Цинк – элемент IIБ подгруппы четвертого периода. Цинк относится к семейству d-элементов, поскольку электронное строение цинка отражается конфигурацией (см.рис. справа).
Конфигурация является устойчивой, и в образовании химической связи участвуют лишь внешние электроны -подуровня, поэтому характерная степень окисления цинка- (+2).
Нахождение в природе
В природе встречается только в виде соединений, важнейшим из которых является цинковая обманка. Основной компонент цинковой обманки - сульфид цинка ZnS, а разнообразные примеси придают этому веществу всевозможные цвета. Видимо, за это минерал и называют обманкой. Цинковую обманку считают первичным минералом, из которого образовались другие минералы цинка:
смитсонит (цинковый шпат) ;
цинкит ;
каламин
Н
.
Получение цинка
Выделение цинка начинается с концентрирования руды методами седиментации (осаждение) или флотации (прилипание к пузырькам воздуха и всплывание в виде пены), затем ее обжигают до образования оксидов:
Оксид цинка перерабатывают электролитическим методом или восстанавливают коксом. В первом случае цинк выщелачивают из сырого оксида разбавленным раствором серной кислоты, примесь кадмия осаждают цинковой пылью и раствор сульфата цинка подвергают электролизу. Металл 99,95%-ной чистоты осаждается на алюминиевых катодах.
Физические свойства
В чистом виде - довольно пластичный серебристо-белый металл. При комнатной температуре хрупок, при сгибании пластинки слышен треск от трения кристаллитов (обычно сильнее, чем "крик олова"). При 100-150 °C цинк пластичен. Примеси, даже незначительные, резко увеличивают хрупкость цинка. Температура плавления - 692°C, температура кипения - 1180°C
Химические свойства
Цинк - химически активный металл, обладает выраженными восстановительными свойствами, по активности уступает щелочно-земельным металлам. Проявляет амфотерные свойства. Так же как и хром, используется для нанесения антикоррозионных покрытий ("цинкование" кузова автомобиля).
1.Взаимодействие с неметаллами
При сильном нагревании на воздухе сгорает ярким голубоватым пламенем с образованием оксида цинка:
При поджигании энергично реагирует с серой:
С галогенами реагирует при обычных условиях в присутствии паров воды в качестве катализатора:
При действии паров фосфора на цинк образуются фосфиды:
С водородом, азотом, бором, кремнием, углеродом цинк не взаимодействует.
2. Взаимодействие с водой
Реагирует с парами воды при температуре красного каления с образованием оксида цинка и водорода:
3. Взаимодействие с кислотами
В электрохимическом ряду напряжений металлов цинк находится до водорода и вытесняет его из неокисляющих кислот:
Взаимодействует с разбавленной азотной кислотой, образуя нитрат цинка и нитрат аммония (или азот или веселящий газ в зависимости от концентрации кислоты):
(разб., гор.)
(оч.разб., гор.)
Реагирует с концентрированными серной и азотной кислотами с образованием соли цинка и продуктов восстановления кислот:
(конц.)
(конц.)
4. Взаимодействие со щелочами
Реагирует с растворами щелочей с образованием растворимых гидроксокомплексов:
при сплавлении образует цинкаты:
5. Взаимодействие с оксидами и солями
Цинк вытесняет металлы, стоящие в ряду напряжения правее него, из растворов солей и оксидов:
6. Взаимодействие с аммиаком
С газообразным аммиаком при высокой температуре образует нитрид цинка:
(г.)
В водном растворе аммиака цинк растворяется с образованием гидроксида тетраамминцинка:
Соединения цинка
Оксид цинка (II)
Оксид цинка (II) ZnO – белые кристаллы, при нагревании приобретают желтую окраску.
При температуре выше восстанавливается до металлического цинка типичными восстановителями (углеродом, угарным газом и водородом):
С водой не взаимодействует. Проявляет амфотерные свойства, реагирует с растворами кислот и щелочей:
При сплавлении с щелочами (и основными окисдами) образует цинкаты:
При взаимодействии с оксидами неметаллов образует соли, где является катионом:
Гидроксид цинка (II)
Гидроксид цинка - бесцветное кристаллическое или аморфное вещество, существует в пяти полиморфных модификациях, нерастворимо в воде. Получают взаимодействием солей цинка с растворами щелочей: при этом гидроксид цинка выпадает в виде желеообразного белого осадка.
При температуре выше разлагается:
Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства, легко растворяется в кислотах и щелочах:
также легко растворяется в водном растворе аммиака с образованием гидроксида тетраамминцинка:
Объяснение:
Фтор - химический знак F, находится в VIIA - группе II периода, Z=9, A=19, заряд ядра атома +9, протонное число 9, электронов - 9, нейтронов 10. Строение его электронной оболочки 2; 7. Электронная формула 1s²2s²2p⁵. Для завершения внешнего слоя не хватает одного электрона, поэтому атом фтора будет принимать недостающий электрон, проявляя во всех соединениях степень окисления минус один. Самый сильный окислитель и самый активный неметалл. Окислительные и неметаллические свойства у атома фтора выражены сильнее, чем у кислорода и хлора. Как простое вещество молекула фтора состоит из двух атомов F₂ - ковалентная неполярная связь, газ, молекулярное строение. Оксидов и гидроксидов не образует (кислород во фторе горит, образуя фториды кислорода). Летучее водородное соединение - HF.