Параграф 28 Химия 8 класс Габриелян | Конспект

Естественные семейства химических элементов. Амфотерность

Щелочные металлы

Щелочные металлы — это элементы IA-группы периодической таблицы (литий, натрий, калий и др.). Они представляют собой мягкие серебристо-белые металлы с низкими температурами плавления. Эти элементы очень активны, особенно при контакте с водой, с образованием щелочных растворов. Химическая активность увеличивается по мере увеличения атомной массы: литий менее активен, чем натрий или калий. Щелочные металлы легко образуют соединения с галогенами (например, хлорид натрия). В природе они встречаются только в составе соединений, так как свободные металлы мгновенно реагируют с кислородом или водой. Применяются в металлургии, медицине, изготовлении стекол и в химической промышленности для синтеза щелочей.

Щелочноземельные металлы

Щелочноземельные металлы — это элементы IIA-группы (например, кальций, магний, стронций, барий). Они обладают высокой реакционной способностью и широко встречаются в природе в виде соединений, таких как карбонаты, сульфаты и хлориды. Эти металлы тверже, чем щелочные, и имеют более высокие температуры плавления. При реакции с водой образуют гидроксиды, которые являются сильными основаниями. Например, гидроксид кальция (известковая вода) используется в строительстве и химической промышленности. В биологии кальций играет важную роль в формировании костей и зубов. Щелочноземельные металлы также применяются в производстве строительных материалов, оптики и пиротехники.

Галогены

Галогены — это элементы VIIA-группы (фтор, хлор, бром, йод и астат). Они обладают высокой химической активностью и склонны принимать один электрон, чтобы завершить свою валентную оболочку. Галогены легко реагируют с металлами, образуя соли (например, хлорид натрия). Эти элементы различаются по состоянию: фтор и хлор — газы, бром — жидкость, а йод — твердое вещество. Галогены используются в дезинфекции (хлорирование воды), медицине (йодные растворы) и производстве пластмасс (ПВХ). Из-за их токсичности при работе с ними необходима осторожность. Важной особенностью галогенов является их способность образовывать кислоты, например, соляную кислоту (HCl).

Инертные газы

Инертные газы — это элементы VIIIА-группы (гелий, неон, аргон, криптон, ксенон, радон). Эти вещества отличаются завершенной электронной оболочкой, что делает их химически инертными. Они существуют в виде отдельных атомов и почти не вступают в реакции. Гелий используется в аэростатах и охлаждающих системах. Неон применяют в освещении (неоновые лампы), аргон — для защиты при сварке металлов. Криптон и ксенон используются в производстве ламп высокой яркости, а радон, радиоактивный газ, применяется в медицине. Инертные газы также незаменимы в науке, например, в создании сверхнизких температур.

Амфотерность

Амфотерность — это способность веществ проявлять как кислотные, так и основные свойства в зависимости от реагента. Примером амфотерного соединения является гидроксид алюминия Al(OH)₃. В реакции с кислотами он ведет себя как основание, образуя соли (например, AlCl₃), а с щелочами — как кислота, образуя комплексные соли (например, Na[Al(OH)₄]). Амфотерные свойства характерны для оксидов и гидроксидов металлов, таких как цинк (ZnO, Zn(OH)₂), бериллий (BeO) и хром (Cr₂O₃). Амфотерные соединения находят применение в аналитической химии, катализаторах и производстве специальных материалов.

Химическое взаимодействие амфотерных соединений

Амфотерные соединения, такие как гидроксиды алюминия или цинка, нерастворимы в воде, но вступают в реакции с кислотами и основаниями. Например, гидроксид цинка Zn(OH)₂ взаимодействует с кислотами, образуя соли, или с избытком щелочей, образуя растворимые комплексные соединения. При нагревании амфотерные гидроксиды разлагаются на оксиды и воду. Амфотерные соединения активно используются в промышленности для очистки воды, производства красителей и создания жаростойких покрытий.