Окись этилена - Зимаков П.В.
Скачать (прямая ссылка):
Серебро. Это элемент I группы периодической системы Д. И. Менделеева; принадлежит к подгруппе меди. Атомный номер 47 указывает на наличие в атоме серебра полностью заполненного электронного подуровня 4d10, откуда следует, что 46 электронов серебра играют значительно меньшую роль, чем один электрон подуровня 5s1, который определяет валентность серебра, равную 1. В металлическом серебре атомы упакованы в плотнейшую гране-центрированную решетку с константой а = 4,08 А. Радиус атома серебра принимается равным 1,44 А, а радиус однозарядного катиона — 1,13 А.
Температура плавления серебра равна 960 0C при атмосферном давлении, теплота сублимации равна 68 ккал/моль. Серебро представляет собой сравнительно мягкий металл с высокой теплопроводностью и с минимальным для металлов удельным внутренним электрическим сопротивлением 1,47-10"6 ом-см при 0° С.
Серебро имеет сродство к электроотрицательным элементам и легко взаимодействует с ними. В этом состоит одна из трудностей получения чистого серебра и в то же время — возможность изменения его свойств путем введения добавок электроотрицательных элементов.
Предполагается существование нескольких соединений серебра с кислородом, в которых серебро проявляет валентность от ІдоЗ. Лучше всего изучены получаемые химическим и электрохимическим путем окись, двуокись и трехокись серебра (Ag2O, AgO и Ag2O3). Кислородные соединения серебра неустойчивы, однако существует склонность серебра к значительной адсорбции и растворению кислорода при сравнительно невысоких температурах. В некоторых условиях серебро ведет себя как переходный металл с незаполненным d-подуровнем, приобретая способность к хемо-сорбции углеводородов, например этилена. Это происходит в присутствии кислорода, который связывает • s-электроны серебра и создает возможность перехода2 части d-электронов на уровни
S H р.
Этилен. Молекула этилена имеет плоское строение. В ней имеется четыре связи С—Н, расположенные, как было найдено методами инфракрасной спектроскопии, под углом 120°, в отличие от угла 109° в тетраэдрических молекулах метана, этана и других насыщенных углеводородах. Наличием двойной связи между атомами углерода, которая в результате присоединения соответствующих веществ сравнительно легко превращается в простую связь, объясняется способность этилена к реакциям присоединения (гидрирование, окисление и т. д.). Этилен, как и другие газы, почти не сорбируется на чистом серебре3. Однако на серебре, частично покрытом кислородом, происходит адсорбция этилена4, а также двуокиси углерода и паров воды3.
Кислород. Этот элемент находится в VI группе периодической системы Д. И. Менделеева и в соответствии с этим имеет
8 электронов в двух оболочках, из которых в первой, или /л-обо-лочке, содержится два электрона, а во второй, или L - оболочке (валентная оболочка), — шесть электронов. Нейтральный атом кислорода можно условно характеризовать следующим распределением электронов:
К
L
M
Il = 1
а = 2 |L --= 3
Il
Ij
!і
I
1
Is
vs J 2/)
3s
Здесь п — главное квантовое число, sup — побочные квантовые числа, стрелка—условное обозначение электрона с определенным спином. Одинаковыми главным и побочным квантовыми числами могут обладать только два электрона, различающиеся направлением спинов.
Схематически5 электронная структура атомарного кислорода изображена на рис, 53. Ввиду незаполненности р-подуровней атом кислорода может принимать два электрона, т. е. проявлять отрицательную валентность, равную 2. Обычно кислород имеет именно такую валентность.
Атом кислорода соединяется с атомами кислорода и некоторых других элементов с образованием химических связей, которые являются
ковалентными связями (связями с поделенными электронами). Образуя соединения, каждый кислородный атом может приобрести до двух электронов. Молекулы, состоящие только из 'атомов кислорода, следующие: O2, O3 и O4. Связывание атомов кислорода в группы, состоящие более чем из четырех атомов, по-видимому, не происходит.
В газообразном состоянии даже при самых низких температурах молекула кислорода всегда двухатомна. Двухатомная молекула кислорода весьма устойчива — энергия ее термической диссоциации при О °К составляет приблизительно 117 ккал/моль.
Рис. 53. Схематическое изображение электронной структуры атома кислорода.
Диссоциация молекулы кислорода на атомы заметна' лишь при 1500 0C, а полная диссоциация достигается6 лишь при температуре ~5000 °С.
Атомарный кислород может присоединить один электрон, превращаясь в однозарядный отрицательный ион О"; при этом выделяется энергия порядка 56 ккал/г-атом. Легко образуется и двухзарядный кислородный пон О2".
Расстояние между атомами, Д
Рис. 54. Кривые потенциальной энергии для известных состояний молекулы кислорода.
Молекула кислорода O2 парамагнитна, т. е. не все ее электроны образуют пары с противоположно направленными спинами. Спектроскопические данные показывают, что в основном энергетическом состоянии 32~ молекула кислорода содержит два неспа-ренных электрона. Полинг7 постулирует для основного состояния этой молекулы наличие между атомами кислорода не двойной связи, а одной простой связи, окруженной двумя трехэлектрон-ными. С этой точки зрения строение молекулы кислорода будет выглядеть следующим образом:
