Сопроводительный текст для задачи 5 «Сверхтяжелые собратья»


Автор: Любовь Николаевна Митрофанова
Место работы:  МКОУ «СОШ им. И.А. Пришкольника с. Валдгейм»
Должность: учитель химии


Основным вопросом задачи является прогнозирование физико-химических свойств простых и сложных веществ, образованных элементами астатом и теннессином.

Основная цель спрогнозировать физические и химические свойства простых веществ, образованных элементами VII А группы астатом и теннессином.

Проблемные места задачи слабая изученность элемента теннессина, ранее известного как Унусептий или эка астат, нет данных о химической формуле простого вещества, не изучены строение и физико-химические свойства. Ничего неизвестно о его соединениях.

Решением этой задачи будет сравнительная характеристика элементов астата и теннессина, химических свойств простых и сложных веществ, образованных ими.

Закономерности, которые использовались при решении задачи:

— Периодичность в изменении свойств элементов по группам и периодам.

— Зависимость строения вещества и его физико-химических свойств.

Отслеживание закономерности: молекулярная формула вид химической связи тип кристаллической решетки физические и химические свойства.

Вследствие того, что свойства астата и его соединений мало изучены, а теннессина не изучены вовсе, были сделаны следующие допущения: молекулярная формула, строение и свойства астата аналогичны свойствам галогенов. Теннессин в виду его очень малого периода существования (около 78 миллисекунд) будет сочетать свойства неметалла галогена и металла,

Аста́т и теннессин химические элементы, принадлежащие к группе VIIA, астат находится в шестом периоде, теннессин предположительно в седьмом периоде ПСХЭ. Для сравнительной характеристики элементов использовались такие признаки, как заряд ядра, массовое число стабильного изотопа, время существования стабильного изотопа, свойство элемента и нахождение в природе.

Аста́т At – химический элемент с атомным номером 85, принадлежит к группе VIIA, находится в шестом периоде таблицы. Массовое число наиболее стабильного из известны изотопов равно 210. Радиоактивен. В природе отсутствует. Галоген. Астат – самый редкий природный элемент периодической системы, был синтезирован искусственно до того, как обнаружен в природе. Во всей земной коре его насчитывается не более 1 грамма. Из-за сильной радиоактивности его не удаётся получить в макроскопических количествах, достаточных для глубокого изучения свойств.

Теннесси́н Ts или э́ка-аста́тхимический элемент – главной подгруппы седьмой группы), седьмого периода периодической системы химических элементов, обладающий зарядовым числом 117. Массовое число наиболее стабильного из известных изотопов Ts 294. Период полураспада более устойчивого из двух известных изотопов, составляет около 78 миллисекунд. Формально относится к галогенам, но может обладать и металлическими свойствами, подобно полонию.

Сравнительная характеристика элементов позволила предположить строение и свойства простых веществ.

Молекула астата, по всей видимости, двухатомна (формула At2).

Простое вещество астат при нормальных условиях нестабильные кристаллы тёмно-синего цвета. Связь ковалентная неполярная.

Предположим, что в конденсированном состоянии астат состоит не из молекул, а образует металлический кристалл в отличие от всех более лёгких галогенов, образующих при нормальном давлении молекулярные кристаллы из молекул димеров Hal2. Кристаллическая решетка скорее молекулярная с прочными связями между двухатомными молекулами.

Молекула теннессина, по всей видимости, одноатомна (формула Ts).

Простое вещество теннессин при нормальных условиях радиоактивный полуметалл – полугалоген серебристо-серого цвета с металлическим блеском. Связь ковалентная неполярная. При низкой температуре образует одноатомную простую кубическую кристаллическую решётку иссиня- черного цвета.

По химическим свойствам астат близок как к йоду (проявляет свойства галогенов), так и к полонию (свойства металла)

Как и все галогены (кроме фтора), астат образует нерастворимую соль AgAt (астатид серебра). Он способен окисляться до состояния At(V), как и йод (например, соль AgAtO3 идентична по свойствам AgIO3)

Астат реагирует с бромом и йодом, при этом образуются межгалогенные соединения – иодид астата AtI и бромид астата AtBr, растворимые тетрахлорметане СCl4

Как галоген, реагируя с металлами и неметаллами с меньшей электроотрицательностью, образует астатиды:

2Li + At2 = 2LiAt – астатид лития,

2Tl + At2 = 2TlAt – астатид таллия;

(аналогично были получены BiAt3 – астатид висмута, NaAt – астатид натрия, MgAt2 – астатид магния, AgAt – астатид серебра, PtAt2 – астатид платины).

Астат в водном растворе восстанавливается SO2 (до астатоводорода), окисляется Br2 и азотной кислотой (до астатноватой кислоты):

At2 + 2H2O + SO2 = H2SO4 + 2HAt,

At2 + 6H2O + 5Br2 = 2HAtO3 + 10HBr,

At2 + 10HNO3 = 2HAtO3 + 10NO2 + 4H2O.

Астат вытесняется другими галогенами, которые являются более сильными окислителями:

2RbAt + I2 = 2RbI + At2.

Астат, как металлы, осаждается из солянокислых растворов сероводорода (H2S):

2AtCl + H2S = 2HCl + At2S.

Вытесняется из раствора цинком или дихлоридом олова SnCl2 (свойства металла):

SnCl2 + 2AtCl = SnCl4 + At2,

Zn + 2AtCl = ZnCl2 +At2

Аналогичны свойства теннессина. При действии на водный раствор теннесина водородом в момент реакции образуется газообразный теннесинноводород HTs

H2+ 2Ts=2 HTs

Как галоген, реагируя с металлами и неметаллами с меньшей электроотрицательностью, образуют теннесиды:

Li+ Ts=LiTs

2Ts + I2 = 2TsI – йодид теннессина

Взамодействует как металл с кислотами, например с соляной кислотой

Ts + 2HClTsCl2 + Н2

С более сильными окислителями окисляется до теннессиноватой кислоты

Ts + 6H2O + 5Br2= 2HTsO3 + 10HBr

2Ts + 10HNO3= 2HTsO3+ 10NO2 + 4H2O

Теннесин в водном растворе восстанавливается SO2 (до теннесинно водорода)

Ts + 2H2O + SO2 = H2SO4 + 2HTs

Химические свойства соединений теннессина будут также иметь отличительные особенности

Теннессин как галоген вытесняется другими галогенами из соединений, которые являются более сильными окислителями:

2RbTs + I2 = 2RbI +2Ts

Теннессин, как металл, осаждается из солянокислых растворов сероводородом (H2S):

2 TsCl + H2S = 2HCl +Ts2S.

Теннесинноводород взаимодействует с органическими веществами, например со спиртом этанолом

C2H5OH + HTs = C2H5Ts + H2O.

Выводы: На основе знаний о строении и свойствах простых веществ галогенов удалось выявить строение и физико-химические свойства не только известного астата, но и предположить физико-химические свойства нестабильного теннессина, формально относящегося к галогенам, спрогнозировать его не только химическую формулу и строение, но и некоторые химические свойства.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

двенадцать − четыре =