Металл хэв маяг 3-р хэсэг - Бусад бүх зүйл
Орчин үеийн эдийн засагт улам бүр ашиглагдаж байгаа лити, аж үйлдвэр, амьд ертөнцийн хамгийн чухал элементүүдийн нэг болох натри, калийн дараа бусад шүлтлэг элементүүдийн цаг иржээ. Бидний өмнө рубидий, цезий, франк байдаг.
Сүүлийн гурван элемент нь хоорондоо маш төстэй бөгөөд нэгэн зэрэг калитай төстэй шинж чанартай бөгөөд үүнтэй хамт кали хэмээх дэд бүлгийг үүсгэдэг. Та рубиди, цезийтэй ямар ч туршилт хийх боломжгүй тул кали шиг урвалд ордог, тэдгээрийн нэгдлүүд нь түүний нэгдлүүдтэй ижил уусах чадвартай байдаг гэсэн мэдээлэлд сэтгэл хангалуун байх ёстой.
1. Спектроскопийн эцэг хүмүүс: зүүн талд Роберт Вильгельм Бунсен (1811-99), баруун талд Густав Роберт Кирхгоф (1824-87)
Спектроскопийн анхны дэвшил
Галын дөлийг тодорхой элементийн нэгдлээр будах үзэгдэл нь салютыг чөлөөт төлөвт оруулахаас өмнө мэдэгдэж байсан бөгөөд үүнийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг байсан. 1859-р зууны эхээр эрдэмтэд нарны гэрэлд гарч ирдэг, халсан химийн нэгдлүүдээс ялгардаг спектрийн шугамыг судалжээ. XNUMX онд Германы хоёр физикч - Роберт Бунсен i Густав Кирхгоф - ялгарсан гэрлийг турших төхөөрөмж барьсан (1). Анхны спектроскоп нь энгийн загвартай: гэрлийг спектрийн шугам болгон хуваасан призмээс бүрдсэн байв. линзтэй нүдний шил тэдний ажиглалтын хувьд (2). Химийн шинжилгээнд спектроскоп ашиг тустай байсан нь нэн даруй анзаарагдсан: дөлийн өндөр температурт бодис атомуудад хуваагддаг бөгөөд эдгээр нь зөвхөн өөрсөддөө онцлог шинж чанартай шугамуудыг ялгаруулдаг.
2. Г.Кирхгоф спектроскоп дээр
3. Металл цезий (http://images-of-elements.com)
Бунсен, Кирхгоф нар судалгаагаа эхлүүлж, жилийн дараа Дюркхейм дэх рашаанаас 44 тонн рашаан усыг ууршуулжээ. Хурдасны спектрт тухайн үед мэдэгдэж байсан ямар ч элементтэй холбоогүй шугамууд гарч ирэв. Бунсен (тэр бас химич байсан) тунадаснаас шинэ элементийн хлоридыг тусгаарлаж, түүнд агуулагдах металлыг нэрлэжээ. ДАМЖУУЛАХ түүний спектрийн хүчтэй цэнхэр шугамууд дээр үндэслэсэн (Латин = цэнхэр) (3).
Хэдэн сарын дараа, аль хэдийн 1861 онд эрдэмтэд давсны ордын спектрийг илүү нарийвчлан судалж, түүнд өөр элемент байгааг олж мэдэв. Тэд түүний хлоридыг тусгаарлаж, атомын массыг нь тодорхойлж чадсан. Спектр дээр улаан шугамууд тод харагдаж байсан тул шинэ литийн металлыг нэрлэсэн рубид (Латин хэлнээс = хар улаан) (4). Спектрийн шинжилгээгээр хоёр элементийг нээсэн нь химич, физикчдийг итгүүлсэн. Дараагийн жилүүдэд спектроскопи нь судалгааны гол хэрэгслийн нэг болж, нээлтүүд нь эвэрлэг шиг бороо оров.
4. Металл рубидиум (http://images-of-elements.com)
Руби энэ нь өөрөө эрдэс үүсгэдэггүй бөгөөд цезий нь зөвхөн нэг юм (5). Хоёр элемент. Дэлхийн гадаргуугийн давхарга нь 0,029% рубиди (элементийн элбэг дэлбэг байдлын жагсаалтын 17-р байр), 0,0007% цезий (39-р байр) агуулдаг. Эдгээр нь биоэлемент биш боловч зарим ургамал тамхи, чихрийн нишингэ зэрэг рубидиумыг сонгон хадгалдаг. Физик-химийн үүднээс авч үзвэл хоёр металл нь "стероид дээрх кали" юм: бүр илүү зөөлөн, хайлдаг, бүр илүү идэвхтэй байдаг (жишээлбэл, тэд агаарт аяндаа гал авалцдаг, тэр ч байтугай дэлбэрэлтээр устай урвалд ордог).
дамжуулан энэ нь хамгийн "металл" элемент юм (химийн хувьд, үгийн ярианы утгаараа биш). Дээр дурдсанчлан тэдгээрийн нэгдлүүдийн шинж чанар нь калийн нэгдлүүдийнхтэй төстэй юм.
5 Поллюцит бол Цезийн цорын ганц эрдэс юм (USGS)
металл рубидиум ба цезийг тэдгээрийн нэгдлүүдийг магни эсвэл кальцитай вакуум орчинд багасгах замаар олж авдаг. Тэдгээр нь зөвхөн тодорхой төрлийн фотоволтайк эсүүдийг үйлдвэрлэхэд шаардлагатай байдаг (туслын гэрэл нь тэдгээрийн гадаргуугаас электронуудыг амархан ялгаруулдаг) рубиди, цезийн жилийн үйлдвэрлэл нь хэдэн зуун кг орчим байдаг. Тэдний нэгдлүүдийг бас өргөн ашигладаггүй.
Калийн нэгэн адил, Рубидийн изотопуудын нэг нь цацраг идэвхт бодис юм. Rb-87-ийн хагас задралын хугацаа 50 тэрбум жил байдаг тул цацраг туяа маш бага байдаг. Энэхүү изотопыг чулуулгийн он сар өдрийг тогтооход ашигладаг. Цези нь байгалийн цацраг идэвхт изотопгүй, гэхдээ CS-137 нь цөмийн реактор дахь ураны задралын бүтээгдэхүүний нэг юм. Энэ изотопыг g-цацрагийн эх үүсвэр болгон, жишээлбэл, хорт хавдрын хавдрыг устгахад ашигладаг байсан тул ашигласан түлшний саваагаас тусгаарлагдсан.
Францын хүндэтгэлд
6. Франц хэлийг нээсэн хүн - Маргерит Перей (1909-75)
Менделеев цезийээс илүү хүнд литийн метал байдаг гэдгийг аль хэдийн таамаглаж, түүнд ажлын нэр өгсөн. Химичид үүнийг бусад литийн ашигт малтмалаас хайж байсан, учир нь энэ нь тэдний хамаатан садан шиг тэнд байх ёстой. Хэд хэдэн удаа үүнийг нээсэн мэт санагдаж байсан ч таамагласан боловч хэзээ ч биелээгүй.
87 оны эхээр 1914-р элемент цацраг идэвхт бодис болох нь тодорхой болсон. 227 онд Австрийн физикчид үүнийг нээхэд ойрхон байв. С.Мейер, В.Хесс, Ф.Панет нар актиниум-89-ээс сул альфа цацрагийг ажигласан (элбэг их хэмжээгээр ялгардаг бета хэсгүүдээс гадна). Актинийн атомын дугаар нь 87, альфа бөөмийн ялгаралт нь үелэх системийн элементийн хоёр байр хүртэл "багассан"-тай холбоотой тул атомын дугаар 223, массын дугаар XNUMX-тай изотоп нь альфа бөөмс байх ёстой. үүнтэй төстэй энерги нь (агаар дахь бөөмсийн хүрээг тэдгээрийн энергитэй пропорциональ хэмждэг) мөн протактиний изотопыг ялгаруулдаг тул бусад эрдэмтэд эмийг бохирдуулдаг гэж үздэг.
Удалгүй дайн эхэлж, бүх зүйл мартагдсан. 30-аад онд бөөмийн хурдасгуурыг зохион бүтээж, анхны хиймэл элементүүдийг гаргаж авсан, тухайлбал атомын дугаар 85-тай удаан хүлээгдэж буй асттиум. 87-р элементийн хувьд тухайн үеийн технологийн түвшин нь шаардлагатай хэмжээгээр авах боломжийг олгодоггүй байв. синтез хийх материал. Францын физикч санаанд оромгүй амжилтанд хүрсэн Маргерит Перей, Мария Склодовска-Кюригийн оюутан (6). Тэрээр дөрөвний нэг зууны өмнөх Австричуудын нэгэн адил актиниум-227-ийн задралыг судалжээ. Технологийн дэвшил нь цэвэр бэлдмэлийг олж авах боломжийг олгосон бөгөөд энэ удаад түүнийг эцэслэн тодорхойлсон гэдэгт хэн ч эргэлзсэнгүй. Судлаач түүнийг нэрлэжээ франц эх орноо хүндэтгэн. 87-р элемент нь ашигт малтмалаас хамгийн сүүлд нээгдсэн бөгөөд дараагийнх нь зохиомлоор олж авсан.
Франс энэ нь цацраг идэвхт цувралын хажуугийн мөчир дээр, үр ашиг багатай процесст үүсдэг бөгөөд үүнээс гадна маш богино настай байдаг. Хатагтай Перейгийн нээсэн хамгийн хүчтэй изотоп болох Fr-223 нь хагас задралын хугацаа нь ердөө 20 минут (нэг цагийн дараа анхны дүнгийн 1/8 нь л үлдэнэ гэсэн үг). Бүх бөмбөрцөгт ердөө 30 грамм франк агуулагддаг болохыг тооцоолсон (муудж буй изотоп болон шинээр үүссэн изотопын хооронд тэнцвэрт байдал тогтдог).
Хэдийгээр франкийн нэгдлүүдийн харагдах хэсгийг олж аваагүй ч шинж чанарыг нь судалж, шүлтлэг бүлэгт хамаарах нь тогтоогдсон. Жишээлбэл, франк, калийн ион агуулсан уусмалд перхлорат нэмэхэд тунадас нь уусмал биш харин цацраг идэвхт бодис болно. Энэ зан үйл нь FrClO гэдгийг баталж байна4 бага зэрэг уусдаг (KClO-тай тунадас үүсгэдэг4), францийн шинж чанар нь калитай төстэй.
Франц, тэр яаж байх бол ...
... Хэрэв би түүний нүцгэн нүдэнд харагдахуйц дээжийг авч чадах уу? Мэдээжийн хэрэг, лав шиг зөөлөн, магадгүй алтан өнгөтэй (дээрх цезий нь маш зөөлөн, шаргал өнгөтэй). Энэ нь 20-25 градусын температурт хайлж, 650 градусын температурт уурших болно (өмнөх ангийн мэдээлэлд үндэслэн тооцоолсон). Үүнээс гадна, энэ нь маш их химийн идэвхтэй байх болно. Тиймээс үүнийг хүчилтөрөгч, чийгшилгүй, цацраг туяанаас хамгаалсан саванд хадгалах хэрэгтэй. Хэдэн цагийн дараа франц хүн бараг үлдэхгүй тул туршилтыг яаравчлах шаардлагатай болно.
Хүндэт лити
Өнгөрсөн жилийн галоген циклийн псевдогалогенийг санаж байна уу? Эдгээр нь Cl зэрэг анион шиг ажилладаг ионууд юм- эсвэл үгүй-. Үүнд жишээлбэл, цианид CN орно- болон SCN мэнгэ-, 17-р бүлгийн анионтой төстэй уусах чадвартай давс үүсгэдэг.
Литвачууд мөн дагалдагчтай байдаг бөгөөд энэ нь аммонийн ион NH юм. 4 + - аммиакийн усанд ууссан бүтээгдэхүүн (уусмал нь шүлтлэг, гэхдээ шүлтлэг металлын гидроксидынхоос сул байдаг) ба түүний хүчилтэй урвалд ордог. Ион нь илүү хүнд шүлтлэг металлуудтай ижил төстэй урвалд ордог бөгөөд түүний хамгийн ойр хамаарал нь калитай байдаг, жишээлбэл, энэ нь калийн катионтой ижил хэмжээтэй байдаг бөгөөд ихэвчлэн байгалийн нэгдлээрээ K+-ийг орлуулдаг. Лити металлууд нь давс ба гидроксидын усан уусмалаас электролиз хийх замаар олж авахын тулд хэт идэвхтэй байдаг. Мөнгөн усны электродыг ашиглан мөнгөн ус (амалгам) дахь металлын уусмалыг олж авдаг. Аммонийн ион нь шүлтлэг металлтай маш төстэй тул амальгам үүсгэдэг.
Шинжилгээний системчилсэн явцад Л.магнийн ионы материал хамгийн сүүлд нээсэн. Үүний шалтгаан нь тэдгээрийн хлорид, сульфат, сульфидын уусах чадвар сайн байдаг бөгөөд энэ нь дээжинд илүү хүнд металл байгаа эсэхийг тодорхойлоход ашигласан урьд өмнө нэмсэн урвалжуудын нөлөөн дор тунадас үүсгэдэггүй гэсэн үг юм. Аммонийн давс нь маш сайн уусдаг боловч уусмалын халаалт, ууршилтыг тэсвэрлэдэггүй (аммиак ялгарахад амархан задардаг) тул тэдгээрийг шинжилгээний эхэнд илрүүлдэг. Уг процедурыг хүн бүр мэддэг байх: дээжинд хүчтэй суурийн уусмал (NaOH эсвэл KOH) нэмдэг бөгөөд энэ нь аммиак ялгаруулдаг.
Сэм аммиак Энэ нь үнэрээр эсвэл усаар норгосон бүх нийтийн цаасыг туршилтын хоолойн хүзүүнд түрхэх замаар илэрдэг. NH хий3 усанд уусч, уусмалыг шүлтлэг болгож, цаасыг цэнхэр өнгөтэй болгодог.
7. Аммонийн ионыг илрүүлэх: зүүн талд, суллагдсан аммиакийн нөлөөн дор туршилтын тууз цэнхэр болж, баруун талд, Несслерийн сорилын эерэг үр дүн.
Аммиакийг үнэрийн тусламжтайгаар илрүүлэхдээ лабораторид хамар хэрэглэх дүрмийг санах хэрэгтэй. Иймд урвалын савыг бүү бөхийлгөж, гарынхаа сэнсний хөдөлгөөнөөр уурыг өөр рүүгээ чиглүүлж, "цээжээр дүүрсэн" агаараар амьсгалах хэрэггүй, харин нэгдлийн анхилуун үнэр таны хамар руу өөрөө хүрч болно.
Аммонийн давсны уусах чадвар нь ижил төрлийн калийн нэгдлүүдийнхтэй төстэй тул аммонийн перхлорат NH бэлтгэх сонирхолтой байж магадгүй юм.4ClO4 ба кобальттай нийлмэл нэгдэл (дэлгэрэнгүйг өмнөх ангиас үзнэ үү). Гэсэн хэдий ч танилцуулсан аргууд нь дээжинд маш бага хэмжээний аммиак ба аммонийн ионуудыг илрүүлэхэд тохиромжгүй юм. Лабораторид энэ зорилгоор Nessler-ийн урвалжийг ашигладаг бөгөөд энэ нь NH-ийн ул мөр байсан ч өнгө нь өөрчлөгддөг.3 (7).
Гэсэн хэдий ч мөнгөн усны хортой нэгдлүүдийг ашиглах шаардлагатай тул гэртээ тохирох шинжилгээ хийхийг хатуу зөвлөж байна.
Менторын мэргэжлийн хяналтан дор мэргэжлийн лабораторид орох хүртэл хүлээнэ үү. Хими бол гайхалтай, гэхдээ үүнийг мэдэхгүй эсвэл хайхрамжгүй хүмүүст энэ нь аюултай байж магадгүй юм.
Мөн үзнэ үү:
