Бейметалдардың жалпы сипаттамасы

                                 Жоспар:

Бейметалдардың жалпы сипаттамасы

                  

 1.Химиялық элементтердің периодтық жүйесіндегі бейметалдардың орны

2. Бейметалдардың құрылысы

 

IVА топша элементтерінің жалпы сипаттамасы

 

1.Күкірт атомының құрылысы

2.Табиғатта кездесуі

3.Физиологиялық әсері

4.Физикалық қаиеттері

5.Химмиялық қасиеттері

6.Күкіртсутектің табиғатта кездесуі

7.Күкірсутекті алу

8.Физиологиялық әсері

9.Күкірт және оның  қосылыстарының қолданылуы                                                                                                                                                                                           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           

                                                      

                            Бейметалдардың жалпы сипаттамасы                                                                                         

   Белгілі 110 элементтің 22-сі бейметалдарға жатады. Бейметалдар топырақ массасының 84%-ін, өсімдік массасының 98,5%-ін және адам денесі массасының 97,5%-ін құрайды. Көміртек, сутек, азот, фосфор және күкірт органагенді элементтер болып табылады, өйткені олар нәруыз, май, көмірсулар және нуклеин қышқылдары молекулаларының құрамына кіреді. Біз демалатын ауа бейметалдардан түзілетін жай заттардың қоспасы болып табылады.

   Бейметалдардың тотықтырғыштық  қасиеттері олардың периодтық  жүйедегі орнымен анықталады. Периодта  тотықтырғыштық қасиеттер солдан  оңға қарай, ал топшаларда-жоғарыдан  төмен қарай артады. Бұл периодта  солдан оңға қарай электртерістіктің  және электронтартқыштың артуына, ал негізгі топшаларда жоғарыдан төмен қарай бұл сипаттамалардың кемуіне байланысты.

   Элементтер-бейметалдар қалыпты  жағдайда әртүрлі агрегаттық  күйде болатын жай заттарды  түзеді. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, H_2, O_2, N₂-газдар, Br₂-сұйық, ал қалғандары қатты заттар. Бейметалдар атомдары онша тығыз емес құрылым түзеді,онда атомдар арасында ковалентті байланыстар болады. Бейметалдардың кристалдық торында бос электрондар жоқ . Осыған байланысты бейметалдардың қатты заттары металдарға қарағанда жылуды және электр тоғын нашар өткізеді және оларға пластикалық қасиеттер тән емес.

   Сутекпен және электртерістігі  төмен бейметалдармен әрекеттескенде  барлық бейметалдар тотықтырғыш  қасиеттер көрсетеді. Сонымен  қатар барлық бейметалдар (фтордан басқа) тотықсыздандырғыш қасиеттер де көресте алады. Бейметалдар оксидтері 2 топқа бөлінеді: тұз түзетін және тұз түзбейтін. Тұз түзбейтін оксидтерге N₂O, NO, CO жатады. Бейметалдардың түзүші оксидтері қышқылдық оксидтер типіне жатады. SiO₂-ден басқа барлық қышқылдық оксидтер суда ериді, нәтижесінде қышқылдар түзіледі.

   Бейметалдардың сутектік  қосылыстарының суда ерігіштігі  әртүрлі. Метан және силансуда  нашар ериді. Аммиак және фосфин  суда ерігенде  әлсіз негіздер түзіледі.

   Табиғаттағы белгілі бейметалдар саны металдарға қарағанда аса көп емес.Периодтық жүйедегі бейметалдардың орнын анықтау үшін бор элементінен астатқа дейін көлденен сызық жүргізсе, кестенің жоғарғы оң жақ бұрышын ала негізгі топшаларда бейметалдардың орналасқаны байқалады.

   Периодта бейметалл элемент  атомының ядро заряды біртіндеп  өседі де, атом мөлшері кішірейеді. Сондықтан электрон қосып алуға  бейімділігі жоғары және тотықтырғыштық  қасиеті басым болады. Ал бейметалл  орналасқан негізгі топшаларда  (IV-VII) атомның радиусы неғұрлым кіші болса, ол ең сыртқы электрондарды күшті тартады. Демек, тотықтырғыштық қасиеті басым болады. Мысалы, фтор мен хлор атомын салыстырсақ, ең күшті тотықтырғыш-фтор. Бейметалдардың тотықтырғыш қабілеті электртерістіктің сан мәніне байланысты. Тотықтырғыш қасиеттердің өзгеруіндегі осы заңдылық сол бейметалдар түзетін жай заттарға да тән.

   Мысалы, фтор мен хлор  атомдарының ең сыртқы қабатында  бір-бірден жұптаспаған электрондар  бар:

                            +9F) 2e ) 7e       1s²2s²2p⁵;    ₊₁₇Cl )2e )8e )7e    1s²2s²2p⁶3s²3s²3p⁵

   Олар ортақ электрон жұбы арқылы ковалентті полюссіз байланыс түзуге қбілетті. Бос күйдегі фтор, хлор, бром, йодқа тән ортақ қасиет: екі атомды жай заттарының – F_2, Cl_2, Br_2, I₂ және одан басқа H₂, O₂, N₂ газдарының кристалдық торлары-молекулалық .

   VI топтың негізгітопшасында оттек, күкірт, селен, теллур, полоний бар. Оттек электр терістігі жағынан фторға ғана орын береді. Оған -2 тотығу дәрежесі тән.

   Азот топшасындағы бейметалдардың  сыртқы қабатында 5 электрон бар. Электр терістігі жағынан фтормен оттектен кейін тұрған азоттың тотығу дәрежесі -3, күшті тотықтырғыш қасиет көрсетеді.

   IV негізгі топшада тұрған көміртек пен кремний, III негізгі топшадағы бордың құрылыстары ұқсас және оларға кейбірортақ қасиеттер тән. Көміртек, кремнийдің кристалдық торы-атомдық.

   Жай заттардың химиялық  қасиетін периодқа орналасуы  бойынша оңнан солға қарай  салыстырсақ бейметалдардың тотықтырғыштық  қасиеті кемитінің байқауға болады. Мысалы, III период элементтерінің қасиеттері қалай өзгеретінің қарастырайық: Аргон-салғырт газ, химиялық реакцияға түспейді. Хлор-негізінен, тотықтырғыш қасиет көрсетеді. Күкіртте-тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш қасиет бар. Фосфордың-күкіртке қарағанда тотықтырғыштық қасиеті әлсіз. Кремний, негізінен, тотықсыздандырғыш қасиетке ие.

   Демек, тотықтырғыш (бейметалда) қасиет азая келе тотықсыздандырғыш  (металдарда) қасиет күшейеді. Бейметалл  атомдарының сыртқы деңгеінде  электрон саны 3-тен көп, негізіне, 4-8 электрон болады. Олар электрон  қосып алуға бейім және тотықтырғыштық қасиет көрсетеді.

   Бейметалл элементтердің  көбісі сутекті ұшқыш қосылыстарында  теріс тотығу дәрежесін көрсетеді.

   Бейметалдар химиялық белсенді  болғандықтан, табиғатта көбінесе  қосылыс түрінде кездеседі. Осыған сәйкес оларды алу жолдары да алуан түрлі. Мысалы, фторидтер  немесе хлоридтердің балқымасын электролиздеп бос күйіндегі фторды және хлорды алады.

   Бромды бромидтерден белсенді  галогендермен орынбасу реакциясы  арқылы алады. Йодты теңіз балдырларынан  алады. Кейбір бейметалдар бос күйінде және қосылыс құрамында кездеседі. Азот пен оттек бос күйінде ауаның құрамында болады және ауаны сұйылту арқылы алады. Көміртек жай заттардың құрамында кездеседі.негізгі топшада орналасқан бейметалл элементтердің реттік нөмірі өскен сайын:

   а) ядро зарядының саны  артады

   ә) атомның радиусы артады

   б)элементтердің электртерістігі кемиді, сондықтан тотықтырғыштық (е қосып алу) қабілеті азайып, тотықсыздандырғыш (е беру) қабілеті артады.

                    IVA топша элементерінің жалпы сипаттамасы

   IVA топшаға p-элементтер: көміртек, кремний, германий, қалайы және қорғасын жатады. Олардың қозбаған атомдарының сыртқы деңгейінде төрт ns²np²  электроннан бар, оның ішінде p-электрондар жұптаспаған.

   Реттік нөмірдің  өсуімен IV топша элемент атомдарының  радиусы заңды түрде артады, иондану энергиясы және салыстырмалы электртерістігі кемиді. Топта жоғарыдан төмен қарай толтырылатын электрондық қабат санының және атом өлшемінің артуымен ішкі және сыртқы  электрондардың ядроға тартылуы әлсірейді, сондықтан элементтердің бейметалдық қасиеттер топшада жоғарыдан төмен қарай әлсіреп, металдық қасиеттері артады.

   Сонымен қатар  көміртек және кремний IVA топшаның басқа элементеріне  қарағанда әртүрлі химиялық қосылыстар түзеді.Көміртек көптеген оттекті қосылыстарында +4 тотығу дәрежесін көрсетеді, тотығу дәрежесі +4- ке тең кремний қосылыстары да едәуір тұрақты.Бірақ германийден қорғасынға қарай +ң тотығу дәрежесін көрсететін қосылыстардың беріктігі төмендейді.

   Бұл топ элементтері үшін +2 тотығу дәрежесін көрсететін қосылыстар да тән. Кремнийдің мұндай қосылстарының беріктігі әлсіз, бірақ қорғасынға қарай артады.

   Д.И.Менделеев құрастырған  химиялық элементтердің периодтық  жүйесі VI тобының негізгі топшасында оттек, күкірт, селен, теллур және полоний бар. Ең соңғысы – радиоактивті металл. Элементтердің топтық атауы – халькогендер.

   1.Күкірт атомының құрылысы. Химиялық элементтердің периодтық жүйесінде күкірт III периодта VI топтың негізгі топшасында орналасқан. Күкірт атомының ең сыртқы электрондық деңгейшесінде 6 валенттік электроны бар. Күкірт атомындағы электрондардың орналасуы:

                                     ₊₁₆S) 2e  )8e )6e  

   Күкірт атомының электрондық формуласы:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

   Күкірт атомы электртерістігі аздау металдар мен сутектен 2 электрон 0осып алып, -2 тотығу дәрежесін көрсетеді.

   2.Табиғатта кездесуі. Күкірт  бірнеше мыңдаған жылдар бойы  адам пайдаланып келе жатқан  элементтің бірі. Ол табиғатта  бос күйінде және қосылыс түрінде  де кездесді. Құрамында күкірті бар минералдың бірі- сульфидті минералдар: мысалы, қорғасын жылтыры PbS,мыс жылтыры Cu₂S, күміс жылтыры Ag₂S, мырыш алдамышы ZnS,пирит FeS₂немесе темір колчеданы және халькопирит CuFeS₂.

   Күкірт тірі организмге  қажет нәруыздың құрамына кіреді. Шаштағы каротинде. Құстардың қауырсынында және жануарлардың жүнінде күкірт көп болады.

   Құрамында күкірті бар  кен орындары Қазақстанның Орталық,  Оңтүстік және Шығыс аудандарында  көптеп кездеседі. Одан басқа  Италия, АҚШ, Орта Азия мен Қырымда  бар.

   Атырау, Ақтау және Ақтөбе жерінде өндірілетін мұнай мен газдың құрамында күкіртті қосылыстар мол болады.

   3.Физиологиялық әсері. Күкірт  барлық тірі организмнің құрамында  қосылыс түрінде болатын маңызы  зор элемент. Бос күйдегі күкірт  адам өмірі үшін аса қауіпті  емес, дегенмен аз мөлшерінің іш жүргізетін әсері бар. Майда түйіршікті күкірт теріні тітіркендіреді. Осы қасиетіне сәйкес күкірт 0ос0ан денедегі жараны емдеуге пайдаланады.

   4.Физикалық қасиеттері. Күкірттің  бірнеші аллотропиялық түрөзгерісі  бар. Олар кристалдық түрдегі-ромбты және моноклинді күкірт, аморфты және иілімді күкір деп аталады. Кәдімгі температурада ромбты күкірт тұрақты болғандықтан, табиғатта көбінесе осы түрі кездеседі. Ол иіссіз, суда ерімейтін сары түсті, морт сынатын кристал.

   Күкірт атомындағы жұптаспаған екі электрон есебінен күкірт атомы бір- бірімен байланысып, ашық тізбекті S₂,S₆ молекулаларын түзе алады.

   5.Химиялық қасиеттері. Күкірт Химиялық реакция кезінде әрі тотықтырғыш, әрі тотықсыздандырғыш қасите көрсетеді.Күкірсутекті алу үшін қайнаған күкіртарқылы сутекті өткізеді, сол кезде күкіртсутекке тән шіріген жұмыртқаның иісіндей иіс шығады.

   6.Табиғатта кездесуі. Күкіртсутек  органикалық заттар шіріген жерлердің  бәрінде пайда болады. Күкіртсутек  табиғаттағы күкіртті арасан  суларында, жаңартау атқылағанда түзілетін газдар құрамында кездеседі. Табиғи сульфидтер түсті және сирек кездесетін металл кендерінің негізін құрайды. Қазақстан жерінде ондай кен орындары көп кездеседі.

   7.Күкіртсутекті алу. Лабораторияда  күкіртсутекті темір (II) сульфидінің хлорсутек қышқылымен өндеу арқылы алады:

                                  FeS+2HCL=FeCL₂+H₂S

   Сульфидтердің көпшілігі  суда ерімейді. Суда еритін сульфидтер-сілтілік  металл тұздары: Na₂S, K₂S.

   Күкіртсутек қышқылы мен  оның тұздарына қорғасын (II) нитраты анықтағыш реактив болады.

   Екі сынауыққа аздап күкіртсутек  қышқылының H₂S және натрий сульфидінің Na₂S ерітіндісін қосып, үстіне 1-2 тамшы қорғасын (II) нитратын құйса, қорғасын (II) сульфидінің PbS қара түсті тұнбасы түзіледі. Қорғасын сульфиді суда да, күшті қышқылда да ерімейді.

   8.Физиологиялық әсері. Күкіртсутек  улы зат, адам онымен тыныс  алса басы айналып, тұңшығады.  Ұзақ демалса адам өміріне  қауіпті. Күкіртсутек бар ауамен  тыныс алғанда ол қанға сіңіп  , темір ионымен тез байланысып қанның түсі қараяды. Адам күкіртсутекпен уланғанда тез арада таза ауамен демалдыру қажет.

   9. Күкірт және оның қосылыстарының  қолданылуы. Күкірт көп жерлерде  қолданылады. Аңшы мылтығының  оқ-дәрісін жасауда, көксағызды  вулканизациялауға, резеңке, сіріңке, бояу өндірісінде, ауылшаруашылық зиянкестерімен күресуде қолданылады. Медицинада күкірт тері ауруларын емдеу үшін пайдаланылады. Өнеркәсіпте өндірілетін күкірттің жартысы күкірт қышқылын H₂SO₄ алуға жұмсалады.

   Күкіртсутектің емдік қасиеті  де бар. Кейбір күкіртсутекті арасан сулармен ревматизм сырқатын емдейді. Сульфидтердің көпшілігі ашық түсті болуына байланысты түрлі түсті бояулар  алу үшін қажет. Мысалы, сынап (II) сульфиді HgS ашық қызыл түс, кадмий сульфиді CdS ашық сары түс береді. Тері илеуге натрий сульфиді пайдаланылады.

   Көміртек тің тағы бір  ерекшелігі ол алмаз түрінде  диэлектрик болса, кремний, германий, қалайы нағыз типтік жартылай  өткізгіштер болып табылады.Көміртек , кремний және германий сутекпен  қосылыстарында ковалентті байланысқан атомдар тізбегін түзеді.Бұл қасиет көміртектежақсы көрінеді. Кремний тікелей байланысқан максимум 6 атомнан ,ал германий тек і атомнан құралған тізбектерді түзеді. Қалайы мен қорғасынға бұл құбылыс мүлдем тән емес.