelliklerine göre gazlar diyamanyetik (inert gazlar, CO2, H2O) ve paramanyetik (O2) olarak ikiye ayrılır. Diyamanyetik gaz moleküllerinin kalıcı bir manyetik momenti yoktur ve bunu yalnızca manyetik alanın etkisi altında kazanırlar. Molekülleri kalıcı manyetik momente sahip olan gazlar paramıknatıs gibi davranır.

Modern fizikte gazlar, maddenin toplam hallerinden yalnızca biri değildir. Özel özelliklere sahip gazlar arasında örneğin bir metaldeki bir dizi serbest elektron (elektron gazı), bir kristaldeki fononlar (fonon gazı) bulunur. Bu tür gaz parçacıklarının özellikleri şu şekilde açıklanmaktadır: