: ІІІ A топша элементтері тақырыбын оқыту әдістемесі

Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 47 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ
МИНИСТРЛІГІ
ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ

Отырар институты

Көпсалалы педагогикалық пәндер кафедрасы

ДИПЛОМДЫҚ ЖҰМЫС

Тақырыбы: ІІІ A топша элементтері тақырыбын оқыту әдістемесі

Орындаған: 35-61 топ студенті Г. Рыскелдиева

Ғылыми жетекшісі: х.ғ.к., профессор И.А.Мархабаев

Шымкент – 2010
ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Отырар институты

Факультет: Жаратылыстану – педагогикалық
Мамандық: Химия
Кафедра: Көпсалалы педагогикалық пәндер

Дипломдық жобаны (жұмысты) орындауға арналған
ТАПСЫРМА
Студент :__________________________________ _ топ_________

Жобаның (жұмыстың) тақырыбы:__________________________ _____

ЖОО № 2010 ж. Бұйрығымен бекітілген

Дипломдык жобадағы әзірлеуге жататын сұрақтардың тізімі немесе
дипломдық жұмыстын кысқаша мазмұны:
а)_________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ _____
б)___________________________________ ___________________________________ ____
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ _____

в)___________________________________ ___________________________________ ____
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ _

Графикалық материалдың тізімі (міндетті дәл нұсқап) -----------------

Ұсынылған негізгі
әдебиеттер:__________________________________ _______________________________
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ____
Жобаға (жұмысқа) қатысты тарауларды нұскап жоба (жұмыс) бойынша
консультациялар

№ Мерзімдері Қолы
Рн Тарау Консультант

Орындауды Ұсынулар
бастау

Дипломдық жобаны (жұмысты) әзірлеудің кестесі

№ Рн Тараулардың аты, әзірленетін сұрақтар Ғылыми жетек-шіге Ескерту
тізімі көрсету мерзімдері

Тапсырманың берілген күні ________200 ж.
Кафедра меңгерушісі___________________________________ _________
Жобаның(жұмыстың)жетекшісі_________ _________________________

Тапсырманы орындауға қабылдаған студент________________________

Жетекшісінің пікірі
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ __

Жетекші 2010 ж.
Дипломдық жұмыс туралы кафедра қорытындысы

Дипломдық жұмыс кафедрада қаралды және
студент осы жұмысты

Мемлекеттік аттестациялау комиссиясында қорғауға жіберілуі мүмкін
Кафедра меңгерушісі 2010 ж.

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ОҢТҮСТІК ҚАЗАҚСТАН ПЕДАГОГИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Отырар институты
Студенттің дипломдық жобасына (жұмысына)

ПІКІР

Сізге институттың тобының студенті
жіберілді.

Пікірде келесі мәліметтерді көрсетуіңізді сұранамыз:

1. Тапсырманың орындалуының жан-жақтылығы, технико-
экономикалық түсініктемесі, экономикалық есептеулер,
конструктивтік шешімдері, сызулардың сапасы, еңбекті
үйымдастыру.
2. Теориялық білімдердің деңгейі, оларды жұмыста пайдалану дәрежесі,
өндірістің тәжірибелік жағдайларын есепке алу және шешімдердің
нақтылығы.
3. Жұмысты зерттеудің тереңдігі мен ерекшелігінің негізгі
белгілері.
4. Жұмысты рәсімдеудің сапасы мен жалпы сауаттылығы.
5. Сызу жұмыстарының сапасы.
6. Отандық және шет елдік әдебиеттерді қолдану деңгейі.
7. Жұмысты орындаудың жалпы бағасы.

Жауап беруді, түсіндіруді немесе диплом жазушының қорғауын талап ететін
жұмыста кездескен қателіктерді ерекше көрсетуіңізді сұранамыз.
Пікірді "_______" ____________________ 2010 ж күннен
кешіктірмей беруіңізді және "____"_________2010ж күні болатын Мемлекеттік
Аттестациялық Комиссияның отырысына қатысуыңызды сұраймыз.
Кафедрамеңгерушісі_________________ ______"______"2010ж.
Жобаның (жұмыстың) тақырыбы
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ ___________________________________ ______
___________________________________ _____

Тақырыбы: ІІІ А топша элементтері тақырыбын оқыту әдістемесі

МАЗМҰНЫ

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... 7

І. ТАРАУ. III А топша элементтерінің жалпы сипаттамасы

1.1. Бордың физикалық және химиялык
қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... .9
1.2. Оксидтері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ..18
1.3. Бор қышқылы және тұздары
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..19
1.4. Сульфидтері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .22
1.5.Н и т р и д і
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... 23
1.6. Гидридтері және бордың
қолданылуы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... .25

ІІ. ТАРАУ. АЛЮМИНИЙ

1. Алюминий
галогенидтері ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... .27
2. Алюминий оксиді және
гидроксиді ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... .32
3. Алюминий сульфилі, нитриді, фосфиді, карбиді және
бориді ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 34
4. Алюминий құймалары және алюминий қосылыстарының
қолданылуы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ..3 8

ІІІ.ТАРАУ. ГАЛЛИЙ, ИНДИЙ ЖӘНЕ ТАЛЛИЙ

3.1. Г а л л и й туралы жалпы
тусінік ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...42
2. И н д и й жалпы
сипаттама ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ...
.46
3. Т а л л и й
қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... .51

Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... 60

Пайдаланылған
әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... .62
КІРІСПЕ.
Бор, алюминий, галлий, индий және таллий периодтық кестеде III А топша
элементтерінің негізгі топшасын құрайды. Аталған элементтердің негізгі
физикалық шамалары 1-кестеде келтірілген.
1-кесте

III А топша элементтерінің негізгі физикалық шамалары.

Сипаттайтын шамалар B Al Ga In ТІ
А т а л у ы бор алюминий галлий индий таллий
Атом радиусы, нм 0,080 0,125 0,139 0,150 0,155
Ион радиусы, шл 0,020 0,050 0,062 0,081 0,095
Иондану энергиясы,
кДжмоль I 800 578 579 558 589
III 2427 1816 1979 1817 1970
III 3659 2744 2952 2693 2866
Салыстырмалы электрлік
терістігі 2,0 1,5 1,6 1,7 1,9
Тығыздығы, гсм3 2,46 2,70 5,90 7,31 11,85
°С 2040 660 29,8 156,2 302,5
°С 3700 2500 2230 2075 1460
Салыстырмалы қаттылы 9,5 2,9 1,5 1,2
(алмаз шкаласы)
-1,622 -0,65 -0,343 +0,71
Жер қыртысындағы масс7 3·10-4 8,8 1,5·10-3 1,5·10-5 4,5·10-5
үлесі, %.
Өзен суларындағы 10 2,5 0,09 110-7 0,01
кон- центрациясы, мкгл
Мұхит суларындагы кон 4450 121 0,03
-центрациясы, мкгл

Валенттік байланыс әдісі бойынша III А топша элементтерінің атомдарының
электрон бұлттарына өздерінің құрылымына сәйкес sр2 - және sр3 будандасу
тән (1-сурет).

1 - сурет. sр2 - және sр3 будандасқан электрон бұлттарының түрлері.

ВСІ3 - sр2 - будан

І. ТАРАУ. III А топша элементтерінің жалпы сипаттамасы
1.1. Бордың физикалық және химиялык қасиеттері.

Ашылуы.
Бор 1808 ж. ашылған француз ғалымдары Жозеф Гей-Люссак және Луи Тенар
жаңа элемент ашқандықтарын жариялады. Өздерінің жаңа элементті алу жолын
төмендегідей желіде (схемада) келтірді.

Мұнан соң, бірнеше айдың жүзінен кейін Х.Дэви балқыған бор ангидридінен
бор алғандығын мәлімдеді.
Француз ғалымы Анри Муассан жоғарыда аталған ғалымдардың таза бор ала
алмағандығын дәлелдей отырып, өзінің магнийтермиялық әдісін ұсынды, яғни:

Алайда бұл әдіспен алынған борда-бор элементі 90%-тен аспайтындығын
металлург В.Кролль айта отырып, ол бор тазалығын 93-94% көтерді. 1858 ж.
оқымыстылар Ф.Велер және Сент-Кляр Девиль бор элементінің алмаз тақілеттес
- кристалдық және графитке ұқсас - аморфты екі түрлі модификациялық түр
өзгерісі болатындығьш мәлімдеді.

Таза бор элементін 1908 ж. американ зерттеушісі Э. Вейн-трауб бор
хлоридін сутекпен электр доғасы температурасымда тотықсыздандырып (99%)
алды.

Табиғи қосылыстары.

Бордың маңызды табиғи қосылыстарына төмендегі
минералдар жатады:

Алынуы.
1. Бор минералдарын өңдеу арқылы бор оксидін алады да, оны
тотықсыздандырады.

1. Бор өзінің хлоридінен, бромидінен тотықсыздандыру арқылы алынады:

Келтірілген екі әдісте де құрамында қоспасы бар аморфты бор алынады.

3. Таза борды оның хлоридін сутекпен тотықсыздандыру арқылы немесе
кристалдық борды қыздырылған тантал не вольфрам сымына қондыру арқылы
алады.

Жалпы таза борды алудың тиімді жолына диборанды термиялық
жолмен ыдырату жатады:

Физикалық қасиеті
Бор металдық қасиетті жартылай көрсететін металл емес элемеит. Бөлме
температурасында электрлік өзткізгіштігі өте төмен борды қыздырғанда
аталған қасиет күрт артады. Ол ионын түзбейді.
Бор - алмаздаи кейінгі қатты элемент. Тұрақты кристалдық құрылымының
түрі- -ромбоэдр (5.2-сурет). Сонымен қатар, бордың аморфты түр
өзгерісі де бар.
Бордың физикалық қасиеті жөнінен оқулықтардың өзінде пікір алуап түрлі.

2-сурет. Ромбэдр бордың проекциясы. Төбесінен және астынан қарағанда
икосаэдр.

Мысалы. Қысқаша химиялық эициклопедияда кристалдық бор
қарасүр, ұнтақ деп жазылса, екінші бір оқулықта (Б.В.Некрасов.
Основы общей химии) борды қарақоңыр ұнтақ дей келіп, өте таза
бор түссіз деп түйіндейді.
Шындық қайда?! Ал, шындық, екі жағында қамтиды, өйткені бор
қасиетіне қоспалардың оннан не жүзден бір процентінің болуы
қатты әсер етеді.
3- сурет. В атомдарының
икосаэдр құрылымы.

Мысалы, бір оқулықта бордың балқу температурасы 2015°С ал екінші
біреуінде -2300°С. Дәл осындай алшақтық қайнау температурасында да бар.
Сондықтан да бордың осынша модификациялық түр өзгерісі
бар деп айтудың өзі сақтықты талап етеді. Десек те бор атомдары жай
зат күйінде В -жиырма қырлы икосаэдп түзетіндігі көпшілікке аян.
Икосаэдр бейнесі 3-суреттегідей болады.

Бор жартылай өткізгіштік қасиетке ие, диамагнитті элемент.

Химиялық қасиеті.
Бор кәдімгі жағдайда салғырт (инертті) э;емент қатарына жатады. Шамалы
қыздыруда фтормен әрекетт5седі.
Жоғары температурада хлор, оттек, күкірт азотпен әрекеттеседі:

Сутекпен бор әрекеттеспейді! (Кейбір оқулықтарда жоғары қысым және
жоғары температурада бордан түзілуін келтіреді).
Қатты қыздыру барысында бор тотықсыздандырғыштық қасиет көрсетіп
кремнийді, фосфорды, сутекті оксидтерінен бөліп шығарады.

Борға қайнап жатқан тұз қышқылы, балқытқыш қышқыл әсер етпейді. Бор -
концентрлі азот, күкірт қышқылдарымен, патша арағымен баяу әрекеттеседі
.

Барлық жағдайда кристалдық құрылымдағы бор, аморфты борға қарағанда
химиялық салғырттық (инерттілік) танытады. Мысалы, сілтілер кристалдық
құрылымдағы борға әсер етпейді, ал аморфты бормен төмендегідей түрде
әрекеттеседі:

Металдармен балқыту барысында бор тотықтырғыштық қасиет көрсетіп
боридтер түзеді. Боридтерде бордың тотығу дәрежесі 3-ке тең.

Ауыспалы d -металдардың боридтері М4В дан МВ түрдегі құрамда болып
келеді. Мысалы: ииобий боридтері - Nb2В, Nb3В2, NbВ, NВзВ,
Температураны төмендету үшін өзге тұздар балқымасы қосылады. болаттан
жасалған катод-балқымаға ұшы ғана тиіп тұрады. Бөлінген кальций болат
бетіне қонады және катод жайлап көтеріліп отырады:
Катод (болат)
Анод (көмір)

Катод ретінде өзге металдар пайдаланылса, онда олардың кальциймен
құймасы түзіледі. Мысалы, кальцийдің мырышпен, қорғасынмен және мыспен
құймаларын осылай алуға болады.
2. Кальцийді алюминотермия және кальций карбидіи ыдырату арқылы алу
жолдары жетілдірілуде:

Химиялық қасиеті.
1. Кальций гадогендермен оңай қосылады.

2. Калыций оттекпен оңай қосылады да негіздік оксид түзеді:

Бериллий мен магнийге қарағанда сілтілік жер металдары артық мөлшердегі
отекпен - пероксид түзеді:

СаО2 -275°С-де қопарылыс бере ыдырайды. Кальций асқын пероксид Са(Оз): -де
түзеді.
Жалпы жағдайда кальций оксидін және кальций пероксидін төмендегідей
реакциялар бойынша алады:

Бұл өздеріңізге белгілі сөндірілмеген ізбес алу реакциясы.

Кальций оксиді, пероксиді кәдімгі жағдайда сумен жеңіл әрекеттеседі:

Кальций оксиді, гидроксиді негіздік оксидтермен, негіздік гидроксидтерге
тән химияялық қасиет көрсетеді.
Кальций оксидін сөндіру барысында судың орнына натрий гидроксиді
ерітіндісін қосатын болса, Са(ОН) мен NаОН қоспасы натронды ізбес
түзіледі: Са(ОН) NаОН.
Кальцин күкіртпен қосылып сульфид береді:

Са + S = СаS

Аланда кальций сульфидін сульфаттарды өңдеу барысында төмендегі реакция
бойьнша алады:

Кальций сульфидін артЫҚ мөлшердегі күкіртпен қосып қыздыру арқылы
оның полисульфиді алынады:

n=2,3,4,5,6.

Сілтілік жер металл полисульфидтері терідегі жүнді түсіру барысында
тиімді препарат болып табылады. Ал, сілтілік жер металдарының сульфидтеріне
кейбір ауыр металдардың қатты ерітінді түзуі оларға фосфоросценциялық
қасиет береді.
Кальций сульфиді нашар ериді, ал қышқылдарда еріп түз түзеді:

Нитридтер сумен оңай әрекеттесіп, мол жылу боледі:

Кальций фосформен әрекеттесіп фосфид түзеді:

Кальцнй фосфиді де сумен оңай ыдырайды:

3. Кальций азотпен кәдімгі температурада әрекет әрекеттесіп нитрид түзеді:
4. Калций карбиді оның оксидін кокспен қосу арқылы электр пештерінде
алынады:

Кальций карбиді ацетилен алуда кең қолданылады

5. Кальцин гидриді сутекпен тікелей әсер ету арқылы алынады:

СаН2 - тұз тектес иондық гидрид тобына жатады жәпе сумен оңай ыдырайды:

6. Кальций көптеген металдармен интерметаллидтер
түзеді.
7. Кальций күрделі заттармен оңай әрекеттесіп тотықсыздандырғьшттық
қасиет көрсетеді:

Кальцийдің қолданылуы
Кальций металлургияда сирек жер металдарды, ауыспалы бейметалдарды
алуда кең қолданыс табады.
Кальций карбиді ацетилен алуда және вакуумтермиялық
жолмен сілтілік металдар алуда қолданылады. Мысалы:

СаҒ2 - суда ерімейтін, металлургияда флюс ретінде металдарды бос
жыныстан ажырату үшін кең қолданылады.

Кальций қосылыстары - ең цемент, алебастр, гипс бәрі де құрылыска
қажетгі заттар.
Залалсыздандырғыш, тотықтырғыш ретінде кальций гипохлориті- Са(С1О)
және аралас тұз хлорлы ізбес Са(СIO)С1 түрмыста, медицинада қолданылады.
Хлорлы кальций, цемент, ағаш үгінділерін суда араластырып алынған
Арболит атты құрылыс материалы өте құнды қасиеттерге ие. Арамен оңай
аралапатын және оңай өңделетін отқа жанбайтын, шірімейтін бұл материал үй
салуда кең пайдаланылады.
Натронды ізбес көмір қышқыл газын сіңіруде пайдаланылады.
Үйді әктеуде пайдаланылатын сөндірілген ізбестің қабырға немесе әктелген
бетті ағартуы төмепдегідей реакцияның орын алуынан:
Са(ОН)2 + СО СаСО + НО

Құрылыста портлапд цемент деген атпен пайдаланылатын цемент құрамы
төмендегіден:

ЗСаО 8іО;, 2СаО 8іСЬ, ЗСаО А1аО3 және 4СаО -АЬОз-Ғе.Оз

- глинозем цементі СаО-А12О3 -тің ерекше қасиеті ол тек ауада ғана емес,
су бойында да қатып, беріктілік тұтастық сақтай алады.
Цемент — бетон тақырыбы оз алдына үлкен сала.

Анықталуы
Су бойында Саэ+ комплексонометриялық титрлеу арқылы анықталады. Магнийді
су бойында анықтауды қара.
Бордың галогенидтері.

Бордың галогенидтері - бормен галогендерді қыздыру арқылы
алынады және барлығы түссіз болып келеді (2-кесте).
Галогенидтер молекулалық тор құрамындағы заттар.
Бор фторидін және хлоридін көп жағдайда төмендегі
реакциялар бойынша алады:

Бордың галогенидтері жұп электронды заттарды қосып алуда айқын
акцепторлық қасиет көрсетеді.

суда жақсы еритын бір негізді қышқыл.

Бор галогенидтері гидролизге жеңіл ұшырайды жіне қайтымсыз, толығымен
жүреді. Ылғалды ауада ВСІ3, ВВr түтінденеді (дымят), ал ВІ3 сумен
әрекеттесеуі қопарылыс бере жүреді.
Бор фторидінің гидролизі күрделі өзгерістерге толы өтеді:

Қалған бор галогенидтерінің гидролизі нақты жүреді:

Бор галогениді сұйық аммиакпен әрекеттеседі. Мысалы,

ВҒ3 ВСІ қатарында солдан оңға қарай, яғни ВҒ3 - ВІз
бағытында тұрақтылық кемиді.
ВНа13 - қосылыстардағы бордың sр2 -будан түрінде болуы, оның
қосылыстарының жазық үшбүрыш құрылымында болуына негіз болады.
ВҒз -катлизатор ретінде олефиндерді катионды полимеризациялауда
қолданылады.

1.2. Оксидтері.

В3О3 - бор оксиді- бірнеше түрлі модификациялық құрылымда ұшырасады.

Бор оксидін бор қышқылын ыдырату арқылы алады:
В2О3 балқымасын салқындату барысында түссіз, шыны тәріздес кристалдық
құрылымдағы полимер (В2О3)n түзіледі. Аталған заттың құрылымы төмендегідей
болып келеді:

Бор оксидін бор қышқылын ыдырату арқылы алады:

В2О3 ылғалға өш (гигроскопический), сумен қосылуы бірнеше сатыда
орын алып, қышқыл түзеді:

Сумен ары қарай қосылу нәтижесінде сияқты қышқылдар
түзіліп, ең соңы ортобор қышқылы — НВО-кЕ айналады.
Бор оксиді қышқылдық оксидтерге тән қасиет көрсетеді. Негіздік
оксидтермен балқьту барысыңда метабораттар түзеді:

СоО + В2О3 - Со(В02) кобальт метабораты.

Сілтілік металл гидроксидтермен қосып балқытқанда тұз түзеді:
ВО3 + КОН 2КВО2 + Н2О

Сілті срітінділермен қосылып гидроксокомплексті қосы-лыс түзеді:

1.3. Бор қышқылы және тұздары

НВО немесе В(ОН)3 бор қышқылы, ақ түсті, ұстағанда майлы
әсер қалдыратын ұнтақ зат. Суда ерігіштігі 100 г суға 4,9 грамды құрайды
(20°С). Ерітіндісі әлсіз қышқыл. Сілті ерітінділермен әрекеттесіп
гадроксокомітлекстер түзеді:

Бор қышқылы ұнтағын КОН пен балқытқанда тізбекті (ВО) n-
аниомы бор полимертектес диоксобораттар түзіледі:

Эфир ақ-жасыл жалынмен жанады:

2В(ОСН + 9О В2О3 + 6СО + 9Н0

Бор қышқылын бор хлоридін гидролиздеп немесе бураға күкірт қышқылын
қосу арқылы алады:

Келтірілген соңғы реакцияны сатылап төмендегідей түрде жазуға болады:

Ал, түзілгеи сутегінің гептаоксобораты сумен жылдам
әрекеттесіп, ортобор қышқылын түзеді:

Түзілген ортобор қышқылын артық мөлшердегі сілтімен бейтараптандырғанда
қайтадан ерітндіден кристаллогидрат түрінде бөлінетін полиборат түзіледі:

құрылымы В2О3 құрылымына ұқсас төмендегідей болады:

Бор қышқылының сусыздануы барысында метабор қышқылы НВО2
түзіледі:

НзВОз - НВО + Н2О

НВО - куб, моноклинді және ромбылық модификациялық құрылым
түрінде ұшырасады. Жалпы жағдайда:

Метабор қышқылының бір түрі тұйық сақиналы болып келеді (НВО)з,
яғни сутектік байланыс арқылы жазық қабаттар түзеді. Тұйық сақиналы метабор
қышқылының құрылымы төмендегідей түрде болады:

Бор қышқылының тұздары

Ортобор қышқылының тұздары бораттар деп аталынады, Метабор
қышқылының (НВО) тұздары метабораттар немесе оксобораттар
делінеді.
Мысалы, натрий тетрабораты Ка3В4О7 -тетраборат өкілі оның
кристаллогидраты NаВ4О ЮНіО бура деп аталынатыны белгілі.
Бураға артық мөлшердегі сілті қосылса метаборат түзіледі:

Негіздік оксидтерді В2О3 немесс Н3ВО3 пен қосып балқыту арқылы
метаборат (оксоборат) алынады:

Метабораттар тұйық сақиналы, полимертізбекті құрылымда болып келеді
(5.4-сурет).

4 - сурет. Калий және кальций диоксобораттарьшың құрылымы

Пероксобораттар.

Пероксобораттар өкіліне КВОз, NаВОз, жатады. Пероксобораттар
құрылымы зерттелуде. Мысалы, натрий метаборатына сутек асқын тотығымен әсер
ету арқылы натрийдің бис ( - пероксодигидроксоборат) гекса гидраты
алынады:

1.4. Сульфидтері

Бор сульфиді шыны тәріздес, суда оңай гидролизге ұшырайтын зат.
борға күкірт буымен 600°С шамасында өсер еткенде түзіледі:

Бор сульфиді жеңіл гидролизге ұшырайды:

+ 6НО Н3ВОз + ЗН2S

Сонымен катар В2S -моносульфиді де борға тәп.

+ 2Н2 В2S+2Н2S

Металдардың сульфидтерімен бор сульфидін қосып балқытқанда
сульфидобораттар түзіледі:

СаS+ В3S3 - Са(ВS3)2
Сульфидобораттарды тиобор қышқылының туындылар деп қарастыруға
болады:

Са(ВS)2 + H28О4= СаSО4 + 2НВS2
тиобор қышқылы

Тиобор қышқылы тұрақсыз, суда оңай ыдырап, бор қышқылын түзеді:

НВS2 + ЗН2О - Н3ВОз + 2Н2S

1.5. Н и т р и д і

Жоғары температурада азот бормен немесе В2Оз аммиак пен қосылып н и тр
и д түзеді:

2В +

В2О3 + 2NН3 + ЗН2О

Бор бромиді де аммиакпЕН қосылып бор нипридін береді.

ВВг3 + NН3 + ЗНВг

Бормен азот атомдары sр2- будан арқылы байлапысқан -ВN -ақ графит
деген атпен танымал.
Ақ графит қыздырғанда сумен баяу әсерлеседі, жартылай өткізгіштік
қасиетке ие. Сумен өсерлесу қышқыл қатысында жылдамырақ орын алады:

ВN + Н2О - НзВОз + NНз

ВN-ақ графиттен өзге модификациялық түрде де ұшырасады. Гексагональді
құрылымдағы ақ графиттың жоғары қысым және темппературада өңдегенде
(t=І800°, р=6-8 ГПа) куб құрылымды, sр3-буданды, алмазға ұқсас
модификациялық түрге көшеді. Соңғы құрылымдағы бор нитридін – б о р а з о н
немесе э л ь б о р деп атайды. Боразонды алудың және бір жолы- бор фосфидін
аммиакпен әрекеттестіру:

Боразон 2000°С ~ге дейімгі температурада өз қалпын сақтап, қьшқыл, сілті
әсерлерінен бұзылмай тұрақтылық танытады. Қаттылығы жөнінен алмазга жуық
болғандыктан боразондар берік материал ретінде қолданылады.
Бордың В—N байланысына тән және бір қосылысы ВзNзН6 -бейорганикалық
бензол деп аталатын б о р а з о л.

Боразол- қайнау температурасы, еріту қабілеті, иісі жөнінен бензолға
) өте жуық келеді.

с:

Бензолдан айырмашылығы - молекуласы полюсті, ауада тотығады, бензолға
қарағанда температураға тұрақсыз, сумен баяу НзВОз, NН3 және H бөліп
ыдырайды:

Беразол құрылымы бензол құрылымына ұқсас.

Боразол төмендегі реакция бойынша түзіледі.

К а р б и д і . Бор карбиді В4С бор оксиді ВО3-ті көмірмен
электр пешінде қосып қыздыру арқылы алынады:

Бор карбиді қиын балқитын (°С), қаттылығы жөнінен боразолмен
алмазға жуық, тұрақты қосылыс. Химиялық тұрғыда инертті.

Боридтер
Бор металдармен МnВm құрамдағы боридтер түзеді. Боридтер минералды
қышқылдармен оңай ыдырайды:

Көп жағдайда р,d- металдарының боридтері химиялық инертті заттар.
Мысалы, АІВ-боридіне қышқылдар әсер етпейді.
Атап өткеніміздей, боридтерді, оларды тікелей қосып балқытып алумен
қатар, төмендегідей реакциялармен де алады:

ZrО2 + ВС + ЗС ZrВ2 + 4СО
ZrО2 + ВО3 + 5Мg ZrВ2 + 5МgО

Боридтерді алу жағдайына, стехиометриялық қатынастың сақталуына қарай s,
р және d металдардың боридтері құрамы МВ-дан МВ -ге дейін өзгере
алады.

1.6. Гидридтері және бордың қолданылуы

Бордың сутекпен қосылысы борандар деп аталады. Борандардың қарапайым
өкілі - ВН3.
Боран координациялық тұрғыда қанықпаған қосылыс болғандықтан жұптасуға
(димерленуге) ұшырап диборан -В2Н түзеді.
Диборан төмендегі реакциялар бойынша түзіледі:

Реакция өте шапшац өтеді және диборан құрамында аздаған SО қоспасы
болуы мүмкін.
Диборанды алудың қарапайым жолы - натрийборгидридін иодпен
тотықсыздандыру:

2Ыа[ВН„] + І2 ^. В2Н6Т + ІІ3Т + 2КаІ
Ал, магний боридіне түз қышқылымен әсер ету арқылы тетраборан алуға
болады:

Борандардың балқу, қайнау температурасы төмепдегідей болып келеді:

Диборан, тетраборан кәдімгі жағдайда газ күйінде болады. Борандар
қыздырғанда ыдырайды және бір-біріне айналуы орын алады:

Борандар өте улы, жағымсыз иісі бар, иіскегенде басты ауыртып,
лоқсытады!
Борандар химиялық активті, ауада жанадьі:

Борандар сумен, тотықтыргыштармен әрекететсіп ыдырайды:

Борандар қосылысын зерттеу жан-жақты, жақсы қарқынмен жүргізілуде. Борандар
химиясының зерттейтін мәселелері ете көп.

Бордың қолданылуы

Бор - болат алу барысында және кейбір түсті құймалардың ыстыққа,
коррозияға төзімділігін арттыру үшін аздап қосылады.
ВОз - шыны өнідірісінде, бор карбидін алуда, дәнекерлеу
жүмыстарына қоспа рстінде қолданылады.
Н3ВО3- бура алуда, шыны өнідірісінде, тамақ өнеркәсі-бінде оның
сақталу мерізімін арттыру үшін (консервирующД средство) пайдаланылады.
Тетрабораттар - мақта-мата, гері илеу, резіңке өндіру өнеркөсіптерінде
қолданылады.
Пентабораттар, метабораттар әртүрлі мақсаттарда пайдаланылады.

Бордың анықталуы
Бордың ауада таралу концентрациясы 2,5 мгм3 болған жағдайда, бор
ионының қынщылдық ортада хинализарынмен қослыысын фотометриялау арқылы
анықтайды.
Бордың су бойында таралуын фотометриялық жолмен анықтайды.
Свиридов Н.К. Лаб. дело. 1966. №12.- с.699-702.
Топырақ құрамында бордың таралуын анықтау үшін арнайы өдістерді
қарайды.
Методы опредсления микроэлементов в природных объектах.~М.: Наука,
1976.

ІІ. ТАРАУ. АЛЮМИНИЙ

2.1.Алюминий
3.1. Алюминийдің физикалық және химиялық қасиеттері

Электрондық құрылымы: 13А1 1s22s22р63s23р'
2) 8) 3

Энергетикалық қабаты : К һ М
А ш ы л у ы. Алюминийді дат ғалымы Х.К.Эрстед 1825 ж. құрғақ алюминий
хлоридінен калий амалгамасымен тотыкқсыздандыру арқылы алады:

1855 ж. француз химигі А.ЭДевиль алюминийді электрохимиялық әдіспен алу
жолын ұсынды.

Табиғи изотоптары
27 А1 100%

Табиғи қосылыстары
Жер қыртысында алюминий өзінің қоры таралуы жөнінен оттекпен кремнийден
кейінгі үшінші орынды иеленсді және 8-8,8% құрайды. Алюминий табиғатта
қосылыс түріндс ұшырасады. Оның негізгі қосылыстарына төмендегідей
минералдарды атауға болады.

Боксит — диаспора, гиббсит, бемит, гидраргиллит және өзге металл
оксидтері минералдарының қоспасы.
Боксит рудасы — гидраттанған алюминий оксиді 45% жоғары, темір (III)
оксиді 20% төмен және 5% кремнеземнен тұрады.

Алынуы
Алюминий — өнеркәсіпте электролиз өдісімен өндіріледі. Балқыған глинозем
және криолит () қоспосын электролизге ұшыратады. Электролит
балқымасының температурасын төмендету мақсатында аздаған магний фториді
және натрий хлориді қосылады.
Қиын балқитын АIО3 (2045°С) температурасы аталған қоспаларды қосқан
кезде 1000°С шамасында балқиды. Анод және катод қызметін графит атқарады.

Электролиз арқылы алюминий тазалығын 99,99% жеткізуге болады. Ал, бұдан
да таза алюминий алу үшін орыс тілінде зонная плавка немесе субфторидке
айналдырып оны ыдырату әдісі қолданылады.
Зонная плавка әдісінде алюминийден жасалған білікті (стержень) алады
да, оның бір үшін (аймағын) арнайы пеште не қыздыру құралында балқытады.
Мұнан соң қыздырғыш құралды жайлап білік бойымен жылжытады. Осы орайда таза
күйіндегі балқыған алюминий қатты күйге көшеді, ал қоспа балқыма бойына
өтеді. Демек, біліктің белгілі бір аймағы балқытылып, онан соң балқу аймағы
жылжытылып отырғаннан соң, бұл әдісті аймақтық балқыту (зонная плавка)
деп қабылдаған жөл секілді.
Ал субфторид әдісінде - тазартылатын алюминийді 1000°С де вакуумдік
жағдайда АІҒз қатысында қосып қыздырады. Алюминнй - фторлы алюминиймен
әрекеттесіп, тұрақсыз алюминий субфторидін —АІҒ түзеді. Аталған қосылыс 800
С-ден төмен температурада алюминий мен фторға жеңіл ыдырайды. Алюминий
бойындағы қоспа фтормен әрекеттесіп фторның құрамына көшеді:

Алюминий өндірісіне өте көп мөлшерде электр энергиясы жұмсалады. Бір
тонна алюминий өндіру үшін 13-17 мың киловатт-сағат электр қуаты қажет.
Тұрақты ток күші 100000А, кернеу 5 В шамасын құрайды.

Физикалық қасиеті
Алюминий - жеңіл, электртогын,жылуды жақсы өткізетін, өңдеуге ыңғайлы
металл. Жылу өткізгіштігі мысқа қарағанда 1,8 есе, ал тот
баспайтын болатқа қарағанда 9 есе жоғары.

Алюминий жай зат ретінде 660°С балқитын металл. Бетінде оксидтік қорғауыш
қабат (1-10 3 мм) түзілгендіктен, металдық жылтыры көмескі тартады. Осы
қорғауыш қабат алюминий түйіршіктерін 600°С-де балқыса да 1200°С-ге дейін
біріктермей тұра алады.

Химиялық қасиеті
Алюминий бетінде қорғауыш қабат болғандықтан, осы қабатты бұзып, оның
әрекеттесуші затпен әсерлесу басталғанға дейінгі уақыт аралығын латентті
период (скрытый) деп атайды..
Алюминий - амфотерлік қасиет көрсететін элемент.
Борға қарағанда алюминий анионды комплекспен қатар, катионды комплекстер
де түзеді.
Алюминий - фтормен, кәдімгі температурада қорғауыш қабат АІҒз
түзілгендіктен баяу әрекеттеседі.

Хлор, броммен жақсы әрекеттесіп галогенидтер түзеді:
Алюминий иодпен қыздыру күйінде және жоғары температурада ғана жанады:

Алюминий оттекте ұнтақ күйінде және жоғары температурада ғана жанады:

Дәл осылайша күкіртмен, селенмен, теллурмен жоғары температурада
вакуумде, кварц ампуласында әрекеттесіп қосылыс түзеді:

Алюминий 800°С шамасында азотпен қосылып нитрид тузеді

Осы орайда алюминий, амиакпен де әрекеттесіп алюминий нитрідін
түзеді:

Сонымен қатар, алюминий нитриді төмендегідей реакция нәтижелерінде
түзіледі:

+3СО

Өзге пниктогендермен (висмуттан өзге) де алюминий эквиатомды
қосылыстар АІР, AIAs, А1Sb түзеді.
Сутек атмосферасында 1800~2000°С-де алюминий көміртек-
пен әрекеттесіп түссіз карбид түзеді:

Алюминий метанмен әрекеттесіп - метанид, ацетиленмен -ацетиленнд
(ацетилид) түзеді:

4А1 + ЗСН4 А14Сз + 6Н2

А1 + С2Н2 А12Сб + ЗН2
Алюминийдің бормен қосылып борид түзетінін білесіздер:

АІ + 2В А1В2

Алюминий сутекпен тікелей әрекеттеспейді!

Алюмннийдің сырткы қорғауыш оксидтік қабатын жонып тастаса, сумен
әрекеттесіп сутек бөледі:

2А1 + 6Н2О 2АІ(ОН)з + ЗН2

Адюминий қьшқыл, сілтілермен әрекеттесіп, амфотерлік қасиет көрсетеді:
2А1 + 6НС1 - АІСІз + ЗН2

8АІ + 30НNОз - 8А1(NОз)3 + 3NН4NО3 +9Н2О
сұйытылған

Өте сұйытылған және концентрлі NНОз,Н3SО4 алюминийге әсер етпейді.
Алюминий - оксидтерден металдарды тотықсыздандырады және бұл қасиеті
металлургияда пайдаланылады:

Алюминий - литиймен, сілтілік - жер металдарымен және
барлық d -металдармен металлидтер түзеді. Алюминий - литийден өзге
сілтілік металдармен, таллий, қорғасын жөне висмутпен әрекеттеспейді.
Алюминий — көптеген металдра мен құймалар түзеді, оны алюминийдің
қолданылуы бөлігінде әңгімелейміз.

2.2. Алюминий галогснидтері

Алюминий галогенидтері димерлі немесе полимерлі құрылымда болады - АIНаI
немесе (А1НаI)n.
АІҒз - нашар еритін, қиын балқитын (1290°С) зат.
(А1С1з)n- полимерлік байланыс түзеді. Қыздыру барысында Аl-ға
ыдырайды. А1 - құрылымы төмендегідей бейнеленеді:

С1 С1 С1
\ \
А1 А1
\ \
СІ С1 С1 С1

(А1С1з)n -18ОоС -де возгонға (қатты күйден газ күйге бірден көшу)
ұшырайды.
А1, -700°С шамасында жекелеген АІС3 молекуласына ыдырайды.
және А1 кристалдары да олардың бу күйіндегідей димерлі
түрлерінен тұрады.
АІС3 -балқыған куйінде де электр тогын өткізбейді! Сондықтан да хлорлы
алюминийді электролиз арқылы алюминий алуға пайдаланбайды.

Алюминий галогенидтері оңай комплексті қосылыстар
түзеді:

Алюминий галогениді галогендеуші зат ретінде оксидтермен төмендегідей
әрекеттесуге түседі:

Алюминий бромиді мен иодиді сумен қопарылыс бере белсенді түрде
әрекеттеседі!
Алюминий галогенидтерінің кейбір физикалық шамалары төменде
келтірілген.

Алюминий галогенидтері литий гидридімен қосылып литий- алюминий гидриді
комплексін береді:

Түзілген АІНз-полимертекгес гидрид.

Хлорлы алюминийді суда еріткенде [А1(НО)]3+
аквокатиондары түзіледі, яғии полимерлі байланыс түзіледі:

2.3. Алюминий оксиді және гидроксиді

Алюминий модификациялық әртүрлі құрылымдағы АІОз оксидтерін түзеді
және бейорганикалық полимердің қарапайым өкілі. Бөлме температурасында
электр тогын өткізбейді.

Табиғатта ұшырасатын - АІОз корунд минералы түрінде кездеседі
(5-сурет).

Корунд ммнералындағы АІ-атомдарының орынында
біршама (частично) өзге элементтер ұшырасады.
Мысалы, мөлдір қызыл түс корунд құрамында
Сr(ІІІ) қоспасының болуынан және бұл кәдімгі
асылтас р у б и н болып табылады. Ал, Ті(ІІІ)
және Ғе(Ш) қоспаларының болуы— көктүсті асылтас с
а п ф и р д і береді.

Қазіргі кезде бұл заттарды жасанды жолдармен
де алатын болды.

5 - сурет. - А12Оз

Синтетикалық корундтарды гранатиттер деп атап 2000°С шамасында
күркіреуік газ жалынында алады.
Гранатиттер - өте қатты, қышқыл-сілті ерітінділеріне тұрақты қосылыстар.
Асылтасты зергерлік бұйымдар жасауды қолданылады.
АІО3-ті өндіру гиббсит алудан басталады.

Радий тығыздығы 5 гсм3
Балқу температурасы 700°С
Қайнау температурасы 1340°С
Атом ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.