Селен топшасына жалпы сипаттама. Селен, телур және полонийдің оттекті қосылыстары

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Жоспар

Кіріспе

Негізгі бөлім

I. Селен топшасына жалпы сипаттама

II. Селен, телур және полонийдің оттекті қосылыстары

III. Селен, телур және полонийдің бинарлы қосылыстары

IV. Селен, теллур (IV) және селен, теллур (VI) қосылыстары

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Қазіргі уақытта химия, металлургия, машина жасау, радиоэлектроника, атом өнеркәсібі және басқа да қазіргі кезең салаларындағы ғылыми-техникалық прогресс жетістіктері сирек элементтер негізіндегі материалдардың табысты қолданылуына айтарлықтай байланысты.

Қазіргі анорганикалық химия мен технологияның ең ірі және практикалық тұрғыдан маңызды бөлімдерінің бірі Д. И. Менделеевтің периодтық системасында 50-ге жуық элеметті құрайтын сирек және шашыраңқы элеметтер-оның ішінде селен, теллур және полоний химиясы мен технологиясы болып табылады.

Селен топшасына жалпы сипаттама

Бұл алтыншы негізгі топтың ішіндегі топша, оған селен, теллур және полоний жатады. Олардың электрондық формулалары:

$_{34}^{78}{Se}$ -[Ar] ${3d}^{10\ }{4s}^{2}{4p}^{4}$

$_{52}^{127}{Te}$ -[Kr] ${4d}^{10}{5s}^{2}{5p}^{4}$

$_{84}^{209}{Po}$ -[Xe] ${4f}^{14}{5d}^{10}{6s}^{2}{6p}^{4}$

Оттегі және күкірт элементтерінен селен топшасына өткенде атомдық

радиустарының өсуі, иондану энергиялары мен электртерістіктерінің кемуі,

олардың $О_{2}$ → Те қарай металдық қасиеттерінің артуына әкеледі, сондықтан

тотықтырғыштық қасиеттері кемиді де, тотықсыздандырғыштық қасиеттері

артады. Оң тотығу дәрежелерінде топ бойынша жоғарыдан төмен қарай

тотықтырғыштық қасиеттері артады. Мысалы, күкірт +4 тотығу дәрежесі

көбірек тотықсыздандырғыштық қасиет көрсетсе, ал селен мен теллурдың +4

тотығу дәрежелеріндегі қосылыстары - тотықтырғыштар. Se және Te тотығу дәрежелері -2, +4 және +6. Se(IV) және Te(IV) қосылыстары көбрек тұрақты. Se(IV) және Te(IV) -тің Se(VI) және Te(VI) -ға түрленуі тек күшті тотықтырғыштардың әсерімен ғана мүмкін. Сол сияқты Te(II) және аз мөлшерде

Se(II) қосылыстары белгілі, Te(II) комплекст осылыстар тән.

Екі бөлінбеген электрон жұбы коваленттік байланыс түзілуін, дербес жағдайда аттас атомдармен, тудырады, ол өз кезегінде сақиналы немесе тізбекті молекулалар түзуге және көптеген аллотропиялық модификацияларының өмір сүруіне әкеледі. Селен және телур-шашыранқы элеметтер.

Қысқаша тарихы:

Селен мен теллур бұрыннан белгілі. 1782 жылы венгр химигі Мюллер фрон Рейхенштейн «ақ алтын» рудасын зерттей келе жаңа элементпен жұмыс істеп жүргендігін білді. 1798 жылы Клапрот Мюллердің жаңа элемент ашқандығын дәлелдеп оны Жердің құрметіне теллур деп атайды («tellus» грекше - «жер») .

Селенді 1817 жылы Берцелуис ашқан. Ол атақты швед химиктері ашқан үш элементтің бірі болады (Се, Sе, Тһ) . Грипегольмедегі (Швеция) күкірт қышқылды зауытына барып, Берцелуис мыс колчеданын күйдіретін пештің қабырғасындағы тұнған қызыл даққа көңіл аударады. Осы дақты зерттей келе Берцелуис барлық қасиетті жағынан теллурға өте ұқсас жаңа элемент ашады. Оны селен деп атады (селен грекше - «Ай») .

Селен мен теллурдың аздаған мөлшері көбінесе рудалар мен кендерде кездеседі және химиктер осы элементтермен жұмыс істеуге бұрыннан әдетттеніп кеткен. Бірақ, селен мен теллурдың кең тараған техникалық қолдануын кейінгі уақытта тапқан. Олардың негізгі қолдану аймақтары жартылай өткізгіштік техникада, химиялық өнеркәсіп пен металлургия болып табылады.

Селеннің тамаша қасиеті - өзінің электрөткізгіштігін жарыққа байланысты өзгертеді - бұл қасиет ХІХ ғ. табылған.

Теллурдің атомдық салмағы сол кездегі химиктер үшін толғанарлықтай сұрақ туғызды. Анықтағанда теллурдың атомдық салмағы иодтікінен үлкен екендігін көрсетті, ондай жай периодтық заңға сәйкес емес болды. Д. И. Менделеев осы сұрақтың жауабын болашақ зерттеушілерге қалдырды. Бұл жай қазіргі белгілі - Те -І атом салмақтарының сәйкестіктері кең тараған көптеген ауыр изотоптармен байланысты.

Селен, теллур және полонийдің кейбір физикалық қасиеттері:

Белгісі

Белгісі: Атомдық радиусы, нм

Se: 0, 14

Te: 0, 16

Po: 0, 164

Белгісі:

Иондық радиус, нм $Э^{2 -}$

$Э^{4 +}$

$Э^{6 +}$

Se: 0, 198

Te: 0, 221

Po: 0, 230

Белгісі: 0, 050

Se: 0, 097

Te: 0, 094

Белгісі: 0, 042

Se: 0, 056

Te: 0, 067

Белгісі: Түрақты изотоптар саны

Se: 6

Te: 8

Po: 0

Белгісі:

Иондану энергиясы, кДж

${моль}^{- 1}$

Se: 940, 7

Te: 869, 0

Po: 813, 0

Белгісі:

Тығыздығы(25 °c), г

${см}^{- 3}$

Se: 4, 189-4, 285

Te: 6, 25

Po:

9, 142

9, 352

Белгісі:

Температура °c

Балқу

Se: 217

Te: 452

Po: 246-254

Белгісі: 685

Se: 990

Te: 962

Белгісі: Ашылуы

Se:

1817

Берцелиус

Te:

1782

Клапрот

Po:

1898

Кюри

Белгісі: Агрегаттық күйі

Se: қатты

Te: қатты

Po: қатты

Селен. Селен жаратылыста әжептәуір көп болғанымен, қор болып жиналмай аз мөлшерде сульфидтерімен PbS, ${Cu}_{2}$ S, AgS тағыда басқа қоспа түрінде кездеседі. Сондықтан оны бытыраңқы элемент дейді. Селен PbSe, ${Ag}_{2}$ Se, ${Cu}_{2}$ Se түрінде болады. Темір колчеданын өртегенде шыққан күкірт диоксидін шаңнан тазалағанда, бұл қосылыстар сол шаң камераларында жиналады. Селенді негізінен сол шаңнан алады, сонымен қатар қорғасын, мырыш кендерін металға айналдырғандағы қалдытарынан және мысты электролиз арқылы алғандағы электролиттің түбінде қалатын қоқырдан да алады.

Селен алу үшін жоғарыда айтылған өндіріс шаңдарын азот қышқылымен, не бертолле тұзымен әрекеттестіріп ішіндегі селенің селеннің қосылысын селен қышқылына $H_{2}$ Se $O_{4}$ дейін тотықтырады. Селен қышқылы тұз қышқылы қатысында селенді қышқылға $Н_{2}$ Se $O_{3}$ тотықсызданады. Селенді қышқылдың ерітіндсін декантациялап құйып алып, суалтып, күкірт диоксидін жіберіп элементтік селенге дейін тотықсыздандырады.

Селеннің атмосфералық қысымда өмір сүретін кемінде бес модификациясы белгілі. Селеннің әр түрлі модификацияларындағы атомдар ассоциациясы полиатомды сақина немесе шексіз спиральді тізбек түрінде болады. Селеннің тек гексаганальді модификациясы ғана тұрақты, қалғандарының барлығы да кез-келген жағдайда тұрақсыз.

Селен модификациялары: аморфты(қызыл), шыны тәріздес(қара), қызыл моноклинді, сұр гексагональді, сұйық.

Аморфты селен қызыл-қоңыр ұнтақ, тығыздығы 4, 3. Химиялық қасиет жағынан күкіртке ұқсас, брақ селннің электрон тартқыштығы кем, жалпы алғанда активтілігі нашар.

Сұр гексагональді селен селеннің басқа түрлерінен оларды ұзақ қыздырғанда, балқытылған селенді бояу, оның буларын балқу температурасына жақын температурада конденсациялағанда алынады. Оның құрылымы бір-біріне параллель орналасқан шексіз спиральді тізбектерден құралған. Селеннің тек осы түрі ғана күкрткөміртекте ермейді. Жалғыз осы ғана жартылай өткізгіш

(қалғандары-изоляторлар) . Селеннің электроөткізгіштгі жарыққа және қысымға өте сезгіш. Оның электрлк қасиеттері анизотропиялы: өткізгіштігі және тоқ тасмалдаушылардың қозғалғыштығы перпендикуляр бағытқа қарағанда тізбектер бағыты бойынша 5 есе үлкен.

Телур. Теллур сирек элементтердің қатарына жатады. Теллурды да селен алатын қалдық, шаңдардан алады, екеі көбіне біірге кездеседі. Екеуін ажырату үшін селен және теллур бар өнімдерді күкірт қышқылымен әрекеттестіреді, мысалы:

${Na}_{2}$ Te $O_{3}$ + $H_{2}{SO}_{4\ }$ = ${Na}_{2}{SO}_{4}$ + Te $O_{2}$ + $H_{2}$ O

Теллурдың да аморфты және металл сияқты жылтыраған кристалдық түрі бар. Теллур жылуды, электрді жақсы өткізеді, ол жағынан металдарға жақындайды.

Теллур - металлдық жарқылы бар күміс тәріздес ақ зат, жұқа қабаттары сәуледе қызыл-қоңыр. Гексагональді сингонияда кристалданады. Құрылымы селеннің гексагональді модификациясына ұқсас. Теллур қышқылын салқында тотықсыздандырып жұқа қара ұнтақ түрінде алынған аморфты теллур гексагональді теллурдың өте ұсақ кристалдарынан тұрады. Селен сияқты ол жартылай өткізгіш, бірақ оның өткізгіштігі жарыққа іс жүзінде тәуелсіз. Күкірткөмртекте ерімейді.

Химиялық қасиеттері: Элементар селен және одан азырақ дәрежеде теллур химиялық өте активті, әсіресе аморфты және ұсақ дисперсті түрлері. Ауада немесе оттегінде қыздырғанда жанып, диоксидтер түзеді. Селеннің жалыны-көгілдір, теллурдікі-жасыл жиекті көгілдір. Фтор, хлор және броммен бөлме температурасында әрекеттеседі. Теллур йодпен қыздырғанда әрекеттеседі, селен йодпен балқытылады, бірақ иодидтер түзілмейді. 200°c -тан жоғары селен селенсутек түзе отырып сутекпен әрекеттеседі, теллурмен бұл рекция жоғарырақ температурада және аз шығынмен жүреді. Жоғары температурада екеуі де көптеген металдармен қосылыстар түзеді.

Бөлме температурасында сумен іс жүзінде әрекеттеспейді. Селенді сумен қыздырғанда аздаған дәрежеде қайтымды гидролиз жүреді:

3Se + 3 $H_{2}O_{2}{= H}_{2}$ Se + $H_{2}$ Se $O_{3}$

Кристалдық теллур сумен 100°c-тан жоғары температурады әрекеттеседі. Сілтілердің концентрленген ерітіндлерін қыздырғанда селен мен теллурды ерітеді:

3Te + 6KOH=2 $K_{2}$ Te + $K_{2\ }$ Te $O_{3}$ + 3 $H_{2}$ O

Oттегі қатысуында полиселенидтер түзілетіндіктен селен сілтімен қызыл-қоңыр ерітінділер береді:

7Se + 4NaOH + $O_{2}$ = ${Na}_{2}{Se}_{6}$ + ${Na}_{2}$ Se $O_{3}$ + 2 $H_{2}$ O

Тұз және сұйытылған күкірт қышқылдары селен мен теллурға әсер етпейді. Концентрленген $H_{2}{SO}_{4}$ оларды салқында ертеді-сәйкес түрде жасыл және қызыл ерітінділер түзіледі және сумен сұйылтқанда селен мен теллур қайтадан бөлінеді. Азат қышқылы селенді $Н_{2}$ Se $O_{3}$ - селенді қышқылға деін тотықтырады.

Теллур сұйылтылған азот қышқылымен $Н_{2}$ Te $O_{3}$ - теллурлы қышқылға дейін, ал концентрленгенмен-негіздік нитратқа дейін тотықтығады:

2Te + 9 ${HNO}_{3}$ = ${Te}_{2}O_{3}$ (OH) ${NO}_{3}$ + 8 ${NO}_{2}$ + 4 $H_{2}$ O

Күшті тотықтырғыштар оларды Se(VI) және Te(VI) -ға дейін тотықтырады. Селен және теллур күміс және алтын тұздарының ерітінділерімен әрекеттеседі:

3Se + 4Ag ${No}_{3}$ + 3 $H_{2}$ O = 2 ${Ag}_{2}$ Se + $H_{2}$ Se $O_{3}$ + 4H ${NO}_{3}$

Теллур үшін және әсіресе селен үшін, күкіртке ұқсас, қайтымды қосылу реакцияларына қабілеттік тән. Бұл реакциялар қатарына сілтілік металдардың сульфидтері мен полисульфидтері ерітінділерінде полихалькогенидті қосылыстар түзе отырып еруі жатады. Селенге сульфит ерітіндісімен қыздырып әсер еткенде тиосульфат тәрізді қосылыс-селеносульфат түзіледі:

Se + ${Na}_{2}{SO}_{3}$ = ${Na}_{2}$ SSe $O_{3}$

салқындатқанда ол аздап ыдырайды. Сілтілік металдар цианидтерінің ерітіндісі қыздырғанда селенді ерітеді-селеционаттар түзіледі. Теллурға концентрленген натрий сульфиті ерітіінділерімен жоғары қысымда әсер етіп теллуросульфат алынуы мүмкін. Қалыпты жағдайда оның ерітінділері тез бұзылады. Металдар ционидтері теллурға әсер етпейді.

Полоний . Полоний ақ жылтыр металл, сирек элементтер қатарына жатады. Полонийдің екі аллотропиялық түрі бар: α-түрі тек төмен температурады кездеседі(36°c дейін) және β- түрі жоғары температуға сай. Бірінші түрі-куб пішіндегі кристалдар, ал екінші түрі-ромбалық. Полоний изотоптарының ішіндегі маңыздысы- αбөлшектерді алуға қолданылады. Полоний тұз қышқылымен әрекеттескенде металдық қасиет көрсетеді:

Po + 2HCl = ${PoCl}_{2}$ + $H_{2}$

Селен, телур және полонийдің оттекті қосылыстары

Селен және теллур диоксидтер - ${ЭО}_{2}$ және триоксидтер - ${ЭО}_{3}$ түзеді. Олардың барлығы да ангидридтер. Диоксидтер, әсіресе ${TeO}_{2}$ , белгілі бір мөлшерде амфотерлі де. Одан басқа, тұз тәріздес сипаты бар қайсыбір аралық оксидтер алынған. Буларында монооксидтер SeО және TeO молекулалары табылады. Полонийдің PoO және ${PoO}_{2}$ оксидтері бар.

Селен диоксиді $\mathbf{SeO}_{\mathbf{2}}$ -түссіз ине тәрізді кристалдар( $t_{б}$ =389°c, p=3, 954г/ ${см}^{3}$ ) . Молекулалық құрылысы жазық үшбұрышты. Селеннің ауада немесе оттекте жануынан алынады. $H_{2}SeO_{3}$ -ті сусыздандырып алуға болады. Селен және оттек атомдарының кезектесіп келетін шексіз тізбектерінен құралған тетрагональді торда кристалданады, жіне де селеннің әр атомы оттектің тағы бір атомымен байланысқан.

${SO}_{2}$ -булары сары-жасыл түсті, шіріген тұрын сияқты тән иісті. Ол қышқылдық оксид, суда еріп селенді қышқыл $H_{2}SeO_{3}$ , ал сілтілермен әрекеттесіп селениттер түзеді:

${SeO}_{2} + H_{2}O = H_{2}SeO_{3}$

${SeO}_{2} + 2NaOH = {Na}_{2}SeO_{3} + H_{2}О$

Күкірт жоғарғы температрада ${SeO}_{2}$ ішіндегі Se ығыстырып шығарады, колчеданды өртегенде селеннің ығысып шығуы да осыдан. Спиртте, сірке қышқылында жақсы ериді, бензолда аз, ал ацетонда ермейді.

Тотықтырғыштық қасиет көрсетеді, бірақ ылғал жоқта күкірт диоксидімен қатты күйінде, буларында да тотықсызданбайды.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.