Характеристика неметалличности

В отличие от металлов у атомов неметаллов высокая энергия ионизации и большое сродство к e-ну. Поэтому для атомов неметаллов более характерной является способность присоединять электроны для завершения электронного октета – устойчивой конфигурации ns ² np ⁶.

Способность присоединять электроны обуславливает окислительные свойства неметаллов.

Если у атома на внешнем электронном слое имеется 4 электрона, то для завершения октета он присоединяет 4e; при наличии 5 электронов – 3e, 6 электронов – 2e и 7 электронов – 1e. В связи с этим характерные степени окисления атомов неметаллов в соединениях соответственно равны -4, -3, -2, -1.

Окислительные свойства неметаллов определяются их положением в периодической системе. В периодах окислительные свойства увеличиваются слева направо, в подгруппах – уменьшаются сверху вниз. Это обусловлено тем, что в периодах слева направо увеличиваются электроотрицательность и сродство к электрону, а в главных подгруппах сверху вниз эти характеристики элементов уменьшаются.

У атома фтора заряд ядра максимальный, радиус атома – минимальный. Поэтому атом фтора способен наиболее легко присоединять недостающий до октета электрон. Фтор характеризуется наибольшей электроотрицательностью и, следовательно, проявляет самые сильные окислительные свойства.

Рассматривая изменения свойств элементов-неметаллов в главных подгруппах, следует отметить, что сверху вниз с увеличением радиуса атома электроотрицательность, сродство к e-ну и соответственно окислительные свойства уменьшаются, то есть уменьшается неметалличность элементов.

Характеристика атомов-неметаллов 2-го периода

Порядковый номер и символ элемента	5B	6C	7N	8O	9E
Радиус атома, нм	0,091	0,077	0,071	0,066	0,064
Общее число электронов на внешнем электронном слое	3e	4e	5e	6e	7e
Электронная конфигурация внешнего слоя	2s^22p^1	2s^22p^2	2s^22p^3	2s^22p^4	2s^22p^5
Относительная электроотрицательность (ЭО)	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
Увеличение неметалличности и окислительных свойств

 

2. Крахмал. Аморфный порошок белого цвета, без вкуса и запаха, плохо растворим в воде, в горячей воде образует коллоидный раствор (клейстер). Макромолекулы крахмала построены из большого числа остатков α-глюкозы. Крахмал состоит из двух фракций: амилозы и амилопектина. Соотношение между амилозой и амилопектином в крахмалах разных растений различно. В среднем содержание амилозы – 20-30%, амилопектина – 70-80%.

Применение крахмала

Крахмал применяется в кондитерском производстве (получение глюкозы и патоки), является сырьём для производства этилового, н -бутилового спиртов, ацетона, лимонной кислоты, глицерина и так далее. Он используется в медицине в качестве наполнителей (в мазях и присыпках), как клеящее вещество.

Крахмал является ценным питательным продуктом. Чтобы облегчить его усвоение, содержащие крахмал продукты подвергают действию высокой температуры, то есть картофель варят, хлеб пекут. В этих условиях происходит частичный гидролиз крахмала и образуются декстрины, растворимые в воде. Декстрины в пищеварительном тракте подвергаются дальнейшему гидролизу до глюкозы, которая усваивается организмом. Избыток глюкозы превращается в гликоген (животный крахмал). Состав гликогена такой же, как у крахмала, – (C6H10O5)n, но его молекулы более разветвлённые.

Биологическая роль

Крахмал – один из продуктов фотосинтеза, главное питательное запасное вещество растений. Остатки глюкозы в молекулах крахмала соединены достаточно прочно и в тоже время под действием ферментов легко могут отщепляться, как только возникает потребность в источнике энергии.

Получение

Крахмал получают чаще всего из картофеля. Для этого картофель измельчают, промывают водой и перекачивают в большие сосуды, где происходит отстаивание. Полученный крахмал ещё раз промывают водой, отстаивают и сушат в струе теплого воздуха.

Крахмал сравнительно легко подвергается гидролизу:

(C₆H₁₀O)n + nH₂O à nC₆H₁₂O₆ (при t и в присутствии H₂SO₄)

крахмал глюкоза

В зависимости от условий гидролиз крахмала может протекать ступенчато, с образованием различных промежуточных продуктов:

(С₆H₁₀O₅)n à (C₆H₁₀0₅)m à xC12H22O11 à C6H12O6 (крахмал декстрины мальтоза (изомер глюкоза сахарозы)

Происходит постепенное расщепление макромолекул.

 

Задача № 15. Решение.

Запишем уравнение реакции и условие задачи в формульном виде:

N₂ + 3H₂ = 2NH₃

V(H₂) = 300 л; z(NH₃) = 43% = 0,43

V(NH₃) =? (н.у.)

Объем аммиака V(NH₃), который можно получить в соответствии с условием задачи, составляет:

V(NH₃)практ = V(NH₃)теор х z(NH₃) = 2/3 х V(H₂) х z(NH₃) = 2/3 х 300 х 0,45 [л] = 86 л

Ответ. 86 л (при н.у.) аммиака.

 

Билет № 16.

1. Коррозия металлов.

2. Целлюлоза. Строение молекулы. Физические и химические свойства. Применение.

3. Задача № 16. Атмосферные загрязнения постепенно уничтожают защитный озоновый слой Земли. Озоновому слою угрожают поступающие в атмосферу фторированные и хлорированные углеводороды - фреоны, например, CCl₃F, CCl₂F₂, CClF₃. Они химически стабильны в нижних слоях атмосферы, но в стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца разрушаются, выделяя атомный хлор, после чего начинают протекать реакции взаимодействия атомного хлора с озоном. Рассчитайте скорость такой реакции с образованием кислорода и монооксида хлора, если через 15 с после начала реакции молярная концентрация озона была 0,3 моль/л, а через 35 с (от начала реакции) стала равна 0,15 моль/л.

 

1. Коррозия металлов – это химическое и электрохимическое разрушение металлов и их сплавов в результате воздействия на них окружающей среды.

Способы борьбы с коррозией

Существует несколько направлений борьбы с коррозией металлов:

1. Изоляция поверхности металлов различными способами:

a) Катодное покрытие – покрытие менее активными металлами;

b) Анодное покрытие – покрытие более активными металлами;

c) Покрытие лаками, красками, эмалями.

2. Изменение состава среды (использование ингибиторов);

3. Электрохимическая защита металлов;

4. Создание композиционных материалов;

5. Использование химически стойких заменителей металлов (полимеры, керамика, стекло).