ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Углерод из "Учебник общей химии" Ванадий довольно широко распространен в природе и составляет около 0,0057о от общего числа атомов земной коры. Однако богатые месторождения его минералов встречаются редко. Помимо таких месторождений, важным источником сырья для промышленного получения ванадия являются некоторые железные руды, содержащие примеси соединений этого элемента. [c.287] Содержание ниобия (2-10- %) и тантала (2-10-5%) в земной коре значительно меньше, чем ванадия. Встречаются они главным образом в виде минералов колумбита [Ре(ЫЬОз)2] и танталита [Ре(ТаОз)2], которые обычно смешаны друг с другом. [c.287] Реакция начинается при нагревании исходной смеси и протекает с большим выделением тепла. [c.287] Растворы щелочей на рассматриваемые металлы почти не действуют, но в расплавленных щелочах они растворяются. [c.288] В виде порошков V, ЫЬ и Та при нагревании соединяются с кислородом, галогенами, серой и азотом. Все три металла способны поглощать значительные количества водорода, однако определенные соединения при этом не образуются. [c.288] Наиболее типичны для ванадия и его аналогов производные пятивалентных элементов. Известны и соединения, отвечающие более низким валентностям. При переходе в ряду V — ЫЬ — Та число таких соединений и их устойчивость уменьшаются. Все эти производные низших валентностей рассматриваемых элементов практического значения пока не имеют. [c.288] Оксиды пятивалентных элементов (Э2О5) образуются при накаливании мелко раздробленных металлов в токе кислорода. Из них УзОз имеет явно выраженный кислотный характер, а у ЫЬ20з и ТагОз он значительно ослабляется. [c.288] Основным использованием ниобия является введение его в состав е-циальных сталей, предназначенных для изготовления сварных конструкций. Ei o ежегодная мировая добыча исчисляется сотнями тонн. [c.289] По электронным структурам нейтральных атомов к углероду и кремнию примыкают члены правой подгруппы—германий и его аналоги. Максимальная валентность всех этих элементов и по отдаче и по присоединению электронов должна быть равиа четырем. Имея в виду увеличение объема атомов при переходе от углерода к свинцу, можно думать, что тенденция к дополнению внешнего слоя до октета будет в J кaзaннoм ряду ослабевать, а легкость потери электронов — возрастать. В связи с этим при переходе от С к РЬ должно иметь место ослабление металлоидного н усиление металлического характера элементов. [c.291] Наиболее существенным отличием членов подгруппы титана от кремния и углерода с точки зрения электронных структур должно быть отсутствие у титана и его аналогов тенденции к дополнению внешнего слоя до октета. Вместе с тем ио аналогии с подгруппами ванадия, хрома и марганца можно ожидать, что в производных своей высшей положительной валентности элементы подгруппы титана будут проявлять сходство с кремнием. [c.291] Формы нахождения углерода в природе многообразны. Кроме тканей живых организмов и продуктов их разрушения (каменный уголь, нефть и т. д.), он входит в состав многих минералов, имеющих большей частью общую формулу МСОз, где М — двухвалентный металл. Наиболее распространенным из таких минералов является кальцит (СаСОз), образующий иногда громадные скопления па отдельных участках земной поверхности. Атмосфера содержит углерод в виде диоксида углерода, который в растворенном состоянии находится также во всех природных водах. [c.291] Диаграмма углерода. [c.292] Свободный углерод встречается в виде двух простых веществ — алмаза и графита. С некоторой натяжкой (ввиду наличия примесей) к этим двум формам можно прибавить и третью — так называемый аморфный углерод, важнейшими представителями которого являются сажа и древесный уголь. По внешним свойствам алмаз резко отличается от обеих других модификаций. Он бесцветен, прозрачен, имеет плотность 3,5 г/см и является самым твердым из всех минералов. Графит представляет собой серую, непрозрачную и жирную на ощупь массу с плотностью 2,2 г/см . В противоположность алмазу он очень мягок— легко царапается ногтем и при трении оставляет серые полосы на бумаге. Аморфный углерод по свойствам довольно близок к графиту. Плотность его колеблется обычно в пределах 1,8—2,1 г/см . У некоторых разновидностей аморфного углерода сильно выражена способность к адсорбции (т. е. поглощению на поверхности) газов, паров и растворенных веществ. [c.292] Как видно из схемы рис. Х-1, тройной точке на диаграмме состояния углерода отвечает температура около 3700 °С и давление около 10 МПа. Поэтому при нагревании под обычным давлением углерод не плавится, а возгоняется. [c.292] В обычных условиях углерод довольно инертен. Напротив, при достаточно высоких температурах он становится химически активным по отношению к большинству металлов и многим металлоидам. Аморфный углерод значительно более реакционноспособен, чем обе основные формы этого элемента. [c.292] При нагревании СО2 улетучивается и равновесия смещаются влево напротив, при прибавлении щелочи происходит связывание ионов водорода и равновесия смещаются вправо. [c.293] Будучи двухосновной кислотой, НгСОз дает два ряда солей средние (с анионом СОз ) и кислые (с анионом H Oi). Первые называются карбонатами (иначе, углекислыми), вторые бикарбонатами (кислыми углекислыми). Подобно самим анионам угольной кислоты, большинство ее солей бесцветно. [c.293] Вернуться к основной статье