Что позволяет объединить серу и хром в одну группу краткосрочного варианта периодической системы

Обновлено: 21.11.2024

Поскольку ранние химики работали над очисткой руд и открывали новые элементы, они поняли, что различные элементы могут быть сгруппированы вместе по сходному химическому поведению. Одна из таких групп включает литий (Li), натрий (Na) и калий (K): все эти элементы блестят, хорошо проводят тепло и электричество и имеют схожие химические свойства. Вторая группа включает кальций (Ca), стронций (Sr) и барий (Ba), которые также являются блестящими, хорошими проводниками тепла и электричества и имеют общие химические свойства. Однако конкретные свойства этих двух групп заметно отличаются друг от друга. Например: Li, Na и K гораздо более реакционноспособны, чем Ca, Sr и Ba; Li, Na и K образуют соединения с кислородом в соотношении два своих атома на один атом кислорода, тогда как Ca, Sr и Ba образуют соединения с одним своим атомом на один атом кислорода. Фтор (F), хлор (Cl), бром (Br) и йод (I) также обладают сходными свойствами друг с другом, но эти свойства резко отличаются от свойств любого из перечисленных выше элементов.

Дмитрий Менделеев в России (1869 г.) и Лотар Мейер в Германии (1870 г.) независимо друг от друга признали наличие периодической зависимости между свойствами элементов, известных в то время. В обеих опубликованных таблицах элементы расположены в порядке возрастания атомной массы. Но Менделеев пошел на шаг дальше Мейера: он использовал свою таблицу, чтобы предсказать существование элементов, которые имели бы свойства, подобные алюминию и кремнию, но были еще неизвестны. Открытия галлия (1875 г.) и германия (1886 г.) оказали большую поддержку работе Менделеева. Хотя Менделеев и Мейер долгое время спорили о приоритете, вклад Менделеева в разработку периодической таблицы теперь получил более широкое признание (рис. 1).

Рисунок 1. (а) Дмитрию Менделееву широко приписывают создание (б) первой периодической таблицы элементов. (кредит а: модификация работы Сержа Лачинова; кредит б: модификация работы «Den fjättrade ankan»/Wikimedia Commons)

К двадцатому веку стало очевидным, что периодическая взаимосвязь связана с атомными номерами, а не с атомными массами. Современная формулировка этого отношения, периодического закона, такова: свойства элементов являются периодическими функциями их атомных номеров. В современной периодической таблице элементы располагаются в порядке возрастания их атомных номеров, а атомы со схожими свойствами группируются в одном вертикальном столбце (рис. 2). Каждое поле представляет собой элемент и содержит его атомный номер, символ, среднюю атомную массу и (иногда) имя. Элементы расположены в семи горизонтальных рядах, называемых периодами или сериями, и в 18 вертикальных столбцах, называемых группами. Группы обозначены в верхней части каждого столбца. В Соединенных Штатах на этикетках традиционно были цифры с заглавными буквами. Однако IUPAC рекомендует использовать цифры от 1 до 18, и эти метки более распространены. Чтобы таблица поместилась на одной странице, части двух строк, всего 14 столбцов, обычно записываются под основной частью таблицы.

Рисунок 2. Элементы периодической таблицы организованы в соответствии со своими свойствами.

Многие элементы резко различаются по своим химическим и физическим свойствам, но некоторые элементы имеют сходное поведение. Например, многие элементы кажутся блестящими, податливыми (могут деформироваться без разрушения) и пластичными (можно вытянуть в провода) и хорошо проводят тепло и электричество. Другие элементы не блестящие, ковкие или пластичные и являются плохими проводниками тепла и электричества. Мы можем разделить элементы на большие классы с общими свойствами: металлы (блестящие, ковкие элементы, хорошо проводящие тепло и электричество — заштрихованы желтым цветом); неметаллы (элементы, которые кажутся тусклыми, плохими проводниками тепла и электричества — заштрихованы зеленым); и металлоиды (элементы, которые умеренно хорошо проводят тепло и электричество и обладают некоторыми свойствами металлов и некоторыми свойствами неметаллов (выделены фиолетовым цветом).

Элементы также можно разделить на элементы основной группы (или репрезентативные элементы) в столбцах с метками 1, 2 и 13–18; переходные металлы в столбцах с номерами 3–12; и внутренние переходные металлы в двух рядах внизу таблицы (элементы верхнего ряда называются лантаноидами, а элементы нижнего ряда — актинидами; рис. 3). Элементы могут быть дополнительно подразделены по более конкретным свойствам, таким как состав соединений, которые они образуют. Например, элементы группы 1 (первый столбец) образуют соединения, состоящие из одного атома элемента и одного атома водорода. Эти элементы (кроме водорода) известны как щелочные металлы, и все они имеют схожие химические свойства. Элементы группы 2 (второй столбец) образуют соединения, состоящие из одного атома элемента и двух атомов водорода: они называются щелочноземельными металлами со сходными свойствами среди членов этой группы. Другими группами со специфическими названиями являются пниктогены (группа 15), халькогены (группа 16), галогены (группа 17) и инертные газы (группа 18, также известные как инертные газы). Группы также можно обозначать по первому элементу группы: например, халькогены можно назвать кислородной группой или семейством кислорода. Водород — уникальный неметаллический элемент со свойствами, аналогичными элементам группы 1А и 7А. По этой причине водород может быть показан вверху обеих групп или сам по себе.

Рисунок 3. В периодической таблице элементы со схожими свойствами объединены в группы.

Нажмите на эту ссылку, чтобы открыть интерактивную периодическую таблицу, которую можно использовать для изучения свойств элементов (включая подкасты и видеоролики о каждом элементе). Вы также можете попробовать этот, который показывает фотографии всех элементов.

Пример 1

Название групп элементов
Атомы каждого из следующих элементов необходимы для жизни. Дайте имя группы для следующих элементов:

Хром используется для упрочнения стали, производства нержавеющей стали (она не ржавеет) и некоторых сплавов.

Хромирование можно использовать для придания стали полированного зеркального блеска. Хромированные детали автомобилей и грузовиков, такие как бамперы, когда-то были очень распространены. Также возможно хромирование пластиковых пластин, которые часто используются в сантехнике.

Около 90 % всей кожи дублится с использованием хрома. Однако сточные воды токсичны, поэтому изучаются альтернативы.

Соединения хрома используются в качестве промышленных катализаторов и пигментов (ярко-зеленого, желтого, красного и оранжевого цветов). Рубины получают свой красный цвет от хрома, а стекло, обработанное хромом, имеет изумрудно-зеленый цвет.

Хром является важным микроэлементом для человека, поскольку помогает нам использовать глюкозу.Однако в избытке он ядовит. Мы принимаем около 1 миллиграмма в день. Такие продукты, как пивные дрожжи, зародыши пшеницы и почки, богаты хромом.

Хром содержится в основном в хромите. Эта руда находится во многих местах, включая Южную Африку, Индию, Казахстан и Турцию. Металлический хром обычно получают восстановлением хромита углеродом в электродуговой печи или восстановлением оксида хрома (III) алюминием или кремнием.

История

Хром был открыт французским химиком Николасом Луи Вокленом в Париже в 1798 году. Его заинтриговал ярко-красный минерал, обнаруженный на сибирском золотом прииске в 1766 году и названный сибирским красным свинцом. Сейчас он известен как крокоит и представляет собой форму хромата свинца. Воклен проанализировал его и подтвердил, что это минерал свинца. Затем он растворил его в кислоте, осадил свинец, отфильтровал его и сосредоточил свое внимание на оставшемся растворе, из которого ему удалось выделить хром. Заинтригованный диапазоном цветов, которые он может давать в растворе, он назвал его хромом от греческого слова chroma, означающего цвет. Затем он обнаружил, что зеленая окраска изумрудов также связана с хромом

Атомный радиус, несвязанный
Половина расстояния между двумя несвязанными атомами одного и того же элемента, когда электростатические силы уравновешены. Эти значения были определены с использованием нескольких различных методов.

Ковалентный радиус
Половина расстояния между двумя атомами в пределах одинарной ковалентной связи. Значения даны для типичной степени окисления и координации.

Сродство к электрону
Энергия, высвобождаемая при присоединении электрона к нейтральному атому и образовании отрицательного иона.

Электроотрицательность (шкала Полинга)
Склонность атома притягивать к себе электроны, выраженная в относительной шкале.

Энергия первой ионизации
Минимальная энергия, необходимая для отрыва электрона от нейтрального атома в его основном состоянии.

Атомарные данные

Глоссарий

Распространенные степени окисления

Степень окисления атома — это мера степени окисления атома. Он определяется как заряд, который атом имел бы, если бы все связи были ионными. Несвязанные элементы имеют степень окисления 0. Сумма степеней окисления в соединении или ионе должна равняться общему заряду.

Атомы одного и того же элемента с разным количеством нейтронов.

Ключ для изотопов

< td>г < td>секунды

Период полураспада
годы
д	дни
ч< /td>	часы
м	минуты
с
Мода распада
α	испускание альфа-частиц
β	отрицательная бета (электронная) эмиссия
β+	испускание позитронов
EC	орбитальный захват электрона
sf	спонтанное деление
ββ	двойное бета-излучение
ECEC	двойное орбитальный захват электрона

Степени окисления и изотопы

< td >β+EC < td >-

Общие степени окисления	6, 3, 2, 0
Изотопы	Изотоп	Атомная масса	Естественное содержание (%)	Период полураспада	Способ распада
50 Cr	49,946	4,345	> 1,3 x 10 18 лет
52 Cr	51,941	83,789	-
53 Cr	52,941	9,501	-	-
54 Cr	53,939	2,365	-	-< /td>

Данные для этого раздела предоставлены Британской геологической службой.

Относительный риск поставок

Интегрированный индекс риска снабжения от 1 (очень низкий риск) до 10 (очень высокий риск). Это рассчитывается путем объединения показателей изобилия земной коры, распределения запасов, концентрации производства, взаимозаменяемости, степени рециркуляции и показателей политической стабильности.

Содержание в земной коре (ppm)

Количество атомов элемента на 1 миллион атомов земной коры.

Скорость переработки

Процент переработанного товара. Более высокая скорость переработки может снизить риск поставок.

Заменяемость

Наличие подходящих заменителей данного товара.
Высокий = замена невозможна или очень сложна.
Средний = замена возможна, но может иметь экономические последствия и/или влияние на производительность
Низкая = замена возможна с незначительным влиянием на экономику и/или производительность или без них

Концентрация производства

Процент элемента, произведенного в стране-лидере-производителе. Чем выше значение, тем выше риск предложения.

Резервное распределение

Процент мировых запасов, находящихся в стране с наибольшими запасами. Чем выше значение, тем выше риск предложения.

Политическая стабильность крупнейшего производителя

Перцентильный рейтинг политической стабильности крупнейшей страны-производителя, полученный на основе показателей корпоративного управления Всемирного банка.

Политическая стабильность главного резервного держателя

Процентиль политической стабильности страны с наибольшими резервами, полученный на основе показателей управления Всемирного банка.

Риск предложения

Глоссарий

Удельная теплоемкость (Дж кг-1 К-1)

Удельная теплоемкость — это количество энергии, необходимое для изменения температуры килограмма вещества на 1 К.

Модуль Юнга

Мера жесткости вещества. Он позволяет определить, насколько сложно растянуть материал, при этом значение определяется отношением прочности на растяжение к деформации при растяжении.

Модуль сдвига

Показатель сложности деформации материала. Он определяется отношением напряжения сдвига к деформации сдвига.

Модуль объемного сжатия

Показатель сложности сжатия вещества. Он определяется отношением давления на тело к частичному уменьшению объема.

Давление пара

Мера склонности вещества к испарению. Оно определяется как равновесное давление, создаваемое газом, образующимся над веществом в замкнутой системе.

Данные о давлении и температуре — расширенные

Подкасты

Химия в своем элементе: хром

Вы слушаете химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World, журналом Королевского химического общества.

На этой неделе элемент, который придает блеск и ценность минералам благодаря красочным характеристикам его соединений.

В западном мире яркая история хрома начинается, что вполне уместно, в дальнем конце видимого спектра с красно-оранжевого минерала, который его первооткрыватель, живший в 18 веке геолог Иоганн, назвал «сибирским красным свинцом». Леманн. Хотя в то время до периодической таблицы Менделеева оставалось еще почти столетие, ученые всего мира быстро открывали новые элементы — 30% встречающихся в природе элементов были впервые выделены между 1775 и 1825 годами. Спустя более 35 лет после того, как был впервые обнаружен сибирский красный свинец, французский химик Луи Воклен показал, что этот минерал, ныне известный как крокоит, содержит ранее неизвестный химический элемент.

Воклену потребовалось несколько шагов, чтобы выделить хром. Сначала он смешал раствор крокоита с карбонатом калия, чтобы осадить свинец. Затем он разложил лимонно-желтый промежуточный хромат в кислоте и, наконец, удалил составной кислород путем нагревания с углеродом, оставив после себя элементарный хром.

Название этого нового элемента обсуждалось среди его друзей, которые предложили «хром» от греческого слова, обозначающего цвет, из-за окраски его соединений. Хотя он сначала возражал против этого названия, потому что сам металл не имел характерного цвета, мнение его друзей победило.

Когда Воклен представил свой бледно-серый металл Французской академии наук, он отметил его хрупкость, устойчивость к кислотам и неспособность плавиться. Он думал, что эти свойства делают его слишком трудным для работы и, таким образом, ограничивают его применение в качестве металла. Однако он предположил, что соединения хрома будут широко использоваться в качестве красивых, ярко окрашенных пигментов. Просмотр изображений соединений хрома в Википедии показывает весь спектр цветов: темно-красный оксид хрома (VI), оранжево-красный хромат свинца, ярко-желтый хромат натрия, ярко-зеленый хром (это оксид хрома (III)), голубой хром. (II) хлорид и фиолетовый безводный хлорид хрома (III). Последнее из этих соединений проявляет удивительные свойства при гидратации. Его цвет меняется между бледно-зеленым, темно-зеленым и фиолетовым в зависимости от того, сколько из шести координационных центров иона хрома занято хлоридом, а не водой.

Из всех этих пигментов выделяется один. Я химик, родившийся, выросший и получивший образование на Среднем Западе США, поэтому культовые желтые школьные автобусы в Северной Америке были мне знакомы. Желтый хром, также известный как «желтый школьный автобус», был принят в 1939 году для всех США.школьные автобусы для обеспечения высокой контрастности и видимости в сумеречные часы. Однако присутствие как токсичного свинца, так и шестивалентного хрома, известного как Эрин Брокович, привело к тому, что он был в значительной степени заменен семейством азокрасителей, известных как желтые пигменты, хотя желтый хром все еще используется в некоторых морских и промышленных применениях.

Из всех природных соединений хрома мне больше всего нравятся драгоценные камни, в которых следы этого элемента добавляют блеск цвета. Как и корунд, берилл и кризоберилл, эти оксиды металлов представляют собой бесцветные и неясные минералы. Но добавьте капельку хрома, и они станут рубиновыми, изумрудными и александритовыми.

Химический инструмент теории кристаллического поля, который моделирует электронную структуру комплексов переходных металлов, обеспечивает удивительно точный способ описания и предсказания источника и изменчивости цвета в соединениях хрома. В рубине, представляющем собой оксид алюминия, несколько частей на тысячу ионов алюминия заменены ионами хрома (III) — атомы хрома окружены шестью атомами кислорода. Это означает, что атомы хрома сильно поглощают свет в фиолетовой и желто-зеленой областях. Мы видим, что это в основном красный цвет с небольшим количеством синего, что в лучшем случае дает характерный цвет голубиной крови лучших рубинов.

Ион Cr3+ примерно на 26 % больше, чем ион Al3+, который он заменяет. Таким образом, когда к оксиду алюминия добавляется больше хрома, октаэдрическая среда вокруг хрома искажается, и две полосы поглощения смещаются в красную сторону. В оксиде алюминия, в котором от 20 до 40% атомов алюминия заменены на хром, поглощаемый и пропускаемый цвета меняются местами, и мы видим этот комплекс зеленым, превращая синтетический рубин в зеленый сапфир.

Мой следующий драгоценный камень, изумруд, в оксиде кремния, алюминия и бериллия. Он имеет такое же замещение иона алюминия ионом хрома и такое же искаженное октаэдрическое расположение кислорода вокруг хрома, что придает изумрудам их характерный зеленый цвет, как у зеленых сапфиров.

Из драгоценных камней, содержащих хром, мне больше всего нравится александрит. Его камни сильно плеохроируют. То есть они поглощают разные длины волн в зависимости от направления и поляризации падающего на них света. Так, в зависимости от ориентации камня, цвет александрита варьируется от красно-оранжевого до желтого и изумрудно-зеленого. Его цвет также меняется в зависимости от того, просматривается ли он при дневном свете или в теплых красных тонах свечи. При перемещении от дневного света к свечному свету лучшие экземпляры меняют цвет с ярко-зеленого на огненно-красный. Небольшие драгоценные камни меняют цвет с тускло-зеленого на кроваво-красный.

Помимо этой радуги соединений хрома, хром помогает предотвратить особенно нежелательный цвет: коричневую ржавчину. В коррозионностойких или «нержавеющих» сталях не менее 11% массы составляет хром. Легированный хром вступает в реакцию с кислородом, образуя прозрачный наноскопический слой оксида, который создает барьер для дальнейшего проникновения кислорода и, таким образом, предотвращает появление красноватых чешуйчатых продуктов окисления железа.

Учитывая столь широкое использование комплексов хрома, неудивительно, если я скажу вам, что менее половины процента производимого хрома составляет хром в его элементарной форме. Так что в какой-то степени предсказание Воклена двухвековой давности об ограниченной полезности элементарного хрома оказалось точным. С другой стороны, первое, что приходит мне в голову для хрома (после драгоценных камней, конечно), это когда он находится в металлической форме, например, для зеркальной коррозии и износостойких «хромированных» поверхностей шарикоподшипников и блестящих серебристых поверхностей. отделка деталей автомобиля.

Поэтому он блестящий и красочный, а также устойчивый к коррозии и износу. Я не думаю, что сказал бы, что хром имеет ограниченное применение, не так ли? Это был Кристофер Бланфорд из Оксфордского университета со сложной и красочной химией хрома. На следующей неделе планетарный элемент.

Мы так хорошо знакомы с ураном и плутонием, что легко не заметить, что они названы в честь седьмой и девятой планет Солнечной системы. (По крайней мере, Плутон был девятой планетой, пока не был лишен своего статуса в 2006 году.) Между этими планетами находится Нептун, а промежуток между двумя элементами оставляет место для их относительно незамеченного кузена, нептуния — элемента номер 93 в периодической системе координат. стол. В июне 1940 года американские физики Эдвин Макмиллан и Филип Абельсон, работавшие в радиационной лаборатории Беркли, написали статью, описывающую реакцию урана, обнаруженную при бомбардировке его нейтронами с помощью циклотронного ускорителя частиц. Примечательно, что открыто опубликованная статья Беркли показала первый шаг к преодолению одного из самых больших препятствий на пути к созданию атомной бомбы.

А Брайан Клегг расскажет, как было преодолено это препятствие, на следующей неделе в разделе "Химия в ее элементах". А пока меня зовут Мира Сентилингам, и спасибо за внимание.

Видео

Ресурсы

Условия использования

Изображения © Мюррей Робертсон, 1999–2011 г.
Текст © Королевское химическое общество, 1999–2011 г.

Добро пожаловать в «Визуальную интерпретацию таблицы элементов», самую поразительную версию периодической таблицы в Интернете. Этот Сайт был тщательно подготовлен для вашего посещения, и мы просим вас соблюдать и соглашаться со следующими положениями и условиями при использовании этого Сайта.

Авторские права и право собственности на Изображения принадлежат Мюррею Робертсону. RSC было предоставлено единственное и исключительное право и лицензия на производство, публикацию и дальнейшее лицензирование изображений.

RSC поддерживает этот сайт для вашей информации, обучения, общения и личного развлечения. Вы можете просматривать, загружать или распечатывать одну копию материалов, представленных на Сайте, для личного, некоммерческого и непубличного использования, но вы должны сохранять все уведомления об авторских правах и другие уведомления о правах собственности, содержащиеся в материалах. Вы не можете в дальнейшем копировать, изменять, распространять или иным образом использовать какие-либо материалы с этого Сайта без предварительного письменного согласия RSC. Изображения нельзя размещать на каком-либо веб-сайте, распространять в какой-либо библиотеке дисков, механизме хранения изображений, сетевой системе или аналогичном устройстве. Порнографическое, клеветническое, клеветническое, скандальное, мошенническое, аморальное, нарушающее авторские права или иным образом незаконное использование Изображений, конечно же, запрещено.

Если вы хотите использовать Изображения способом, не разрешенным настоящими условиями, свяжитесь с отделом издательских услуг по электронной почте. Если у вас есть сомнения, спросите.

Коммерческое использование Изображений будет оплачиваться по ставке, основанной на конкретном использовании, ценах по заявке. В таких случаях мы просим вас подписать лицензионное соглашение Visual Elements, адаптированное к конкретному использованию, которое вы предлагаете.

RSC не делает никаких заявлений о пригодности информации, содержащейся в документах и соответствующих графических изображениях, опубликованных на этом Сайте, для каких-либо целей. Все такие документы и соответствующие графические изображения предоставляются «как есть» без каких-либо заявлений или одобрений и гарантий любого рода, явных или подразумеваемых, включая, помимо прочего, подразумеваемые гарантии пригодности для конкретной цели, ненарушения прав, совместимости, безопасность и точность.

Ни при каких обстоятельствах RSC не несет ответственности за какой-либо ущерб, включая, помимо прочего, косвенный или косвенный ущерб или любой ущерб, возникающий в результате использования или потери использования, данных или прибыли, будь то в результате действия контракта, небрежности или других правонарушений. действия, возникающие в результате или в связи с использованием материалов, доступных на этом Сайте. RSC ни в коем случае не несет ответственности за любой ущерб вашему компьютерному оборудованию или программному обеспечению, который может возникнуть из-за вашего доступа к Сайту или его использования, или загрузки вами материалов, данных, текста, программного обеспечения или изображений с Сайта. , независимо от того, вызвано ли это вирусом, ошибкой или чем-то еще.

Мы надеемся, что вам понравится посещение этого Сайта. Мы будем рады вашим отзывам.

Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

сера (S), также называемая серой, неметаллический химический элемент, относящийся к кислородной группе (группа 16 [VIa] периодической таблицы), один из наиболее реакционноспособных элементов. Чистая сера представляет собой хрупкое твердое вещество без вкуса и запаха, бледно-желтого цвета, плохо проводящее электричество и нерастворимое в воде. Реагирует со всеми металлами, кроме золота и платины, образуя сульфиды; он также образует соединения с некоторыми неметаллическими элементами. Ежегодно производятся миллионы тонн серы, в основном для производства серной кислоты, которая широко используется в промышленности.

Основное финансирование этой экспедиции было предоставлено Программой исследования океана NOAA и Программой NOAA Vents; видеоклипы под редакцией Билла Чедвика, Университет штата Орегон/NOAA Посмотреть все видео для этой статьи

Исследуйте подводное месторождение расплавленной серы, обнаруженное с помощью дистанционно управляемого аппарата недалеко от Марианских островов.

Одна рука дистанционно управляемого аппарата "Джейсон" пробивается через тонкую корку на месторождении расплавленной серы недалеко от Марианских островов.

По распространенности в космосе сера занимает девятое место среди элементов, составляя только один атом из каждых 20 000–30 000. Сера встречается в несвязанном состоянии, а также в сочетании с другими элементами в широко распространенных горных породах и минералах, хотя и относится к второстепенным компонентам земной коры, в которой ее доля оценивается в пределах от 0,03 до 0,06%. На основании того, что некоторые метеориты содержат около 12 процентов серы, было высказано предположение, что более глубокие слои Земли содержат гораздо большую долю. Морская вода содержит около 0,09% серы в виде сульфата. Считается, что в подземных месторождениях очень чистой серы, присутствующих в куполообразных геологических структурах, сера образовалась в результате действия бактерий на минеральный ангидрит, в котором сера связана с кислородом и кальцием. Залежи серы в вулканических регионах, вероятно, образовались из газообразного сероводорода, образовавшегося под поверхностью Земли и превратившегося в серу в результате реакции с кислородом воздуха.

Проверьте свою связь с периодической таблицей элементов в этом тесте по всем 118 химическим элементам и их символам. Возможно, вы знакомы с химическими символами водорода и кислорода, но можете ли вы сопоставить такие низкопрофильные элементы, как гадолиний и эрбий, с соответствующими символами?

Свойства элемента

История

История серы уходит корнями в глубокую древность. Само название, вероятно, попало в латынь из языка осков, древнего народа, населявшего регион, включая Везувий, где широко распространены залежи серы. Доисторические люди использовали серу в качестве пигмента для наскальной живописи; одним из первых зарегистрированных примеров искусства лечения является использование серы в качестве тонизирующего средства.

Сжигание серы использовалось в египетских религиозных церемониях еще 4000 лет назад. Упоминания об «огне и сере» в Библии связаны с серой, предполагая, что «адский огонь» подпитывается серой. Начало практического и промышленного использования серы приписывают египтянам, которые использовали двуокись серы для отбеливания хлопка еще в 1600 г. до н.э. Греческая мифология включает химию серы: Гомер рассказывает об использовании Одиссеем диоксида серы для окуривания комнаты, в которой он убил женихов своей жены. Использование серы во взрывчатых веществах и огненных средствах восходит к 500 г. до н.э. в Китае, а вещества, вызывающие пламя, используемые в войне (греческий огонь), были приготовлены с серой в средние века. Плиний Старший в 50 г. н. э. сообщал о ряде индивидуальных применений серы и, по иронии судьбы, сам погиб, по всей вероятности, от паров серы во время великого извержения Везувия (79 г. н. э.). Сера рассматривалась алхимиками как принцип горючести. Антуан Лавуазье признал его элементом в 1777 году, хотя некоторые считали его соединением водорода и кислорода; его элементарная природа была установлена французскими химиками Жозефом Гей-Люссаком и Луи Тенаром.

Естественное возникновение и распространение

Многие важные металлические руды представляют собой соединения серы, сульфиды или сульфаты. Некоторыми важными примерами являются галенит (сульфид свинца, PbS), обманка (сульфид цинка, ZnS), пирит (дисульфид железа, FeS₂), халькопирит (медный сульфид железа, CuFeS₂). >), гипс (дигидрат сульфата кальция, CaSO₄∙2H₂O) и барит (сульфат бария, BaSO₄). Сульфидные руды ценятся главным образом из-за содержания в них металлов, хотя в процессе, разработанном в 18 веке для производства серной кислоты, использовался диоксид серы, полученный при сжигании пирита.Уголь, нефть и природный газ содержат соединения серы.

Аллотропия

В сере аллотропия возникает из двух источников: (1) различных способов связывания атомов в единую молекулу и (2) упаковки многоатомных молекул серы в различные кристаллические и аморфные формы. Известно около 30 аллотропных форм серы, но некоторые из них, вероятно, представляют собой смеси. Только восемь из 30 кажутся уникальными; пять содержат кольца атомов серы, а остальные содержат цепочки.

Оромбическая сера имеет кольцо из восьми атомов серы в каждой точке решетки. Ромбоэдрическая сера имеет шестичленные кольца.

В ромбоэдрическом аллотропе, обозначаемом как ρ-сера, молекулы состоят из колец из шести атомов серы. Эту форму получают обработкой тиосульфата натрия холодной концентрированной соляной кислотой, экстрагированием остатка толуолом и выпариванием раствора с получением гексагональных кристаллов. ρ-сера нестабильна и в конечном итоге превращается в орторомбическую серу (α-сера).

Второй общий аллотропный класс серы состоит из восьмичленных кольцевых молекул, три кристаллические формы которых хорошо охарактеризованы. Одной из них является орторомбическая (часто неправильно называемая ромбической) форма, α-сера. Он стабилен при температуре ниже 96 ° C (204,8 ° F). Другой из кристаллических аллотропов кольца S₈ является моноклинная или β-форма, в которой две оси кристалла перпендикулярны, а третья образует косой угол с первыми двумя. Есть еще некоторые неопределенности относительно его структуры; эта модификация стабильна от 96 ° C до точки плавления 118,9 ° C (246 ° F). Вторым моноклинным аллотропом циклооктасеры является γ-форма, нестабильная при всех температурах, быстро превращающаяся в α-серу.

Сообщается о орторомбической модификации, кольцевых молекулах S₁₂ и еще одном нестабильном аллотропном кольце S₁₀. Последний превращается в полимерную серу и S₈. При температуре выше 96 ° C (204,8 ° F) α-аллотроп превращается в β-аллотроп. Если предоставляется достаточно времени, чтобы этот переход произошел полностью, дальнейшее нагревание вызывает плавление при 118,9 ° C (246 ° F); но если α-форму нагревают так быстро, что превращение в β-форму не успевает произойти, α-форма плавится при 112,8 °C (235 °F).

Сера представляет собой желтую прозрачную подвижную жидкость чуть выше точки плавления. При дальнейшем нагревании вязкость жидкости постепенно снижается до минимума примерно при 157 ° C (314,6 ° F), но затем быстро увеличивается, достигая максимального значения примерно при 187 ° C (368,6 ° F); между этой температурой и точкой кипения 444,6 ° C (832,3 ° F) вязкость уменьшается. Цвет также меняется, от желтого до темно-красного и, наконец, до черного при температуре около 250 ° C (482 ° F). Считается, что изменения как цвета, так и вязкости являются результатом изменений в молекулярной структуре. Уменьшение вязкости при повышении температуры характерно для жидкостей, но увеличение вязкости серы выше 157 °C, вероятно, вызвано разрывом восьмичленных колец атомов серы с образованием реакционноспособного S₈ единиц, которые объединяются в длинные цепочки, содержащие многие тысячи атомов. Затем жидкость приобретает характерную для таких структур высокую вязкость. При достаточно высокой температуре все циклические молекулы разрываются, и длина цепей достигает максимума. За пределами этой температуры цепи распадаются на мелкие фрагменты. При испарении снова образуются циклические молекулы (S₈ и S₆); при температуре около 900 ° C (1652 ° F) преобладающей формой является S₂; наконец, при температуре выше 1800 °C (3272 °F) образуется одноатомная сера.

Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.

хром (Cr), химический элемент группы 6 (VIb) периодической таблицы, твердый стальной металл серого цвета, который хорошо полируется и используется в сплавах для повышения прочности и коррозионной стойкости. Хром был открыт (1797 г.) французским химиком Николя-Луи Вокленом и год спустя выделен как металл; он был назван в честь его разноцветных соединений.Зеленый цвет изумруда, змеевика и хромовой слюды и красный цвет рубина обусловлены небольшим количеством хрома. Название элемента хром (от греческого chrōmos, «цвет») связано с ярко выраженной и разнообразной окраской соединений хрома.

температура плавления
атомный номер	16
атомный вес	32,064
ромбическая< /th>	112,8 °C (235 °F)
моноклинная	119 °C (246 °F)< /td>
температура кипения	444,6 °C (832 °F)
плотность (при 20 °C [68 °F])
ромбическая	2,07 г/см 3
моноклинная	1,96 г/см 3
окисление состояния	−2, +4, +6
электронная конфигурация	1s< /em> 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4

Свойства элемента

атомный номер	24
атомный вес	51,9961
температура плавления	1890 °C (3434 °F)
температура кипения	2482 °C (4500 °F)
конкретная сила тяжести	7,20 (28 °C)
степени окисления	+2, +3, +6
электронная конфигурация	[Ar]3d 5 4s 1

Встречание, использование и свойства

Хром является относительно распространенным элементом в земной коре. свободный металл никогда не встречается в природе. Большинство руд состоит из минерала хромита, идеальная формула которого FeCr₂O₄. Он широко распространен в природных отложениях, обычно загрязненных кислородом, магнием, алюминием, кремнеземом; содержание хрома в них колеблется от 42 до 56%. Одним из основных применений хрома являются сплавы черных металлов, для которых не требуется чистый металл. Соответственно, хромит часто восстанавливают углеродом в печи с получением сплава феррохрома, который содержит железо и хром в атомном соотношении примерно 1 к 2.

Периодическая таблица состоит из 118 элементов. Насколько хорошо вы знаете их символы? В этом тесте вам будут показаны все 118 химических символов, и вам нужно будет выбрать название химического элемента, который представляет каждый из них.

Чтобы получить чистый хром, хромит сначала обрабатывают расплавленной щелочью и кислородом, превращая весь хром в щелочной хромат, а последний растворяют в воде и в конечном итоге осаждают в виде дихромата натрия, Na₂Cr₂O₇. Затем дихромат восстанавливают углеродом до полутораоксида хрома, Cr₂O₃, а этот оксид, в свою очередь, восстанавливают алюминием с получением металлического хрома.

Хром добавляют к железу и никелю в виде феррохрома для получения сплавов, отличающихся высокой устойчивостью к коррозии и окислению. Используемый в небольших количествах хром упрочняет сталь. Нержавеющие стали — это сплавы хрома и железа, в которых содержание хрома колеблется от 10 до 26 процентов. Сплавы хрома используются для изготовления таких изделий, как масляные трубки, отделка автомобилей и столовые приборы. Хромит используется в качестве огнеупора и сырья для производства хромовых химикатов.

Металл белого цвета, твердый, блестящий и хрупкий, чрезвычайно устойчивый к обычным агрессивным реагентам; это сопротивление объясняет его широкое использование в качестве гальванического защитного покрытия. При повышенных температурах Хром соединяется непосредственно с галогенами или с серой, кремнием, бором, азотом, углеродом или кислородом. (Для дополнительной обработки металлического хрома и его производства см. см. переработка хрома.)

Природный хром состоит из смеси четырех стабильных изотопов: хром-52 (83,76%), хром-53 (9,55%), хром-50 (4,31%) и хром-54 (2,38%). Металл парамагнитен (слабо притягивается к магниту). Он существует в двух формах: объемно-центрированная кубическая (альфа) и гексагональная плотноупакованная (бета). Хром при комнатной температуре медленно растворяется в соляной и разбавленной серной кислотах. Некоторые окислители образуют на металле тонкий нереакционноспособный оксидный слой, делающий его пассивным также к разбавленным минеральным кислотам, таким как серная, азотная или холодная царская водка. При обычных температурах металл не реагирует ни на морскую воду, ни на влажный, ни на сухой воздух.

В число ведущих производителей хрома входят Южная Африка, Индия, Казахстан и Турция.

Основные соединения

Наиболее распространенными степенями окисления хрома являются +6, +3 и +2. Однако известно несколько стабильных соединений в состояниях +5, +4 и +1.

В степени окисления +6 наиболее важными соединениями, образуемыми хромом, являются хромат CrO₄ 2− и дихромат Cr₂O_7. 2- , ионы. Эти ионы составляют основу ряда промышленно важных солей. Среди них хромат натрия Na₂CrO₄ и дихромат натрия Na₂Cr₂O₇, которые используются при дублении кожи, при обработке металлических поверхностей и в качестве катализаторов в различных промышленных процессах.

Хром образует несколько коммерчески ценных соединений кислорода, наиболее важным из которых является оксид хрома, обычно называемый триоксидом хрома или хромовой кислотой, CrO₃, в котором хром находится в степени окисления +6.Оранжево-красное кристаллическое твердое вещество хромовая кислота постепенно разжижается под воздействием влажного воздуха. Обычно его получают обработкой бихромата натрия серной кислотой. Хромовая кислота используется в основном для хромирования, но также используется в качестве красителя в керамике. Это мощный окислитель, который может бурно реагировать с некоторыми органическими материалами, но такие растворы часто используются для контролируемого окисления в органическом синтезе.

Другим важным соединением кислорода является оксид хрома, также известный как полуторный оксид хрома или оксид хрома, Cr₂O₃, в котором хром находится в степени окисления +3. Его получают прокаливанием дихромата натрия в присутствии углерода или серы. Оксид хрома представляет собой зеленый порошок и широко используется в качестве пигмента; его гидратная форма, известная как зеленый Гинье, используется, когда требуется химическая и термостойкость.

Читайте также: