Материал: Неорганическая химия - курс лекций-презентаций
Обзор свойств неметаллов
Кислотным оксидам соответствуют кислоты, причем
из двух кислородных кислот одного неметалла сильнее та, в которой он проявляет максимальную
степень окисления.
Например, азотная кислота HNO3 сильнее азотистой HNO2, а серная кислота H2SO4 сильнее сернистой
Н2SO3.
Напомним, что сила кислоты определяется ее способностью образовывать ионы водорода Н+, точнее ионы гидроксония Н3О+.
В нормальных условиях неметаллы водород, фтор, хлор, кислород и азот – это газы, бром – жидкость, а
остальные – твердые вещества.
Обзор свойств неметаллов
К неметаллам относятся инертные элементы (благородные газы) – гелий Не, неон Nе, аргон Аг, криптон Кг, ксенон Хе, радон
Rn.
Атомы инертных элементов содержат на внешнем энергетическом уровне по 8 электронов в …s2р6-состоянии.
Исключение составляет гелий, у которого 2 электрона.
Еще недавно считалось, что такие атомы не способны ни отдавать электроны, ни принимать их, ни образовывать общие электронные пары.
Однако в 1962 году было получено первое химическое соединение инертного элемента – тетрафторид ксенона ХеF4, после чего химия благородных газов начала развиваться быстрыми темпами.
Особенно богата химия ксенона, соединения которого по свойствам сходны с соответствующими соединениями йода.
При взаимодействии ксенона с фтором в зависимости от условий получается либо дифторид ксенона ХеF2, либо тетрафторид ХеF4, либо гексафторид ХеF6.
Обзор свойств неметаллов
При нормальной температуре все они – твердые вещества белого цвета.
В химическом отношении наиболее активен гексафторид ксенона ХеF6, хорошо взаимодействующий с кремнеземом:
2XeF6 +SiO2 = 2XeOF4 +SiF4 .
Образующийся при этом окситетрафторид ксенона ХеОF4 при нормальной температуре – летучая бесцветная жидкость.
Все фториды ксенона взаимодействуют с водой.
При этом в реакции с дифторидом и тетрафторидом
образуются ксенон, кислород и фтороводород:
2XeF2 +2Н2О = 2Xe +O2 +4SiF4 ,
XeF4 +2Н2О = Xe +O2 +4SiF4 .
Обзор свойств неметаллов
Однако при взаимодействии гексафторида ксенона с водой получается новое соединение – оксид ксенона (VI) ХеO3:
XeF6 +3Н2О = XeO3 +6НF.
ХеОз – бесцветное кристаллическое вещество, которое в твердом состоянии весьма взрывоопасно (по силе взрыва не уступает тринитротолуолу).
В растворе же оксид ксенона (VI) устойчив и безопасен.
Фториды ксенона – сильные окислители.
При взаимодействии с водородом они восстанавливаются до ксенона.
Поэтому реакция:
XeF6 +3Н2 = Xe +6НF
служит для получения чистого ксенона.
Фториды ксенона проявляют окислительные свойства и по отношению к другим веществам:
XeF6 +6KI = Xe +3I2 +6KF.
Обзор свойств неметаллов
Вслед за фторидами ксенона удалось получить и
фторид радона.
Однако из-за сильной радиоактивности радона это соединение пока еще мало изучено.
Получены и фториды криптона КrF2 и КrF4, которые также оказались значительно менее устойчивыми, чем соответствующие соединения ксенона.
Соединения же неона, аргона и гелия пока еще не получены.
Развитие экспериментальной техники, видимо, приведет к открытию соединений и этих элементов.