Учебное пособие для студентов-химиков Рецензент ы: доктор филологических наук, профессор А. Ш. Алтаева
Физические и химические свойства простых веществ
жүктеу/скачать 1 Mb.
|
| Физические и химические свойства простых веществ
При рассмотрении физических свойств и характера их изменения в периодической системе следует различать атомные свойства (свойства элементов) и свойства простых веществ (гомоатомных соединений). Кроме того, физические свойства простых веществ могут характеризовать обе формы химической организаций вещества (молекула и кристалл) или только одну из них. Очевидно, такие свойства, как температура плавления и кипения, твёрдость и вязкость, электрическая проводимость и т.п., относятся только к конденсированному состоянию вещества. С другой стороны, например, магнитные свойства (диа- и парамагнетизм) характерны как для кристаллов, так и для молекул. Элементы (изолированные атомы) характеризуются сравнительно небольшим набором физических свойств: заряд ядра, атомная масса, орбитальный радиус, потенциал ионизации, сродство к электрону. Для простых веществ, особенно в конденсированном состоянии, набор физических свойств, т.е. существенных признаков, отличающих одно вещество от другого, весьма обширен. В качестве примера можно перечислить классы таких характеристик: термодинамические свойства (энергия атомизации, энтропия, энтальпия, температура фазовых превращений и т.п.); кристаллохимические свойства (тип структуры, аллотропия полиморфизм и т.п.); физико-механические свойства (твёрдость, сжимаемость, внутреннее трение, линейное и объёмное расширение и т.п.); электрофизические свойства (электрическая проводимость, тип, концентрация и подвижность носителей тока, ширина запрещённой зоны и т.п.); оптические, магнитные и иные свойства. Рассматривая закономерности изменения физических свойств простых веществ, целесообразно ограничиться сравнительно небольшим набором характеристик, которые обусловлены в первую очередь особенностями химической связи. При рассмотрении физических свойств простых веществ подчёркивалось, что они в основном присущи макроскопическим количествам вещества (особенно в конденсированном состоянии). Что же касается химических свойств, то они главным образом определяются свойствами атомов и молекул, поскольку химическое взаимодействие всегда протекает на атомном или молекулярном уровне. Однако реально наблюдаемая химическая активность твёрдых простых веществ в заметной мере зависит, например, от величины поверхности соприкосновения, её состояния, структуры кристалла и т.п., т.е. опять- таки от макроскопических характеристик. Так, мелкодисперсный цинк (цинковая пыль) значительно энергичнее взаимодействует с кислотами, чем гранулированный. Хорошо известна также способность многих металлов (Al, Fe,Ti, Cr и т.п.) к пассивации в агрессивных окисляющих средах, хотя сами эти металлы достаточно активны. Кроме того, различные модификации одного и того же простого вещества также могут заметно различаться по химической активности (например, белый и красный фосфор). Таким образом, химические свойства простых веществ представляют собой единство атомной, молекулярной и кристаллической форм химической организации со всеми характерными для них особенностями. По химическим свойствам простые вещества, как известно, также подразделяются на металлы и неметаллы. С этими двумя классами генетически связаны соответствующие ряды характеристических соединений: оксидов (основных и кислотных), гидроксидов (основании и кислот). Отличительной особенностью этих рядов является способность к взаимодействию с образованием солей, т.е. взаимной нейтрализации в широком смысле слова. Чем ярче выражены металлические и неметаллические свойства простых веществ, тем активнее взаимодействие между ними и их характеристическими соединениями. Таким образом, в химии ярко проявляется симметричность относительно кислотно-основного взаимодействия, причём каждый из генетических типов базируется на одном из двух классов простых веществ. С этих позиций становится более понятным явление амфотерности в широком смысле как общего свойства простых веществ и их характеристических производных. Осложняющим обстоятельством здесь является то, что кислотно-основное взаимодействие между характеристическими соединениями происходит без изменения степени окисления, а взаимодействия с участием простых веществ непременно являются окислительно-восстановительными. жүктеу/скачать 1 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|