Свойства элементов подгруппы VIВ и VIIВ

Цель работы: изучение химических свойств элементов подгруппы хрома и марганца.

Хром, молибден и вольфрам составляют VIB группу периодической системы. В невозбужденном состоянии электронное строение атомов этой подгруппы различно: у хрома - 3d54s1, у молибдена - 4d54s1 и у вольфрама - 5d14s2. У хрома и молибдена наблюдается проскок электрона с внешнего на предвнешний энергетический уровень. Данная электронная структура внешних энергетических уровней характеризует эти элементы как металлы. Большое число валентных электронов позволяет этим элементам проявлять в своих соединениях переменные окислительные числа. Хрому в его соединениях свойственны окислительные числа

+1,+2,+3,+4,+5,+6; из них наиболее устойчивые соединения Cr(III) и Сr(VI). Совершенно неустойчивы соединения Сr(I), Cr(IV) и C(V). Молибдену и вольфраму в их соединениях свойственны окислительные числа +2,+3,+4,+6, из них наиболее устойчивы соединения Mo(VI) и W(VI).

Хром, молибден и вольфрам при обыкновенной температуре реагируют только с фтором, с остальными окислителями - кислородом, серой, галогенами, азотом, углеродом и др. - они реагируют лишь при высоких температурах. Активность металлов падает в ряду . Это подтверждается их стандартными потенциалами: хром образует два катиона -  и .

Для превращения Сr ® Сr2+ Еo =-0,913В

Для превращения Сr ® Сr3+ Е° =-0,744B

Молибден и вольфрам элементарных катионов не образуют. При окислении в водной среде они реагируют по следующей схеме:

Мо + 4Н2О = H2MoО4 + 6Н+ + 6е- Е°.0,0В

W + 3Н2О – МО3 + 6Н+ + 6е- Е°=-0,09В

Взаимодействуя при высокой температуре с кислородом, хром образует оксид Cr2O3, а молибден и вольфрам - оксиды МоО3, WО3.

Оксид и гидрокcид хрома (II) СrО и Сr(ОН)2 обладают основными свойствами, оксид и гидроксид хрома (III) С2О3 и Сr(ОН)3 амфотерны. Триоксиды всех трех элементов ЭО3 и соответствующие им гидроксиды H3ЭО4 обладают кислотными свойствами. Сила кислот уменьшается в ряду H2СrO4, H2MoO4, Н2WO4.

По отношению к воздуху и воде эти металлы устойчивы вследствие образования защитных оксидных пленок. В разбавленных кислотах НСl, H2SО4 хром окисляется, превращаясь в ионы Сr3+. Молибден и вольфрам устойчивы по отношению к разбавленным кислотам. По отношению к растворам щелочей в присутствии окислителей наиболее устойчивы хром, менее устойчив молибден и неустойчив вольфрам.

2W + 4КОН + 3О2 = 2K2WO4 + 2Н2О

Соединения хрома (VI|), молибдена (VI|), вольфрама (VI|) образованы ковалентными связями.

Элементы Мп, Тс и Re составляют VIIВ группу периодической системы. На внешнем энергетическом уровне атомов этих элементов находится по два s-электрона, а на подуровне d предпоследнего энергетического уровня - по пять d-электронов, т.е. d5S2.

В невозбужденном состоянии непарными являются пять d-электронов, а при возбуждении – все семь электронов внешнего и предвнешнего энергетических уровней становятся непарными, т.е. валентными. Этим элементам свойственно максимальное окислительное число +7.

Из элементов группы марганца технеций в природе не встречается и получен искусственным путем. Марганец и рений в свободном состоянии - типичные металлы с металлическим блеском.

Марганец относится к активным металлам. На воздухе он окисляется и покрывается видимой пленкой оксидов. В разбавленных кислотах марганец растворяется с образованием солей марганца (II). В растворах щелочей марганец устойчив. В соединениях марганец имеет окислительные числа +2,+3,+4 и +7. Наиболее устойчивы Мп (II), Мп (IV) и Мп (VII). С повышением окислительного числа характер оксидов и гидроксидов изменяются от основного до кислотного.

В соединениях Мп(II) и Мп (III) химические связи ближе к ионным, а соединения, в которых марганец имеет более высокие степени окисления, образованы ковалентными связями.

Рений - малоактивный металл, он устойчив по отношению к воздуху, воде, разбавленным кислотам. При окислении кислородом рений образует полусемиокись Re2O7. Второй устойчивый оксид ReO2 получают восстановлением Re2O7 водородом.

Экспериментальная часть.

    Смотрите также

    Разработка научно обоснованной системы применения удобрений для полевого севооборота Прикубанского района учхоза Кубань
    ...

    Газовая хроматография и ее применение в аналитической химии
    Хроматография – это обширная область физико-химических методов анализа, которая занимается разработкой методов разделения сложных по составу многокомпонентных смесей. Характерными особен ...

    Получение медноаммиачного волокна (целлюлозы) химическим методом
    Среди различных видов искусственного волокна, которые изготовляются из целлюлозы, медноаммиачное волокно занимает особое место. Этот вид искусственного волокна впервые был по лучен давно: е ...