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

    Химия в сельском хозяйстве
    Химизация — это одно из направлений научно-техниче­ского прогресса, основанное на широком применении химиче­ских веществ, процессов и методов в различных отраслях, на­пример в сельском хозяй ...

    Изучение химического состава снега
    В эпоху научно-технической революции антропогенные воздействия на окружающую среду становятся интенсивными и масштабными. Серьезную опасность представляет усиливающиеся загрязнение природны ...

    Новые современные коагулянты в технологии очистки сточных вод
    Загрязнение природных вод – основных источников водоснабжения населения приобрело за последние годы, угрожающие размеры. Это особенно относится к сточным водам с фармацевтических и хими ...