Kimyəvi xassələrı.
Aşağı temperaturlarda kömür, qrafit, xü-
susən də almaz kiməvi xassə cəhətdən inertdir.
Yüksək temperaturda karbon oksigenlə, azotla, kükürdlə,
hidrogenlə, halogenlərlə və bir çox metallarla qarşılıqlı təsirdə
olur. Oksigenlə CO (C ≡ O) və CO
2
(O=C=O) tərkibli oksidlər
əmələ gətirir.
Karbon 2-oksid.
(Dəm qazı.) Havanın azlığı şəraitində kö-
mürün yanması zamanı əmələ gəlir. Aşağı temperaturlarda kar-
bon oksigenlə CO
2
-yə oksidləşir. Hətta oksigenin azlığı şəraitin-
də belə CO praktiki əmələ gəlmir. 400-500
0
S-də dəm qazı əmələ
gəlməyə başlayır:
475
t
C + O
2
= CO
2
↑
C + CO
2
= 2CO↑
800
0
S-də karbon qazının dəm qazına çevrilmə dərəcəsi 80%
təşkil edir. CO rəngsiz, iysiz, çox zəhərli qazdır. Đysiz olması onu
daha da təhlükəli edir. Odur ki, zəhərlənmə hiss olunmadan baş
verə bilər. Qanda hemoqlobinlə birləşərək qanın oksigeni ağ ci-
yərlərdən toxumalara daşıma qabiliyyətini əlindən alır. Təmiz ha-
va ilə nəfəs aldıqda əmələ gələn karbosihemoqlobin tədricən par-
çalanır və hemoqlobinin oksigen daşıma funksiyası bərpa olunur.
Karbon 4-oksid
(Karbon qazı ) adi şəraitdə rəngsiz, iysiz
qazdır. Suda həll olma qabiliyyəti 20
0
S-də 0,34% təşkil edir.
Müxtəlif proseslər: yanma, tənəffüs, qıcqırma, çürümə və s.
əmələ gəlir. Havada orta hesabla 0,03% karbon qazı vardır.
Sənayeda əhəng daşının termiki parçalanmasından alınır:
CaCO
3
= CaO + CO
2
Soda və karbamid CO(NH
2
)
2
istehsalında, mineral suların və
meyvə şirələrinin qazlaşdırılmasında tətbiq olunur.
0,6 MPa təzyiq altında otaq temperaturunda mayeləşir.
Maye karbon qazı polad balonlarda saxlanılır. Balondan sürətlə
boşaltdıqda buxarlanma istiliyinin hesabına bərk hala keçir.
Bərk karbon qazı molekulyar qəfəsli kristal maddə olub “quru
buz” adlanır. -78,5
0
S-də süblümə edir. Tez xarab olunan qida
məhsullarının saxlanılmasında tətbiq olunur.
Suda həll olmuş karbon qazının çox az bir hissəsi su ilə kar-
bonat turşusunu əmələ qətirir. Odur ki, karbon qazlı sular turş
dada malik olurlar:
CO
2
+ H
2
O H
2
CO
3
→
←
476
t
Karbonat turşusu ancaq sulu məhlullarda mövcuddur. Zəif
turşu kimi əsasən H
+
və HCO
3
-
-
ionlarına dissosiasiya edir, cüzi
miqdarda isə CO
3
2-
-ionları əmələ gətirir. Karbonatlar və hidro-
karbonatlar adlanan iki növ duz əmələ gətirir:
H
2
CO
3
H
+
+HCO
3
-
K
1
=4,5.10
-7
HCO
3
-
H
+
+ CO
3
2-
K
2
=4,7.10
-11
Ammonium və qələvi metal karbonatdan başqa digər kar-
bonatlar suda praktiki həll olmur.
Qələvi metal karbonatlarından başqa bütün karbonatlar qız-
dırıldıqda karbon qazı ayrılmaqla parçalanırlar. Məsələn:
MqCO
3
= MqO + CO
2
Qələvi metal və ammonium karbonatlar daxil olmaqla əksər
hidrokarbonatlar
(Mq(HCO
3
)
2
,
Ca(HCO
3
)
2
,
Ba(HCO
3
),
Fe(HCO
3
)
2
və s.) suda həll olurlar.
Qızdırıldıqda hidrokarbonatlar normal karbonatlara çevrilir.
Məsələn:
2NaHCO
3
= Na
2
CO
3
+ CO
2
+ H
2
O
Soda
Na
2
CO
3
(kristalhidrat halında -Na
2
CO
3
.10H
2
O). Kim-
ya sənayesinin ən mühüm məhsullarından biridir. Şüşə isteh-
salında, sabunbişirmədə, sellüloza-kağız, toxuculuq, neft səna-
yesi sahələrində, məişətdə və s. tətbiq edilir.
Potaş
K
2
CO
3
–maye sabunbişirmədə, odadavamlı şüşə is-
tehsalında, fotoqrafiyada və s. istifadə olunur.
Sianid turşusu
HCN rəngsiz, çox uçucu, acı badam iyi verən
mayedir. Kiçik dozalarda ( 0,05 q) belə öldürücü təsirə malikdir.
→
←
→
←
477
Kalium sianid
KCN ağ rəngli suda həll olan kristal maddə-
dir. HCN kimi qüvvətli zəhərdir. Qızıl və gümüşün hidrometal-
lurji üsulla alınmasında tətbiq olunur.
Karbon 4-sulfid
CS
2
. Yodu, fosforu, kükürdü, qətranları
yaxşı həll edir. Kənd təsərrüfatı ziyanvericilərinə qarşı müba-
rizədə və viskoz ipəyi istehsalında tətbiq edilir.
Fosgen
COCl
2
. Qüvvətli zəhərli maddədir. Üzvi sintezdə is-
tifadə olunur.
Silisium.
Oksigendən sonra təbiətdə ən geniş yayılmış ele-
mentdir. Yer qabığının kütləcə 27%-i silisiumun payına düşür.
SiO
2
və silikat turşusunun duzları, xüsusən də alüminosilikatlar
şəklində çox geniş yayılmışdır.
Sənayedə silisium elektrik sobalarında SiO
2
-nin koksla re-
duksiyasından alınır:
SiO
2
+ 2C = Sı + 2CO↑
Yüksək təmizliyə malik silisiumu SCl
4
və SiF
4
–ü termiki
parçalamaqla alırlar.
Karbondan fərqli olaraq silisium üçun ancaq sp
3
-hibridləşmə
xarakterikdir. Bununla əlaqədar, silisium sərbəst halda almaza
oxşar kristal quruluşa malik bir davamlı şəkildəyişməyə malik
olur. Kristal silisium xarici görünüşcə polad parlaqlığa malik çə-
tin əriyən, yüksək möhkəmliyə malik maddədir. Otaq tempera-
turunda yarımkeçirici xassəlidir.
Silisium karbondan fərqli olaraq xarici elektron təbəqəsndə
boş 3d-yarımsəviyyəsinə malikdir (3s
2
3p
2
3d
0
). Bu orbitallar ra-
bitədə iştitak edərək maddənin xassələrinə təsir göstərir. Məsə-
lən, karbonun almazaoxşar modifikasiyası izolyator olduğu hal-
da, silisiumun almazaoxşar modifikasiyası yarımkeçirici xas-
səlidir.
Otaq temperaturunda ftorla qarşılıqlı təsirini çıxmaq şərtilə
silisium kimyəvi cəhətdən inertdir. Qızdırdıqda amorf silisium
478
O
O
O
O
oksigenlə, halogenlərlə, azotla (1000
0
S), karbonla (2000
0
S)
təsirdə olur:
3Si + 2N
2
= Si
3
N
4
Si + C = SiC
Silisium qələvi məhlulunda və HNO
3
+ HF qarışığında həll
olur:
Si + 2KOH + H
2
O = K
2
SiO
3
+ 3H
2
3Si + 4HNO
3
+ 18HF = 3H
2
SiF
6
+ 4NO + 8H
2
O
Göstərilən reaksiyalarda silisium reduksiyaedici xassə gös-
tərir. Metallarla təsirdə isə oksidləşdirici təsirə malik olur:
2Mq + Si = Mq
2
Si
Silisium əsasən metallurgiyada və yarımkeçiricilər texni-
kasında tətbiq olunur. Metallurgiyada ərimiş metalın tərkibindən
oksigeni ayırmaqda, metalların alınmasında reduksiyaedici kimi
istifadə olunur və bir çox ərintilərin tərkibinə daxildir.
Silisium 4-oksid
bir neçə şəkildəyişməyə malikdir. Bunlar
içərisində ən geniş yayılanı kvarsdır. Kvars kristalı ayrı-ayrı
tetraedrlərdən təşkil olunmuş nəhəng polimer molekulundan
ibarətdir. Tetraedrlərdə hər silisium atomu dörd oksigen
atomları ilə əhatələnmiş vəziyyətdə olur:
O Si O Si
Si Si
Si və O atomları arasında
σ
-
rabitələrlə yanaşı silisiumun boş 3d-
O
O
479
orbitalları ilə oksigenin 2p-elektron cütləri arasında donor-
akseptor mexanizimli qeyri-lokallaşmış
π
-rabitələr əmələ gəlir.
SiO
2
-nin belə polimer quruluşu ilə bağlı olaraq kvarsın xassələri
CO
2
-nin xassələrindən kəskin fərqlənir. Belə ki, kvars yüksək
ərimə (1728
0
S) və qaynama (2950
0
S) temperaturu ilə xarakterizə
olunmaqla yanaşı bir çox reagentlərə qarşı davamlıdır.
Kvarsın ucları altıüzlü piramida şək-lində olan altıüzlü
şəffaf, rəngsiz prizmatik formalı kristalları dağ billuru adlanır
(şək.12.4). Qum çox kiçik kvars dənəciklərindən ibarətdir.
Kvars əridikdə şüşəvari hala keçir.Bu
halda kvars şüşə adlanır. Kvars şüşə ul-
trabənövşəyi şüaları yaxşı keçirir. Kvars
şüşə kimyəvi və termiki davamlı maddə-
dir. Ondan kimyəvi qab-qacaqların
hazırlanmasında istifadə
olunur. Kvars şüşədən həmçinin elektrik-civə lampaları
hazır-
lanır. Belə lampalar tibbdə, kino-çəkilişlərində istifadə olunur.
Silikatlar.
Polimer quruluşa nəinki SiO
2
və eləcə də silikat
turşusu və silikatlar da malikdirlər. Silikat turşusunun tərkibinin
H
2
SiO
3
şəklində göstərilməsi şərti xarakter daşıyır. Belə ki,
onun tərkibi qatılıqdan və pH-dan asılı olaraq dəyişir. Dəyişkən
tərkibə malik olduğundan silikat turşusu adətən nSiO
2
.mH
2
O
şəklində göstərilir. Bununla əlaqədar silikatlar da olduqca müx-
təlif tərkibə malik olurlar. Bütün silikatların sadə quruluş vahidi-
ni silikat anionu-SiO
4
4-
tetraedri təşkil edir. Bəzi silikatlarda,
məsələn, Fe
3
Al
2
(SiO
4
)
3
-almandində SiO
4
4-
tetraedrləri izolə edil-
miş şəkildə olur.
Silikat turşusu çox asanlıqla ifrat doymuş məhlul əmələ gə-
tirir, saxlanıldıqda tədricən polimerləşərək kolloid hala keçir.
Stabilləşdiricilərin köməyi ilə silikat turşusunun kifayət qədər
davamlı zolunu almaq mümkündür. Bu halda o kağız istehsalın-
da, suyun işlənməsində istifadə olunur.
Stabilləşdirici iştirak etmədikdə silikat turşusunun zolu hel
halına keçir. Bu halda onun qurudulmasından s i l i k o h e l
Səkil 12.4. Dağ
billuru kristalları
480
adlanan məsaməli məhsul alırlar. Silikohel əsasən adsorent kimi
tətbiq olunur.
Silikat turşusunun duzları-silikatlar yer qabığının 75%-ni
təşkil edir. Təbii silikatlara çöl şpatlarını, slyudaları, gilləri, as-
besti, talkı və digərlərini misal göstərmək olar. Silikatlar olduq-
ca müxtəlif dağ süxurlarının: qranitin, qneysin, bazaltın, müxtə-
lif slansların və s. tərkibinə daxildir. Silikatlar əsasən tərkibinə
Na, K, Al, Mq, Ca, O, H elementləri daxil olan mürəkkəb tər-
kibli birləşmələrdən ibarətdir. Tərkiblərinin mürəkkəbliyi, uy-
ğun polisilikat turşularının mövculuğunun müəyyən edilməməsi
səbəbindən silikatların tərkibi oksidlər şəklində göstərilir.
Məsələn:
Kaolin - Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O; çöl şpatı (ortoklaz) - K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
,
ağ slyuda - K
2
O.3Al
2
O
3
.6SiO
2
.2H
2
O; asbest - CaO.3MqO.4SiO
2
və s.
Şüşə.
Şüşə silikatların digər birləşmələrlə birgə əridilmə-
sindən alınır. Məsələn, adi (pəncərə) şüşəni qum, soda və kal-
sium karbonat (təbaşir) qarışığını 1000-1500
0
S-də əritməklə
alırlar.
Pəncərə
şüşəsinin
tərkibini
təxmini
olaraq
Na
2
O.nCaO.6SiO
2
formulu ilə göstərmək olar. Şüşəyə bu və ya
digər xassələr vermək üçün onun tərkibinə müxtəlif qarışıqlar
əlavə edilir. Məsələn, kobalt şüşəyə gülü qırmızı, dəmir qəhvəyi
rəng verir.
Şüşə istehsalında sodanı potaşla (K
2
CO
3
) əvəz etməklə oda
davamlı şüşə alırlar. SiO
2
,
K
2
CO
3
və PbO qarışığının əridilmə-
sindən isə billur şüşə alınır.
Keramika
. Odadavamlı maddələrdən, məsələn, kaolindən,
karbidlərdən və bəzi metalların oksidlərindən hazırlanan materi-
allar və əşyalar keramika adlanır.Tətbiqindən asılı olaraq kera-
mika tikinti, odadavamlı, kimyəvi davamlı, məişət və texniki ker-
amikaya ayrılır. Tikinti keramikasına kərpiclər, borular, üzlük
piltələr və s. aiddir. Odadavamlı keramik materiallar müxtəlif
sobaların, məsələn, domna, poladəritmə, şüşəəritmə sobalarının
və.s daxili divarlarının hazırlanmasında istifadə olunur. Kimyəvi
481
davamlı keramikaya otaq və eləcə də yüksək temperaturlarda
kimyəvi aqresiv mühitlərə davamlı materiallar daxildir. Belə ke-
ramika kimya sənayesində tətbiq edilir. Məişət keramikasına fa-
yans (saxsı) və çini məmulatlar aiddir. Texniki keramik mate-
riallar izolyatorların, kondensatorların, avtomobil və aviasiya
alışqanlarının, yüksək temperatura davamlı putələrin və termo-
cütlərin hazırlanmasında istifadə olunur.
Keramik əşyaların hazırlanması keramik kütlənin hazırlan-
ması, formaya salınması, qurudulması və yüksək temperaturda
bişirilməsı mərhələlərindən ibarətdir. Bişirmə zamanı suyun ay-
rılması və məsamələrin ərimiş silikatlarla dolması prosesləri baş
verir. Đlkin materialların təbiətindən, alınan məhsula verilən tələ-
batlardan asılı olaraq bu əməliyyatlar müxtəlif yollarla həyata
keçirilir. Məsələn, kərpicin hazırlanmasında tərkibinə müəyyən
minerallar əlavə edilmiş xammalın xırdalanıb və nəmləndirilmə-
sindən alınan plastik kütləni lazımi formaya saldıqdan sonra qu-
rudaraq 900
0
S-də bişirirlər. Bu zaman baş verən reaksiyanı aşa-
ğıdakı tənliklə göstərmək olar.
3[Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O] = 3Al
2
O
3
.2SiO
2
+ 4SiO
2
+ 6H
2
O↑
Bəzi keramik əşyaların səthi qlazur (şirə) adlanan şüşəvari
materialla örtülür. Bunun üçün əşya üzəri kvarsdan, çöl şpatın-
dan və digər əlavələrdən ibarət tozla örtülərək yüksək tempera-
turda qızdırılır. Qlazur keramikanı su keçirməyən hala salır, onu
çirklənmələrdən, turşu və qələvilərin təsirindən qorumaqla ya-
naşı əşyaya xüsusi parlaqlıq verir.
Sement.
Silikat sənayesinin ən mühüm məhsullarından biri
tikinti işlərində olduqca böyük miqyasda tətbiq olunan sementdir
Sement narın xırdalanmış SiO
2
, gil və əhəng daşı qarışığının
fırlanan peçlərdə 1400-1600
0
S-də yandırılmasından alınır. Qarı-
şığın yandırılması zamanı kalsium karbonat karbon qazı və kal-
sium oksidə parçalanır, sonuncu gillə qarşılıqlı təsirdə olaraq
silikatları və kalsium alüminatları əmələ gətirir.
482
Sement narın xırdalanmış susuz kalsium silikatlardan, al-
üminatlardan (Ca
3
Al
2
O
3
) və ferratlardan (Ca(FeO)
2
) ibarətdir.
Sementi işlədərkən onu qum və su ilə qarışdırırlar. Bu qarı-
şıq sement məhlulu adlanır. Sement məhlulunu çıngılla qarışdır-
maqla beton alırlar. Beton ən mühüm tikinti materialıdır.
Sementin susuz birləşmələri su ilə hidroliz və hidratlaşma
proseslərinə daxil olur. Məsələn:
3CaO.SiO
2
+ nH
2
O = 2CaO.SiO
2
.2H
2
O + Ca(OH)
2
+ (n-3)H
2
O
Həticədə betonun kristallaşması, bərkiməsi və möhkəmlən-
məsi proseslərı baş verir.
Silikat sementi ilə yanaşı sementin digər növlərindən
(alüminat, turşuya davamlı və.s ) istifadə olunur.
Germanium.
Germanium xassələrinə görə silisiumdan az
fərqlənir (cəd.12.3). Bəsit halda almaza bənzər tetraedrik quru-
luşda kristallaşır. Qadağan olunmuş zolağının eni 0,78 eV olan
yarımkeçirici maddədir. Normal şəraitdə silisiumla müqayisədə
az aktiv elementdir, qələvilərlə və duru turşularla təsirdə olmur.
Nitrat turşusu germaniumu germanat turşusuna oksidləşdirir.
Ge + 4HNO
3
= H
2
GeO
3
+ 4NO
2
+ H
2
O
Oksidləşdiricilərin iştirakı ilə qələvi məhlulunda da həll olur.
Ge + 2KOH + O
2
+ 2H
2
O = K
2
[Ge(OH)
6
]
Yer qabığında səpələnmiş halda yayılmışdır. Miqdarı kütlə
payı ilə 7.10
-4
%-lə ölçülür. Tərkibi germaniumla zəngin mineral
yataqları əmələ gətirmir. Bəzi daş kömürlərin külü, əlvan metal-
ların işlənmə məhsulları germanium almaq üçün xammal kimi
istifadə edilir. Germanium GeO
2
-ni hidrogen və karbonla re-
duksiya etməklə alınır. Əsas tətbiq sahəsi yarımkeçiricilər texni-
kasıdır.
483
12.5. DÖVRĐ SĐSTEMĐN V A QRUP ELEMENTLƏRĐ
Qrupun ümumi xarakterizəsi.
VA qrupuna azot N, fosfor
P, arsen As, stibium Sb (sürmə) və bismut Bi daxildir. ...ns
2
np
3
elektron quruluşuna malikdirlər. Birləşmələrində -3-dən +5-ə
qədər müxtəlif oksidləşmə dərəcəsi göstərirlər.
Qrupda sıra nömrəsinin artması ilə atom radiusları artır, ion-
laşma enerjiləri və elektromənfilikləri azalır və elementlərin me-
tallik xassələri güclənir (cəd. 12.4).
Azot və fosfor tipik qeyri-metallara, bismut metallara aiddir,
arsen və stibium isə həm metallıq, həm də qeyri-metallıq xassə-
ləri göstərirlər. Cədvəl 12.4-dən görünür ki, birqat rabitənin
enerjisi azotda üçqat rabitəsınin 1/3-dən azdır. Digər elementlər-
də isə bu nisbət əks xarakter daşıyır. Odur ki, azot normal şə-
raitdə üçqat rabitəli iki atomlu, davamlı molekul şəklində olduğu
halda, digər elementlər bir-birilə birqat rabitəli quruluş əmələ
gətirir. Sıra nömrəsi artdıqca bu elemenlərin əmələ gətirdikləri
bəsit maddələrin xüsusi çəkiləri, ərimə və qaynama temperatur-
ları (stibiumdan başqa) qanunauyğun artır.
Arsen və stibium qurğuşun ərintilərinin, məsələn, mətbəə ərin-
tilərinin, akkumlyatorların cərəyanötürücü hissələrinin tər-kibinə
daxil edilir. Arsen, stibium və onların birləşmələri, zəhərlidir. Qaz
halında olan arsen AsH
3
və stibium SbH
3
daha təhlükəlidir.
Azot.
Azot atmosferin əsas tərkib hissəsi olub həcmcə onun
78%-ni təşkil edir. Atmosferdə onun kütləsi 10
15
tonla ölçülür
Yer qabığında kütlə payı 0,01% təşkil edir Azot müxtəlif qeyri-
üzvi və üzvi maddələrin tərkibinə daxildir. Azot bitki və heyvani
zülalların əsas tərkib elementidir. Bitkilərdə və heyvan orqa-
nizmlərində zülalların sintezi torpağın tərkibində olan nitratların
və ammonium birləşmələrinin istifadəsi hecabına baş verir.
Cədvəl 12.4. VA qrup elementlərinin və bəsit maddələrinin bəzi xassələri
Dostları ilə paylaş: |