Բարիում

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
56 ՑեզիումԲարիումԼանթան
Ջրածին Հելիում Լիթիում Բերիլիում Բորр Ածխածին Ազոտ Թթվածին Ֆտոր Նեոն Նատրիում Մագնեզիում Ալյումին Սիլիցիում Ֆոսֆոր Ծծումբ Քլոր Արգոն Կալիում Կալցիում Սկանդիում Տիտան Վանադիում Քրոմ Մանգան Երկաթ Կոբալտ Նիկել Պղինձ Ցինկ Գալիում Գերմանիում Արսեն Սելեն Բրոմ Կրիպտոն Ռուբիդիում Ստրոնցիում Իտրիում Ցիրկոնիում Նիոբիում Մոլիբդեն Տեխնեցիում Ռութենիում Ռոդիում Պալադիում Արծաթ Կադմիում Ինդիում Անագ Ծարիր Թելուր Յոդ Քսենոն Ցեզիում Բարիում Լանթան Ցերիում Պրազեոդիում Նեոդիում Պրոմեթիում Սամարիում Եվրոպիում Գադոլինիում Տերբիում Դիսպրոզիում Հոլմիում Էրբիում Թուլիում Իտերբիում Լյուտեցիում Հաֆնիում Տանտալ Վոլֆրամ Ռենիում Օսմիում Իրիդիում Պլատին Ոսի Սնդիկ Թալիում Կապար Բիսմունտ Պոլոնիում Աստատ Ռադոն Ֆրանցիում Ռադիում Ակտինիում Թորիում Պրոտակտիում Ուրան Նեպտունիում Պլուտոնիում Ամերիցիում Կյուրիում Բերկլիում Կալիֆորնիում Էյնշտեյնիում Ֆերմիում Մենդելեևիում Նոբելիում Լոուրենցիում Ռեզերֆորդիում Դուբնիում Սիբորգիում Բորիում Հասիում Մեյտներիում Դարմշտադտիում Ռենտգենիում Կոպերնիցիում Ունունտրիում Ֆլերովիում Ունունպենտիում Լիվերմորիում Ունունսեպտիում ՈւնունօկտիումՔիմիական տարրերի պարբերական համակարգ
56Ba
Cubic-body-centered.svg
Electron shell 056 Barium.svg
Պարզ նյութի արտաքին տեսք
Բարիումը անոթում
Փափուկ, մածուցիկ, արծաթափայլ մետաղ
Xenon Spectrum.jpg
Ատոմի հատկություններ
Անվանում, սիմվոլ, կարգաթիվ Բարիում / Barium (Ba), 56
Ատոմային զանգված
(մոլային զանգված)
137,327(7)[1] զ. ա. մ. (գ/մոլ)
Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիա [Kr] 4d10 5s2 5p6
Ատոմի շառավիղ (108)[2] պմ
Քիմիական հատկություններ
Կովալենտային շառավիղ 140 պմ
Իոնի շառավիղ 222 պմ
Էլեկտրաբացասականություն 0,89 (Պոլինգի սանդղակ)
Էլեկտրոդային պոտենցիալ -2,906
Օքսիդացման աստիճաններ 2
Իոնիզացման էներգիա
2‑րդ: [Xe] 6s2 կՋ/մոլ (էՎ)
Պարզ նյութի թերմոդինամիկական հատկություններ
Խտություն (ս. պ.-ում) 3,5 գ/սմ³
Հալման ջերմաստիճան 1 002
Եռման ջերմաստիճան 1 910
Մոլյար ջերմունակություն 28,1[3] Ջ/(Կ·մոլ)
Մոլային ծավալ 39,0 սմ³/մոլ
Պարզ նյութի բյուրեղացանց
Բյուրեղացանցի կառուցվածք խորանարդ
Բյուրեղացանցի տվյալներ 5,020
Այլ հատկություններ
Ջերմահաղորդականություն (300 Կ) (18.4) Վտ/(մ·Կ)
56
Բարիում
Ba
137,327
6s2


Բարիում (լատ.՝ Baryum, հուն.՝ βαρύς - ծանր), Ba, տարրերի պարբերական համակարգի 2-րդ խմբի քիմիական տարր։ Հողալկալիական մետաղ: Կարգահամարը՝ 56, ատոմական զանգվածը՝ 137, 34։

Բնական բարիումը բաղկացած է 130-138 միջակայքում զանգվածի թվեր ունեցող յոթ իզոտոպներից, որոնցից ամենամեծ պարունակությունը 138Ba-ինն է (71, 66 %)։ Արհեստականորեն ստացվել է 15 ռադիոակտիվ իզոտոպ, որոնցից կարևոր են 131Ba (T1/2 = 12 օր), ¹³³Ca (T1/2 =7, 5 տարի) և 140Ba (T1/2 = 12, 8 օր)։ Բարիումը s տարր է, նրա ատոմի էլեկտրոնային թաղանթների կառուցվածքն է 4s²4p64d105s²5p66s2, K-L-M- թաղանթները լրացված են։

Պատմություն[խմբագրել]

Բարիումը հայտնաբերել է (օքսիդի ձևով) շվեդացի քիմիկոս Կ․ Շելլեն և Յոհան Գանը[4] (1774 թվականին)։ Ամալգամի ձևով այն անջատել է Հ․ Դևին՝ սնդիկի էլեկտրոդի օգնությամբ։ Ազատ բարիումը ստացել է Ա․ Գունադը (1901 թվական)։

Բնության մեջ[խմբագրել]

Բարիումը կազմում է երկրի կեղևի զանգվածի 0, 05%-ը։ Ազատ վիճակում բնության մեջ չի հայտնաբերված։ Ամենատարածված միներալը բարիտն է՝ BaSO4, հանդիպում է նաև վիտերիտը ВаСО3։ Չնչին քանակներով բարիումը պարունակում են բույսերը և կենդանի օրգանիզմները։

Նրա լուծելի միացությունները թունավոր են։ 0, 8-0, 9 գ բարիումի քլորիդը մահացու է մարդու համար։ Խմելու ջրում բարիումի սահմանային թույլատրելի քանակությունը 4 մգ/լ է։

Ֆիզիկական հատկություններ[խմբագրել]

շԱլկանիներ և զին կի աղեր, գ·սմ−3
O2−
S2−
F
Cl
SO2−
4
CO2−
3
O2−
2
H
Ca2+
:4–48–50
3.34 2.59 3.18 2.15 2.96 2.83 2.9 1.7
Sr2+
:4–86–88
5.1 3.7 4.24 3.05 3.96 3.5 4.78 3.26
Ba2+
:4–43–45
5.72 4.3 4.89 3.89 4.49 4.29 4.96 4.16
Zn2+
:4–95–96
5.6 4.09 4.95 2.09 3.54 4.4 1.57

Բարիումը սպիտակ-արծաթափայլ, փափուկ (կապարից կարծր) մետաղ է, հալման ջերմաստիճանը՝ 710°С, եռմանը՝ 1637-1640°С, խտությունը՝ 3760 կգ/մ³։ Քիմիապես շատ ակտիվ է։

Զրից և թթուներից դուրս է մղում ջրածին։ Միացություններում մեծ մասամբ երկարժեք է։

Քիմիական հատկություններ[խմբագրել]

Քիմիական հատկություններով նման է ռադիումին, կալցիումին և ստրոնցիումին։ Վերջին երկուսից ակտիվ է։ Օդում արագ օքսիդանում է՝ միանալով ոչ միայն թթվածնին, այլև ազոտին (պահում են վակուումում կամ որևէ կայուն համաձուլվածքի ձևով)։ Միանում է ջրածնին՝ առաջացնելով հիդրիդ՝ ВаН2, որը ջրի ազդմամբ քայքայվում է՝ անջատելով ջրածին։

\mathsf{Ba + 2H_2O \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2\uparrow}

Բարիումը հեշտությամբ միանում է թթվածնին։ Օդում տաքացնելիս բռնկվում է և այրվում դեղնականաչավուն բոցով։ Բարիումի օքսիդի՝ BaO հետ միաժամանակ առաջանում են պերօքսիդներ և նիտրիդ՝ Ba3N2։ Բարիումի օքսիդը անգույն բյուրեղական նյութ է, միանում է օդի ածխաթթու գազի հետ։

\mathsf{Ba_3N_2 + 2CO \rightarrow Ba(CN)_2 + 2BaO}

Օդում տաքացնելիս (508 °C) վեր է ածվում գերօքսիդի՝ ВаO2, որը կայուն է մինչև 700°С։ Այն առաջացնում է ВаO2-2Н2O անգույն բյուրեղահիդրատը։ Բարձր ճնշման տակ տաքացնելիս միանում է թթվածնին, ստացվում է բարիումի բարձրագույն գերօքսիդը՝ ВаՕ4 (դեղին գույնի նյութ է, քայքայվում է 50-60 °C -ում)։

Բարիումը և նրա օքսիդը եռանդուն լուծվում են ջրում՝ առաջացնելով բարիումի հիդրօքսիդ՝ Ва (ОН)2, որը ալկալի է։ Անջուր Ва (ОН)2 տաքացնելիս հալվում է (780°С), ապա քայքայվում։ Լավ լուծվում է տաք ջրում։ Ջրային լուծույթը ուժեղ հիմք է, օդից կլանում է СO2 և պղտորվում։

\mathsf{Ba + 2H_2O \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2\uparrow}

Թթուների հետ մտնում է չեզոքացման ռեակցիաների մեջ։ Ջրային լուծույթներից նստում են Ва (OH)2-8Н2O բաղադրությամբ անգույն բյուրեղներ, որոնք 78 °C-ում հեղուկանում են՝ լուծվելով իրենց պարունակած բյուրեղաջրում։ Բարիումը հեշտությամբ միանում է նաև հալոգենների հետ՝ առաջացնելով ջրում լուծելի հալոգենիդներ։ Բարիումի քլորիդը՝ ВаСl2 (հալվում է 900 °C-ում), սովորական պայմաններում գոյություն ունի ВаСl2-2Н2O ձևով, որը 100 °C -ում կորցնում է բյուրեղաջուրը։

\mathsf{[Ba(NH_3)_6] \rightarrow Ba(NH_2)_2 + 4NH_3 + H_2}

Ստացում[խմբագրել]

Ստացվում է բարիտը ածխածնի և կալցիումի քլորիդի հետ բոցային վառարանում շիկացնելիս։ Բարիումը միանում է ծծմբին՝ առաջացնելով սուլֆիդ՝ BaS և պուիսուլֆիդներ։ 260-600 °C -ում տաքացնելիս բարիումը միանում է ազոտին, ստացվում է բարիումի նիտրիդը՝ Ba3N2։

\mathsf{3BaO + 2Al \rightarrow 3Ba + Al_2O_3}

Բարիումի ֆոսֆիդը՝ Ba3P2, ստանում են ֆոսֆատը աղեղային վառարանում ածխածնով վերականգնելով։ Բարիումի օքսիդը ածխածնի առկայությամբ տաքացնելիս առաջանում է բարիումի կարբիդը՝ ВаС2։ Եթե միաժամանակ առկա է նաև ազոտ, ապա ստացվում է ցիանիդ՝ Ва (CN)2։

\mathsf{BaS +2H_2O \rightarrow Ba(OH)_2 + H_2S\uparrow}
\mathsf{BaS + H_2O + CO_2 \rightarrow BaCO_3 + H_2S\uparrow}
\mathsf{Ba(OH)_2 \rightarrow BaO + H_2O}
\mathsf{BaCO_3 \rightarrow BaO + CO_2}

Բարիումը լուծվում է հեղուկ ամոնիակում, առաջացնելով հեքսամին՝ Ва (NH3)6 կոմպլեքսային միացությունը։ Բարիումի կարբոնատը՝ ВаСО3, ջրում վատ լուծվող, անգույն նյութ է։

Բարիումի և նրա միացությունների ստացման հիմնական աղբյուրը բարիտն է։ Բոցային վառարաններում այն վերականգնում են ածխածնով՝ ::

\mathsf{BaSO_4 + 4C \rightarrow BaS + 4CO}
\mathsf{BaSO_4 + 2CH_4 \rightarrow BaS + 2C + 4H_2O}

Ստացված BaS-ից ստանում են բարիումի մյուս միացությունները։ Մետաղական բարիումը ստանում են նրա օքսիդի և ալյումինի խառնուրդը վակուումում տաքացնելով (1100-1200 °C)։ Ստացված բարիումը գոլորշիանում է և նստում սարքի սառը մասերի վրա։ Մետաղական բարիումի գործնական կիրառությունը սահմանափակ է։

Բարիումը և նրա համաձուլվածքները մագնեզիումի և ալյումինի հետ օգտագործում են բարձր վակուում ստանալու համար, որպես մնացորդային գազերի կլանիչներ (գետտեր)։ Բարիումը չնչին քանակով մտնում է շփման փոքր գործակից ունեցող մի քանի համաձուլվածքների բաղադրության մեջ։ Տպագրական տեխնիկայում օգտագործվող կապարը պարունակում է բարիում, որը մեծացնում է կապարի կարծրությունը։

Կիրառություններ[խմբագրել]

Alstonite-Baryte-216042.jpg

Բարիումի և նիկելի համաձուլվածքները օգտագործում են ռադիոլամպերում և ներքին այրման շարժիչների բռնկիչ էլեկտրոդներ պատրաստելիս։ Փոքր քանակներով բարիումը օգտագործվում է նաև պղինձը և կապարը ծծմբից և գազերից մաքրելու համար։ 140Ba ռադիոակտիվ ինդիկատոր է։ Մեծ կիրառություն ունեն բարիումի միացությունները։ ВаО3-ը օգտագործում են ջրածնի գերօքսիդ ստանալու, մետաքսը և բուսական թելերը սպիտակեցնելու, ալյումինաթերմիայում՝ հրկիզող խառնուրդներ պատրաստելու համար։ ВаСl2-ը օգտագործվում է որպես միջատասպան, նաև կաշին ծանրացնելու և գունաթափելու համար։

BaS-ը կաշին մազազերծող է։ Ва (ОН)2-ը պոլիմերման հարուցիչ է՝ ռեակտիվ ՏO4−2 և СO3−2 իոնները հայտնաբերելու համար։ ВаСО3-ը բարիումի միացությունների ստացման ելանյութ է, օգտագործվում է նաև կրծողներին ոչնչացնելու, արծններ և ջնարակներ ստանալու համար։ Ва (NO3)2-ը օգտագործվում է պիրոտեխնիկայում։ Բարիումի քրոմատը՝ BaCrO4, և մանգանատը՝ Ba (MnO4)2, պիգմենտներ են։ Բարիումի տիտանատը՝ ВаTiO3, կարևոր սեգնետոէլեկտրիկ է։

Բարիումի պլատինացիանատը ռենտգենյան և ճառագայթների ազդեցության տակ ֆլուորեսցենցում է դեղնականաչավուն լույսով և օգտագործվում համապատասխան էկրաններ պատրաստելու համար։ Բարիումը և նրա միացությունները ռադիոակտիվ ճառագայթների լավ կլանիչներ են և մտնում են պաշտպանողական նյութերի բաղադրության մեջ։

Տես նաև[խմբագրել]

Ծանոթագրություններ[խմբագրել]

  1. Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (en) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Т. 85. — № 5. — С. 1047-1078. — doi:10.1351/PAC-REP-13-03-02
  2. «Size of xenon in several environments»։ www.webelements.com։ http://www.webelements.com/xenon/atom_sizes.html։ Վերցված է 2009-08-6։ 
  3. Редкол.:Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 241. — 623 с. — 100 000 экз.
  4. Барий. // Популярная библиотека химических элементов. — М.: Издательство «Наука», 1977.

Գրականություն[խմբագրել]

  • Барий // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Robert Kresse, Ulrich Baudis, Paul Jäger, H. Hermann Riechers, Heinz Wagner, Jochen Winkler, Hans Uwe Wolf: Barium and Barium Compounds, in: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6. Auflage. 2007, doi:10.1002/14356007.a03_325.

Արտաքին հղումներ[խմբագրել]

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։ CC-BY-SA-icon-80x15.png