Озониды щелочных металлов это

    Свойства пероксидов, надпероксидов и озонидов щелочно-земельных металлов имеют много общего со свойствами щелочных металлов (см. гл. 10 н 11). [c.264]

    Сродство к электрону озона около 180 кДж/моль, поэтому он может переходить в озонид-ти 0 . В частности, при.действии озона на щелочные металлы образуются озониды. [c.322]

    При воздействии озона на щелочные металлы можно получить озониды — неустойчивые соединения, которые разлагаются на надпероксиды и кислород  [c.427]

    Восстановительная способность щелочных металлов так велика, что при определенных условиях они могут быть окислены до кислородного соединения, в котором на один атом металла приходится три атома кислорода типа КОз. Это озониды (см. гл. ХП1, 1). [c.238]

    Щелочные металлы реагируют с озоном, образуя озониды ЭО3, состоящие из ионов Э+ и Оз . Гидролизуются они еще легче  [c.202]

    Озониды щелочных металлов получают действием озона на соответствующий гидроксид  [c.129]

    В настоящее время выделены озониды всех щелочных металлов, а также стронция, бария, аммония и тетраметиламмония N( Hз )40з. Большинство из них получают, действуя озоном на соответствующий гидроксид и экстрагируя затем жидким аммиаком  [c.238]

    СВОЙСТВА ОЗОНИДОВ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ [c.333]

    При действии озона на щелочные металлы образуются озониды [c.321]

    Платина реагирует при нагревании с белым фосфором, серой, кремнием, мышьяком, бором и углеродом. Она образует сплавы со свинцом и оловом.

Особенно опасно плавить и прокаливать в платиновой посуде гидроксиды, нитраты, карбонаты, пероксиды, надпероксиды и озониды щелочных металлов.

Нельзя допускать контакта с платиной 8102 в присутствии восстановителей (активированный уголь, газ пламени горелки и т.п.) и плавить в платиновых тиглях стекло выше 900 °С. [c.27]

    ОЗОНИДЫ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ, соед. щелочных металлов и аммония, содержащие анионы 0 Красные крист.  [c.397]

    Полимеризация с участием систем С = С—арил. Сопряжение этиленовой связи с ароматическим кольцом оказывает активирующее влияние на способность соответствующих соединений к полимеризации и облегчает образование высокополимеров. Однако в мягких условиях и при использовании мало активных катализаторов возможно образование полимеров с низким молекулярным весом.

При помощи 23%-ной соляной кислоты или же смеси серной кислоты и ледяной уксусной кислоты (1 9) можно осуществить димериза-цию [655]. Кислоты используют не только для полимеризации, но также и для деполимеризации высокополимеров, в частности стирола. Для получения высокополимеров можно также применять кислород, перекиси, озониды и щелочные металлы. [c.

189]

    Впервые озониды щелочных металлов были выделены в кристаллическом состоянии И. А. Казарновским с сотр. [5,6, 7], которые показали, что они состоят из иона металла и молекулярного аниона О3.  [c.188]

    Причем авторы считают, что лимитирующей стадией процесса является реакция 1, в результате которой образуется озонид щелочного металла, а водород удаляется в виде HOj. [c.189]

    Особую группу соединений представляют продукты взаимодействия озона с щелочами — озониды щелочных металлов. Так, например, уже при низких температурах протекают реакции [c.164]

    При действии озона на твердые гидроокиси щелочных металлов образуются озониды, растворимые в жидком аммиаке. (И. А. Казарновский 1948 и сл.). Озониды представляют собой соли. Например, озонид калия КО3 содержит ионы К и 0 .— Прим. ред. [c.202]

    Степень окисления э л е м е н т о в. Среди формальных понятий химии важнейшим является понятие степени окисления. Степень окисления, — воображаемый заряд атома элемента в соединении, который определяется из. предположения ионного строения вещества.

Определение степеней окисления элементов основано на следующих положениях 1) степень окисления кислорода принимается равной —2. Исключение составляют пероксидные соединения (Nas02), где степень окисления кислорода —1.

А в над-пероксидах (КОа) и озонидах (КОз) окислительное число кислорода соответственно —V2 и —7з- Наконец, во фторидах кислорода степень окисления кислорода положительна например, в OF2 она равна +2 2) водород имеет степень окисления -f 1, Только в солеобразных гидридах типа NaH его степень окисления равна —1 3) степень окисления щелочных металлов равна +1 4) степень окисления атомов, входящих в состав простых веществ, равна нулю 5) в любом ионе алгебраическая сумма всех степеней окисления равна заряду иона, а в нейтральных молекулах эта сумма равна нулю. [c.71]

    Восстановление озонидов, обычно без выделения их в чистом виде, представляет собой конечную стадию озонолиза двойных этиленовых связей и дает в результате альдегиды и кетоны [G. R. Е. S.O., стр. 267].

Это восстановление происходит при действии металлов-восстановителей, иодидов щелочных металлов [J. Org., 31, 345 (1966)], триалкилфосфитов, диметилсуль-фида или при каталитическом гидрировании [Ang. h. I. E., 5, 961 (1966)].

 [c.388]

    Разлагается под действием ультрафиолетового излучения, катализаторов и оксидов азота (разрушение озонового слоя атмосферы Земли). Устойчив в смеси с О2 (озонированный кислород). Малорастворим в воде.

Сильный окислитель (значительно более сильный, чем О2, но более слабый, чем атомарный кислород 0 ). Окисляет при комнатной температуре многие металлы и неметаллы до высоких степеней окисления. Со щелочными металлами (К, КЬ, Сз) образует оранжево-красные озониды.

Не реагирует с Аи, Си, N1, Р1, 5п. Генерируется из кислорода О2 в специальном приборе — озонаторе. Качественная реакция — см. 71 . Применяется для дезинфекции питьевой воды, при отбеливании тканей и минеральных масел, как реагент в неорганическом и органическом синтезе.

В атмосфере Земли озоновый слой (на высоте 25 км) защищает живой мир от воздействия космического УФ-излучения. [c.159]

    О2 и озониды, содержащие О3. Ионы О2 и Оз можно рассматривать как молекулы Оа и Оз, присоединившие электрон, который занимает разрыхляющую орбиталь. Поэтому надпероксиды и озониды образуют только наиболее активные щелочные металлы К, Rb, s (получены также ЫаОг и NaOs, но эти вещества всегда получаются со значительной примесью пероксида натрия). [c.438]

    Сродство к электрону озона около 170 кдж1моль, поэтому он может переходить в озоны5-пон О3. В частности, при действии озона на щелочные металлы образуются озониды (стр. 595)  [c.349]

    При сг-ораиии при атмосферном давлении литий образует только оксид Ь1зО натрий дает пероксид натрия ЫзаОз, калий, рубидий и цезий образуют надпероксиды МО2.

Пероксид натрия при повышении давления и температуры может дальше реагировать с кислородом, образуя ЫаОз. Для натрия и элементов подгруппы калия известны также озониды МО.,.

С увеличением размера иона щелочного металла устойчивость надпероксидов и пероксидов повышается. [c.254]

    За исключением озона, озонидов щелочных металлов, нестабильного 04р2 и ряда органических пероксидов и триоксидов (например, РзС-ООО СРз), ковалентное связывание атомов кислорода не распространяется больше чем на два атома (связи типа 0 = 0 или —0—0—). В то же время у серы наблюдается гораздо большее разнообразие, а именно характерная особенность химии серы состоит в легком образовании цепочек из атомов серы — в самой сере, в галогенидах ЗпХг, в полисульфидах и политионатах. [c.193]

    Соединения. Кислород образует четыре типа соединений оксиды, содержащие О , пероксиды, имеющие пероксогруппу Ч)-0-, надпероксиды, в структуре которых есть ион О2. и озониды, содержащие 05.

Ионы 05 и Оэ можно рассматривать как молекулы О2 и О], присоединившие электрон, который занимает разрыхляющую орбиталь.

Поэтому надпероксиды и озониды образуют только наиболее активные щелочные металлы К, НЬ, Са (получаемые N80 и N803 всегда содержат значительную примесь пероксида натрия №202). [c.432]

    При действии озона на твердые гидроксиды щелочных металлов образуются озониды. Напишите уравнения реакций их получения, взаимодействия с водой, разлоясе-ния. [c.305]

    В узлах ионных кристаллических решеток пероксидов щелочных металлов М2О2 находятся пероксид-ионы Ог (или О—О ), а в узлах решеток надпероксидов МО2-надпероксид-ионы О2 (или О—О ). Кроме того, для К, ЯЬ и Сз получены озониды МО3, содержащие озонид-ионы [c.164]

    Оксиды элементов главной подгруппы I группы, т. е. оксиды щелочных металлов, получают косвенным путем. Только литий при сгорании в кислороде образует оксид 20, натрий дает пероксид МагОг, калий, рубидий и цезий — соединения типа МеОг. Известны также озониды типа МеОз. Все эти высшие оксиды —пероксиды и супероксиды — обнаруживают тем большую устойчивость, чем больше радиус атома металла, т. е. чем больше стабилизирующее действие катиона на пероксид-анион О .  [c.287]

    Устойчивость озонидов щелочных металлов повышается в их ряду от натрия к цезию. При комнатной температуре КЬОз мало устойчив, а СзОз в этих условиях не обнаруживает признаков разложения в течение нескольких дней. При нагревании до 70—100° СзОз разлагается на СззО и СзОа [33]. [c.86]

    К триоксидам относят также озониды фосфитов, например (КО)зРОз, комплексы озона с аренами АгХ О3, озониды щелочных металлов и аммония. [c.6]

    Замещенные 1,2-Д. синтезируют взаимод. озонидов с алкенами, пероксидов щелочных металлов-с 1,3-ди(мези-локси)алканами, Н О -с 1,4-пентадиеном в присут. Hg(N03)2, напр.  [c.74]

    Устойчивость озонидов щелочных металлов возрастает от литня к цезию. Если озонид лития в чистом виде неизвестен, а озонид рубидия мало устойчив при комнатной температуре, то озонид цезия не обнаруживает признаков разложения при 17— 19° С в течение нескольких дней.

Лишь при нагревании до 70—100° С СзОз распадается с образованием окисн и выделением кислорода [102], Озониды рубидия и цезия крайне неустойчивы по отношению к влаге и двуокиси углерода. Они выделяют иод из кислых растворов иодидов. С водой бурно взаимодействуют по реакции  [c.

88]

    Кислородные соединения щелочных металлов бывают следующих типов МгО, М2О2, МО2, МО3. Как называются эти соединения Каково их строение Напишите уравнения реакций взаимодействия их с водой. Какое практическое применение имеют перекиси и озониды металлов  [c.56]

    В узлах ионных кристаллических решеток пероксидов щелочных металлов М2О2 и надпероксидов МО2 находятся пероксид-ионы О2 и надпероксид-ионы О2 известны и ионные озониды состава МО3.

Все эти соединения легко распадаются при нагревании с выделением кислорода, а также подвергаются гидролизу с образованием гидроксид- и гидропероксид-ионов. Пероксиды, надпероксиды и озониды — сильные окислители.

Как и щелочные металлы, щелочноземельные образуют не только оксиды, но также пероксиды МО2 и надпероксиды М(02)2, которые при обработке разбавленными растворами кислот на холоду выделяют пероксид водорода, а при нагревании — кислород. [c.115]

    В. Траубе [3] пытался выяснить црироду продуктов, получаемых при действии озона на гидроокись калия. Он считал, что продукт реакции озона с едким кали представлял механическую смесь непрореагировавшего едкого кали с небольшой примесью вещества оранжевого цвета и двух высших окислов калия. В.

Траубе рассматривал озонид калия как соединение, в котором молекула кислорода присоединена побочными валентностями к одной или двум молекулам КОН, т. е. КОН Оа или (К0Н)2 Оа. В. Штрехер и Г.

Тинеман [4], действуя озоном на щелочные металлы, растворенные в жидком аммиаке, показали, что озониды щелочных металлов не содержат водорода. [c.188]

    Некоторые органические соединения, например нитрогидразин, органические азиды, диазоэфиры, соли диазония, и некоторые алифатические полигалоидные соединения (хлороформ, четыреххлористый углерод) при нагревании реагируют с щелочными металлами со взрывом. При взаимодействии натрия с озоном образуется озонид натрия — крайне нестойкое и взрывоопасное соединение.

Металлический натрий находит в органической химии разнообразное применение (для получения алкоголят, сушения эфира и др.), наряду с другими металлами он образует большую группу натрийорганических соединений. Все натрийорганические соединения, имеющие связь металл—углерод, энергично реагируют с окислителями. При соприкосновении с воздухом они самопроизвольно воспламеняются.

 [c.188]

    Натрий быстро тускнеет на сухом воздухе, более тяжелые металлы еще легче реагируют с воздухом с образованием окислов. При сгорании при атмосферном давлении литий образует только окись Li20 натрий дает перекись натрия Ыа Ог калий, рубидий и цезий образуют надперекиси МО,.

Ыа,0 при повышении давления и температуры может дальше реагировать с кислородом, образуя КаОз. Надперекиси и перекиси тяжелых металлов можно также приготовить при пропускании стехиометрического количества кислорода в аммиачный раствор соответствующего металла. Известны также озониды МО3.

Структура ионов ОГ, О , и О » и их солей со щелочными металлами были уже обсуждены (гл. 13).

Заслуживает внимания факт повышения устойчивости надперекисей и перекисей с увеличением размера иона щелочного металла это является типичным примером стабилизации большого аниона большим катионом как эффект энергии решетки. [c.265]

Озониды | это… Что такое Озониды?

Озони́ды — вид пероксидных соединений.

Озониды в неорганической химии

Неорганические озониды, например КО3 характеризуются наличием иона О3− в кристаллической решетке (так называемый озонидный ион). При растворении мгновенно гидролизуются с образованием кислорода, перекиси водорода и обычных гидроксидов и оксидов. Неорганические озониды — очень сильные окислители.

Свойства

Существуют устойчивые при комнатной температуре озониды лишь трёх самых активных металлов — K, Rb, Cs, а также для тетраметил- и тетраэтиламмония. Известны устойчивые лишь при низких температурах озониды аммония, натрия, тетраамминлития. В сильно загрязненном виде удалось получить очень неустойчивые озониды щелочноземельных металлов.

Все озониды — окрашенные в различные оттенки красного цвета, кристаллические соединения, легко разлагающиеся при нагревании с выделением кислорода. Наиболее изучен озонид калия, медленно разлагающийся при комнатной температуре и быстро — при 60 °С.

С водой озониды реагируют с выделением кислорода и образованием гидроксидов металлов.

Озонидный ион

Получение

Солеобразные KO3, RbO3, CsO3 получают действием озона на пероксиды, супероксиды или гидроксиды:

3КОН(тв.) + 2О3 = 2КО3 + КОН·Н2О + 1⁄2 О2
КО2 + О3 = КО3 + О2

Образующийся озонид экстрагируют жидким аммиаком или фреонами.

Озониды тетраалкиламмония получают обменными реакциями с озонидом калия в органических растворителях.

Применение

Из-за высокой неустойчивости озониды не находят практического применения. Предлагалось их использовать как источник кислорода в поглотительных регенерирующих воздух системах.

В органической химии

Органические озониды — продукты взаимодействия непредельных органических соединений с озоном. Подразделяются на первичные озониды и вторичные озониды (изоозониды или триоксолан). Первичные озониды — промежуточные продукты присоединения озона по двойной связи в растворе быстро изомеризуются в изоозониды через разложение на карбонилоксид и карбонильное соединение:

Свойства

Удается выделить в основном изоозониды. Это очень неустойчивые взрывчатые соединения.

Получение

Реакцией озона с непредельными соединениями (алкенами).

Применение

Образование и последующее разложение вторичных озонидов используется в анализе строения органических веществ и для получения различных альдегидов и кетонов. В газовой фазе продукты разложения не успевают среагировать и вторичный озонид не образуется.

Ссылки

Литература

• Советский Энциклопедический Словарь Гл. редактор А. М. Прохоров.
• Неорганическая химия в 3-х томах под редакцией Ю. Д. Третьякова, т.2 «Химия непереходных элементов»

См. также

• Озон
• Супероксиды
• Пероксиды
• Оксиды

Химические свойства. Образование озона проходит по обратимой реакции:

Образование озона проходит по обратимой реакции:

3O2 + 68 ккал (285 кДж) ←→ 2O3.

Молекула О3 неустойчива и при достаточных концентрациях в воздухе при нормальных условиях самопроизвольно за несколько десятков минут [4] превращается в O2 с выделением тепла.

Повышение температуры и понижение давления увеличивают скорость перехода в двухатомное состояние. При больших концентрациях переход может носить взрывной характер.

Контакт озона даже с малыми количествами органических веществ, некоторых металлов или их окислов резко ускоряет превращение.

В присутствии небольших количеств HNO3 озон стабилизируется, а в герметичных сосудах из стекла, некоторых пластмасс или чистых металлов озон при низких температурах (—78 ºС) практически не разлагается.

Озон — мощный окислитель, намного более реакционноспособный, чем двухатомный кислород.

Окисляет почти все металлы (за исключением золота, платины и иридия) до их высших степеней окисления. Окисляет многие неметаллы.

2 Cu2+(aq) + 2 H3O+(aq) + O3(g) → 2 Cu3+(aq) + 3 H2O(l) + O2(g)

• Озон повышает степень окисления оксидов:
• NO + O3 → NO2 + O2
• Эта реакция сопровождается хемилюминесценцией. Двуокись азота может быть окислена до трёхокиси азота:
• NO2 + O3 → NO3 + O2
• с образованием азотного ангидрида N2O5:
• NO2 + NO3 → N2O5
• Озон реагирует с углеродом при нормальной температуре с образованием двуокиси углерода:
• C + 2 O3 → CO2 + 2 O2
• Озон не реагирует с аммониевыми солями, но реагирует с аммиаком с образованием нитрата аммония:
• 2 NH3 + 4 O3 → NH4NO3 + 4 O2 + H2O
• Озон реагирует с сульфидами с образованием сульфатов:
• PbS + 4 O3 → PbSO4 + 4 O2
• С помощью озона можно получить Серную кислоту как из элементарной серы, так и из двуокиси серы:
• S + H2O + O3 → H2SO4
• 3 SO2 + 3 H2O + O3 → 3 H2SO4
• Все три атома кислорода в озоне могут реагировать по отдельности в реакции хлорида олова с соляной кислотой и озоном:
• 3 SnCl2 + 6 HCl + O3 → 3 SnCl4 + 3 H2O
• В газовой фазе озон взаимодействует с сероводородом с образованием двуокиси серы:
• H2S + O3 → SO2 + H2O
• В водном растворе проходят две конкурирующие реакции с сероводородом, одна с образованием элементарной серы, другая с образованием серной кислоты:
• H2S + O3 → S + O2 + H2O
• 3 H2S + 4 O3 → 3 H2SO4
• Обработкой озоном раствора йода в холодной безводной хлорной кислоте может быть получен перхлорат йода:

1. I2 + 6 HClO4 + O3 → 2 I(ClO4)3 + 3 H2O
2. Твёрдый нитрилперхлорат может быть получен реакцией газообразных NO2, ClO2 и O3:
3. 2 NO2 + 2 ClO2 + 2 O3 → 2 NO2ClO4 + O2
4. Озон может участвовать в реакциях горения, при этом температуры горения выше, чем с двухатомным кислородом:
5. 3 C4N2 + 4 O3 → 12 CO + 3 N2
6. Озон может реагировать при низких температурах. При 77 K (-196 °C), атомарный водород взаимодействует с озоном с образованием супероксидного радикала с димеризацией последнего[5] :
7. H + O3 → HO2 + O
8. 2 HO2 → H2O4

Озон может образовывать озониды, содержащие анион O3-. Эти соединения взрывоопасны и могут храниться при низких температурах. Известны озониды всех щелочных металлов. KO3, RbO3, and CsO3 могут быть получены из соответствующих супероксидов:

• KO2 + O3 → KO3 + O2
• Озонид калия может быть получен и другим путём из гидроокиси калия [6]:
• 2 KOH + 5 O3 → 2 KO3 + 5 O2 + H2O
• NaO3 and LiO3 могут быть получены действием CsO3 в жидком аммиаке NH3 на ионообменные смолы, содержащие ионы Na+ or Li+ [7]:
• CsO3 + Na+ → Cs+ + NaO3
• Обработка озоном раствора кальция в аммиаке приводит к образованию озонида аммония, а не кальция [8]: 3 Ca + 10 NH3 + 6 O3 → Ca•6NH3 + Ca(OH)2 + Ca(NO3)2 + 2 NH4O3 + 2 O2 + H2
• Озон может быть использован для удаления марганца из воды с образованием осадка, который может быть удалён фильтрованием: 2 Mn2+ + 2 O3 + 4 H2O → 2 MnO(OH)2 (s) + 2 O2 + 4 H+
• Применение озона Применение озона обусловлено его свойствами:сильного окисляющего агента: для стерилизации изделий медицинского назначения при получении многих веществ в лабораторной и промышленной практике для отбеливания бумаги для очистки масел сильного дезинфицирующего средства: для очистки воды и воздуха от микроорганизмов (озонирование) для дезинфекции помещений и одежды

Одним из существенных достоинств озонирования, по сравнению с хлорированием, является отсутствие токсинов после обработки. Тогда как при хлорировании возможно образование существенного количества токсинов и ядов, например, диоксина.

Фторид кислорода(II) (OF2) — дифторид кислорода. Представляет собой бесцветный газ, конденсирующийся при охлаждении в светло-желтую (в толстых слоях золотисто-желтую) жидкость. Фторид кислорода(II) имеет раздражающий запах несколько отличающийся от запаха фтора (смесь запаха хлорной извести и озона).

Озон

Озонид ( Озонид английский) либо:

Ионный озонид

Неорганические озониды — это ионные соединения темно-красного цвета, содержащие анионы O 3 — . Этот анион имеет такую ​​же изогнутую структуру, что и молекула озона.

Эти ионные озониды образуются при сжигании калий или рубидия или цезия в озоне , или путем обработки гидроксида из соответствующего щелочного металла с озоном. Калий, оставшийся нетронутым на долгие годы в сухом воздухе, образует покров супероксида и озонида.

Эти озониды являются очень чувствительными взрывчатыми веществами, с которыми необходимо обращаться при низкой температуре и в инертной атмосфере. Литиевые и натрий озониды являются чрезвычайно нестабильными и получают при низкой температуре с помощью ионного обмена , начиная с CSO 3 .

Озонид натрия, который легко распадается на NaOH и NaO 2 , долгое время считался невозможным для получения в чистом виде. Однако с помощью криптандов и метиламина можно получить чистый NaO 3 в виде красных кристаллов, изоструктурных кристаллам NaNO 2 .

Озонид тетраметиламмония, который может быть получен метатезисом с озонидом цезия в жидком аммиаке , стабилен при температуре 74,85  ° C (348 K):

CsO 3 + [(CH 3 ) 4 N] [O 2 ] → CsO 2 + [(CH 3 ) 4 N] [O 3 ]

Ковалентный озонид с одинарной связью

В ozonures из фосфита формулы (RO) 3 PO 3 , используется для производства углерода из синглетного кислорода . Они образуются путем озонирования сложного эфира фосфита в дихлорметане при низкой температуре и разлагаются с образованием синглетного кислорода и сложного эфира фосфорной кислоты  :

1. (RO) 3 P + O 3 → (RO) 3 PO 3
2. (RO) 3 PO 3 → (RO) 3 PO + 1 O 2

Молозонид и органический озонид

органические озониды (1,2,4-триоксолан) возникают в результате перегруппировки молозонидов (1,2,3-триоксолан), образующихся в результате реакции присоединения между озоном и алкеном .

Молозониды — еще более взрывные родственники органических пероксидов . Они нестабильны и быстро превращаются в соответствующий органический озонид.

Последние обычно выглядят как маслянистые жидкости с сильным запахом и быстро разлагаются в присутствии воды на карбонильные соединения: альдегиды , кетоны , пероксиды .

Образование органического озонида. Вторая стрелка представляет несколько этапов озонолиза .

Примечания и ссылки

1. ↑ FA Cotton and G. Wilkinson, Advanced Inorganic Chemistry , 5th edition, 1988, p.462.
2. ↑ Н. Корбер, М. Янсен, Ионные озониды лития и натрия: обходной синтез катионообменом в жидком аммиаке и комплексообразование криптандами , Chemische Berichte, 1996, т. 129 (7), стр. 773–777. DOI : 10.1002 / cber.19961290707 .
3. ↑ В.

   Кляйн, К. Армбрустер, М. Янсен, Синтез и определение кристаллической структуры озонида натрия , Химические коммуникации, 1998, т. 6, стр. 707–708. DOI : 10.1039 / a708570b .

4. ↑ Catherine E. Housecroft, Alan G. Sharpe, Inorganic Chemistry — глава 16: The Group Elements 16 , 2008, 3- е изд., Pearson, p .. 496. ( ISBN  978-0-13-175553-6 ) .

Смотрите также

• Химический портал

Озониды

Озониды — это редкий класс нестабильных химических соединений , образующихся в результате присоединения озона к двойной или тройной связи в ненасыщенном химическом соединении.

история

Озониды были обнаружены в 1866 году Кристианом Фридрихом Шёнбейном, когда озон пропускался через концентрированные щелочные растворы и становился красным. В 1868 году Чарльз Адольф Вюрц наблюдал характерное изменение цвета продукта реакции во время своих экспериментов по взаимодействию гидроксида калия с озоном, твердым продуктом реакции.

Точный химический состав этого желто-коричневого соединения, которое сразу же разлагается в отсутствие озона, долгое время оставался неясным. Например, Байер и Виллигер объяснили это соединение как соль гипотетической кислоты H 2 O 4 . Лишь в 1949 году Исаак Абрамович Казарновский распознал правильный состав МО 3 и ввел термин «озонид».

В период с 1960 по 1970 год ионные озониды, в отличие от ковалентных озонидов, образующихся при озонолизе непредельных углеводородов , исследовались в первую очередь российскими и американскими учеными с точки зрения их использования в качестве генераторов кислорода для космических путешествий.

Однако внутренняя нестабильность озонидов, с одной стороны, препятствовала их техническому применению, а с другой — затрудняла, учитывая экспериментальные возможности того времени, чистое приготовление и управляемость. Поэтому после 1970 г. интерес к этому классу веществ снизился.

Лишь в 1985 году озониды щелочных металлов можно было производить исключительно в граммах с использованием процесса Шника и Янсена.

Органические озониды были впервые исследованы в 1898 году Мариусом-Полем Отто , который систематически изучал реакции озона с органическими веществами. 1904 затем Карл Харрисом озонолиз обнаружен и 1951, трехступенчатый механизм озонолиза с Рудольфом Криджей выяснен.

Органические озониды

В органической химии озониды — это соединения с основной структурой триоксолана (циклические, ацетилоподобные пероксиды, полученные из альдегидов и кетонов ), которые образуются во время реакции алкенов или алкинов с озоном.

Здесь 1,2,3-триоксоланы называются первичными озонидами или молозонидами, а 1,2,4-триоксоланы, спонтанно возникающие при более высоких температурах, — вторичными озонидами. Различают также мономерные и олигомерные озониды.

В основном это более или менее густые масла или бесцветные сиропообразные массы. Аморфные или кристаллические соединения также редки. Как правило, они нестабильны и самопроизвольно разлагаются, хотя известны и более стабильные соединения (например, цитраль ).

Большинство органических озонидов плохо растворяются в воде или разлагаются при контакте с водой, но растворимы в органических растворителях.

Образование органических озонидов.

Стабильный озонид артеролан исследуется как потенциальное противомалярийное средство.

Неорганические озониды

В неорганической химии соединения MO 3 (M = щелочной металл ) называются озонидами. Они содержат парамагнитный расположенный под углом ион O 3 — с углом ООО около 113,5 ° (угол несколько меняется в зависимости от катиона), неспаренный электрон которого находится на π * молекулярной орбитали .

Озониды щелочных металлов образуются, когда озон воздействует на твердые гипероксиды металлов (таких как калий , рубидий или цезий ), в результате чего энтальпия реакции должна быть удалена путем охлаждения. Таким образом, производство неорганических озонидов и обращение с ними является дорогостоящим и требует z. Б.

низкие температуры ниже -10 ° C и атмосфера инертного газа .

МО2+О3⟶МО3+О2{ displaystyle { ce {MO2 + O3 -> MO3 + O2}}}

Неорганические озониды имеют темно-красный цвет и обычно химически нестабильны. Они разлагаются до гипероксидов и кислорода при комнатной температуре. Неорганические озониды известны из всех щелочных металлов, за исключением лития и франция .

Озонид тетраметиламмония N [CH 3 ] 4 O 3 , который также принадлежит к этой группе, является наиболее стабильным ионным озонидом и разлагается только при температуре выше 75 ° C. Это может быть сделано путем взаимодействия тетраметиламмонии перекиси с озонидом цезия или озонидом калия в жидком аммиаке .

(N[CH3]4-й)О2+CSO3⟶(N[CH3]4-й)О3+CSO2{ Displaystyle { ce {(N [CH3] 4) O2 + CsO3 -> (N [CH3] 4) O3 + CsO2}}}

Фосфитозониды (RO) 3 PO 3 также известны с начала 1960-х годов .

Индивидуальные доказательства

Озонид — Ozonide

Озонид нестабильный, реактивный многоатомный анион О−3 аналог озон или любой из нескольких классов органический пероксид соединения, аналогично образующиеся при реакции озона с ненасыщенное соединение.

Ионные озониды

Неорганические озониды[1] темно-красные ионные соединения содержащий реактивный О−3 анион. Анион имеет изогнутая форма молекулы озона.

Неорганические озониды образуются при горении калий, рубидий, или же цезий в озон, или обработав щелочной металл гидроксид с озоном; если калий не трогать с воздухом в течение многих лет, он накапливает покрытие из супероксида и озонида.

Это очень чувствительные взрывчатые вещества, с которыми необходимо обращаться при низких температурах в атмосфере, состоящей из инертный газ. Озонид лития и натрия крайне нестабильны и должны быть получены низкотемпературным ионным обменом, начиная с CsO.3.

Озонид натрия, NaO3, которая склонна распадаться на NaOH и NaO2, ранее считалось невозможным получить в чистом виде.[2] Однако с помощью криптанды и метиламин, чистый NaO3 могут быть получены в виде красных кристаллов, изоструктурных NaNO2.[3]

Ионные озониды исследуются[нужна цитата] как источники кислород в химические генераторы кислорода. Тетраметиламмоний озонид, который может быть получен реакция метатезиса с озонидом цезия в жидкий аммиак, стабильно до 348К:

CSO3 + [(CH3)4НЕТ2] → CsO2 + [(CH3)4НЕТ3]

Ковалентные односвязные структуры

Озониды фосфита, (RO)3PO3, используются в производстве синглетный кислород. Их получают путем озонирования сложный эфир фосфита в дихлорметан при низких температурах и разлагаются с образованием синглетного кислорода и фосфорный эфир:[4]

1. (РО)3P + O3 → (РО)3PO3
2. (РО)3PO3 → (РО)3PO + 1О2

Молозониды

Органические озониды называются молозониды и обычно образуются в результате реакции присоединения озона к алкены. Они более взрывные кузены органические пероксиды и как таковые редко выделяются в ходе последовательности реакций озонолиза.

Молозониды нестабильны и быстро превращаются в триоксолан кольцевая структура с пятичленным C – O – O – C – O кольцом.

[5][6] Обычно они появляются в виде маслянистых жидкостей с неприятным запахом и быстро разлагаются в присутствии воды до карбонил соединения: альдегиды, кетоны, перекиси.

Образование органического озонида. Вторая стрелка представляет несколько шагов, как показано на озонолиз.

Смотрите также

Рекомендации

внешняя ссылка

Соединения металлов IА группы

• — Бинарные соединения с кислородом;
• — Гидроксиды щелочных металлов;
• — Важнейшие соли натрия и калия.

Твердые вещества, х.р. в воде (за исключением Li2O, который растворяется медленно). Оксиды Li20 и Na20 бесцветны, К2O -желтовато-белый, Rb2O — светло-желтый, Cs2O — оранжевый.

1. Наиболее устойчивый оксид Li2O образуется при горении Li на воздухе. Для получения других оксидов проводят медленное окисление металлов в условиях недостатка O2 или осуществляют восстановление пероксидов одноименными металлами:
2. 4Na + O2= 2Na2O
3. Na2O2 + 2Na → 2Na2O
4. Являются типичными основными оксидами -взаимодействуют с Н2O, кислотными оксидами, кислотами.
5. На воздухе оксиды «расплываются»; легко поглощают СO2, превращаясь при этом в карбонаты:
6. Ме2O+ СO2 = Ме2СO3

Оксиды щел. Me не проявляют ни окислительных, ни восстановительных свойств.

Пероксиды Ме202

• Твердые вещества, растворимые в воде, имеют окраску отсветло-желтой у Na2O2 до темно-коричневой у Rb2O2.
• Практически наиболее важный пероксид натрия образуется при го­рении металла на воздухе:
• 2 Na + O2= Na2O2
• Пероксиды К, Rb, Cs получают действием 02 на растворы щел. Me в жидком NH3

Пероксидыщел. Me можно считать солями пероксида водорода Н2O2. В водномрастворе они гидролизуются как соли слабой кислоты:

1. Na2O2 + Н2O → NaOH + NaHO2
2. Сильные кислоты вытесняют из пероксидов щел. Me пероксид водорода:
3. Na2O2 + H2SO4 = Na2SO4 + Н2O2

Пероксиды щел. Me являются сильными окислителями. Реакции со многими веществами (порошкообразный Al , уголь, эфир, хлопок и др.) происходят настолько энергично, что сопровождаются взрывом.

• Пероксид натрия поглощает СO2 с выделением кислорода:
• 2Na2O2 + 2СO2 = 2Na2CO3 + O2
• Это свойство используется в дыхательных аппаратах для водолазов и пожарных, а так­же для обновления воздуха а закрытых помещениях, а частности, на подводных лодках.

Супероксиды (надпероксиды) Me+[O2-]

Характерны для калия, рубидия, цезия. Образуются при горении этих металлов навоздухе. Уже при нулевой температуре разлагаются, выделяя свободный кислород:

1. 2КO2+ 2Н2O = 2КОН + Н2O2 + O2
2. Приболее высокой температуре разложение происходит без образования H2O2.
3. Супероксиды являются очень сильными окислителями, подобно пероксидам.

Озониды Me+[O3-]

Известны для К, Rb , Cs . Очень неустойчивые соединения,имеют оранжево-красную окраску. При взаимодействии с водой выделяют наибольшее количество кислорода:

• 2RbO3 +Н2O = 2RbOH + 2,5O2
• Общим свойством всех бинарных соединений щелочных металлов с кислородом является их способность поглощать СO2. Пероксиды, супероксиды и озониды могут связывать также монооксид углерода СО:
• Na2O2 + СО = Na2CO3
• 2КO2 + СО = К2СO3+ O2
• 2RbO3 +СО = Rb2CO3 + 2O2

Гидроксиды щелочных металлов

МеОН — общая формула гидроксидов s'-металлов, называемых щелочами.

Щелочи — твердые, непрозрачные бесцветные вещества, довольно легкоплавкие. Плавятся без разложения в интервале температур -300-50°С. Только гидроксид лития при плавлении частично разлагается:

2LiOH = Li2O + Н2O

Твердые гидроксиды и их концентрированные растворы сильно гигроскопичны, они жадно поглощают влагу и используются для осушения газов, не обладающих кислотными свойствами. Вследствие гигроскопичности твердые щелочи быстро расплываются навоздухе.

Гидроксиды щелочных металлов очень хорошо растворяются в воде (за исключением малорастворимого LiOH ), а также в спирте.

Щелочи — очень агрессивные, едкие вещества. Они вызывают тяжелые ожоги кожи и слизистых оболочек, разъедают ткань, бумагу, кожу и др. вещества.

Щелочи — одни из самых реакционноспособных веществ, используются во многих реакциях неорганического и органического синтеза, а также в технологических процессах. Они находят широкое применение в щелочных аккумуляторах.

Важнейшие соли натрия и калия

NaCI — поваренная, или каменная соль. Пищевой продукт, консервирующее средство, сырье для получе­ния соды Na2C03, хлора, NaOH . Изотонический р-р NaCI (0,9%) используется в медицине (физиологический раствор).

NaBr — бромид натрия. Применяется как седативное средство в медицине.

1. Na2CO3 — кальцинированная сода. Водные растворы имеют сильнощелочную реакцию вследствие гидролиза:
2. Na2CO3 + Н2O = NaHCO3 + NaOH.
3. Получают аммиачно-хлоридным способом (метод Сольвэ):
4. NaCl + NH 3 + СO2 + Н2O = NaHCO3 + NH4Cl
5. 2NaHCO3= Na2CO3 + CO2 + H2O

Применяется для производства стекла, при получении мыла и др.моющих средств.

• NaHCO3 — питьевая, или пищевая, сода. Водные р-ры имеют слабощелочную среду в результате гидролиза:
• NaHCO3 + Н2O = Н2СO3+ NaOH;
• поэтому используются как лекарственное средство для понижения кислотности желудочного сока.

NaNO3 — натриевая, или чилийская, селитра. Применяется как удобрение; в качестве окислителя входит в состав взрывчатых смесей, ракетных топлив, пиротехнических средств.

Na2SO4 • 10H2O — мирабилит, или глауберова соль. Применяетсяв медицине как слабительное средство.

Na2B4O7 • 10H2O — бура (декагидрат тетрабората натрия). Применяют наружно как антисептическое средство для полосканий,спринцеваний и т.д.

KCl — в природе минерал сильвин (сильвинит — NaCl • KCl). Используется как удобрение, применяется при производстве КОН, КСlO3, КСlO4, KNO3 и др.

К2СO3- поташ. В значительных количествах содержится в растительной золе.

KNO3 — калийная селитра. Применяют как удобрение, для изготовления черного пороха (окислитель), в производстве спичек, для консервирования мясных продуктов.

КМnO4 (перманганат калия), К2Сr2О7 (дихромат калия, хромпик), КСlO3 (хлорат калия, бертолетова соль). Сильнейшие окислители, широко используются в неорганическом и органическом синтезе.

K4[Fe(CN)6] — желтая кровяная соль. Используется как реагент для обнаружения ионов Fe3+.

K3[Fe(CN)6] — красная кровяная соль. Используетсякак реагент для обнаружения ионов Fe2+.

Химия элементов (щелочные металлы) ep 1

Давненько не было статеек и вот я готов начать серию работ по химии элементов. Материал я постараюсь, как в хороших учебниках делить на «базовый» и «расширенный«, как показала практика такое распределение помогает как новичкам, так и увлеченным химикам. Буду благодарен за критику, поскольку ошибок я, как начинающий писатель, пока делаю достаточно.

Начнем пожалуй с щелочных металлов: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. Все расположены в первой группе периодической системы, и их объединяют как общие химические так и физические свойства. Но чем обусловлено такое сходство?

В цикле «Очень легкая химия» мы разбирались в строении атомов и говорили о том, что именно электронная оболочка определяет свойства того или иного элемента, теперь настало время применить наши знания на практике.

Если вспомнить положения периодического закона, мы увидим, что у всех щелочных металлов на последнем энергетическом уровне находится по одному электрону. Из этого мы делаем логичный вывод, что они склонны отдавать его, чтобы приобрести законченный электронный уровень.

Законченный электронный уровень обладает меньшей энергией чем незаконченный, следовательно состояние, при котором энергетическая оболочка атома характеризуется наименьшей энергией, будет наиболее стабильным.

В теории это объясняется эффектами вырожденности электрона (неоднозначное определение его на орбитали) На практике же подтверждается большой разницей между энергиями первой и второй ступени ионизации (что говорит о менее прочной связи с ядром внешнего электрона, по сравнению с электроном с заполненной оболочки)

Именно поэтому щелочные металлы очень активны, способны легко отдавать электрон, проявляя свойства восстановителей, а также обладают самыми низкими электрохимическими потенциалами

• Высокая активность щелочных металлов не позволяет им находится в природе в самородном виде, поэтому металлы первой группы образуют множество минералов, с некоторыми из которых, например с поваренной солью, мы сталкиваемся каждый день.
• Известно огромное количество минералов, образуемых щелочными металлами, вот некоторые из них:
• LiAl(SiO3)2- сподумен
• KCl * MCl2* 6H2O- карналит
• KCl- сильвин
• NaCl- галит
• (Cs, Na)[AlSi2O6] — поллуцит
• (K,Na,Rb)AlSi3O8- амазонит
• Выделение металлов из их соединений, ввиду их высокой химической активности, является сложной задачей, в основном используют либо электрохимический метод, либо восстановление алюминием, кальцием или цирконием.

Резонные вопросы вызывает последний метод, ведь мы знаем, что металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений после например натрия, не может восстановить его из соли, однако на помощь нам приходят уже физические свойства щелочных металлов, а именно низкая температура плавления и кипения, в условиях атмосферного давления, небольшие количества натрия, получающиеся в реакции хлорида натрия и алюминия, опять взаимодействуют с хлоридом алюминия и реакция в общем не идет. Но если поместить реакционную смесь в вакуум и нагреть, образующийся в ходе реакции натрий начнет испаряться, не реагируя с твердым даже при высокой температуре хлоридом алюминия. Также внимание заслуживает метод Грейсхейма, взаимодействие ацетиленида (карбида) кальция с фторидом калия (реакция).Рубидий и цезий получают разложением азидов (солей HN3) вакууме.

1. Химические свойства
2. Все щелочные металлы реагируют с кислородом, водородом, неметаллами, кислотами, водой и многими другими классами соединений, в том числе и органическими молекулами.
3. Соединения с кислородом.
4. Щелочные металлы образуют 4 типа соединений с кислородом: оксиды, пероксиды, надпероксиды, озониды. На примере натрия соответственно:
5. Na2O, Na2O2, NaO2, NaO3.
6. Такое многообразие обусловлено высокой активностью щелочных металлов, а также незначительной разницей между энергиями связи кислородных атомов друг с другом и атомами металлов.

Все кислородные соединения реагируют с водой. Оксиды при взаимодействии дают щелочи, а остальные соединения: щелочь и пероксид водорода на холоде, щелочь воду и кислород при нагревании, или в присутствии катализатора (MnO2 Pt каталаза).

Интересно, что прямым взаимодействием кислорода нельзя получить оксид щелочного металла, исключением является оксид лития, в этом литий проявляет диагональное сходство с магнием. В случае с остальными металлами образуется адская смесь оксидов, пероксидов и надпероксидов.

Чистые оксиды получают взаимодействием например калия с нитратом калия, или пероксида с металлом, азида с металлом, гидроксида с металлом, эти способы не эффективны для цезия и рубидия, ввиду их высочайшей активности. Остальные кислородные соединения получают прямым окислением или, как в случае озонидов, взаимодействием с озоном.

Интересными соединениями щелочных металлов являются интерметаллиды, соединения двух металлов.

Особенностью сплавов (интерметаллидов) щелочных металлов является их невероятно низкая температура плавления, например у сплава натрия, калия и цезия она равна -78 °C.

А например сплав ртути и натрия (амальгама натрия) используется в органическом синтезе как восстановитель, благодаря своей способности реагировать с водой без опасности взрыва, как это бывает в случае с натрием.

При взаимодействии щелочных металлов получаются солеобразные гидриды, соединения в которых водород принимает степень окисления -1.

Гидриды выглядят как белые порошки, взаимодействуют с кислотами и водой, обладают сильными восстановительными свойствами, что активно используется в органической химии.

Смешанный гидрид алюминия лития, или аланат лития используют для восстановления кетонов, альдегидов и нитросоединений.

Соединения щелочных металлов с неметаллами получают прямым взаимодействием. Сульфиды и фосфиды образуют все щелочные металлы, а карбиды (ацетилениды) при прямом взаимодействии образует только литий, он же реагирует с азотом при комнатной температуре, образуя нитрид.

В следующей части речь пойдет о наиболее важных соединениях щелочных металлов- солях, являющихся основными компонентами удобрений, без которых наша жизнь была бы не возможна.