Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

а из галогеноводородных кислот самая слабая фтористоводородная. На примере гидридов не­металлов можно проследить действие важней­шего закона природы: между самыми противо­положными свойствами нет непроходимой гра­ницы, во всяком явлении борются противопо­ложные тенденции, причем в зависимости от условий либо побеждает одна из них, либо происходит их синтез, совмещение, переход од­ной противоположности в другую. Этот закон поможет нам понять некоторые интересные яв­ления, быть может несколько неожиданные и необычные.

ПАРАДОКСЫ В СЕМЬЕ НЕМЕТАЛЛОВ

Ни у кого не вызовет удивления бесспорное утверждение, что кислота реагирует с основа­ниями. Но иногда кислоты способны в опре­деленных условиях вступать в реакции между собой. Так, концентрированная азотная кисло­та в смеси с серной кислотой отщепляет уже не ионы водорода (точнее, не ионы гидроксония Н3O+), а гидроксильную группу:

HONO2+2H2SO4«NO2++H3O++2HSO4-. Известна и такая реакция;

HNO3+2HF«H3O++NO2++2F-.

Выходит, что в этих случаях азотная кислота ведет себя... как основание.

«Отменяет» ли это наши прежние представ­ления о кислотах? Конечно, нет!

Мы не случайно выделили слово концент­рированная кислота. В ней нет или почти нет воды, а это имеет решающее значение, пото­му что все наши школьные знания о кислотах и основаниях относятся к водным растворам. Стоит нам изменить это условие, и многие привычные представления меняются и требуют уточнения.

Вот еще один «парадокс». В обычных усло­виях для аммиака характерны основные свой­ства. Но при изучении свойств жидкого аммиа­ка (при -33,4°) оказалось, что его водород может замещаться металлом с образованием амидов:

2NH3+2Na®2NaNH22.

Удивительно, что эта же реакция происходит и при высоких температурах ( +350°). Вот и по­лучается, что аммиак может вести себя в реак­циях с металлами... как кислота!

И хотя условия реакции с металлами не­сколько различны, аммиак, вода и фтористый водород в этой реакции очень сходны:

2Na+2NH3 ®2NaNH2+H2 ­

 2Na+2H2O ®2NaOH+H2 ­

2Na+2HF®2NaF+H2 ­

Такое же сходство обнаруживается и при сравнении основных свойств этих гидридов:

NH3+НСlO4 ®(NH4)+ClO4-Н2O+НСlO4®(Н3О)+СlO4-HF+НСlO4®(H2F)+ClO4-

Как это ни парадоксально, фтористый во­дород здесь выступает в роли основания, т. е. связывает протон.

Правда, последняя реакция исключительна, потому что возможна лишь с сильнейшей из минеральных кислот — хлорной, которая одна только способна «заставить» фтористый водород играть необычную для него роль.

Нетрудно видеть, что эта необычность свойств обычных соединений связана с особенными усло­виями, в которые эти соединения мы постави­ли. Но есть одно простейшее и распространеннейшее соединение, свойства которого во мно­гом необычны в самых «заурядных» условиях. Это соединение — вода (см. ст. «Беседа о са­мом необыкновенном в мире веществе»).

 

СВОБОДНЫЕ НЕМЕТАЛЛЫ В ПРИРОДЕ

В число десяти элементов, знакомых людям с глубокой древности, входят два неметалла — углерод и сера. Оба элемента встречаются в природе в свободном состоянии.

Молекула серы состоит из восьми атомов, соединяющихся друг с другом в кольцо. При нагревании такие кольца разрываются, а при более высокой температуре образовавшиеся це­почки укорачиваются, так что сера становится смесью молекул, содержащих 8, 6 и 2 атома. При очень высокой температуре пары серы состоят из молекул S2, т. е. построены так же, как молекулы кислорода, азота, хлора в обыч­ных условиях. Самое устойчивое состояние серы — кольцеобразная молекула S8. При бы­стром охлаждении расплавленной серы разор­ванные кольца не успевают замкнуться и сера становится пластичной, а затем, превращаясь в самую устойчивую форму, возвращает себе привычный внешний вид и свойства.

434