Превращение неметаллов в металлы

Эффекты, вызываемые высоким давлением при действии его на вещества, весьма разнообразны. В настоящее время даже в большой монографии невозможно осветить все многообразие явлений, которое наблюдалось в опытах, где применялось высокое давление. В данном параграфе будут рассмотрены некоторые системы под давлением, которые выбраны так, чтобы эффекты, которые имеют место, были бы различны но своей природе. Так, например, будут изложены результаты опытов, где происходят простые фазовые превращения первого рода с изменением структуры кристаллов, превращения с переходом электронов с одной орбитали на другую, специфические процессы полимеризации, превращения неметаллов в металлы, своеобразные химические реакции, изменения валентности и т. д. [c.149]

Вступая в химические превращения, атомы металлов обычно отдают валентные электроны. Количественно способность атома отдавать электроны характеризуется энергией ионизации. Это энергия, которую необходимо затратить на отрыв электрона от атома. О легкости отдачи электронов атомами металлов можно судить по низким значениям их энергии ионизации. В табл. 10.1 приведены значения энергии ионизации типичных металлов и неметаллов. [c.189]

Превращение неметаллов в металлы [c.251]

Прокаливание с окисью кальция приводит к превращению большинства металлов в их малорастворимые окислы, а неметаллов — в соли кальция, малорастворимые в щелочной среде. Хлорид кальция действует как плавень и ускоряет реакции, вызывая спекание смеси. Когда спекшуюся массу обрабатывают водой, в раствор переходят только щелочные металлы и часть кальция в виде хлорида, а также немного гидроокиси кальция и иногда очень малые количества алюминия в виде алюмината. Кальций осаждают добавлением карбоната аммония и оксалата, в растворе остаются только щелочные металлы. [c.795]

Если существует хотя бы небольшая растворимость атомов неметалла в металлической фазе, то необходимо учитывать процесс проникновения этих атомов в металл и их диффузию (в переходном режиме) в направлении противоположной поверхности. Процесс этот будет продолжаться до тех пор, пока по всему образцу не установится равновесная концентрация, определяемая растворимостью при данной температуре. Каждый из таких растворенных атомов О оставляет в фазе МО нейтральную анионную вакансию, что сопровождается превращением атомов металла в катионы на внутренней поверхности раздела. В конце концов в фазе МО [c.269]

Сказанным выше отнюдь не исчерпываются химические эффекты фазовых переходов в твердых телах. Несомненный большой интерес для химии представляют такие явления, как превращение неметаллов в металлы при достаточно высоких давлениях, не говоря уже о перестройке электронных оболочек атомов под давлением. [c.74]

Энергия ионизации и сродство к электрону. Наиболее характерным химическим свойством металлов является способность их атомов легко отдавать внешние электроны и превращаться в положительно заряженные ионы, а неметаллы, наоборот, характеризуются способностью присоединять электроны с образованием отрицательных ионов. Для отрыва электрона от атома с превращением последнего в положительный ион нужно затратить некоторую энергию, называемую энергией ионизации. [c.100]

Что касается металлов, аллотропные превращения вида ГЦК ОЦК и ПГУ ОЦК, как мы видели, обычно происходят почти без изменения объема. Превращения вида ГЦК= (ОЦК) и ПГУ (ОЦК)ж при плавлении металлов сопровождаются ростом объема в среднем на 4,3%. Каждый из процессов плавления, происходящий без изменения типа структуры, т. е. ГЦК (ГЦК)ж. ПГУ (ПГУ) и ОЦК (ОЦК)ж, ведет к увеличению объема в среднем на 4%. Эти изменения объема надо в основном отнести за счет образования вакансий. Как можно полагать, для разрушения дальнего порядка в плотноупакованных структурах при атмосферном давлении необходимо, чтобы вакансии составляли около 4% от общего объема вещества. В структурах типа ОЦК, где химическое взаимодействие выражено сильнее, объем вакансий должен быть несколько выше (около 4—5% от общего объема). Это справедливо для всех простых веществ — металлов и неметаллов. [c.278]

Остальные актиниды получаются с помощью различ ных ядерных превращений Причем Вк и последующие актиниды образуются в столь ничтожных количествах, что их металлические свойства практически не изучены Химические свойства ТН, Ра, и, Мр, Ри, Ат и Ст представляют собой типичные металлы с относительно высокой химической активностью На воздухе они быстро окисляются кислородом и азотом, при нагревании взаи модействуют с большинством других неметаллов, довольно легко окисляются водой и кислотами со щелочами при обычных условиях не взаимодействуют Реакции с простыми веществами [c.446]

Классификация способов получения простых веществ. Если подразделить способы производства простых веществ в соответ < твии с состояниями, в которых существуют элементы, и с их химическими свойствами, то получится схема, представленная в табл. 3.14. Замечательным примером технологического про цесса, не сопровождающегося химическими превращениями является способ разделения жидкого воздуха на азот, кислород и инертные газы путем перегонки. Процессы, включающие химические реакции, согласно общей классификации, учитывающей характер этих реакций, можно разбить на три класса восстановление, окисление и пиролитическое разложение (пи ролиз). Большую часть простых веществ получают с помощьк> реакций восстановления. Дальнейшая более детальная класси фикация позволяет распределить эти процессы по подклассам 2.1—2.5. Обычно большинство металлов встречается в виде ка тионов, да и многие неметаллы (за исключением галогенов) имеют положительные степени окисления, поэтому в результате передачи им электронов в процессе восстановления достигается нулевая степень окисления. [c.138]

Превращение а-8п р-Зп сопровождается пе только значительным увеличением плотности, но также значительным усилением металлического характера. Оба свойства тесно связаны одно с другим, так как для металлов характерна особо плотная упаковка атомов (высокие координационные числа) (ср. т. И, гл. 1). Напротив, неметаллы вследствие наличия направленных связей имеют только небольшие координационные числа (4 и менее) и вследствие этого обладают достаточно объемными структурами. Наступающее при подводе тепла, очевидно вследствие разрыхления направленных связей, сжатие, помимо олова, наблюдается также и у других элементов, которые в периодической системе расположены вблизи границы между металлами и неметаллами, например, у Оа, 81, Ое, В1 и Те. Однако у этих элементов сжатие не проявляется в твердом состоянии, а наступает только при плавлении, а в случае Те даже несколько выше температуры плавления. [c.572]

Взаимодействием хлора с металлами и неметаллами начинается лишь при нагревании. С водородом реакция носит характер взрыва, если смесь нагреть или осветить солнечным светом или светом горящего магния. Механизм процесса цепной (акад. Н. Н. Семенов) один квант света вызывает превращение большого числа молекул [c.272]

Все реакции, как окислов металлов, так и окислов неметаллов, можно обобщить следующим образом. Допустим, что первоначальная стадия при реакции с водой состоит в превращении оксид-иона в две гидроксильные группы [c.29]

Атомы металлов, как уже указывалось ( 25), при химических превращениях легко отдают свои валентные электроны, превращаясь при этом в положительно заряженные ионы. Ионы типичных металлов всегда заряжены положительно. Наиболее легко отдают свои валентные электроны при химических взаимодействиях атомы так называемых щелочных металлов — лития натрия N3, калия К, рубидия КЬ и цезия Сз. Наоборот, для атомов неметаллов более характерна способность присоединять к себе электроны от других атомов. Наиболее легко присоединяют к себе электроны атомы так называемых галогенов — фтора Е, хлора С1, брома Вг и иода I. [c.81]

Взаимодействие с другими неметаллами. Титан — азот. При нагревании металлического титана в атмосфере азота при 500—800° азот поглощается титаном, но поверхность металла продолжает оставаться блестящей, так как азот диффундирует вглубь металла. При более высоких температурах на поверхности металла образуется нитридная пленка. Азот образует твердые растворы с обеими модификациями титана и повышает температуру а р-превращения вследствие лучшей растворимости (около 7 вес. %) в a-Ti. В системе Т1—N существуют только один нитрид Т1Ы и твердые растворы на его основе. [c.199]

Исследования 1370, 2681—2692] содержат в основном опытный материал по модификационным изменениям в металлах [2681—2687], а [1950, 2688—2692] — в неметаллах. Отметим в частности статью-обзор [2681] о переходе белого олова в серое, рассмотренного в качестве примера полиморфного превращения. [c.35]

Как вытекает из вышеизложенного, создание избыточного давления пара одного из элементов, образуюш,их основание люминофора, вовсе не означает присутствие избытка этого элемента в твердой фазе и преобладания в ней соответствующих собственных дефектов. Это обстоятельство часто упускается из виду при интерпретации экспериментальных данных. Но и в том случае, когда реально отклонение от стехиометрического состава возможно лишь в одном направлении, варьирование соотношения между давлениями паров металла и неметалла может вызвать разнообразные изменения оптических свойств люминофора. Одной из причин этого является изменение зарядового состояния дефектов. Например, в окиси цинка, для которой характерно разупорядочение по Френкелю, междоузельные ионы цинка могут образовывать два рода дефектов Zn и Zn/. В нейтральной среде преобладают однократно заряженные дефекты Zn . Прокаливание ZnO в среде с повышенным давлением кислорода вызывает понижение уровня Ферми и превращение Zn/ в ZnF [35]. Вероятно, именно этому следует приписать наблюдаемые в указанных условиях изменения оптических свойств (см. гл. 1П). [c.204]

Химия, изучающая вещества и законы их превращения, охватывает огромную область человеческих знаний. В настоящем учебнике излагаются наиболее общие законы химии и химические процессы, которые либо не изучались, либо частично изучались в школе квантово-механическая модель атомов и периодический закон элементов Д.И. Менделеева, модели химической связи в молекулах и твердых телах, элементы химической термодинамики, законы химической кинетики, химические процессы в растворах, а также окислительновосстановительные, электрохимические, ядерно-химические процессы и системы. Рассмотрены свойства металлов и неметаллов, некоторых органических соединений и полимеров, приведены основные понятия химической идентификации. Показано, что многие экологические проблемы обусловлены химическими процессами, вызванными деятельностью человека в различный сферах. Указаны возможности химии по защите окружающей среды. [c.533]

Из 103 элементов только у 47 пока не обнаружено полиморфных превращений (при Р= 1 атм), причем структура 11 элементов еще не исследована. Полиморфные превращения наблюдаются и у металлов главных подгрупп, например у лития, натрия, кальция, стронция, бария, таллия и олова. Они присущи многим неметаллам с заполняющимися р-оболочками, например фосфору, мышьяку, сурьме, сере, селену, теллуру и полонию. Они свойственны металлам с достраивающимися d-оболочками — металлам подгрупп скандия и титана, а также марганцу, железу и кобальту. Наконец, все элементы с заполняющимися 4/- и 5/-оболочками — лантаноиды (кроме европия) и актиноиды — являются полиморфными металлами. Не обнаруживают полиморфизма некоторые элементы с заполненными внешними оболочками, а именно инертные газы, элементы с заполненными -оболочками, над которыми находятся один или два электрона — медь, серебро, золото и цинк, кадмий, ртуть. Не имеют модификаций металлы VIH группы с почти заполненными -оболочками — никель, палладий, родий, иридий, рутений, осмий, кроме н<елеза и кобальта, а также переходные металлы V, VI и VII групп, кроме марганца мономорфны галогены. [c.196]

Наличие резервов легко усмотреть из схем разрезов решеток металла и сопрягающегося с ним поверхностного окисла (рис. 34—39), где черными кружками помечены ионы металла в решетке окисла и металлические ядра в металле. Все пространство между этими ядрами может быть занято частицами неметалла при их проникновении в металлическую решетку. Это не значит, что резервные объемы таковы, что при образовании нормального окисла в металлической решетке найдется место для всего количества кислорода, соответствующего стехиометриче-ским отношениям. В большинстве случаев объем окиси больше объема исходного металла. Но при неполном окислении, в начальной стадии ироцесса, проникновение кислорода в решетку металла может не испытывать стерических препятствий. Особенно хорошо могут проявиться эти возможности в случав протекания процесса окисления на гранях металлического кристалла, находящихся в кристаллохимическом соответствии с возникающим кристаллом окиси [19, 20], когда положение ионов металла в сопряженной с металлом плоскости кристалла окиси совпадает с положением их в решетке металла с точностью до 5—10%. В этих случаях заметные объемные изменения могут происходить в направлении нормали к поверхности, тогда как взаимные положения металлических ионов в плоскостях, параллельных поверхности, не будут изменяться при превращении. [c.188]

Задолго до введения электронной теории валентности термины восстановление и окисление перестали ограничиваться реакциями отщепления и присоединения кислорода. Водород или металл окисляются при превращении в катион, соответствующий окислу, т. е. в кислоту или в соль катион восстанавливается, если он превращается в водород или металл. Аналогично галоген или другой неметалл восстанавливаются, превращаясь в галоген-ион или в другой анион кислоты или соли анион окисляется, превращаясь в галоген или в другой неметалл. Электронная формулировка подобного рода процессов восстановления — окисления на этой ступени более расширенного толкования термина показывает, что восстановительный агент отдает электроны окислительному агенту. В некоторых реакциях действительно наблюдается перепое электронов, например [c.202]

Независимо от этого уже давно стало обычным подразделять элементы на металлы и неметаллы, из которых легче можно охарактеризовать металлы. Металлы как в твердом, так и в жидком состоянии (но не в газообразном) обладают некоторыми общими, совершенно определенными свойствами. Они хорошо проводят электрический ток и тепло и непрозрачны. Металлы без каких-либо химических превращений не растворяются ни в одном растворителе, за исключением других металлов. Неметаллы плохо проводят тепло и электрический ток. Обычно они прозрачны и многие из них растворяются в углеводородах и других органических растворителях. Кроме того, металлы, теряя электроны, имеют склонность к образованию положительных одноатомных ионов, а их окиси и гидроокиси представляют собой основания. Неметаллы, присоединяя электроны, образуют отрицательные одноатомные ионы, а их окиси являются кислотами или ангидридами кислот. [c.304]

В этой главе рассматриваются такие реакции ацетилена, при которых исчезает тройная связь вследствие присоединения атомов неметаллов (за исключением V глерода) или их соединений. Присоединение металлов и их соединений рассматривалось во 11 главе, а реакции, сопровождающиеся исчезновением тройной связи с образованием новой связи углерода с углеродом, описаны как реакции конденсации и полимеризации в главе V. К ацетилену способны присоединяться водород, гало-, лды, кислород, сера, азот и многие соединения перечисленных элементов. Весьма важную группу среди присоединяющихся к ацетилену веществ занимают вода и гидроксильные соединения. При помощи реакций присоединения ацетилен может быть превращен либо в олефиновые, либо в насыщенные соединения иногда присоединение сопровождается разрывом молекулы ацетилена, например во время реакции присоединения при высокой температуре азота, кислорода, серы. [c.151]

Процесс, изображенный схемой 1, имеет более общее применение, чем процесс, представленный схемой 2. Первый включает улетучивание газа и дистилляцию, второй —- возгонку. Все элементы-неметаллы можно превратить в соединения, отделяемые в виде газа или пара. Многие металлы и металлоиды, включая германий, мышьяк, селен, олово, сурьму, рутений, осмий и рений, можно выделить из водного раствора отгонкой после превращения их в соответствующие соединения (табл. 13) В случае металлов методы выделения в виде газа или пара применяют реже (например, выделение мышьяка в виде мышьяковистого водорода). Ртуть как в виде металла, так и в виде соединения можно, конечно, легко возгонять нагреванием, и этот метод был применен для выделения чрезвычайно малых количеств ртути, встречающихся в горных породах. [c.67]

Титан образует сплавы с рядом металлов и неметаллов, которые часто оказывают большое влияние на его структуру и свойства. Некоторые, например алюминий, повышают температуру аллотропического превращения титана (а- -Р), другие (Ре, Мп, Мо) понижают ее, способствуя таким образом стабилизации соответствующего твердого раствора. Соответственно различают три группы сплавов титана 1) на базе а-твердого раствора [c.302]

Все сказанное выше относится к структурным превращениям форм, имеющих ковалентный тип связи (т. е. неметаллам), и только к некоторым превращениям металлов. Ряд превращений одной металлической решетки в другую отличается от описанных. К ним относятся превращения, в результате которых образуется мартенсит — форма железа, содержащая небольшой процент углерода. Мартенситные превращения наблюдаются для ряда сплавов и чистых металлов но не каждое превращение одной металлической решетки в другую является мартенситным. [c.44]

При последующем обсуждении большое внимание уделяется описанию структур различных аллотропных форм и их сравнительной устойчивости. Размеры книги не позволяют дать полное и подробное описание этих вопросов, и многие физические свойства, такие, как энтропия, свободная энергия, скрытая теплота превращения и т. д., опущены, за исключением тех случаев, где они служат иллюстрацией особенно важных закономерностей. Металлические элементы рассмотрены менее подробно, чем неметаллы, так как запас наших теоретических знаний недостаточен для объяснения причин образования той или иной структуры у металлов. Многие формы металлических элементов нельзя получить при обычных условиях это затрудняет их изучение и до некоторой степени уменьшает интерес химиков к таким формам. [c.106]

Основная цель большинства этих работ — исследование продуктов и закономерностей их образования с целью разработки технологии получения новых веществ, материалов с новыми интересными свойствами, модификации существующих веществ и материалов. Сюда относятся многочисленные работы по неорганическому синтезу получение окислов азота, озона, окисление хлористого водорода, получение пленок окислов, нитридов, карбидов различных металлов и неметаллов фторирование синтез фторидов кислорода, благородных газов разложение различных веществ и восстановление получение гидридов, нитридов, боридов и др. Еще большее количество реакций исследовано в области органического синтеза реакции превращения углеводородов различных классов и типов, в том числе их разложение и синтез новых, более сложных органических соодинений, получение полимерных пленок, окисление углеводородов получение углеводородов из окиси углерода и водорода — вот далеко не полный перечень процессов, в той или иной мере исследованных в неравновесных электрических разрядах. [c.269]

Мотт [368, 369] теоретически предсказал возможность возникновения электропроводности в системе неметалл — металл в результате изменения степени перекрывания З -волновых функций у катионов переходных металлов этой категории. Следовательно, повышение давления (подобно снижению температуры) над окислом обязано при каком-то критическом смещении ионов в кристалле обеспечить это перекрывание, т. е. вызвать превращение полупроводник — металл. Такой скачок электропроводности почти на шесть порядков обнаружен Мориным [362] для VOi,o при 123 °К, Аустином [363] и др. [370] при 113—130 °К. В то же время Ария [361] показал, что в температурном интервале 83—293 °К электропроводность с изменением s изменяется монотонно без скачков для всех исследованных составов VOs (0,90 < s < 1,25). Этц данные хорошо согласуются с результатами Кавано и др. [371] для Г 100 К и 0,92 < S < 1,26, Бэнуса и Рида [343] для Г 77°К и 0,83 < S < 1,20 (рис. V. 72). Энергии активации Еа электропроводности, вычисленные из прямых участков кривых р(1/7 ) между RT и - 150°К, представлены на рис. V. 73. Изломы на кривых Ea s) вблизи состава VOj.o также четко проявляются на изотермах р(5), в то время как для TiO они изменяются линейно (рис. V. 74) (за исключением точки при s = 1). [c.175]

Особое значение имеет механохимическое инициирование поли-меризационных процессов при диспергировании различных твердых тел металлов, солей, окислов, неметаллов и т. д. Возникающие при таком диспергировании активные центры (свободные радикалы, ионы, вакансии [65, 434] типа Р-центров, Р -центров, У-центров, в том числе и эмиттирующие электроны) способны в присутствии мономеров, полимеров или других реакционноспособных органических соединений. инициировать дальнейшие превращения этих компонентов по свободнорадикальному или иошому механизму. Такие превр.ащеняя приводят к образованию полимеров, сополимеров, металлоорганических соединений, органоминеральных сополимеров, продуктов прививки полимеров на поверхностях твердых тел, наполнителей и т. д. [c.173]

Горение часто сопровождается свечением продуктов сгорания и образованием пламени. Под пламенем понимают газообразную среду, в ряде случаев включающую диспергированные конденсированные продукты, в которой происходят физико-химические превращения реагентов. Для газообразных систем весь процесс горения протекает в пламени, поэтому часто понятия горение и пламя используют как синонимы. При горении конденсированных систем часть физико-химических превращений (нагревание, плавление, испарение, начальное разложение и взаимодействие реагентов) может происходить вне пламени непосредственно в исходном образце и на его поверхности. Известно беспламенное горение, когда процесс протекает только в конденсированной системе практически без газообразования и диспергирования (горение некоторых термитов и смесей металлов с неметаллами). Пламя или часть его, как правило, характеризуется видимым излучением, хотя известны и прозрачные пламена. Наиболее высокотемпературную часть пламени обртно называют основной реакционной зоной, поверхностью, или фронтом пламени. [c.8]

Превращение атомов в отрицательно заряженные ионы — одно из наиболее характерных свойств неметаллов. Поэтому величина сродства к электрону может служить мерой неметаллических свойств элемента. Чем больше эта энергия, тем элемент неметалличнее и, наоборот, чем энергия меньше, тем элемент металличнее. Наибольшим сродством к электрону обладают галогены, т. е. неметаллы Vu группы. Они легко присоединяют электрон и образуют октетную конфигурацию (см. табл. 3). Сродство к электрону у металлов незначительно. Отсюда можно [c.46]

Гипотеза о том, что кислород, азот, углерод и их аналоги могут быть донорами и способны передавать электроны с внешних р-уровней на незаполненные d-уровни переходных металлов, играющих роль акцепторов, встречает, кроме того, следующие трудности. Общеизвестно, что заполненным оболочкам инертных газов отвечают чрезвычайно резко выраженные максимумы потенциалов ионизации, тогда как заполненным °-обо-лочкам никакие максимумы не соответствуют (см. рис. 5). Вследствие этого над валентными р-электронами элементов подгрупп бора, углерода, азота, кислорода и фтора никогда не бывает электронов на более внешних s-уровнях. Напротив, у всех -переходных металлов с незаполненной -оболочкой всегда внешними оказываются один или два электрона на s-уровне. Иначе говоря, у элементов главных подгрупп заполняющаяся р-оболочка обладает ярко выраженной тенденцией к захвату электронов с внешних s-уровней, а заполняющаяся d-обЬлочка переходных металлов такой тенденции не обнаруживает. Вследствие стабильности заполненной р-оболочки энергетически выгодным оказывается захват электронов атомом неметалла, т. е. сродство к электрону, с превращением его в анион, малая же энергия связи электронов на d-уровнях не стимулирует захват [c.175]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология