12000С ⎧→ CaSiO3(цемент)

(Na,K)Al₂Si₂O₈ + CaCO₃ ⎯⎯ →⎯⎯ ⎨

_⎩→(Na,K)AlO₂ + CO₂

Al(OH)₃ ⎯⎯→^t Al₂O₃

KHCO₃ ⎯⎯→^t K₂CO₃

NaHCO₃ ⎯⎯→^t Na₂CO₃

При этом получается 14 ценных продуктов, в том числе поташ, который по методу Сольвэ производить неэффективно, т.к. KHCO ₃ более растворим, чем NaHCO .₃ К тому же, данный метод дешевле, поскольку основные исходные вещества (нефелин и известняк) – природные минералы.

Получение вяжущих веществ.Вяжущие вещества – это порошкообразные материалы, которые при смешении с водой даютпластичнуюмассу,затвердевающуючерез некоторое время; к ним относятся цементы, гипсовые материалы, известь и др.

Цементы получают обжигом (при 1400-1600⁰С) смеси глины и известняка. При этом частично рвутся связи Si− O и Al− O и образуются простые по структуре, т.е.низкополимерныесиликаты и алюминаты кальция. При смешении с водой в результате гидролиза получаются Ca(OH)₂и кислые соли кальция, которые за счет конденсации даютвысокомолекулярныесоединения, и материал твердеет.

Кроме того, вследствие превращения Ca(OH)₂в карбонат происходит упрочнение цемента под действием CO₂воздуха. Упрочнение осуществляется также за счет перехода

(со временем) аморфных фаз компонентов в кристаллические.

Используется на практике и т.н. магнезиальный цемент, который получают смешением прокаленного MgO с 30%-ным раствором MgCl₂ . За счет полимеризации смесь постепенно превращается в белое твердое вещество, устойчивое к кислотам и щелочам. Если массу до затвердевания смешать с опилками, то образуетсяксилолит(белый камень), который в отличие от обычного цемента не выветривается. Из него делают полы и столы в химических лабораториях.

Благородные газы

Аргон, быть может, есть полимеризованный азот N₃, так относящийся к обычному азоту N₂, как озон О₃ относится к обыкновенному кислороду.

Д.И. Менделеев

Общая характеристика.Структура таблицы Менделеева внешне кажется слоистой (по периодам), но, по сути, представляет собойединуюспираль(в соответствии с Периодическим законом).

Так, если продолжитьдвижение по таблицесправаналево(от Г к ЩМ), то от ЩМ мы перейдем к подгруппе т.н. благородных газов (БГ)¹⁰⁷, точнее благородных элементов (БЭ). При этом номера периодов снижаются на единицу, в частности, от Li (второй период) переместимся к He (первый период), апредвалентныйслой ЩМ становитсявалентнымдля БЭ. Причемменееинертным (за счет снижения Z ядра). Например, I₁и I₂у Li равны, соответственно, 5,4 и 75,6 эВ, а I₁у He – 24,6 эВ.

При переходе от Г вправок БЭ не меняется номер периода, а происходит завершение валентного слоя до очень устойчивых конфигураций s² (He) и s²p⁶(Ne и его аналоги).

В силу завершенности валентного слоя молекулы БГ одноатомны(поэтому эти вещества имеют минимальные т.пл. и т.кип. в периодах) ихимически неактивны, что позволяет использовать их в качестве инертной среды, в частности, для наполнения осветительных ламп.

Благородные элементы существуют в природе тольков виде простых веществ (как следствие их низкой активности), а получение БГ сводится к выделению их из газовых смесей (воздуха, природного газа, отходящих газов производств и др.) вымораживанием других компонентов или ректификацией.

В атмосфере Земли из БГ больше всего аргона (объемная доля – 0,93%, видимо, поэтому он был выделен первым – в 1894 г.), а радона – следы (10⁻¹⁶ ). Остальных, в том числе гелия, 10⁻³ −10⁻⁵%, хотя в космосе He по распространенности занимает второе место (после водорода). Даже открыт он был на Солнце (в 1868 г. по спектру) – отсюда название элемента (Солнце, по-гречески «Гелиос»), а на Земле обнаружен лишь 27 лет спустя.

Д.И. Менделеев долго (до 1906 г.) не признавал открытия БЭ, считая, что им нет места в его стройной Периодической системе. Но именно они благодаря насыщенности их валентного слоя делают каждый период завершенным, а переход от Г к ЩМ более логичным.

Физические свойства.От Не к Rn за счет роста радиуса атомов увеличивается ихполяризуемостьи, как результат, наблюдается следующее:

а) повышается растворимостьБГ в воде (у Не онаминимальнасреди известных

газов – 10 мл в 1 л),

б) растет способность к образованию клатратов(получены, начиная с Ar) и к

сорбциина поверхности твердых фаз (на этом основан один из способов разделения БГ),

в) увеличиваютсязначения т.пл. и т.кип.

Гелий, как самый низкокипящий (–269⁰С) и низкоплавкий (–272⁰С при р=25 атм.) , используется в качестве хладоагента в физике низких температур. Он обладает также максимальной текучестью. Так, 1 л He (типа II) проходит через тончайшую щель вискозиметра за 1 с, а воде для этого потребовалось бы 2000 лет.

Химические свойства.За счет роста атомного радиуса БЭ и усиления эффекта ЭЯНЭУ значения их потенциалов ионизацииснижаются, и увеличивается способность к образованию химических соединений сдостаточноэлектроотрицательными элементами. (Возможность их образования, а также форму молекул можно объяснить с позиций метода гипервалентных связей [3].)

Первое сложное вещество, содержащее благородный элемент – Хе[PtF₆], синтезировано в 1962 г., но до сих пор не получены соединения для первых двух БЭ, хотя зафиксированы неустойчивые частицы даже для He: He ,₂⁺ HeH , FeHe, HeI,⁺ He₂S¹⁰⁸.

В случае криптона синтезированы 2 вещества: KrF, который разлагается при н.у., и еще менее устойчивый KrF₄ . Зато для ксенона получены все фториды в четных ст.ок. от XeF₂до XeF₆ синтезом из ИПВ, а такжехлоридыибромидыпо реакциямβ-распада [1]:

127− IГ₂ → β+ XeГ₂

127 − IГ₄ → β+ XeГ₄ .

Но эти галиды крайне неустойчивыв отличие от фторидов Хе. Причем прочность XeF_nповышается с увеличением ст.ок. ксенона, что иллюстрируют реакции дисмутации:

XeF₂ → Xe+ XeF₄ ,

XeF₄ → Xe+ XeF₆ .

Однако все фториды Хе – сильные окислители (за счет стремления ксенона в нулевую ст.ок.). Они легко окисляют платину, кислород воды, реагируют со стеклом, а с помощью XeF₂получены BrF₇и AuF .₅

Характерны для них и реакции комплексообразования. Причем, соединения Хе в высшихст.ок., образуют соснóвнымифторидами анионные комлексы:

Rb₂[XeF₈ ], Cs[XeF₇ ], Rb₂[XeF ]₆(последний устойчив до 400⁰С).

А вещества, включающие Xe в низшихст.ок., скислотнымифторидами дают катионные комплексы: [XeF]⁺[SbF₆ ]⁻ .

Другие производные БЭ синтезируют, используя фториды. В частности, гидролизом их получены оксофториды и оксиды ксенона, но в ст.ок. не менее (+6): XeO , ₃ XeOF₄ , XeO₄ , - а в присутствии щелочи – ксенаты Na₂XeO₄и перксенаты Na₄XeO₆ .

Оксиды Хе легко взрываются в твердомсостоянии, XeO₄даже при – 40⁰С, ногазообразныйтетраоксид ксенона при н.у. спокойно разлагается по реакции:

XeO₄ → Xe+ XeO₃ + O₃ .

Соли более устойчивы (?), но являются сильнейшими окислителями, так E⁰ (XeO₆⁴⁻ / Xe) выше, чем E⁰ (F₂ /F )⁻(3,00 В и 2,87 В соответственно).