Цепочка превращений:
CH4 -> C2H2 -> C6H6 -> C6H5Cl.
Получение ацетилена из метана возможно при нагревании последнего до температуры 1500^{0}C или пропускании через него электрического разряда:
\[ 2CH_4\rightarrow HC \equiv CH + 3H_2.\]
В результате реакции Зинина, которая протекает под действие активированного угля и при повышенной температуре в 600^{0}C происходит тримеризация ацетилена в бензол:
\[ 3 HC \equiv CH \rightarrow C_6H_6.\]
Реакция хлорирования бензола, проводимая в комнатных условиях (25^{0}C) и в присутствии хлорида железа (III) позволяет получить хлорбензол:
\[C_6H_6 + Cl_2 \rightarrow C_6H_5Cl + HCl.\]
Реакционная галогенуглеводородов определяется характером связи углерод-галоген и структурой молекулы. Прочность связи углерод-галоген закономерно уменьшается при переходе от фторзамещенных к иодозамещенным соединениям. Для реакционной важное значение имеет не только полярность, но и поляризуемость связи, т.е. легкость смещения электронного облака связи к галогену, который проявляет отрицательный индуктивный эффект.
Наличие в молекуле электроотрицательного атома галогена приводит к перераспределению электронной плотности, в результате чего возникают два реакционных центра:
— электрофильный центр – атом углерода, связанный с галогеном, который может подвергаться атаке нуклеофилом;
— СН-кислотный центр – полярная связь С-Н у атома углерода в \beta-положении к галогену. Если в реакционной среде имеется сильное основание, то протекает реакция отщепления атомов водорода и галогена от соседних атомов углерода.
Объяснение:
Характеристика серы
1. Элемент №16 - сера, знак серы S (эс), ее атомная масса Ar=32, ее заряд ядра Z=+16, в ядре 16 p⁺(протонов) и 16 n⁰(нейтронов). Вокруг ядра находятся 16 e⁻(электронов), которые размещаются на трех энергетических уровнях, так как сера находится в третьем периоде.
2. Напишем модели строения атома серы:
а). Модель атома серы при дуг:
₊₁₆S)₂)₈)₆
б). Модель атома серы, через электронную формулу (электронная конфигурация):
₊₁₆S 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴3d⁰
в). Электронно-графическая модель атома серы :
- - - - -
⇵ ↑ ↑
3уровень ⇵
⇅ ⇅ ⇅
2уровень ⇅
1уровень ⇅
₊₁₆S
3. Сера, как простое вещество обладает образовывать устойчивые цепочки и циклы из атомов. Наиболее стабильны циклические молекулы S₈, имеющие форму короны, образующие ромбическую и моноклинную серу. Это кристаллическая сера — хрупкое вещество жёлтого цвета. Кроме того, возможны молекулы с замкнутыми (S₄, S₆) цепями и открытыми цепями. Такой состав имеет пластическая сера, вещество коричневого цвета, которая получается при резком охлаждении расплава серы (пластическая сера уже через несколько часов становится хрупкой, приобретает жёлтый цвет и постепенно превращается в ромбическую).
Формулу серы чаще всего записывают просто S, так как она, хотя и имеет молекулярную структуру, является смесью простых веществ с разными молекулами.
Сера неметалл, проявляет степень окисления в соединениях от -2 до +4, +6. В химических реакциях может быть восстановителем, может быть окислителем.
S⁰ + 2e⁻⇒S⁻² окислитель
S - 4e⁻ ⇒ S⁺⁴ восстановитель
S - 8e⁻ ⇒ S⁺⁶ восстановитель
4. Молекулы атомов простых веществ в третьем периоде: натрий,магний, алюминий, кремний - одноатомные; фосфора четырехтомные P₄, серы многоатомные (S)n,хлора двухатомные CI₂.
От натрия к хлору меняются свойства веществ: натрий, магний - металлы, алюминий - амфотерный металл, кремний полуметалл, фосфор, сера, хлор - неметаллы.
Также слева направо в периоде меняются окислительно-восстановительные свойства.
Натрий, магний, алюминий - восстановители.
Кремний, фосфор, сера, хлор - могут быть как восстановителями, так окислителями.
5. Высший оксид серы – SO₃ кислотный оксид:
SO₃ + H₂O=H₂SO₄
SO₃ + CaO=CaSO₄
6. Гидроксид серы –H₂SO₄ серная кислота, сильная кислота.
H₂SO₄ + Zn = ZnSO₄ + H₂
H₂SO₄ + CaO = CaSO₄ + H₂O
H₂SO₄ + Ca(OH)₂ = CaSO₄ + 2H₂O
7. Летучее соединение с водородом H₂S сероводород, бесцветный газ, с неприятным запахом протухших яиц. Раствор сероводорода в воде – слабая сероводородная кислота.
Характеристика алюминия:
1. Название элемента - алюминий, химический символ - AI (алюминий), порядковый номер - № 13 , атомная масса Ar=27 Группа - 3, подгруппа- главная , 3-й период
Заряд ядра атома алюминия +13 (в ядре 13 протона- p⁺ и 14 нейтрона - n⁰)
Вокруг ядра атома 3 энергетических уровня, на которых располагаются 13 электрона.
2. Исходя из вышеизложенного напишем модели строения атома алюминия:
а). Модель атома алюминия при дуг:
₊₁₃AI)₂)₈)₃
б). Модель атома, через электронную формулу (электронная конфигурация):
электронная формула алюминия ₊₁₃AI 1s²2s²2p⁶3s²3p¹
в).Электронно-графическая модель атома:
↑
3уровень ⇵
⇅ ⇅ ⇅
2уровень ⇅
1уровень ⇅
₊₁₃AI
3. Простое вещество алюминий металл, с металлической кристаллической решеткой, валентность алюминия в соединениях равна 3, степень окисления+3
4. Молекулы атомов в 3 группе, главной подгруппе одноатомные. С увеличением заряда ядра от бора до талия неметаллические свойства уменьшаются, а металлические усиливаются.
5. Молекулы атомов простых веществ в периоде: натрий, магний, алюминий, кремний - одноатомные; фосфора четырехтомные P₄, серы многоатомные (S)n,хлора двухатомные CI₂. От натрия к хлору меняются свойства веществ: натрий, магний - металлы, алюминий -амфотерный металл, кремний полуметалл, фосфор, сера, хлор - неметаллы. Также слева направо в периоде меняются окислительно-восстановительные свойства. Натрий, магний, алюминий - восстановители. Кремний, фосфор, сера, хлор - могут быть как восстановителями, так окислителями.
6. Формула высшего оксида: AI₂O₃ - амфотерный оксид
AI₂O₃ + 3H₂= 2AI + 3H₂O
AI₂O₃ + K₂O = 2KAlO₂ (алюминат калия)
AI₂O₃ + 6NaOH + 3H₂O = 2Na₃[Al(OH)₆]
7. Формула гидроксида: AI(OH)₃ - амфотерное основание, не растворимое в воде:
а) Гидроксид алюминия, как основание взаимодействует с кислотами:
2Al(OH)₃ + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ +6 H₂O
б) как амофтерный гидроксид взаимодействует со щелочами:
Al(OH)₃ +3 NaOH = Na₃[Al(OH)₆]
8. Летучего соединения с водородом не образует.
Соединение алюминия с водородом - это гидрид алюминия AIH₃ - кристаллическое вещество белого цвета с ионной кристаллической решеткой, не летучее, плохо растворимое в воде. Используется, как компонент ракетного топлива, мощный восстановитель.