Высшие степени окисления
Соединения, содержащие переходные металлы в высших степенях окисления, по своим физическим и химическим свойствам очень схожи с аналогичными соединениями р-элементов тех же групп короткопериодного варианта периодической системы. Эта аналогия очень наглядно очевидна из сравнения физических и химических свойств высших оксидов р-элементов третьего периода и З^-элементов (табл. 23.4). Высшие оксиды… Читать ещё >
Высшие степени окисления (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Начиная с 5-й группы высшие степени окисления переходных металлов стабилизиру;
Таблица 233
Известные и устойчивые степени окисления металлов первого переходного ряда.
Sc. | Ti. | V. | Cr. | Mn. | Fe. | Co. | Ni. | Cu. | Zn. |
+ 1. | + 1. | + 1. | +1. | + 1. | + 1. | ||||
+2. | +2. | +2. | +2. | ±2. | +2. | ±2. | ±2. | ±2. | ±2. |
±3. | +3. | +3. | ±3. | +3. | ±3. | ±2. | +3. | +3. | |
±4. | ±4. | +4. | ±4. | +4. | +4. | ±A | |||
±5. | +5. | +5. | +5. | ||||||
±6. | ±s. | +6. | |||||||
±7. | |||||||||
+8. |
Подчеркнуты одной чертой наиболее устойчивые степени окисления, а двумя чертами — устойчивые в отсутствие кислорода или воды.
ются только в соединениях с кислородом и фтором. Кислород образует с переходными металлами не только одинарные a-связи, как фтор, но и кратные связи с перекрыванием вакантных rf-орбиталей металла. Эти связи прочнее, чем одинарные связи с фтором, и поэтому высшие оксиды устойчивее, чем высшие фториды.
В высших степенях окисления переходные металлы теряют все валентные s- и rf-электроны. Вместе с ними в определенном смысле утрачиваются и специфические свойства d-металлов.
Соединения, содержащие переходные металлы в высших степенях окисления, по своим физическим и химическим свойствам очень схожи с аналогичными соединениями р-элементов тех же групп короткопериодного варианта периодической системы. Эта аналогия очень наглядно очевидна из сравнения физических и химических свойств высших оксидов р-элементов третьего периода и З^-элементов (табл. 23.4). Высшие оксиды 3р- и 3^-элементов физически существенно различаются только цветом: оксиды Зр-элементов бесцветны, а оксиды 3d-элементов окрашены, начиная с V205. Структурные же их характеристики очень близки. Близкими оказываются их агрегатные состояния и способность переходить в парообразное состояние.
Сходство в химических свойствах оксидов 3ри Зб/-элементов еще больше: аналогичны формулы оксидов, соответ;
Таблица 23А
Физические свойства высших оксидов Зри З^-элементов.
Характе; ристика. | Группа периодической системы. | ||||
Зр-элементы. | |||||
Формула оксида. | А1203 | Si02 | г-Р40ю. | so3 | С1207 |
Структура. | Ковалентный кристалл. | Ковалентный кристалл. | Ковалентный кристалл из тетраэдров Р04 | Молеку лярная жидкость. | Молеку лярная жидкость. |
Температура плавления, °С. | |||||
Цвет. | Бесцвет ный. | Бесцвет ный. | Бесцвет ный. | Бесцвет ный. | Бесцвет ный. |
Характе; ристика. | Группа периодической системы. | ||||
3^-элементы. | |||||
Формула оксида. | Sc203 | ТЮ2 | v2o3 | Сг03 | Мп207 |
Структура. | Ковалентный кристалл. | Ковалентный кристалл. | Ковалентный кристалл из октаэдров. vo6 | Легко сублими руемое кристал лическое вещество. | Молеку лярная жидкость. |
Температура плавления, °С. | |||||
Цвет. | Бесцвет ный. | Бесцвет ный. | Оранже вый. | Красный. | Зеленый. |
ствующих им гидроксидов, кислот и солей; с ростом порядковых номеров элементов кислотные и окислительные свойства быстро нарастают, а склонность к образованию полимеров уменьшается. Эти изменения происходят так, что аналогичные пары соединений 3р- и Зб/-элементов имеют совпадающие или близкие качественные характеристики (табл. 23.5).
В группах свойства соединений ^/-элементов с высшими степенями окисления изменяются слабее, чем в переходном ряду.
Таблица 23.5
Химические свойства высших оксидов 3р- и 3?/-элементов.
Характерные соединения и их свойства. | Группа периодической системы. | ||||
Зр-элементы. | |||||
Оксид. | ai2o3 | Si02 | Р40,о. | so3 | С1207 |
Степень окисления. | 4−3. | 4−4. | 4−5. | 4−6. | 4−7. |
Гидроксид или кислота. | А1(ОН)3 | Si02-.rH20. | H3P04. | H2SO4. | нсю4 |
Кислотно основные свойства. | Амфотерное основание. | Очень слабая кислота. | Слабая кислота. | Сильная кислота. | Очень сильная кислота. |
Характерные соединения и их свойства. | Группа периодической системы. | ||||
Соль гидроксида или кислоты. | Na3[Al (OH)6]. | Na2Si03 | Na3P04 | Na2S04 | ЫаСЮ4 |
Окисли; тельно; восстано; вительные свойства. | Не выражены. | Не выражены. | Очень слабый окислитель. | Сильный окислитель. | Очень сильный окислитель. |
Полимерные формы. | Полимер А1(ОН)з • • иН2Ь. | Метакремниевые кислоты (H2Si03)". | Метаи полифосфорные кислоты. | Димер H2S207 | Нет. |
Зб/-элементы. | |||||
Оксид. | Sc203 | Ti02 | v2o5 | Сг03 | Мп207 |
Степень окисления. | +3. | +4. | +5. | +6. | +7. |
Гидроксид или кислота. | Sc (OH)3 • • wH20. | Ti (OII)4— • wH20. | H3vo4 не выделена. | Н2Сг04 | НМп04 |
Кислотноосновные свойства. | Амфотерное основание. | Амфотерное основание. | Слабая кислота. | Сильная кислота. | Очень сильная кислота. |
Соль, образуемая гидроксидом и кислотой cNaOH. | Na3[Sc (OH)6]. | Na2Ti03 | Na3V04 | Na2Cr04 | NaMn04 |
Окисли; гельно; восстано; вительные свойства в водном растворе. | Не выражены. | Не выражены. | Слабый окислитель. | Сильный окислитель. | Очень сильный окислитель. |
Существующие полимерные формы. | Полимер Sc (OH)3 • •иН20. | Полимер Ti02 •. • иН20. | Метаи пол и ванадиевые кислоты. | Димер Н2Сг207 | Нет. |