I. Взаимодействие с простыми веществами.

МЕТАЛЛЫ ПОБОЧНЫХ ПОДГРУПП

Характеристика переходных элементов – меди, хрома, железа по их положению в периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностям строения их атомов.

Понятие переходный элемент обычно используется для обозначения любого из d- или f-элементов. Эти элементы занимают переходное положение между электроположительными s-элементами и электроотрицательными p-элементами. d-Элементы образуют три переходных ряда — в 4-м, 5-м и 6-м периодах соответственно.

Первый переходный ряд включает 10 элементов, от скандия до цинка. Он характеризуется внутренней застройкой 3d-орбиталей. Хром и медь имеют на 4s-орбиталях всего по одному электрону. Дело в том, что полузаполненные или заполненные d-подоболочки обладают большей устойчивостью, чем частично заполненные. В атоме хрома на каждой из пяти 3d-орбиталей, образующих 3d-подоболочку, имеется по одному электрону. Такая подоболочка является полузаполненной. В атоме меди на каждой из пяти 3d-орбиталей находится по паре электронов (аналогичным образом объясняется аномалия серебра).

Все d-элементы являются металлами. Большинство из них имеет характерный металлический блеск. По сравнению с s-металлами их прочность в целом значительно выше. В частности, для них характерны свойства: высокий предел прочности на разрыв; тягучесть; ковкость (их можно расплющить ударами в листы).

d-элементы и их соединения обладают рядом характерных свойств: переменные состояния окисления; способность к обра зованию комплексных ионов; образование окрашенных соединений.

d-Элементы характеризуются также более высокой плотностью по сравнению с другими металлами. Это объясняется сравнительно малыми радиусами их атомов. Атомные радиусы этих металлов мало изменяются в этом ряду.

d-Элементы — хорошие проводники электрического тока, особенно те из них, в атомах которых имеется только один внешний s-электрон сверх полузаполненной или заполненной d-оболочки. Например, медь.

Химические свойства.

Электроотрицательность металлов первого переходного ряда возрастают в направлении от хрома к цинку. Это означает, что металлические свойства элементов первого переходного ряда постепенно ослабевают в указанном направлении. Такое изменение их свойств проявляется и в последовательном возрастании окислительно-восстановительных потенциалов с переходом от отрицательных к положительным значениям.

Характеристика хрома и его соединений

Хром был открыт в 1797 г. французским химиком Луи Николой Вокленом в минерале крокоит («сибирский красный свинец»). Воклен обработал хром поташем, затем с помощью соляной кислоты получил оксид хрома, из которого восстановил хром углем.

Название хрома связано с его способностью образовывать окрашенные соединения. «Хром» по-гречески значит «цвет».

Распространенность в природе

Хром относится к распространенным элементам. В природе встречается только в виде соединений. Известно более 40 минералов, содержащих хром. Основными минералами являются: хромит (хромистый железняк) FeCr₂O₄, крокоит PbCrO₄, волконскоит Cr₂Si₄O₁₀(OH)₂ · nH₂O, уваровит Ca₃Cr₂(SiO₄)₃ и др. В метеоритах обнаружены сульфидные минералы хрома. Хром также содержится в океанической воде.

Положение в ПСХЭ Д.И. Менделеева

· Находится в IV периоде, в VI группе, в побочной подгруппе

· Хром – d-элемент. Валентные электроны 3d⁴4s², однако вследствие устойчивости d⁵-состояния энергетическим более выгодным оказывается переход одного s-электрона на 3d-подуровень, поэтому валентные электроны хрома имеют следующую конфигурацию: 3d⁵4s¹.

· СО: +1,+2,+3,+4,+5,+6 Характерная степень окисления +3, в меньшей мере +6. Соединения хрома (II) проявляют преимущественно основные свойства, хрома (III) – амфотерные, соединения хрома (VI) – кислотные.

Физические свойства.

Хром – голубовато-белый металл. Очень твердый. Чистый хром пластичен. Температура плавления 1890°С, температура кипения 2680 °C, плотность 7,19 г/см³. На воздухе покрыт прочной пленкой оксида.

Химические свойства.

Хром при обычных условиях – инертный металл, при нагревании становится довольно активным.

I. Взаимодействие с простыми веществами.

Взаимодействие с неметаллами

При нагревании выше 600°С хром сгорает в кислороде: 4Cr + 3O₂ 2Cr₂O₃

1. С фтором реагирует при 350°С, с хлором – при 300°С, с бромом – при температуре красного каления, образуя галогениды хрома (III): 2Cr + 3Cl₂ 2CrCl₃

2. С азотом реагирует при температуре выше 1000°С с образованием нитридов: 2Cr + N₂ 2CrN

или 4Cr + N₂ = 2Cr₂N.

3. С серой при температуре выше 300°С: 2Cr + 3S Cr₂S₃

4. Реагирует с бором, углеродом и кремнием с образованием боридов, карбидов и силицидов:

Cr + 2B = CrB₂ (возможно образование Cr₂B, CrB, Cr₃B₄, CrB₄),

2Cr + 3C = Cr₂C₃ (возможно образование Cr₂₃C₆, Cr₇B₃),

Cr + 2Si = CrSi₂ (возможно образование Cr₃Si, Cr₅Si₃, CrSi).

5. С водородом непосредственно не взаимодействует.

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 282; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!