§ 1.6. Валентность элементов. Структурные формулы химических соединений

Характеристики бария

Металл имеет атомную массу 137 г/ммоль и плотность порядка 3,7 г/см3. Является очень легким и мягким – максимальная его твердость по шкале Мооса составляет 3 балла. В случае ртутных примесей хрупкость бария существенно повышается.

Металл имеет светлый серебристо-серый окрас. Однако, металл славится и зеленым цветом, который приобретается в результате химической реакции с участием солей элемента (напрамер, сульфата бария). Если в барий опустить стеклянную палочку и поднести открытый огонь, то мы увидим зеленое пламя. Данный способ позволяет сделать четкое определение даже минимального содержания примесей тяжелого металла.

Барий наряду с другими щелочноземельными металлами проявляет химическую активность. В группе занимает средние позиции, оставив позади себя стронций и кальций, которые допустимо хранить на открытом воздухе, чего нельзя сказать о барии. Отличной средой для хранения металла является парафиновое масло, в которое, непосредственно, и погружается барий, или же петролевый эфир.

bariy.jpg

Барий взаимодействует с кислородом, однако, в результате реакции утрачивается его блеск, после чего металл приобретает сначала желтоватый оттенок, потом становится коричневым и в итоге приобретает серый окрас. Именно такой внешний вид присущ оксиду бария. При нагревании атмосферы, барий становится взрывоопасным.

56-й элемент периодической системы Менделеева также взаимодействует с водой, в результате чего происходит реакция, обратная реакции с кислородом. В данном случае разложению подлежит жидкость. Такую реакцию дает исключительно чистый металл, после чего он становится гидроксидом бария. Если с водной средой будет контактировать соли металла, то никакой реакции не увидим, так как ничего не произойдет. Например, его хлорид является не растворимым в воде и активную реакцию можно наблюдать только при взаимодействии с кислой средой.

Металл легко вступает в реакцию с водородом, однако для этого необходимо создать определенные условия, а именно – повышение температуры. При этом на выходе получается гидрид бария. В условиях повышения температурного режима 56-й элемент также реагирует и с аммиаком, в результате чего образуется нитрид. В случае дальнейшего повышения температуры можно получить цианид.

Раствор бария имеет характерный синий окрас, который получается в результате реакции с аммиаком в жидком агрегатном состоянии. Если при этом добавить платиновый катализатор, то образуется амид бария. Однако область применения данного вещества далеко не широка – используется исключительно в качестве реактива.

Таблица 1. Свойства бария
Характеристика Значение
Свойства атома
Название, символ, номер Барий / Barium (Ba), 56
Атомная масса (молярная масса) 137,327(7)[1] а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация [Xe] 6s2
Радиус атома     222 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус 198 пм
Радиус иона     (+2e) 134 пм
Электроотрицательность 0,89 (шкала Полинга)
Электродный потенциал -2,906
Степени окисления 2
Энергия ионизации (первый электрон)  502,5 (5,21) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)     3,5 г/см³
Температура плавления     1 002 K
Температура кипения 1 910 K
Уд. теплота плавления     7,66 кДж/моль
Уд. теплота испарения 142,0 кДж/моль
Молярная теплоёмкость     28,1[2] Дж/(K·моль)
Молярный объём     39,0 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решётки кубическая объёмноцентрированая
Параметры решётки     5,020 Å
Прочие характеристики
Теплопроводность (300 K) (18.4) Вт/(м·К)
Номер CAS 7440-39-3   

Токсичность[править | ]

Все растворимые в воде соединения бария высокотоксичны. Вследствие хорошей растворимости в воде из солей бария опасен хлорид, а также нитрат, нитрит, хлорат и перхлорат. Хорошо растворимые в воде соли бария быстро резорбируются в кишечнике. Смерть может наступить уже через несколько часов от паралича сердца.

Симптомы острого отравления солями бария: слюнотечение, жжение во рту и пищеводе. Боли в желудке, колики, тошнота, рвота, понос, повышенное кровяное давление, твердый неправильный пульс, судороги, позже возможны и параличи, синюха лица и конечностей (конечности холодные), обильный холодный пот, мышечная слабость, в особенности конечностей, доходящая до того, что отравленный не может кивнуть головой. Расстройство походки, а также речи вследствие паралича мышц глотки и языка. Одышка, головокружение, шум в ушах, расстройство зрения.

В случае тяжелого отравления смерть наступает внезапно или в течение одних суток. Тяжелые отравления наступают при приеме внутрь 0,2 — 0,5 г солей бария, смертельная доза 0,8 — 0,9 г.

Для оказании первой помощи необходимо промыть желудок 1%-ным раствором сульфата натрия или магния. Клизмы из 10%-ных растворов тех же солей. Дача внутрь раствора раствора тех же солей (20,0 ч. соли на 150,0 ч. воды) по столовой ложке каждые 5 мин. Рвотные средства для удаления из желудка образовавшегося нерастворимого сульфата бария. Внутривенно 10-20 мл 3%-ного раствора сульфата натрия. Подкожно-камфора, кофеин, лобелин-по показаниям. Тепло на ноги. Внутрь слизистые супы и молоко.

Качественный и количественный анализ

Качественно в растворах барий обнаруживается по выпадению осадка сульфата бария BaSO4, отличимого от соответствующих сульфатов кальция и сульфатов стронция крайне низкой растворимостью в неорганических кислотах.

Родизонат натрия выделяет из нейтральных солей бария характерный красно-бурый осадок родизоната бария. Реакция является очень чувствительной, специфичной, позволяя определить 1 часть ионов бария на 210000 массовых частей раствора[4].

Соединения бария окрашивают пламя в желто-зеленый цвет (длина волн 455 и 493 нм).

Количественно барий определяют гравиметрическим методом в виде BaSO4 или BaCrO4.

Барий, свойства атома, химические и физические свойства.

Ba 56  Барий

137,327(7)      1s2s2p3s3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 5s2 5p6 6s2

Барий — элемент периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева с атомным номером 56. Расположен во 2-й группе (по старой классификации — главной подгруппе второй группы), шестом периоде периодической системы.

Общие сведения

Свойства атома бария

Химические свойства бария

Физические свойства бария

Кристаллическая решётка бария

Дополнительные сведения

Таблица химических элементов Д.И. Менделеева

100 Общие сведения  
101 Название Барий
102 Прежнее название
103 Латинское название Barium
104 Английское название Barium
105 Символ Ba
106 Атомный номер (номер в таблице) 56
107 Тип Металл
108 Группа Щёлочноземельный металл
109 Открыт Карл Вильгельм Шееле и Иоганн Готлиб Ган, Швеция, 1774 г.
110 Год открытия 1774 г.
111 Внешний вид и пр. Мягкий, вязкий, ковкий металл серебристо-белого цвета. Ядовит
112 Происхождение Природный материал
113 Модификации
114 Аллотропные модификации 2 аллотропные модификации:

— α-барий с кубической объёмно-центрированной кристаллической решёткой,

— β-барий

115 Температура и иные условия перехода аллотропных модификаций друг в друга
116 Конденсат Бозе-Эйнштейна
117 Двумерные материалы
118 Содержание в атмосфере и воздухе (по массе) 0 %
119 Содержание в земной коре (по массе) 0,034 %
120 Содержание в морях и океанах (по массе) 3,0·10-6 %
121 Содержание во Вселенной и космосе (по массе) 1,0·10-6 %
122 Содержание в Солнце (по массе) 1,0·10-6 %
123 Содержание в метеоритах (по массе) 0,00027 %
124 Содержание в организме человека (по массе) 0,00003 %

История и происхождение названия[править | ]

В 1774 г. шведский химик Карл Вильгельм Шееле и его друг Юхан Готлиб Ган исследовали один из самых тяжелых минералов — тяжелый шпат BaSO4. Им удалось выделить неизвестную раньше «тяжелую землю», которую потом назвали баритом (от греческого barys – тяжелый). А через 34 года Хэмфри Дэви, подвергнув электролизу мокрую баритовую землю, получил из нее новый элемент — барий. Следует отметить, что в том же 1808 г., несколько раньше Дэви, Йене Якоб Берцелиус с сотрудниками получил амальгамы кальция, стронция и бария. Так появился элемент барий. Естествен вопрос: почему барий не открыли раньше, ведь главный его минерал BaSO4 известен с XVII в.? «Вскрыть» этот минерал, выделить из него «землю», окисел, оказалось не под силу предшественникам Шееле и Гана. Еще алхимики прокаливали BaSO4 с деревом или древесным углем и получали фосфоресцирующие «болонские самоцветы». Но химически эти самоцветы не BaO, а сернистый барий BaS. Интересно, что в чистом виде сульфид бария не светится: необходимы активаторы — микропримеси веществ-активаторов — солей висмута, свинца, молибдена и других металлов. Свечение )фосфоресценция) происходит не само по себе, а только под воздействием радиоактивного, рентгеновского, ультрафиолетового и других видов излучения. После прекращения внешнего воздействия фосфоресценция может продолжаться, постепенно затухая, от нескольких секунд до нескольких часов.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий