Водород, галогены, кислород, сера. Азот, фосфор, углерод, кремний

17 терминов

Вещество	Свойства и получение	Реакции
Водород \(\ce{H2}\)	самый лёгкий газ, без цвета и запаха, плохо растворим; смесь с \(\ce{O2}\) — гремучий газ. Получение: \(\ce{Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ^}\) (аппарат Киппа); \(\ce{2H2O ->[\text{электролиз}] 2H2 ^ + O2 ^}\); собирают в перевёрнутый сосуд	восстановитель: \(\ce{2H2 + O2 = 2H2O}\); \(\ce{H2 + Cl2 = 2HCl}\); \(\ce{H2 + S = H2S}\); \(\ce{CuO + H2 ->[t^\circ] Cu + H2O}\) (восстановление металлов); окислитель с активными металлами: \(\ce{2Na + H2 = 2NaH}\)
Хлор \(\ce{Cl2}\) и галогены \(\ce{F2}\), \(\ce{Cl2}\), \(\ce{Br2}\), \(\ce{I2}\)	жёлто-зелёный ядовитый газ с резким запахом, тяжелее воздуха; бром — красно-бурая жидкость, иод — фиолетово-чёрные кристаллы (возгонка). Ряд активности галогенов: \(\ce{F} > \ce{Cl} > \ce{Br} > \ce{I}\). Получение: \(\ce{MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O}\)	\(\ce{2Na + Cl2 = 2NaCl}\); \(\ce{2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3}\) (до высшей с. о.); \(\ce{Cu + Cl2 = CuCl2}\); \(\ce{H2 + Cl2 = 2HCl}\); \(\ce{Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2}\) (более активный галоген вытесняет менее активный); \(\ce{Cl2 + H2O <=> HCl + HClO}\) — хлорная вода, отбеливает; \(\ce{Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O}\); иод + крахмал → синее окрашивание
Кислород \(\ce{O2}\)	газ без цвета и запаха, немного тяжелее воздуха, малорастворим; поддерживает горение (тлеющая лучинка вспыхивает); аллотропная модификация — озон \(\ce{O3}\). Получение кислорода: \(\ce{2KMnO4 ->[t^\circ] K2MnO4 + MnO2 + O2 ^}\); \(\ce{2H2O2 ->[MnO2] 2H2O + O2 ^}\); \(\ce{2KClO3 ->[t^\circ] 2KCl + 3O2 ^}\); в промышленности — из жидкого воздуха; в природе — фотосинтез	окислитель: \(\ce{4Al + 3O2 = 2Al2O3}\); \(\ce{3Fe + 2O2 = Fe3O4}\); \(\ce{2Cu + O2 = 2CuO}\); \(\ce{S + O2 = SO2}\); \(\ce{4P + 5O2 = 2P2O5}\); \(\ce{C + O2 = CO2}\); \(\ce{2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O}\); \(\ce{CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O}\); с \(\ce{Au}\), \(\ce{Pt}\), галогенами не реагирует
Сера \(\ce{S}\)	жёлтое хрупкое твёрдое вещество, нерастворима в воде (не смачивается — всплывает); аллотропные модификации серы — ромбическая, моноклинная, пластическая; в природе — самородная, сульфиды (\(\ce{FeS2}\) пирит, \(\ce{ZnS}\)), сульфаты (гипс)	окислитель с металлами и \(\ce{H2}\): \(\ce{Fe + S ->[t^\circ] FeS}\); \(\ce{2Na + S = Na2S}\); \(\ce{Hg + S = HgS}\) (сбор разлитой ртути); \(\ce{H2 + S = H2S}\); восстановитель с \(\ce{O2}\): \(\ce{S + O2 = SO2}\); с \(\ce{Cl2}\), \(\ce{F2}\)

Лайфхак. Галогены сверху вниз по группе: \(\ce{F2}\) — светло-жёлтый газ, \(\ce{Cl2}\) — жёлто-зелёный газ, \(\ce{Br2}\) — красно-бурая жидкость, \(\ce{I2}\) — фиолетово-чёрные кристаллы. Окраска темнеет, вещество «тяжелеет», а активность падает — поэтому хлор вытесняет бром и иод из их солей, а иод не вытесняет ни хлор, ни бром.

Ловушка ОГЭ. Железо с хлором даёт \(\ce{FeCl3}\) (с. о. +3), а с соляной кислотой — \(\ce{FeCl2}\) (+2). Сера — окислитель с металлами и водородом, но восстановитель с кислородом. Бром не реагирует с хлоридами, а хлор — с фторидами.

Как это спрашивают на ОГЭ. Задание 8 — выбрать два вещества, с которыми реагирует простое вещество: хлор реагирует с железом и бромидом калия, но не с хлоридом натрия и не с кислородом; задание 9 — продукты: \(\ce{Fe + Cl2}\) → \(\ce{FeCl3}\).

Вещество	Свойства и получение	Реакции
Сера \(\ce{S}\)	жёлтое хрупкое твёрдое вещество, нерастворима в воде (не смачивается — всплывает); аллотропные модификации серы — ромбическая, моноклинная, пластическая; в природе — самородная, сульфиды (\(\ce{FeS2}\) пирит, \(\ce{ZnS}\)), сульфаты (гипс)	окислитель с металлами и \(\ce{H2}\): \(\ce{Fe + S ->[t^\circ] FeS}\); \(\ce{2Na + S = Na2S}\); \(\ce{Hg + S = HgS}\) (сбор разлитой ртути); \(\ce{H2 + S = H2S}\); восстановитель с \(\ce{O2}\): \(\ce{S + O2 = SO2}\); с \(\ce{Cl2}\), \(\ce{F2}\)

Вещество	Свойства и получение	Реакции
Водород \(\ce{H2}\)	самый лёгкий газ, без цвета и запаха, плохо растворим; смесь с \(\ce{O2}\) — гремучий газ. Получение: \(\ce{Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ^}\) (аппарат Киппа); \(\ce{2H2O ->[\text{электролиз}] 2H2 ^ + O2 ^}\); собирают в перевёрнутый сосуд	восстановитель: \(\ce{2H2 + O2 = 2H2O}\); \(\ce{H2 + Cl2 = 2HCl}\); \(\ce{H2 + S = H2S}\); \(\ce{CuO + H2 ->[t^\circ] Cu + H2O}\) (восстановление металлов); окислитель с активными металлами: \(\ce{2Na + H2 = 2NaH}\)
Хлор \(\ce{Cl2}\) и галогены \(\ce{F2}\), \(\ce{Cl2}\), \(\ce{Br2}\), \(\ce{I2}\)	жёлто-зелёный ядовитый газ с резким запахом, тяжелее воздуха; бром — красно-бурая жидкость, иод — фиолетово-чёрные кристаллы (возгонка). Ряд активности галогенов: \(\ce{F} > \ce{Cl} > \ce{Br} > \ce{I}\). Получение: \(\ce{MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 ^ + 2H2O}\)	\(\ce{2Na + Cl2 = 2NaCl}\); \(\ce{2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3}\) (до высшей с. о.); \(\ce{Cu + Cl2 = CuCl2}\); \(\ce{H2 + Cl2 = 2HCl}\); \(\ce{Cl2 + 2KBr = 2KCl + Br2}\) (более активный галоген вытесняет менее активный); \(\ce{Cl2 + H2O <=> HCl + HClO}\) — хлорная вода, отбеливает; \(\ce{Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O}\); иод + крахмал → синее окрашивание
Кислород \(\ce{O2}\)	газ без цвета и запаха, немного тяжелее воздуха, малорастворим; поддерживает горение (тлеющая лучинка вспыхивает); аллотропная модификация — озон \(\ce{O3}\). Получение кислорода: \(\ce{2KMnO4 ->[t^\circ] K2MnO4 + MnO2 + O2 ^}\); \(\ce{2H2O2 ->[MnO2] 2H2O + O2 ^}\); \(\ce{2KClO3 ->[t^\circ] 2KCl + 3O2 ^}\); в промышленности — из жидкого воздуха; в природе — фотосинтез	окислитель: \(\ce{4Al + 3O2 = 2Al2O3}\); \(\ce{3Fe + 2O2 = Fe3O4}\); \(\ce{2Cu + O2 = 2CuO}\); \(\ce{S + O2 = SO2}\); \(\ce{4P + 5O2 = 2P2O5}\); \(\ce{C + O2 = CO2}\); \(\ce{2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O}\); \(\ce{CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O}\); с \(\ce{Au}\), \(\ce{Pt}\), галогенами не реагирует

Интересный факт. Водород — самый распространённый элемент Вселенной: из него примерно на три четверти по массе состоят звёзды и межзвёздный газ. А на Земле свободного водорода почти нет: самый лёгкий газ улетучивается из атмосферы в космос.

Из истории. Кислород открыли почти одновременно швед К. Шееле (1771–1772) и англичанин Дж. Пристли (1774). Название «оксигениум» — «рождающий кислоты» — дал А. Лавуазье: он ошибочно считал, что кислород входит в состав всех кислот. Соляная кислота \(\ce{HCl}\) показала, что это не так.

Вещество	Свойства	Реакции
Азот \(\ce{N2}\)	газ без цвета и запаха, 78 % воздуха; малоактивен из-за тройной связи \(\ce{N#N}\); не поддерживает горения и дыхания	\(\ce{N2 + 3H2 <=>[t^\circ, p, Fe] 2NH3}\); \(\ce{N2 + O2 <=> 2NO}\) (при грозе, в электродуге); \(\ce{3Mg + N2 = Mg3N2}\); \(\ce{6Li + N2 = 2Li3N}\)
Фосфор \(\ce{P}\)	аллотропия: белый фосфор \(\ce{P4}\) — ядовит, светится в темноте, самовоспламеняется, хранят под водой; красный фосфор — неядовит, идёт на спички. Получение: \(\ce{Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C = 3CaSiO3 + 5CO + 2P}\)	\(\ce{4P + 5O2 = 2P2O5}\) (белый дым); \(\ce{4P + 3O2 = 2P2O3}\) (недостаток \(\ce{O2}\)); \(\ce{2P + 3Cl2 = 2PCl3}\); \(\ce{2P + 5Cl2 = 2PCl5}\); \(\ce{3Ca + 2P = Ca3P2}\)
Углерод \(\ce{C}\)	аллотропные модификации углерода: алмаз (твёрдый, прозрачный, атомная решётка), графит (мягкий, слоистый, проводит ток), уголь (адсорбция — поглощение газов и растворённых веществ поверхностью: противогаз, активированный уголь), карбин, фуллерены	углерод — восстановитель: \(\ce{C + O2 = CO2}\); \(\ce{2C + O2 = 2CO}\) (недостаток \(\ce{O2}\)); \(\ce{C + CO2 ->[t^\circ] 2CO}\); \(\ce{C + 2CuO ->[t^\circ] 2Cu + CO2}\) (получение металлов); \(\ce{C + H2O ->[t^\circ] CO + H2}\) (водяной газ); \(\ce{C + 2H2 = CH4}\); окислитель: \(\ce{Ca + 2C = CaC2}\); \(\ce{4Al + 3C = Al4C3}\)
Кремний \(\ce{Si}\)	тёмно-серое твёрдое вещество с металлическим блеском, полупроводник, атомная решётка; второй по распространённости элемент земной коры (\(\ce{SiO2}\) — песок, кварц; силикаты). Получение: \(\ce{SiO2 + 2Mg ->[t^\circ] Si + 2MgO}\); \(\ce{SiO2 + 2C ->[t^\circ] Si + 2CO}\)	\(\ce{Si + O2 = SiO2}\); \(\ce{Si + 2Cl2 = SiCl4}\); \(\ce{Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2 ^}\) (со щёлочью — отличие от углерода); \(\ce{2Mg + Si = Mg2Si}\); с кислотами (кроме \(\ce{HF}\)) не реагирует

Интересный факт. Молнии связывают азот воздуха: \(\ce{N2 + O2 -> 2NO}\), дальше образуются \(\ce{NO2}\) и азотная кислота, которая с дождём попадает в почву. За год так в почву приходят миллионы тонн азота — природное «удобрение».

Лайфхак. Углерод и кремний — соседи по IVA группе, их оксиды \(\ce{CO2}\) и \(\ce{SiO2}\) похожи по формуле, но не по свойствам: \(\ce{CO2}\) — газ (молекулярная решётка), \(\ce{SiO2}\) — песок (атомная). Кремний, в отличие от углерода, растворяется в щёлочи с выделением водорода.

Ловушка ОГЭ. Азот не ядовит — он просто не поддерживает дыхание и горение. Белый фосфор ядовит и хранится под водой, красный — неядовит. Углерод — восстановитель (\(\ce{C + 2CuO -> 2Cu + CO2}\)), но с металлами — окислитель (\(\ce{Ca + 2C -> CaC2}\)).

Как это спрашивают на ОГЭ. В заданиях 8 и 10: азот реагирует с водородом и магнием, фосфор — с кислородом и хлором, углерод — с оксидом меди(II) и кислородом, кремний — со щёлочью и кислородом.

Вещество	Свойства	Реакции
Фосфор \(\ce{P}\)	аллотропия: белый фосфор \(\ce{P4}\) — ядовит, светится в темноте, самовоспламеняется, хранят под водой; красный фосфор — неядовит, идёт на спички. Получение: \(\ce{Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C = 3CaSiO3 + 5CO + 2P}\)	\(\ce{4P + 5O2 = 2P2O5}\) (белый дым); \(\ce{4P + 3O2 = 2P2O3}\) (недостаток \(\ce{O2}\)); \(\ce{2P + 3Cl2 = 2PCl3}\); \(\ce{2P + 5Cl2 = 2PCl5}\); \(\ce{3Ca + 2P = Ca3P2}\)
Углерод \(\ce{C}\)	аллотропные модификации углерода: алмаз (твёрдый, прозрачный, атомная решётка), графит (мягкий, слоистый, проводит ток), уголь (адсорбция — поглощение газов и растворённых веществ поверхностью: противогаз, активированный уголь), карбин, фуллерены	углерод — восстановитель: \(\ce{C + O2 = CO2}\); \(\ce{2C + O2 = 2CO}\) (недостаток \(\ce{O2}\)); \(\ce{C + CO2 ->[t^\circ] 2CO}\); \(\ce{C + 2CuO ->[t^\circ] 2Cu + CO2}\) (получение металлов); \(\ce{C + H2O ->[t^\circ] CO + H2}\) (водяной газ); \(\ce{C + 2H2 = CH4}\); окислитель: \(\ce{Ca + 2C = CaC2}\); \(\ce{4Al + 3C = Al4C3}\)

Закрепите теорию: 17 терминов с проверкой и подсказками, урок зачитывается от 70 %.

Пройти урок arrow_forward