Различие в химических свойствах элементов и соединений

Современная химия достигла такого уровня развития, что существует целый ряд ее специальных разделов, являющихся самостоятельными науками. В зависимости от атомарной природы изучаемого вещества, типов химических связей между атомами различают неорганическую, органическую и элементоорганическую химии. Объектом неорганической химии являются все химические элементы и их соединения, другие вещества на их основе. Органическая химия изучает свойства обширного класса соединений, образованных посредством химических связей углерода с углеродом и другими органогенными элементами водородом, азотом, кислородом, серой, хлором, бромом и йодом. Элементоорганическая химия находится на стыке неорганической и органической химии. Эта третья химия относится к соединениям, включающим химические связи углерода с остальными элементами периодической системы, не являющимися органогенами. Молекулярная структура, степень агрегации (объединения) атомов в составе молекул и крупных молекул — макромолекул привносят свои характерные особенности в химическую форму движения материи. Поэтому существуют химия высокомолекулярных соединений, кристаллохимия, геохимия, биохимия и другие науки. Они изучают крупные объединения атомов и гигантские полимерные образования различной природы. Везде центральным вопросом для химии является вопрос о химических свойствах. Предметом изучения являются также физические, физико-химические и биохимические свойства веществ. Поэтому не только интенсивно разрабатываются собственные методы, но и привлекаются к изучению веществ другие науки. Так важными составными частями химии являются физическая химия и химическая физика, исследующие химические объекты, процессы и сопровождающие их явления с помощью расчетного аппарата физики и физических экспериментальных методов. Сегодня эти науки объединяют целый ряд других квантовая химия, химическая термодинамика (термохимия), химическая кинетика, электрохимия, фотохимия, химия высоких энергий, компьютерная химия и др. Только перечень фундаментальных наук химического направления уже говорит об исключительном разнообразии проявления химической формы движения материи и влиянии ее на пашу повседневную [c.14]

Подгруппу галогенов составляют элементы фтор, хлор, бром и йод. В настоящей главе мы рассмотрим физические и химические свойства галогенов и их соединений достаточно подробно, чтобы наглядно проследить сходство и различия в их свойствах с точки зрения строения атомов. [c.260]

Если сравнить химический состав Земли с составом Вселенной, то, казалось бы, между ними не должно быть существенных различий, за исключением, пожалуй, водорода, который легко уходит из атмосферы в межпланетное пространство. К сожалению, судить о составе Земли можно лишь по составам атмосферы, гидросферы и земной коры, изученной в глубину не более чем на 20 км. Главная химическая особенность этих трех сфер — необычайно высокое содержание кислорода, что объясняется уже не строением ядер его атомов, а его химическими свойствами. Атомы кислорода способны образовывать прочные химические связи с атомами многих элементов, в том числе кремния и алюминия. В процессе образования земной коры эти элементы накапливались в ней благодаря легкоплавкости их соединений со щелочами. В итоге на поверхности нашей планеты выкристаллизовалась твердая кремнекислородная оболочка. Кислород, не считая воды, входит в состав 1364 минералов. В атмосфере кислород появился около 1,8 млрд. лет назад в результате действия на минералы микроорганизмов. В настоящее время выделение кислорода растениями за счет фотосинтеза возмещает его убыль в атмосфере в ходе процессов окисления, горения, гниения, дыхания. По числу известных природных соединении (432) второе место занимает кремний. Далее по распространенности атомов в земной коре следуют алюминий, натрий, железо, кальций, магний и калий [c.201]

Для облегчения охвата большого материала, собранного в таблицы, последним предпослан краткий обзор характерных для каждого элемента данной главы каталитических свойств, составленный по сведениям, имеющимся в таблицах, с соответствующими ссылками. При этом мы сознательно воздерживались от каких-либо попыток объяснения причин тех или иных различий в каталитических свойствах элементов и изложения взглядов на механизм реакций. Кроме того, приведены также краткие справки о химических свойствах элементов и соединений их, которые применяются как катализаторы или образование которых можно предполагать в процессах катализа. [c.5]

Несмотря на аналогичную структуру внешних электронных оболочек и связанное с этим сходство ряда химических свойств элементов, в первую очередь их валентности, существенное значение имеют вызываемые большой разницей величин атомных и ионных радиусов различия в температурах плавления элементов и окислов их, в растворимости гидроокисей, в степени и характере их электролитической диссоциации и т. п. Эти различия так же, как и сходство, проявляются в каталитическом действии элементов и их соединений и определяют области применения их как катализаторов. [c.113]

Различие в химических свойствах элементов и соединений [c.77]

Разделение близких по химическим свойствам элементов и их радиоактивных изотопов целесообразно осуществлять в растворах, содержащих комплексообразующие вещества. Неодинаковая устойчивость комплексных соединений разделяемых элементов приводит к дополнительным различиям в скоростях электро-миграции элементов, что значительно облегчает задачу разделения сложной смеси. [c.581]

Химические свойства органических соединений типичных металлов резко отличаются от свойств соединений неметаллов. Следует отметить, что свойства соединений неметаллов различных групп сильно различаются между собой. Поэтому ниже кратко рассматриваются только общие свойства органических соединений металлов. Свойства соединений других элементов рассматриваются по группам периодической системы. [c.236]

Ниобий и тантал были выделены вместе более 160 лет назад в форме окислов, загрязненных примесями, но лишь спустя 60 лет удалось установить, что это различные элементы. Наиболее интересные аспекты химии этих элементов были разработаны в последнее десятилетие. Химия ниобия и тантала затрагивает самые различные вопросы, в частности некоторые аспекты коллоидной химии, химии координационных соединений, соединений переменной и дробной валентности, соединений, содержащих группы со связями металл— металл, нестехиометрических соединений, а также другие разделы химии твердого состояния. Многие химические свойства однотипных соединений тантала и ниобия удивительно сходны, другие заметно различаются. Химию этих элементов мы рассматриваем параллельно, с тем чтобы четко установить сходство и различие в их поведении. [c.12]

При всем разнообразии возможных ныне гипотетических представлений в химии, всякие обобщения сводятся в наше время на следующий прием свойства тел (простых и сложных) изучаются в зависимости от элементов, содержание которых в них признается, а затем (индуктивным путем) изучаются, определяются или отыскиваются коренные свойства самых элементов и на основании их угадываются (путем дедукции) свойства простых и сложных тел, в которые входят элементы. Вся сущность теоретического учения в химии лежит в- отвлеченном понятии об элементах. Найти их коренные свойства, определить причину их различия и сходства, а потом, на основании этого, предугадать свойства образуемых ими тел, вот путь, по которому наша наука твердо пошла со времени Лавуазье, и еще не мало остается сделать здесь и еще много поводов к разноречию в миросозерцании, построенном на основании этого представления. А так как главный интерес химии — в изучении основных качеств элементов, природа же их нам еще вовсе неизвестна, и так как для них мы поныне твердо знаем только два измеряемые свойства способность давать известные формы соединений и их свойство, называемое весом атома, то остается только один путь к основательному с ними ознакомлению — это путь сравнительного изучения элементов на основании этих двух свойств. Легко видеть, что способность элементов — давать те или другие, во всяком случае немногочисленные, формы соединений — находится в явном согласии с атомным весом, зависит от него, а потому вся сущность, вся природа элементов выражаются в их весе, т. е. в массе вещества, вступающего во взаимодействие. Это можно формулировать следующим образом физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, стоят в периодической зависимости (образуют периодическую, волнообразную, функцию, как говорят в математике) от их атомного веса. Изучение и сравнение атомных весов должно лечь в основание всех построений о свойствах элементов, как [c.16]

Рассмотрим теперь различия в свойствах изотопов. Все свойства элементов можно разделить на две группы. К первой принадлежат ядерные свойства, непосредственно зависящие от массы и строения ядра. К ним принадлежат атомный вес, радиоактивность и ее характер,рентгеновские спектры и некоторые другие свойства. Ко вторым относятся периферические свойства, зависящие от строения внешних слоев электронной оболочки вокруг ядер. К ним принадлежат химические свойства элементов и большинство их физических свойств. При изменении агрегатного состояния элемента, вступлении его в химическое соединение с другим элементом и при внешних воздействиях обычного порядка ядро атома остается неприкосновенным, а изменяется лишь строение электронной [c.22]

Таким образом, в целом взаимное расположение подгрупп а, Ь, с и сдвиги всех элементов, сделанные для выражения различий их электронного строения, подтверждаются в общих чертах комплексом их химических свойств — валентными состояниями, физико-химическими свойствами элементов и их соединений. [c.95]

Другая фундаментальная характеристика — система ионных радиусов — представлена на рис. 46. Здесь также совершенно определенно проявляются закономерные отклонения размеров ионов элементов-аналогов от линейной зависимости от z вследствие несходства электронных оболочек. Изменения радиусов катионов и анионов элементов-аналогов с возрастанием атомного номера обнаруживают качественно те же зигзагообразные отклонения, что и имеющиеся в табл. 10 и 11. Различия ионных радиусов аналогов приводят и к различию характеристик ионных кристаллов, например Lid и KG1, ВеО и СаО, в то время как близость ионных радиусов элементов соседних групп и подгрупп способствует сближению физико-химических свойств их соединений и усилению способности к изоморфному замещению, например лития и магния, бериллия и алюминия, бора и кремния, титана и ниобия и т. д. Это же должно относиться и к тяжелым элементам с учетом многообразия их валентных состояний в соединениях и кристаллах. [c.160]

Как нам теперь известно, М, В. Ломоносов в своих работах показал, что атом не просто мельчайшая частица, а частица, обладающая определенными (для данного элемента) химическими свойствами. Он впервые указал на различие между атомами и молекулами и рассматривал молекулы как мельчайшие частицы данного вещества, обладающие тем же составом, что и вещество в целом. Ломоносов считал, что молекулы данного вещества одинаковы и состоят из одинакового числа соответствующих атомов, взаимно соединенных между собой одинаковым образом. [c.25]

Один из тот же элемент может образовывать несколько простых веществ. Так, элемент кислород при нормальных условиях образует два газооб разных вещества—кислород и озон, сильно различающиеся ло своим физическим и химическим свойствам. Причина различия заключается в неодинаковом числе и неодинаковом способе соединения атомов в молекулах этих веществ. Обычный газообразный кислород состоит из двухатомных молекул, тогда как молекулы озона — трехатомные, угловые. Эти же виды молекул присутствуют в жидком и твердом кислороде и озоне соответственно и, таким образом, характерны для данных простых веществ. В других случаях, например в модификациях серы, различные способы соединения атомов могут и, не сопровождаться столь сильными отличиями в свойствах. [c.345]

Дело в том, что стехиометрический принцип эквивалентности паев, которым руководствовались все до-бутлеровские теории и который явился лишь одним из исходных принципов теории химического строения, требует тождественности всех межатомных связей. Но если бы природа соблюдала эти требования, то энергия каждой простой межатомной связи, образованной за счет замыкания двух единиц сродства , была бы одинакова а это означало бы, что все химические превращения происходят с одинаковой энергией активации, одинаковой скоростью и при определенных условиях являются идеально обратимыми. Химическая активность всех соединений в одних и тех же условиях была бы одинаковой Однако в действительности дело обстоит иначе есть вещества самой различной активности, и А. М. Бутлеров это обстоятельство не только отметил, но и объяснил различием их химического строения, понимая под этим различием, во-первых, бесчисленные возможности изменения свойств одного п того же элемента при переходе его из соединения в соединение под влиянием других элементов и, во-вторых, широко варьируемую энергетическую неэквивалентность (сродствоемкость) химических связей. Поэтому идеи об энергетической неэквивалентности химических связей, обусловленной взаимным влиянием атомов, являются главным содержанием теории А. М. Бутлерова. [c.87]

Атомы элементов также различаются по тому, сколько атомов других элементов могут взаимодействовать с каждым из них Например, атомы некоторых элементов могут соединиться не более чем с одним атомом хлора, образуя соединения общей формулы ЭС1 (Э — элемент). Другие взаимодействуют с двумя, тремя или четырьмя атомами хлора, что приводит к образованию соединений состава ЭС12, ЭС1з или ЭС1 . Из-аа того что кислород и хлор могут соединяться с очень большим количеством элементов, поиск закономерностей в химических свойствах элементов в значительной мере опирался на способность элемента соединяться именно с кислородом и хлором. [c.124]

В тех случаях, когда элементы главных и побочных подгрупп находятся в высшей степени окисления, их аналогичные по форме соединения проявляют известное сходство, например СЬО, ИМП2О7, 80з и СгОз и т. п. Различие в химических свойствах элементов главной и побочной подгрупп одной и той же группы тем более резко [c.92]

Второй период образует атомы от до Ne. В направлении — Ке растет эффективный заряд ядра, в связи с чем уменьшаются размеры атомов (см. Гшах), возрастает потенциал ионизации и осуществляется, начиная с В, переход к неметаллам. Потенциал ионизации отражает не только рост в ряду —Ке, но и особенности электронных конфигураций потенциал ионизации у бора ниже, чем у бериллия. Это указывает на упрочнение заполненных нодоболочек ( у бериллия). Более высокий потенциал ионизации азота по сравнению с кислородом указывает на повышенную прочность конфигурации р , в которой каждая орбиталь занята одним / -электроном. Аналогичные соотношения наблюдаются и в следующем периоде у соседей Mg—А1 и Р—5. У атомов второго периода отрыв электрона с внутреннего Ь -слоя требует такого высокого ПИ (75,62 эВ уже у лития), что в химических и оптических процес--сах участвуют только внешни электроны. Сродство к электрону в ряду Ы—Р имеет тенденцию к возрастанию. Но у берилжя оболочка заполнена, и сродство к электрону эндотермично так же, как и у гелия (1л ). Обладая самым высоким потенциалом ионизации ю всех неметаллов и высоким сродством к электрону, фтор является наиболее электроотрицательным элементом в периодической системе. Для атома неона СЭ (Ке)=—0,22 эВ. Оболочка з р атома Ке, электронный октет, характеризуется суммарным нулевым спином и нулевым орбитальным моментом (терм 5о). Все это, вместе с высоким потенциалом ионизации и отрицательным сродством к электрону, обусловливает инертность неона. Такая же з р конфигурация внешнего слоя характерна для вСех элементов нулевой группы. Исследования последних лет показывают, что 1 п, Хе,Кг и Аг дают химические соединения со фтором и кислородом. Очевидно, что з р конфигурация не влечет как непременное следствие химической инертности. Все атомы со спаренными электронами (терм о) — диамагниты (Не, Ве, Ке и т. д.). Конфигурации внешнего электронного слоя у атомов 2-го и 3-го периодов, стоящих в одних и тех же группах, одинаковы, чем объясняется близость химических свойств элементов, стоящих в одних и тех же группах (сравните Ка иЬ1 в табл. 5). Но наблюдается и различие элементы второго периода обладают постоянной валентностью, а третьего — переменной. Это связано с тем, что у атомов третьего периода есть вакантные -состояния в третьем квантовом слое, а во втором слое таких соединений нет. [c.62]

Аналитическая химия состоит из двух разделов качественного анализа н количественного аналнза. При помощи качественного ан лиза устанавливают, из каких элементов (или ионов) состоит исследуемое вещество. Задачей количественного анализа является определение количественного содержания элементов, ионов или химических соединений, входящих в состав исследуемых веществ и материалов. Результаты качественного анализа не дают возможности судить о свойствах исследуемых материалов, так как свойства определяются не только тем, из каких частей состоит иссле-дус мый объект, но и количественным их соотношением. Например, двг различных минерала — каолинит и пирофиллит — имеют одинаковый качественный состав н состоят из Si02, AI2O3 и Н2О. Различие в свойствах этих минералов определяется различным соот-HouienneM названных компонентов. [c.9]

Наличие свободных орбиталей (Зй) создает различие в свойствах элементов 2-го и З-го периодов. Так, например, Р(25 2р ) образует только ионы Р и не вступает в соединения, в которых Р мог бы проявить положительную степень окисления, а атом хлора С1(35 3р5), являющийся электронным аналогом фтора, вступает в соединения, в которых проявляет положительную степень окисления, потому что электроны хлора при очень малом возбуждении могут занимать свободные орбитали подуровня Зй, а семь непарных электронов могут активно участвовать в образовании химической связи, давая соединения С1аО , НС1О4 [c.52]

В данном случае нет необходимости знать химические свойства этих соединений или даже какую структуру обозначает определенный набор букв (—СООН или СЩОН) можно только сказать, одинаковы или различны атомы или группы и можно или нельзя совместить модель с ее зеркальным изображением. Даже два изотопа одного элемента, например протий (обычный водород) и дейтерий (тяжелый водород), достаточно различаются, чтобы вызвать определенную изомерию. [c.80]

На примере азота, углерода и бора хорошо видно различие химических свойств, состояний атомов в соединениях, реакционной способности "электронно-избыточного" азота, "электроннодостаточного" углерода и "электронно-дефицитного" бора. В ряду этих трех типических элементов указанные свойства меняются особенно резко. [c.287]

Несмотря на сходство между собой химических свойств элементов подгруппы углерода, все же есть существенное отличие углерода с одной стороны, а с другой стороны — всех остальных элементов подгруппы. Различие это происходит из неодинаковости строения валентного уровня электронов. В то время как в соединении СР все ячейки валентного уровня атома углерода запатнены в соединениях 5 р4, ОеР и других галогенидах, у атомов элементов подгруппы углерода o тaюt я вакантными -ячейки. Так, например, для атома кремния в молекуле 51 состоя)ше электронов валентною уровня можно изобразить схемой (рис. 21), в которой сплошными стрелками изображены электроны от атома [c.51]

Спектры элементов подгруппы цинка имеют сходную структуру со спектрами щелочноземельных металлов, а также бериллия и магния однако химические свойства элементов этих подгрупп существенно различаются. Для проведения ААА особенно важно, что цинк, кадмий и ртуть не образуют прочных соединений. Соединения цинка и кадмия полностью диссоциируют в пламени ацетилен — воздух и даже в более холодных пламенах. Соединения же ртути легко восстанавливаются до металла в растворе. Так как ртуть при этом переходит в газообразное состояние и атомизуется даже при комнатной температуре, для ее определения наиболее эффективен беспламенный метод. [c.186]

Совершенно очевидно, что тема Периодический закон и периодическая система химических элементов играла и будет играть важную и подобающую ей роль в курсе общей химии средней и высшей школы. Однако мощное развитие теоретической химии в последние десятилетия (теории строения атома, химической связи, твердого тела и т. п.) вызвало постановку вопросов, связанных как с новым подходом в изложении теоретических основ, так и с изменением удельного веса указанной темы. Кратко причину перестройки в изложении этой темы можно сформулировать следующим образом. Раскрытие физического смысла понятия элемент , физического содержания химических процессов и природы химических связей дает возможность перейти с позиций, отвечающих историческому раз1витию химии, а позиции, отвечающие логическим взаимосвязям между ее объектами свободные атомы элементов — простое вещество— соединения (бинарные и еще более сложные). Действительно, во второй половине XIX и начале XX веков периодический закон выступал как химический закон , как результат обобщения характера изменения химических и физических свойств простых веществ и соединений. Связь с атомным весом элементов не могла быть выражена какой-либо математической зависимостью. Только в аспекте электронных и термодинамических представлений могла быть понята причина сходства и различия в свойствах элементов. [c.215]

Рассмотрим теперь различия в свойствах изотопов. Все свойства элементов можно разделить на две группы. К первой принадлежат ядерные свойства, непосредственно зависящие от массы и строения ядра. К ним принадлежат атомный вес, радиоактивность и ее характер, рентгеновские спектры и некоторые другие свойства. Ко вторым относятся периферические свойства, зависящие от строения внешних слоев электронной оболочки вокруг ядер. К ним принадлежат химические свойства элементов и большинство их физических свойств. При изменении агрегатного состояния, вступлении элемента в химическое соединение с другим элементом и при внешних воздействиях обычного порядка ядро атома остается неприкосновенным, а изменяется лишь строение электронной оболочки, точнее — внешних слоев валентных электронов у атомов, начинающихся со второго ряда системы Менделеева, где, кроме валентных электрогюв, имеются также внутренние. [c.23]

Дальше, повидимому, идет набросок вводной части самой статьи Периодическая законность для химических элементов . В связи с постановкой вопроса о том, какие свойства элементов известны, набросок статьи начинается с рассмотрения различия между элементами и простыми телами, эквивалентом и частицей, телом и радикалом. Именно с этого начинается и указанная статья (Новые материалы, стр. 19). Далее в наброске идет перечисление физических и химических свойств элементов и простых тел, начиная с веса и способности давать соединения определенных типов и кончая магнитностью и преломляемостью. То же и в новой статье. То же, кстати сказать, и в мартовской статье 1869 г. (см. оттиск, стр. 7). [c.489]

По химическим свойствам элементов и их соединений подгруппа галлия во многом похожа на подгруппу германия. Так, для Ge и Оа более устойчива высшая валентность, для РЬ и Т1 низшая, химический характер гидроокисей в рядах Ge—Sn—Pb и Ga—In—T1 изменяется однотипно. Иногда проявляются даже более тонкие черты сходства, например малая растворимость галоидных (С1, Вг, 1) солей как РЬ так и T1I. При всем том между элементами обеих подгрупп имеются и существенные различия (частично обусловленные их разной валентностью) кислотный характер гидроокисей Ga и его аналогов выражен значительно слабее, чем у соответствующих элементов подгруппы германия, в противоположность PbFa фтористый таллий хорошо растворим и т. д. [c.217]

Как И В случае лантаноидов, у элементов семейства актиноидов происходит заполнение третьего снаружи электронного слоя (подуровня 5/) строение же наружного и, как правило, предшествующего электронных слоев остается неизменным. Это служит причиной близости химических свойств актиноидов. Однако различие в энергетическом состоянии электронов, занимающих 5/- и 6 /-под-.уровни в атомах актиноидов, еще меньше, чем соответствующая разность энергий в атомах лантаноидов. Поэтому у первых членов семейства актиноидов 5/-электроны легко переходят на подуровень и могут принимать участие в образовании химических связей. В результате от тория до урана наиболее характерная степень окисленности элементов возрастает от - -А до +6. При дальнейшем продвижении по ряду актиноидов происходит энергетическая стабилизация 5/-С0СТ0ЯНИЯ, а возбуждение электронов на 6 -подуро-вень требует большей затраты энергии. Вследствие этого от урана до кюрия наиболее характерная степень окисленности элементов понижается от +6 до (хотя для нептуния и плутония получены соединения со степенью окисленности этих элементов и 4-7). Берклий и следующие за ним элементы во всех своих соединениях находятся в степени окисленности +3. [c.644]

Так как изотопы одного и того же элемента имеют одинаковый заряд ядра и соответственно одинаковое электронное строение, то химические свойства их практически тождественны. Исключение составляют изотопы легких элементов, у которых атомные массы существенно различаются. У таких изотопов и их соединений наблюдается заметная разница химических свойств. Примерами таких изотопов могут быть протий Н и дейтерий Н. Атомная масса дейтерия в два раза больше атомной массы протия. [c.33]

Элементы этих двух триад VIII группы иногда называют платиноидами, т. е. подобными платине. Это название неточно, поскольку различия в физических и химических свойствах простых и сложных соединений платиновых элементов очень существенны. Поэтому менее обязывающим и более правильным является название платиновые элементы (ПЭ). [c.150]

Можно сказать, что свойства интерметаллических соединений тем в большей степени являются индивидуальными, чем больше отличаются образовавшие их металлы по своему электрохимическому характеру, т. е. чем значительнее они различаются по величине своих электродных потенциалов. Когда мы имеем соединение очень электроположительного элемента с мало электроположительным, то такое соединение по своему характеру приближается к соединениям металла с неметаллами. С химической стороны интерметаллические соединения изучены Краусом, который воспользовался свойством многих из них растворяться в жидком аммиаке. Растворы интерметаллических соединений в жидком аммиаке проводят электрический ток, т. е. они электролиты. Так, при электролизе НадЗл на аноде выделяется олово, на катоде — натрий в весовых отношениях, отвечающих приведенной формуле. Будучи растворенными в жидком аммиаке, интерметаллические соединения вступают во многие химические реакции, которые идут до конца. На основании своих работ Краус приходит к выводу, что интерметаллические соединения — настоящие электролиты, во всех отношениях совершенно аналогичные типичным электролитам — солям. Краус указывает, что в обыкновенных солях, образованных металлом и неметаллом, мы принимаем у атомов металла валентность положительной, а у атомов неметалла отрицательной. Точно так же в интерметаллических соединениях, по-видимому, следует считать электроположительным наиболее активный металл. [c.224]