В каком ряду содержатся только те элементы которые имеют аллотропные формы
Характерные химические свойства неорганических веществ простых веществ-металлов: щелочных, щелочноземельных, алюминия, переходных металлов — меди, цинка, хрома, железа. Характерные химические свойства простых веществ-неметаллов: водорода, галогенов, кислорода, серы, азота, фосфора, углерода, кремния).
1. Какой из металлов вытесняет железо из сульфата железа (II)?
1) Сu 2) Zn 3) Sn 4) Hg
2. Какой из металлов вытесняет медь из сульфата меди (II)?
1) Hg 2) Ag 3) Zn 4) Аu
3. С водой без нагревания реагирует
1) цинк 2) медь 3) железо 4) литий
4. Без нагревания вода реагирует с
1) серебром 2) железом 3) медью 4) кальцием
5. Химическая реакция возможна между
1) O2 и HCl
2) Fe и Na3PO4
3) Ag и Mg(NO3)2
4) Zn и FeCl2
6. Химическая реакция не происходит между
1) | Br2 и HI | 2) | F2 и HBr | 3) | HCl и Br2 | 4) | HI и F2 |
7. Медь взаимодействует с раствором соли
1) KNO3 2) AgNO33) FeSO44) CaSO4
8. Верны ли следующие суждения о свойствах соединений элемента, электронная конфигурация атома которого 1s22s22p6 3s2Зр1 ?
А. Этот элемент образует гидроксид с ярко выраженными кислотными свойствами.
Б. Степень окисления этого элемента в высшем гидроксиде равна
(+ 4).
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
9. Алюминий может реагировать с
1) сульфатом магния
2) хлоридом натрия
3) нитратом кальция
4) гидроксидом натрия
10. С образованием щелочи с водой взаимодействует
1) алюминий 2) цинк 3) барий 4) ртуть
11. Бром вступает в реакцию с
1) фтороводородом
2) иодидом калия
3) хлоридом натрия
4) гидроксидом меди (П)
12. Верны ли следующие суждения о меди и ее соединениях?
А. Степень окисления меди в высшем оксиде равна + 1.
Б. Медь вытесняет серебро из раствора нитрата серебра.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
13. Алюминий не вытесняет водород из
1) HI
2) СН3СООН
3) Н2SО4(разб)
4) Н2SО4(конц)
14. Верны ли следующие суждения?
А. При пропускании сероводорода через йодную воду выпадает осадок серы.
Б. При взаимодействии иода с раствором бромида калия выделяется бром.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
15. Верны ли следующие суждения?
А. Взаимодействие углерода с кислородом относится к экзотермическим реакциям.
Б. При полном сгорании углерода образуется оксид углерода (IV).
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны
16. И бромоводородная кислота, и гидроксид натрия реагируют с
1) медью
2) алюминием
3) фосфором
4) серой
17. Водород получается при взаимодействии
1) алюминия с раствором гидроксида натрия
2) цинка с концентрированной азотной кислотой
3) меди с соляной кислотой
4) ртути с водой
18. С кислородом не взаимодействует
1) сера 2) хлор 3) фосфор 4) азот
19. С водой взаимодействует
1) фтор 2) сера 3) азот 4) кислород
20. Возможна реакция при комнатной температуре
1) железа с конц. серной кислотой на холоду
2) серебра с разб. серной кислотой
3) кальция с водой
4) меди с водой
21. Хлор не реагирует с
1) раствором гидроксида натрия
2) фторидом калия
3) медью
4) водой
22. Бром не реагирует с
1) раствором йодида натрия
2) кислородом
3) сероводородом
4) водородом
23. Сера реагирует с каждым из веществ пары
1) водород и вода
2) вода и алюминий
3) алюминий и кислород
4) кислород и соляная кислота
24. Кислород не реагирует с
1) барием
2) железом
3) фосфором
4) оксидом углерода(IV)
25. Возможна реакция
1) ртути с серой
2) меди с раствором хлорида магния
3) железа с раствором гидроксида натрия
4) алюминия с концентрированной серной кислотой на холоду
26. Простые вещества, имеющие одинаковый тип кристаллической решетки, образованы элементами
1) | малых периодов |
2) | побочных подгрупп |
3) | главных подгрупп |
4) | больших периодов |
27. В каком ряду содержатся только те элементы, которые имеют аллотропные формы?
1) | Cl, N, O |
2) | O, C, P |
3) | S, P, Ar |
4) | S, Si, Cl |
28. Только окислительные свойства способен проявлять
1) | фтор |
2) | кислород |
3) | хлор |
4) | азот |
29. С б?льшей скоростью идет взаимодействие соляной кислоты с
30. Коэффициент перед формулой окислителя в уравнении реакции, схема которой
NH3 + O2 —> N2 + H2O,равен
Ответы: 1-2, 2-3, 3-4, 4-4, 5-4, 6-3, 7-2, 8-4, 9-4, 10-3, 11-2, 12-2, 13-4, 14-1, 15-4, 16-1, 17-1, 18-1, 19-1, 20-3, 21-2, 22-2, 23-3, 24-4. 25-1, 26-3, 27-2, 28-1, 29-2, 30-3
Алмаз и графит — аллотропические формы углерода, отличающиеся строением кристаллической решётки
Аллотро́пия (от др.-греч. ἄλλος «другой» + τρόπος «поворот, свойство») — существование двух и более простых веществ одного и того же химического элемента.
Явление аллотропии обусловлено либо различным составом молекул простого вещества (аллотропия состава), либо способом размещения атомов или молекул в кристаллической решётке (аллотропия формы).
История[править | править код]
Понятие аллотропии введено в науку Й. Берцелиусом в 1841 году для обозначения разных форм существования элементов; одновременно он предполагал, по-видимому, применить его и к изомерии соединений. После принятия гипотезы А. Авогадро в 1860 году стало понятно, что элементы могут существовать в виде многоатомных молекул, например, О2 — кислород и О3 — озон.
В начале XX века было признано, что различия в кристаллической структуре простых веществ (например, углерода или фосфора) также являются причиной аллотропии. В 1912 году В. Оствальд отметил, что аллотропия элементов является просто частным случаем полиморфизма кристаллов, и предложил отказаться от этого термина. Однако по настоящее время эти термины используются параллельно. Аллотропия относится только к простым веществам, независимо от их агрегатного состояния; полиморфизм — только к твёрдому состоянию независимо от того, простое это вещество или сложное. Таким образом, эти термины совпадают для простых твёрдых веществ (кристаллическая сера, фосфор, железо и др.)[1].
Примеры аллотропии[править | править код]
Аллотропные модификации фосфора (белый, красный, жёлтый, чёрный фосфор)
В настоящее время известно более 400 разновидностей простых веществ. Способность элемента к образованию аллотропных форм обусловлена строением атома, которое определяет тип химической связи, строение молекул и кристаллов.
Как правило, большее число аллотропных форм образуют элементы, имеющие переменные значения координационного числа или степени окисления (олово, фосфор). Другим важным фактором является катенация — способность атомов элемента образовывать гомоцепные структуры (например, сера).
Склонность к аллотропии более выражена у неметаллов, за исключением галогенов, благородных газов, и полуметаллов.
Принято обозначать различные аллотропические формы одного и того же элемента строчными буквами греческого алфавита; причём форму, существующую при самых низких температурах, обозначают буквой α, следующую — β и т. д.
Неметаллы[править | править код]
| Элемент | Аллотропные модификации |
|---|---|
| Водород: | Молекулярный водород может существовать в виде орто- и пара-водорода. В молекуле орто-водорода o-H2 (т. пл. −259,10 °C, т. кип. −252,56 °C) ядерные спины параллельны, а у пара-водорода p-H2 (т. пл. −259,32 °C, т. кип. −252,89 °C) — антипараллельны. |
| Углерод: | Множество модификаций: алмаз, графит, фуллерен, карбин, графен, углеродные нанотрубки, лонсдейлит и др. Точное число модификаций указать затруднительно вследствие разнообразия форм связывания атомов углерода между собой. Наиболее многочисленны молекулярные структуры фуллеренов и нанотрубок. |
| Фосфор: | Известно 11 аллотропных модификаций фосфора. |
| Кислород: | Две аллотропные модификации: О2 — кислород и О3 — озон. |
| Сера: | Большое число аллотропных модификаций, второе место после углерода. |
| Селен: | Красный цикло-Se8, серый полимер Se и чёрный селен. |
Полуметаллы[править | править код]
| Элемент | Аллотропные модификации |
|---|---|
| Бор: | Бор существует в аморфном и кристаллическом видах. Аморфный бор — порошок бурого цвета. Обладает большей реакционной способностью, чем кристаллический бор. Кристаллический бор — вещество чёрного цвета. Известно более 10 аллотропных модификаций бора, которые кристаллизуются в ромбической и тетрагональной сингониях. Наиболее устойчивая модификация — β-ромбический бор — состоит из икосаэдров B12, которые образуют слои, объединенные в бесконечную структуру. |
| Кремний: | Различают две основные аллотропные модификации кремния — аморфную и кристаллическую. Решётка кристаллической модификации кремния — атомная, алмазоподобная. Также выделяют поликристаллический и монокристаллический кремний. |
| Мышьяк: | Три основные аллотропные модификации: жёлтый мышьяк (неметалл, состоящий из молекул As4 — структура, аналогичная белому фосфору), серый мышьяк (полуметаллический полимер), чёрный мышьяк (неметаллическая молекулярная структура, аналогичная красному фосфору). |
| Германий: | Две аллотропные модификации: α-Ge — полуметалл с алмазоподобной кристаллической решёткой и β-Ge — с металлической структурой, аналогичной β-Sn. |
| Сурьма: | Известны четыре металлических аллотропных модификаций сурьмы, существующих при различных давлениях, и три аморфные модификации (взрывчатая, чёрная и жёлтая сурьма), из которых наиболее устойчива металлическая форма серебристо-белого цвета с синеватым оттенком |
| Полоний: | Полоний существует в двух аллотропных металлических модификациях. Кристаллы одной из них — низкотемпературной — имеют кубическую решетку (α-Po), а другой — высокотемпературной — ромбическую (β-Po). Фазовый переход из одной формы в другую происходит при 36 °C, однако при обычных условиях полоний находится в высокотемпературной форме вследствие разогрева собственным радиоактивным излучением. |
Металлы[править | править код]
Среди металлов, которые встречаются в природе в больших количествах (до U, без Tc и Pm), 28 имеют аллотропные формы при атмосферном давлении: Li, Be, Na, Ca, Sc, Ti, Mn, Fe, Co, Sr, Y, Zr, Sn, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Yb, Hf, Tl, Th, Pa, U.
Также важны аллотропные формы ряда металлов, образующиеся при их технологической обработке: Ti при 882˚C, Fe при 912˚C и 1394˚C, Co при 422˚C, Zr при 863˚C, Sn при 13˚C и U при 668˚C и 776˚C.
| Элемент | Аллотропные модификации |
|---|---|
| Олово: | Олово существует в трех аллотропных модификациях. Серое олово (α-Sn) мелкокристаллический порошок, полупроводник, имеющий алмазоподобную кристаллическую решётку, существует при температуре ниже 13,2 °С. Белое олово (β-Sn) — пластичный серебристый металл, устойчивый в интервале температур 13,2—161 °С. Высокотемпературное гамма-олово (γ-Sn), имеющее ромбическую структуру, отличается высокой плотностью и хрупкостью, устойчиво между 161 и 232 °С (температура плавления чистого олова). |
| Железо: | Для железа известны четыре кристаллические модификации: до 769 °C (точка Кюри) существует α-Fe (феррит) с объёмноцентрированной кубической решёткой и свойствами ферромагнетика; в температурном интервале 769—917 °C существует β-Fe, который отличается от α-Fe только параметрами объёмноцентрированной кубической решётки и магнитными свойствами парамагнетика; в температурном интервале 917—1394 °C существует γ-Fe (аустенит) с гранецентрированной кубической решёткой; выше 1394 °C устойчиво δ-Fe с объёмоцентрированной кубической решёткой |
| Лантаноиды: | Церий, самарий, диспрозий и иттербий имеют по три аллотропических модификации; празеодим, неодим, гадолиний и тербий — по две. |
| Актиноиды: | Для всех актиноидов, кроме актиния, характерен полиморфизм. Кристаллические структуры протактиния, урана, нептуния и плутония по своей сложности не имеют аналогов среди лантаноидов и более похожи на структуры 3d-переходных металлов. |
Энантиотропные и монотропные переходы[править | править код]
Переход одной аллотропной модификации в другую происходит при изменении температуры или давления (или одновременном воздействии обоих факторов) и связан со скачкообразным изменением свойств вещества. Этот процесс бывает обратимым (энантиотропным) и необратимым (монотропным).
Примером энантиотропного перехода может служить превращение ромбической серы в моноклинную α-S (ромб.) ↔ β-S (монокл.) при 95,6 °C. При обычной температуре стабильной является ромбическая модификация серы, которая при нагревании до 95,6 °С при нормальном давлении переходит в моноклинную форму. Последняя при охлаждении ниже 95,6 °С вновь переходит в ромбическую форму. Таким образом, переход одной формы серы в другую происходит при одной и той же температуре, и сами формы называются энантиотропными.
К монотропному переходу относится превращение белого фосфора P4 под давлением 1,25 ГПа и температуре 200 °C в более стабильную модификацию — чёрный фосфор. При возвращении к обычным условиям обратный переход не происходит. Переход из нестабильной формы в стабильную в принципе возможен при любой температуре, а обратный — нет, то есть определенная точка перехода отсутствует. Ещё один пример — превращение графита в алмаз при давлении 6 ГПа и температуре 1500 °C в присутствии катализатора (никель, хром, железо и другие металлы), то есть при условиях термодинамической устойчивости алмаза. Тогда как алмаз легко и быстро переходит в графит при температурах выше 1000 °С. В обоих случаях давление способствует превращению, поскольку образуется вещества с более высокой плотностью, чем исходные.
Три известные модификации олова переходят друг в друга различным образом. При обычных условиях устойчиво β-Sn (пластичное белое олово) с тетрагональной кристаллической решеткой[2]. Выше 173 °С β-Sn энантиотропно превращается в хрупкую модификацию γ-Sn, а ниже 13,2 °C β-Sn переходит монотропно в порошкообразное α-Sn (серое олово) с кубической решёткой типа алмаза. Этот полиморфный переход происходит с малой скоростью, но резко ускоряется в контакте с серым оловом — плотные куски белого олова рассыпаются в пыль («оловянная чума»). Обратный процесс возможен только путём переплавки.
Примечания[править | править код]
- ↑ Угай Я. А. Общая и неорганическая химия: Учеб. для студентов вузов, обучающихся по направлению и спец. «Химия». — М.: Высш. шк., 1997. — 524 с.: ил.
- ↑ Химическая энциклопедия: в 5 т. / Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — Москва: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 382. — 639 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8
См. также[править | править код]
- Изомерия
- Полиморфизм кристаллов
- Кристаллическая решётка
Литература[править | править код]
- Эддисон У. Аллотропия химических элементов. — М.: Мир, 1966. — 207 с.
Ссылки[править | править код]
- Аллотропия // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
Персональный сайт Ахметова М. А. https://maratakm.narod.ru При копировании материалов ссылка обязательна!
2.8. Общая характеристика
неметаллов главных подгрупп IV-VII групп в связи с их положением в периодической
системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностями строения их атомов.
А1. Неметаллические свойства у элементов А групп усиливаются в периодах
1) | слева направо и в группах снизу вверх |
2) | справа налево и в группах сверху вниз |
3) | справа налево и в группах снизу вверх |
4) | слева направо и в группах сверху вниз |
А2. В каком ряду содержатся только те элементы,
которые имеют аллотропные формы?
1) | Cl, N, O |
2) | O, C, P |
3) | S, P, Ar |
4) | S, Si, Cl |
А3. Только окислительные свойства способен
проявлять
1) | фтор |
2) | кислород |
3) | хлор |
4) | азот |
А4. Верны ли следующие суждения о неметаллах?
А. | В периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева все |
Б. | Все неметаллы в химических реакциях могут только принимать электроны. |
1) | верно только А |
2) | верно только Б |
3) | верны оба суждения |
4) | оба суждения неверны |
А5. Химическая реакция не происходит между
1) | Br2 и HI | 2) | F2 и HBr | 3) | HCl и Br2 | 4) | HI и F2 |
А6. При обычных условиях из двухатомных молекул состоят
1) | гелий и аргон |
2) | азот и неон |
3) | сера и фосфор |
4) | водород и кислород |
А7. Верны ли следующие суждения о свойствах хлора?
А. Хлор реагирует только с активными металлами.
Б. Хлор – ядовитый газ желто-зеленого цвета.
1) | верно только А |
2) | верно только Б |
3) | верны оба суждения |
4) | оба суждения неверны |
А8. Верны ли следующие суждения о неметаллах?
А. Все неметаллы являются химически активными веществами.
Б. Неметаллы обладают только окислительными свойствами.
1) | верно только А |
2) | верно только Б |
3) | верны оба суждения |
4) | оба суждения неверны |
А9. Верны ли следующие суждения о свойствах хлора?
А. Хлор реагирует как с активными, так и с неактивными металлами.
Б. Хлор не растворяется в воде.
1) | верно только А |
2) | верно только Б |
3) | верны оба суждения |
4) | оба суждения неверны |
А10. Верны ли следующие суждения о неметаллах?
А. | Неметаллы образуют с щелочными металлами соединения преимущественно с |
Б. | Между собой неметаллы образуют соединения с ковалентной связью. |
1) | верно только А |
2) | верно только Б |
3) | верны оба суждения |
4) | оба суждения неверны |
А11. Хлор не взаимодействует с
А12. У атомов химических элементов, расположенных в ряду:
P – S –
Cl,
увеличивается
1) | радиус |
2) | окислительная способность |
3) | восстановительная способность |
4) | число неспаренных электронов |
А13. При горении серы на воздухе образуется
1) | сероуглерод |
2) | оксид серы (IV) |
3) | оксид серы (VI) |
4) | сероводород |
А14. Углерод проявляет свойства восстановителя в реакции
1) | Mg + CO2 |
2) | FeO |
3) | MgO + СO2® |
4) | С + Н2® |
А15. Верны ли следующие суждения о химических свойствах элементов?
А. Барий имеет более выраженные металлические свойства, чем стронций
Б. Углерод ярче проявляет неметаллические свойства, чем бериллий.
1) | верно только А |
2) | верно только Б |
3) | верны оба суждения |
4) | оба суждения неверны |
А16. Газ, не способный гореть в атмосфере кислорода
1) | оксид углерода (IV) |
2) | оксид азота (II) |
3) | сероводород |
4) | аммиак |
А17. Элемент 3-го периода, высшая степень окисления которого +4 – это
1) | фосфор |
2) | скандий |
3) | титан |
4) | кремний |
В18. Установите соответствие между символом химического элемента и формулой его
водородного соединения и высшего гидроксида
СИМВОЛ ЭЛЕМЕНТА | ВОДОРОДНОЕ СОЕДИНЕНИЕ, ГИДРОКСИД | ||
А) | Si | 1) | Н4Э, Н2Э03 |
Б) | Te | 2) | НЭ, НЭ04 |
В) | P | 3) | Н2Э, Н2ЭО4 |
Г) | Cl | 4) | НЭ, Н2ЭО4 |
5) | Н3Э, Н3Э04 |
А19. Атмосферный азот реагирует
1) | с натрием и литием |
2) | литием и магнием |
3) | магнием и железом |
4) | железом и натрием |
А20. Азот проявляет свойства восстановителя в реакции с
1) | кислородом |
2) | литием |
3) | водородом |
4) | магнием |
А21. Фосфор отличает от азота тем, что он
1) | обладает заметной электрической проводимостью |
2) | имеет 5 электронов на внешнем электронном уровне |
3) | не встречается в природе в свободном состоянии |
4) | хорошо растворим в воде |