Личные инструменты

2168
з математики

132
учня

168
для 11 класу

443
відкореговано


Вашій увазі

24638
уроків


Сполуки неметалічних елементів з Гідрогеном. Склад, фізичні властивості, добування в лабораторії аміаку і хлороводню

Гіпермаркет Знань>>Хімія>>Хімія 10 клас>> Сполуки неметалічних елементів з Гідрогеном. Склад, фізичні властивості, добування в лабораторії аміаку і хлороводню

Будова молекули.

Молекула аміаку NH3 являє собою диполь: спільні електронні пари дуже зміщені до атома Нітрогену (чому?):

                                  ..                      ..

NH3,                 H :N: H                N

                                      ..                  /  ↑  \
                            N                H  H  H


Зазначте електронні формули атомів Нітрогену і Гідрогену, покажіть графічно розміщення електронів по орбіталях і поясніть, якими електронами утворюється ковалентний зв'язок у молекулі аміаку і чому він полярний.Яка валентність і ступінь окиснення Нітрогену в аміаку?


Фізичні властивостіЗакриті вправи до уроку «Агрегатні стани речовини. Фізичні властивості тіл у різних агрегатних станах».

Аміак NH3 — безбарвний газ, з різким запахом, набагато легший за повітря, дуже добре розчиняється у воді (при 200С в 1 об'ємі води — 700 об'ємів NH3), при температурі, нижчій за — 33,4 °С переходить у рідкий стан. Дуже уражує слизові оболонки очей і дихальних шляхів.


Хімічні властивості Фiзичні й хімічні властивості речовини..

Для аміаку характерні реакції окиснення і приєднання.

1.Окиснення   аміаку.   Аміак, маючи низький ступінь окиснення Нітрогену -3, поводить себе як відновник. Відновні властивості аміаку виявляються під час горіння його в кисні (мал. 5).


Горіння аміаку. фото
Мал. 5. Горіння аміаку


4NH3 + 302 ⇔ 2N2 + 6H20

За наявності каталізатора (Pt) реакція окиснення аміаку змінюється: замість вільного азоту утворюється оксид нітрогену (ІІ) N0:

4NH3 + 502 = 4N0↑ + 6Н20          


Складіть для наведених рівнянь електронний баланс, обґрунтуйте розстановку коефіцієнтів і доведіть, що аміак в обох випадках — відновник.


2. Взаємодія з водою. Аміак добре розчиняється у воді утворюючи аміачну воду (за нормальних умов у 100 г води розчиняється 87,5 г, або 115л, NH3). Висока розчинність аміаку пояснюється тим, що він реагує з водою. Якщо суху колбу, заповнену аміаком і закриту пробкою із вставленою трубкою з відтягнутим кінцем, занурити у воду, до якої додано кілька крапель розчину фенолфталеїну, то з безбарвної рідини починає бити малиновий «фонтан».

Забарвлення аміачної води свідчить про те, що водний розчин аміаку має лужну реакцію.

Як це можна пояснити? У воді концентрації йонів Гідрогену Н+ і гідроксид-іонів ОН- — однакові:

H2O ⇔ H+ + OH- ,

тому середовище нейтральне, і фенолфталеїн безбарвний. З розчиненням аміаку NH3 у воді концентрація гідроксид-іонів ОН- збільшується, отже, утворюється лужне середовище, і фенолфталеїн стає малиновим.

Виникнення лужного середовища пояснюється тим, що в розчині молекули аміаку приєднують йони гідрогену, утворюючи йони амонію NH+4.

NH3 + H+ → NH4

При цьому вивільнюються з води гідроксид-іони ОН- , що й надає розчину лужної реакції.

Кожний йон амонію NH+4 має чотири ковалентні зв'язки. Три з них юються за рахунок трьох неспарених електронів, які є на р-орбіталях зовнішнього електронного шару атома Нітрогену. Четвертий зв'язок утворюється за донорно-акцепторним механізмом між атомом Нітрогену аміаку (донор) та йоном гідрогену (акцептор):


         Н                       Н        +

          l                        І

  Н — N: + Н+ →  Н — N — Н

          І                        І
         Н                       Н


Усі чотири зв'язки нітроген-гідроген N — Н в йоні амонію рівноцінні, незважаючи на різні механізми їхнього утворення.


Взаємодія аміаку з водою відбувається за рівнянням:

NH3 + Н20 ⇔ NH3 • Н20⇔ NH+4 + ОН-

Але в розчині лише невелика частина молекул NH3 перетворюється на йони амонію NH+4. Тому аміачна вода пахне аміаком.

Аміачну воду позначають формулою NH3 • Н20 і називають гідроксидом амонію, або нашатирним спиртом. Він належить до слабких і нестійких основ:

NH3 • Н20 ⇔ NH+4 + ОН-

NH3 • Н20⇔ NH3↑ + Н20


3. Взаємодія з кислотами. Якщо змочити одну скляну паличку концентрованим розчином аміаку, а іншу — концентрованою хлоридною кислотою і піднести їх одну до одної, то з'являється білий дим — дрібні кристалики хлориду амонію (нашатирю):

NH3 + НСl = NH4Cl

Отже, аміак, взаємодіючи з кислотами, утворює солі амонію:


Напишіть рівняння реакцій між аміаком і: а) нітратною, б) сульфатною кислотами. Які солі амонію при цьому утворюються?

Що спільного і відмінного між речовинами, назви яких «нашатир» і «нашатирний спирт»?


Добування. У лабораторії аміак добувають із суміші твея дих речовин — нашатирю NH4Cl і гашеного вапна Са(ОH)2 за рівнянням:

2NH4Cl + Са(ОН)2 = CaCl2+2NH3↑ + 2Н20         .


Чому для добування аміаку беруть сухі речовини, а не їхні розчини? Чому збирають аміак у пробірку, перевернену догори дном?


Застосування. Аміак — важливий продукт хімічної промисловості. Його використовують як добриво і для виробництва азотних добрив, а також нітратної кислоти, вибухових речовин, соди. Як холодоагент аміак застосовують у холодильниках.

У вигляді аміачної води він використовується у медицині під назвою «нашатирний спирт». Вдихання малих кількостей аміаку І стимулює роботу серця і нервової системи, тому нашатирний спирт дають нюхати при знепритомленні та отруєннях, наприклад чадним газом CO. Як слабкий луг аміачну воду широко застосовують у хімічних лабораторіях, а також у побуті: під час прання білизни, для виведення плям, чищення килимів і ювелірних виробів.


Завдання для самоконтролю
1. Які фізичні властивості аміаку? Як його добувають у лабораторних умовах? Напишіть відповідне рівняння реакції.
2. Чи можна зібрати аміак способом: а) витіснення повітря? б) витіснення води? Чому?
3. Зазначте електронні конфігурації атомів Нітрогену і Гідрогену та поясніть,  якими електронами утворюються ковалентні зв'язки в молекулі аміаку і чому вона полярна. Яка валентність і який ступінь окиснення Нітрогену в аміаку?
4. Які реакції аміаку з іншими речовинами ведуть до утворення йонів амонію?
5. В якому напрямі  (на. підставі  принципу Ле Шательє) зміститься рівновага реакції аміаку з водою під час: а) нагрівання; б) охолодження; в) додавання кислоти; г) додавання лугу?
6. На каталітичне окиснення аміаку кількістю речовини 2 моль витрачається кисень об'ємом (н. у.)
(а)  11,2 л;                       (в) 28 л;
(б)  22,4 л;                       (г) 56 л.
7. Під час взаємодії хлориду амонію з гашеним вапном масою 370 кг виділяється аміак об'ємом (н. у.)
(а)  11,2 м3:                     (в) 224 м3;
(б)  22,4 м3;                     (г) 448 м3.
8. Прокип'ятили 200 г розчину з масовою часткою аміаку в ньому 25 %. При цьому 20 г аміаку звітрилося. Якою стала масова частка аміаку в розчині? Яка маса хлороводню потрібна для його нейтралізації?


Н.М. Буринська, Л.П. Величко, Хімія, 10 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів  


Сполуки неметалічних елементів із Гідрогеном
Склад і назви сполук. Сполуки з Гідрогеном відомі для більшості неметалічних елементів; їх не утворюють лише інертні елементи.


Скласти формулу сполуки неметалічного елемента з Гідрогеном досить легко. Щоб з'ясувати значення валентності елемента в такій сполуці, потрібно від числа 8 відняти номер групи періодичної системи, в якій міститься елемент1.
У таблиці 2 наведено формули найважливіших сполук неметалічних елементів із Гідрогеном.


Таблиця. фото

Визначте ступені окиснення елементів у сполуках неметалічних елементів 3-го періоду з Гідрогеном.


Загальна формула сполук елементів із Гідрогеном має два варіанти написання — НпЕ і ЕНп. Послідовність запису елементів у формулах цих сполук зумовлена традицією: символи елементів VI і VII груп розміщують після символу Гідрогену, а символи елементів інших груп — перед ним. Загальні формули сполук неметалічних елементів кожної групи з Гідрогеном указують у деяких варіантах періодичної системи в окремому рядку (див. форзац І).


Для сполук неметалічних елементів із Гідрогеном частіше використовують тривіальні назви (амоніак, метан, вода, хлороводень, сірководень та ін.), іноді — хімічні (гідроген хлорид, гідроген сульфід тощо).


Будова. Сполуки неметалічних елементів із Гідрогеном складаються з молекул (мал. 17). Атоми в них сполучені ковалентними зв'язками. Якщо електронегативності елемента і Гідрогену однакові, то ці зв'язки неполярні (наприклад, у молекулі РН3), а якщо різні — зв'язки полярні.


Масштабні моделі молекул. Кулестержневі моделі молекул. Водневі зв'язки в рідкому гідроген фториді. фото

Зобразіть електронні та графічні формули молекул НГ і 8іН4. Покажіть у графічних формулах зміщення спільних електронних пар до відповідних атомів.


Якщо позитивні й негативні заряди, що виникли на атомах унаслідок зміщення спільних електронних пар, рівномірно розподілені в молекулі, то вона є неполярною (наприклад, молекула СН4). В іншому разі в одній частині молекули зосереджується невеликий негативний заряд, а в протилежній — позитивний заряд. Така молекула полярна; вона має два електричні полюси і називається диполем.


Полярними є молекули НГ, Н2О, МН3 (мал. 18) та деякі інші.


Доведіть, що молекула води полярна.


Фізичні властивості. Більшість сполук неметалічних елементів із Гідрогеном за звичайних умов є газами, а гідроген фторид НГ (за температури нижче 19,5 °С) і вода — рідинами. Усі ці сполуки безбарвні; чимало їх можна виявити за характерним запахом — неприємним, іноді різким.


Температури плавлення і кипіння сполук із Гідрогеном неметалічних елементів кожної групи періодичної системи зростають зі збільшенням відносних молекулярних мас1. Проте сполуки елементів 2-го періоду — вода, амоніак і фтороводень — «випадають» із цієї залежності (мал. 19). Аномально високі температури їх плавлення і кипіння зумовлені існуванням водневих зв'язків між молекулами (мал. 20).


Залежність температур кипіння сполук елементів VII групи із Гідрогеном від значень їх відносних молекулярних мас.


Найбільшу розчинність у воді мають сполуки галогенів із Гідрогеном та амоніак. Наприклад, в 1 л води за нормального тиску розчиняється 534 л газу бромоводню НВг (за 25 °С) або 702 л газу амоніаку КН3 (за 20 °С). Це пояснюється утворенням водневих зв'язків між молекулами води і галогеноводню або амоніаку, а також дисоціацією молекул НВг у водному розчині.


Метан дуже слабо розчиняється у воді через неполярність молекул СН4, неможливість утворення ними водневих зв'язків і нездатність до дисоціації.


Розчини сполук галогенів із Гідрогеном і Сульфуру1 з Гідрогеном у воді виявляють властивості кислот. Досить полярні зв'язки Н-Е зумовлюють дисоціацію молекул цих сполук у водному розчині з утворенням катіонів Гідрогену:


формули. фото
Водні розчини НС1, НВг і НІ поводяться як сильні одноосновні кислоти, НГ — як кислота середньої сили, а Н28 — як слабка двохосновна кислота.

Яку назву має розчин кожної сполуки?


Метан СН4 інертний щодо води (за звичайних умов).


Водний розчин амоніаку КН3, на відміну від розчинів інших сполук неметалічних елементів із Гідрогеном, має лужну реакцію (§ 5).


Вам відомо, що вода є слабким електролітом. Мізерна частка її молекул дисоціює з утворенням йонів Н+ і ОН~:

формула. фото
Отже, воду можна вважати дуже слабкою кислотою і водночас дуже слабкою основою.

Висновки
Майже всі неметалічні елементи, крім інертних, утворюють сполуки з Гідрогеном. Їх загальна формула — НПЕ або ЕНп. Для цих сполук найчастіше використовують тривіальні назви.


Сполуки неметалічних елементів із Гідрогеном мають молекулярну будову. Майже всі вони є газами. Водні розчини сполук галогенів із Гідрогеном і Сульфуру з Гідрогеном виявляють властивості кислот.


П.П. Попель, Л.С. Крикля. Хімія, 10 клас
Надіслано читачами інтернет-сайту


Онлайн бібліотека з підручниками і книгами з хімії, плани-конспекти уроків по всім предметам, завдання з хімії для 10 класу

Зміст уроку
1236084776 kr.jpg конспект уроку і опорний каркас                      
1236084776 kr.jpg презентація уроку 
1236084776 kr.jpg акселеративні методи та інтерактивні технології
1236084776 kr.jpg закриті вправи (тільки для використання вчителями)
1236084776 kr.jpg оцінювання 

Практика
1236084776 kr.jpg задачі та вправи,самоперевірка 
1236084776 kr.jpg практикуми, лабораторні, кейси
1236084776 kr.jpg рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
1236084776 kr.jpg домашнє завдання 

Ілюстрації
1236084776 kr.jpg ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
1236084776 kr.jpg реферати
1236084776 kr.jpg фішки для допитливих
1236084776 kr.jpg шпаргалки
1236084776 kr.jpg гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
1236084776 kr.jpg зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
1236084776 kr.jpg підручники основні і допоміжні 
1236084776 kr.jpg тематичні свята, девізи 
1236084776 kr.jpg статті 
1236084776 kr.jpg національні особливості
1236084776 kr.jpg словник термінів                          
1236084776 kr.jpg інше 

Тільки для вчителів
1236084776 kr.jpg ідеальні уроки 
1236084776 kr.jpg календарний план на рік 
1236084776 kr.jpg методичні рекомендації 
1236084776 kr.jpg програми
1236084776 kr.jpg обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.