A periódusos rendszer negyedik periódusa. A kálium atom szerkezete Milyen elemmel kezdődik a 4. periódus

MEGHATÁROZÁS

Kálium- a negyedik periódus első eleme. A periódusos rendszer fő (A) alcsoportjának I. csoportjában található.

Az s - család elemeire utal. Fém. Az ebbe a csoportba tartozó fémelemeket összefoglalóan lúgosnak nevezzük. Megnevezés - K. Sorszám - 19. Rokon atomtömeg- 39.102 amu

A kálium atom elektronszerkezete

A káliumatom egy pozitív töltésű magból (+19) áll, amelyben 19 proton és 20 neutron található, és 19 elektron mozog 4 pályán.

1. ábra. A kálium atom sematikus szerkezete.

Az elektronok eloszlása ​​a pályákon a következő:

1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 .

A káliumatom külső energiaszintje 1 elektront tartalmaz, ami vegyérték. A kálium oxidációs állapota +1. Az alapállapot energiadiagramja a következő formában jelenik meg:

Izgatott állapot az üres 3 jelenléte ellenére p- és 3 d- nincsenek orbitálok.

Példák problémamegoldásra

1. PÉLDA

Gyakorlat Egy elem atomja a következő elektronikus konfigurációval rendelkezik: 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3. Adja meg: a) nukleáris töltés; b) ennek az atomnak az elektronhéján az elkészült energiaszintek száma; c) az oxidáció lehetséges legnagyobb mértéke; d) egy atom vegyértéke hidrogénnel kombinálva.
Megoldás Ahhoz, hogy választ kapjunk ezekre a kérdésekre, először is meg kell határoznunk teljes szám elektronok egy atomban kémiai elem. Ezt úgy lehet megtenni, hogy az atomban jelenlévő összes elektront összeadjuk, anélkül, hogy figyelembe vennénk azok energiaszintek szerinti eloszlását:

2+2+6+2+6+10+2+3 = 33.

Ez az arzén (As). Most pedig válaszoljunk a kérdésekre:

a) a nukleáris töltés +33;

b) az atomnak négy szintje van, amelyek közül három teljes;

c) írja fel az alapállapotú arzénatom vegyértékelektronjainak energiadiagramját!

Az arzén képes gerjesztett állapotba kerülni: elektronok s- az alszinteket bepárolják, és az egyik a megüresedett d- orbitális.

Öt párosítatlan elektron azt jelzi, hogy az arzén maximális lehetséges oxidációs állapota +5;

d) Az arzén vegyértéke hidrogénnel kombinálva III (AsH 3).

A Mengyelejev-rendszer hosszú periódusai, beleértve az úgynevezett interkalált évtizedeket is, tíz-tíz elemet tartalmaznak, amelyeknél a külső héj elektronjainak száma kettő (két elektron), és amelyek csak az elektronok számában térnek el egymástól. második kívül héj. Ilyen elemek például a szkandiumtól a cinkig vagy az ittriumtól a kadmiumig.

A külső héj a kémiai tulajdonságok megnyilvánulásában kisebb szerepet játszik, mint a külső héj, mivel a külső héj elektronjainak kapcsolata a maggal gyengébb, mint a külső héjban. második kívül. Ezért azok az elemek, amelyek atomjaiban a külső héjak azonos módon épülnek fel, és csak a második külső héjak különböznek egymástól, kémiai tulajdonságaiban sokkal kevésbé különböznek egymástól, mint a külső héjak eltérő szerkezetű elemei. Így az interkaláris évtizedek összes eleme, amely együttesen a Mengyelejev-rendszer nyolc fő csoportjának úgynevezett mellékcsoportjait alkotja, fém, mindegyiket változó vegyérték jellemzi. NÁL NÉL hatodik periódus Mengyelejev rendszerei, az interkalált dekádon kívül még 14 elem következik a lantán után, amelyekben az elektronhéjak szerkezetének különbsége kívülről csak a harmadik elektronhéjban mutatkozik meg (a negyedik héjban töltés /-helyek a töltött helyek Ezek az elemek (lantanidok) -23

Az atommagok töltéseinek meghatározására irányuló kísérletek eredményeként a 4. évre az összes ismert elem száma - a hidrogéntől (Z = 1) az uránig (Z = 92) - 86 volt. atomszámok= 43, 61, 72, 75, 85, 87. A hiányosságok ellenére azonban már világos volt, hogy a Mengyelejev-rendszer első periódusában két elemnek kell lennie - hidrogénnek és héliumnak, a 2. és a harmadikban - nyolc elemnek. mindegyik, a negyedik és ötödik - tizennyolc, a hatodik - harminckét elem.13

A Mengyelejev-rendszer hatodik periódusának szerkezetének tisztázása előtt a 72-es számú elemet a ritkaföldfémek között kutatták, sőt egyes tudósok is bejelentették ennek az elemnek a felfedezését. Amikor világossá vált, hogy a Mengyelejev-rendszer hatodik periódusa 32 elemet tartalmaz, ebből 14 ritkaföldfém, N. Bohr rámutatott, hogy a 72. számú elem már a ritkaföldfémek mögött van, a negyedik csoportban, és ahogy Mengyelejev várta, a cirkónium analógja.

Hasonlóképpen Bohr rámutatott, hogy a 75-ös elem a hetedik csoportba tartozik, és Mengyelejev által a mangán jósolt analógja. Valóban, a 3. évben a 72-es számú, hafnium nevű elemet cirkóniumércekben fedezték fel, és kiderült, hogy minden, amit korábban cirkóniumnak neveztek, valójában cirkónium és hafnium keveréke volt.

Ugyanebben az évben a 75. számú elem keresését végezték különböző ásványokban, ahol a mangánnal való kapcsolat alapján ennek az elemnek a jelenléte várható. Az elem izolálására szolgáló kémiai műveletek szintén a mangánhoz való hasonló tulajdonságain alapultak. A kutatás az 5. évben csúcsosodott ki a rénium nevű új elem felfedezésével.24

Ez azonban még nem merítette ki az új elemek mesterséges előállításának minden lehetőségét. A periódusos rendszer határát a könnyű atommagok tartományában a hidrogén adja meg, mert nem létezhet egynél kisebb magtöltésű elem.


De a nehéz atommagok régiójában ezt a határt semmiképpen sem az urán határozza meg. Valójában az uránnál nehezebb elemek hiánya a természetben csak azt jelzi, hogy az ilyen elemek felezési ideje sokkal rövidebb, mint a Föld kora. Ezért a három természetes fa között radioaktív bomlás, beleértve az A = 4n, 4n--2 és 4 4-3 tömegszámú izotópokat, csak a hosszú távú Tb izotópokkal kezdődő ágak, valamint a 2 és 2 és 2 és az összes rövid periódusú ág, képletesen szólva, kiszáradt, ill. időtlen időkben leesett. Ezenkívül a radioaktív bomlás negyedik fája, beleértve az A = 4ga + 1 tömegszámú izotópokat, teljesen kiszáradt és elpusztult, ha valaha is léteztek ilyen izotópok a Földön.
Mint ismeretes, a Mengyelejev-rendszer negyedik és ötödik periódusa egyenként 18, míg a hatodik periódusa 32 elemet tartalmaz, mivel a harmadik csoport eleme a lantán (57. számú) és a negyedik csoport eleme a hafnium (72.) további tizennégy ritkaföldfém elem, amely hasonló a lantánhoz.

A D. I. Mengyelejev rendszer hetedik periódusának felépítésének tisztázása után világossá vált, hogy a periódusos rendszerben a két elemből álló első periódus után két nyolc elemből álló periódus következik, majd két tizennyolc elemű periódus és két harminc elemű periódus következik. két elem. A 2. ilyen periódusban, aminek az elemmel kell végződnie. számú kötet, míg tizenhét további elem hiányzik, ebből kettő nem elegendő az aktinidák családjának teljessé tételéhez, és a sz. elemnek már a periódusos rendszer negyedik csoportjában kellene elhelyezkednie, mivel a hafnium analógja.

N + / = 5-nél az n = 3, 1 = 2 (M), n = 4, / = 1 (4p) és végül az n = 5, / = 0 (55) szintek kitöltődnek. Ha a kalcium előtt az elektronikus szintek feltöltése az elektronhéjak számának (15, 25, 2p, 3s, 3p, 45) növekvő sorrendjében zajlott, akkor a negyedik elektronhéj 5 helyének kitöltése után a folytatás helyett töltse fel ezt a héjat /7-elektronokkal, az előző, harmadik héj kitöltése - elektronokkal. Minden héj összesen 10 elektront tartalmazhat, amint az a fentiekből kiderül. Ennek megfelelően a periódusos rendszerben a kalciumot a szkandiumtól (3 452) a cinkig (3 452) 10 elem követi, amelyek atomjaiban a harmadik héj -rétege van kitöltve, és csak ezután a negyedik p-rétege. héj töltve - galliumtól (3 (Ncz p) a kriptonig 3dShz p). Az ötödik periódussal kezdődő rubídiumban és stronciumban 55 és 552 elektron jelenik meg.

Az elmúlt tizenöt év vizsgálatai rövid ideig tartó sorozatok mesterséges előállításához vezettek. az elemek magjainak izotópjai a higanytól az uránig, az urán, a protaktinium és a tórium szülőanyagának feltámasztásáig, a természetben régen elhalt - transzurán elemek a 93-as számtól a No-ig - és a negyedik bomlási sorozat rekonstrukciójáig, beleértve az izotópokat is. tömegszámokkal /4 = 4r- -1. Ezt a sorozatot feltételesen neptunium-bomlási sorozatnak nevezhetjük, mert a sorozat leghosszabb életű a 93-as számú elem izotópja - melynek felezési ideje megközelíti a 2 millió évet.

A hatodik periódus a hatodik héjban az s-elektronok két helyének kitöltésével kezdődik, így az 56-os számú elem - bárium - atomjainak külső héjának szerkezete 4s j0 d 05s2p66s2 alakú. Nyilvánvaló, hogy a további növelése A báriumot követő elemek atomjaiban az elektronok száma, a héjak akár 4/-, akár bd-, vagy végül br-elektronokkal tölthetők meg. Már a negyedik és ötödik periódusban Mengyelejev rendszerei, 18 elemet tartalmazó, d-helyeket kitöltő második kívül héjak a külső héj p-helyeinek kitöltése előtt történtek. Tehát be hatodik periódus a 6/7-es helyek kitöltése csak a 81-es számú elemmel kezdődik-tallium - A bárium és a tallium között elhelyezkedő huszonnégy elem atomjaiban a negyedik héj /-elektronokkal, az ötödik héj d-vel van kitöltve. elektronok.

A d-elemek aktivitásának változási mintái a periódusban

Kategóriák

Válasszon rubrikát 1. AZ OLAJ, FÖLDGÁZ FIZIKAI ÉS KÉMIAI TULAJDONSÁGAI 3. AZ OLAJMEZŐK FEJLESZTÉSÉNEK ÉS KIHASZNÁLÁSÁNAK ALAPJAI 3.1. Olajkutak kút üzemeltetése 3.4. A kutak üzemeltetése merülő elektrocentrifugál segítségével 3.6. Az olaj- és gázkutak fejlesztésének koncepciója 7. A rétegek beszívási zónájára gyakorolt ​​hatás módszerei A ritka vázú motorok lemezvizsgálatának főbb csomópontjai a javító- és fúrókutak blokkok elektromos berendezéseinek vészhelyzeti és speciális üzemmódjai. kutak kutak nagyjavításának alacsony fedélzeti rendszereinek okai Ustvay aszfalt-paraffin lerakódások rubrikák nélkül FÜSTMENTES GÁZRÚDMENTES ÉGÉS FEJLŐSZIVATTYÚ EGYSÉGEK blogun KERINGETŐRENDSZEREK EGYSÉGEI. Harc a hidrátok ellen A paraffin lerakódása elleni küzdelem emelőcsövekben fúrás oldalhordók fúrása ferde és vízszintes kutak fúrása fúró kutak fúróoszlop fúrás Autoral kulcsok fúró egységek és berendezések feltáráshoz fúrás fúrás szivattyúk fúrás szivattyúk fúrás vessleves fúrás vessleves küszöbértékek (MMP) SZELEPEK. A HETEROGENITÁS TÍPUSAI AZ OLAJTARTÁLYOK FELÉPÍTÉSÉBEN Kúttípusok CSAVAROS MERÜLŐ SZIVATTYÚK HAJTÁSSAL A KUTAT NEDVESSÉGTARTALOM ÉS A FÖLDGÁZÖSSZETÉTEL HIDRÁTÁJÁNAK HIDRÁT Befolyása különféle tényezők Az STR-k jellemzőiről, a műanyag rendszer-UEC működésének optimalizálásának kérdéseiről, az UECN berendezés megválasztásáról és működési módjáról a gáz-kőzetgép gázlift-működése az olajkutak gázlift-működése Gazlift módszer olajgáz és gázmező termelése és tulajdonságaik hidratálása gázkondenzációs kutakban a rendszerben elektromotoros hidrohogker GKSh-1500MT hidraulika szivattyú 8. fejezet A kereskedelmi rendszerek besorolásának és ellenőrzésének eszközei és módszerei Mélyszivattyúk Vízszintes fúrás hegyi-geológiai fúrási olajviszonyok és gázkutak távoli olaj- és gázfajták granulometrikus (mechanikai) összetétele Diafragmen elektromos szivattyúk diesel-gerry CAT-450 DÍZEL ÉS DÍZEL-HIDRAULIUS EGYSÉGEK FELSŐ HAJTÁSI EGYSÉGEK DINAMOMETÉRÉSE LMP SZERKEZETTEL JSC "ORENBURGNEFT" olajtermelés bonyolult körülmények között olajtermelés TERMELÉS SHSN FOLYADÉKMÉRŐK ALKALMAZÁSÁVAL LENYÚJTÁSI MOTOROK Savas oldatok befecskendezése a kút ELKÁRÓSZELEPEKbe. Olajipari berendezések korrózióvédelme olajvisszaverő berendezések korrózió elleni védelme A kút folyásának megváltoztatása Nyomás, áramlás, áramlás, folyadék, gáz és gőz mérése folyadékok és gázok mennyiségének mérése folyadékok, gázok és gőzök áramlásának mérése folyadékok szintjének mérése olcsó információs technológiák mérése olaj- és gáztermelésben kúttörvényes elektromos fűtőtestek tesztelése fúrólyuk szivattyús kutak HATÉKONYSÁGI KUTATÁS kábel UETsN kutak nagyjavítása KOS és KOS1 típusú berendezések komplexuma CSAVARÚD SZIVATTYÚ TERVEZÉSE SZELEPSZERELÉS TERVEZÉSE korróziós daruk. KUTAK ÖNTÉSE KTPPN ELŐSZÁMÍTÓK Inga elrendezése Biztonsági intézkedések savas oldatok készítésekor FÚRÓ OSZLOPOK SZÁMÍTÁSI MÓDSZEREI AZ ÖBLÍTŐKUTAK PARAFFINLEÜLETÉVEL VALÓ KÜZDELEM MÓDSZEREI Az alsó lyukzónák befolyásolásának módszerei A FOLYÓSZERSZÁM MÓDSZEREK FOLYAMATÁNAK ÉS AZ olajkitermelés növelésére. Nyomásmérési módszerek közvetett mérési módszerei Sók eltávolításának módszerei fúróművek mozgási és beállítási mechanizmusai Mechanizmusok mozgási és beállítási mechanizmusai terheléses fúrás, földi berendezések szivattyúzása kutak szivattyúzása és kompresszor csövek üzemeltetése során a Nefts és olajtermékek hírportál Új technológiai-technikai Termelési folyamatok környezetbiztonságának biztosítása Berendezések Gazlift kutak Kiváltó műveletek gépesítésére szolgáló berendezések olaj- és gázberendezések egyidejű külön kezelők számára berendezések a kúthordó általános célú berendezéseinek nyitott szökőkút biztosítására, kész fúróberendezések a torkolat torkolatában kompresszor kutak, a kút kútjai, a kút kutak szája a kúthoz a kúthoz ESP üzemeltetés SZÜKKÚT BERENDEZÉS mi vagyunk a hidrátok képzése és a kristályos anyagok leküzdésének módszerei olajkutakban A földalatti és a nagyjavítás általános fogalmai A kutak építésének általános fogalmai a plasztikus vízáramlás korlátozása Veszélyes és káros fizikai tényezők, amelyek meghatározzák az ígéretes horizontok kibocsátására nehezedő nyomást. a fenék aljának működési módja Rugalmas vontatási elemről Kutak elsajátítása, tesztelése Szökőkút kutak munkájának elsajátítása és megkezdése bonyodalmak a kút elmélyítésének folyamatában alapfogalmak és rendelkezések Alapfogalmak és rendelkezések alapvető információk az olajról, gázról és gázkondenzáció Hidraulikai számítások alapjai a fúrásnál az olaj- és gáztermelés alapjai Iparbiztonsági irányított kutak alapjai, a bázis tisztítása KÚT FÚRÁSI ISZAPBÓL KAPCSOLT GÁZOK TISZTÍTÁSA keményforrasztás és felületkezelés TESZTELÉSRE Oszlopok Gumi-fém mennyezet tömörítői PRMP-1 Tömörítők és horgonyok Keringtető rendszerek paraméterei és teljessége meseblokkok paraméterei APS-sel való munkához Termőrétegek elsődleges nyitása Mobil szivattyútelepek és aggregátumok elsődleges cementálási módjai Csapdaolaj (olaj és olajok) feldolgozása Periodikus gázlift A fenék növelésének kilátásai SPC szivattyúk MŰKÖDÉSI HATÉKONYSÁGA Szivattyúk bemerítése a dinamikus szint alá Átfolyó kutak földalatti berendezése VISZKÓZUS FOLYADÉK EMELÉSE A KÚTON KERESZTÜL GYŰRGYŰ KŐSZŐTÖRŐ SZERSZÁMOK DUGATTYÚS MÉRŐMÉRŐK KIALAKÍTÁSA Elméleti alap a fogyasztás mérési technikájának biztonsága Műszaki fizika A fekete fekete cső mozgatásának pályája Csőjelzések rövidzárlati áramok számításához Folyadék és gáz kutakba való áramlásának feltételei hidrofor szivattyúk telepítése búvár spirális elektromos szivattyúk gyártásához merülő membrános erőszivattyúk telepítéséről Ustvoi Estate UET fúrócsövei UECN teljes mértékben befolyásoló tényezők teljes mértékben befolyásoló tényezők teljes mértékben befolyásoló tényezők teljes mértékben befolyásoló tényezők APO képződésének intenzitása A fajtagyűjtők fizikai-mechanikai tulajdonságai Fizikai olaj- és gáztelepek gáz- és gázhelyére jellemző Szerelés Olajgyártás módja Cementezés Cementezés Fúróművek keringető rendszerei salak-homok cementei salak-homok cementei kötési köszörülési rímek (SHN) Nagy teljesítményű szivattyúberendezések (shutsna) Gyógynövény szivattyú OLAJRÚD FÚRÁSSZIVATTYÚK Rúdkút-szivattyúk SHSN GÁZKUTAK ÜZEMELTETÉSE alacsony hozamú kutak üzemeltetése X KUTAK FOLYAMATOS ÜZEMMÓBAN WARNFIN-TARTALMÚ KUTAK KIHASZNÁLÁSA VÍZZETES KUTAK KIHASZNÁLÓ KUTAK FELTÉTELEI ESP ELEKTRODEHIDRÁTOR. ELEKTROMOS MEMBRASZIVATTYÚ energiatakarékos fúvókás elektromos szivattyúegység RÖGZÍTÉS

A periódusos rendszer 4. periódusának elemei

n uhAz elem elektronikus konfigurációjaKR t pl, oD H pl, kJ/molHB, MPa t kip, ohD H kip, kJ/mol
K s 1 BCC 63,55 2,3 - 89,4
kb s 2 HCC 8,4
sc s 2 d 1 Hex. 14,1
Ti s 2 d 2 GPU
V s 2 d 3 BCC 23,0
Kr s 1 d 5 BCC 21,0
Mn s 2 d 5 BCC 12,6 -
Fe s 2 d 6 BCC 13,77
co s 2 d 7 Hex. 16,3
Ni s 2 d 8 HCC 17,5
Cu s 1 d 10 HCC 12,97
Zn s 2 d 10 GPU 419,5 7,24 -
Ga s 2 d 10 p 1 Rombusz. 29,75 5,59
Ge s 2 d 10 p 2 PC 958,5 -
Mint s 2 d 10 p 3 Hex. 21,8 - Subl.
Se s 2 d 10 p 4 Hex. 6,7 685,3
Br s 2 d 10 p 5 -7,25 10,6 - 59,8 29,6
kr s 2 d 10 p 6 -157 1,64 - -153 9,0
táblázatban. 3.4 és a 3.4. A 3.8 egyes fizikai és kémiai jellemzők változásaira vonatkozó adatokat mutat be egyszerű anyagok a tabella negyedik periódusa D.I. Mengyelejev (az első periódus, amely tartalmazza d-elemek) a külső elektronok száma alapján. Mindegyik a kondenzált fázisban lévő atomok közötti kölcsönhatás energiájához kapcsolódik, és az időszak során rendszeresen változik. A karakterisztikák változásának természete az elektronok számától függően a külső szinten lehetővé teszi, hogy külön régiókat különítsünk el: a növekedési tartományt (kb. 1-6), a relatív állandóság tartományát (6-10), a csökkenő értékek (10-13), hirtelen növekedés (14) és monoton csökkenés (14-18).

Rizs. 3.8. Olvadási hőmérséklet függés ( t pl) és forraljuk ( t bálák), olvadási entalpiák (D H pl) és forraljuk (D H kip), a 4. periódus egyszerű anyagainak Brinell-keménysége a külső energiaszinten lévő elektronok számán (az Ar nemesgáz teljesen kitöltött héját meghaladó elektronok száma)

Mint megjegyeztük, a fématomok között létrejövő kémiai kötés leírására a vegyértékkötések módszerének ábrázolásait használhatjuk. A leírás megközelítését egy káliumkristály példájával illusztrálhatjuk. A káliumatom külső energiaszintjén egy elektron található. Egy izolált káliumatomban ez az elektron a 4-nél található s-pályák. Ugyanakkor a káliumatom energiája nem nagyon különbözik a 4-től s- pályák mentesek, elektronok nem foglalják el a 3-hoz kapcsolódó pályák d, 4p-alszintek. Feltételezhető, hogy a kémiai kötés kialakulása során az egyes atomok vegyértékelektronjai nem csak a 4-en helyezkedhetnek el. s-pályákon, hanem valamelyik szabad pályán is. Egy atom egyetlen vegyértékelektronja lehetővé teszi, hogy egyetlen kötést valósítson meg a legközelebbi szomszédjával. Az, hogy egy atom elektronszerkezetében szabad pályák jelen vannak, amelyek energiájában alig különböznek egymástól, azt sugallja, hogy az atom képes „befogni” egy elektront a szomszédjából az egyik szabad pályára, és akkor képes lesz két egyszeres kötést kialakítani vele. legközelebbi szomszédok. A legközelebbi szomszédok távolságának egyenlősége és az atomok megkülönböztethetetlensége miatt többféle megvalósítási lehetőség lehetséges kémiai kötések szomszédos atomok között. Ha a töredéket nézzük kristályrács négy szomszédos atomból tehát lehetséges opciókábrán látható. 3.9.

A periódusos rendszer 4. periódusának elemei - fogalma és típusai. "A periódusos rendszer 4. periódusának elemei" kategória besorolása és jellemzői 2015, 2017-2018.

A munka célja egyes átmenetifémek és vegyületeik kémiai tulajdonságainak tanulmányozása.

A másodlagos alcsoportok fémei, az úgynevezett átmeneti elemek a d-elemekhez tartoznak, mivel atomjaikban a d-pályák elektronokkal vannak kitöltve.

Az átmeneti fémekben a vegyértékelektronok a prekülső szint d, a külső elektronszint S pályáin helyezkednek el. Az átmeneti elemek fémességét a külső elektronrétegben egy vagy két elektron jelenléte magyarázza.

A prekülső elektronréteg nem teljes d-alszintje meghatározza a másodlagos alcsoportok fémeinek vegyértékállapotainak változatosságát, ami viszont magyarázza vegyületeik nagy számának létezését.

A kémiai reakciókban a d-pálya elektronjai a külső pálya S-elektronjainak felhasználása után vesznek részt. Az utolsó előtti elektronszint d pályáinak elektronjai vagy egy része részt vehet a kémiai vegyületek képződésében. Ilyenkor különböző vegyértékállapotoknak megfelelő vegyületek képződnek. Az átmenetifémek változó vegyértéke a jellemző tulajdonságuk (kivéve a II. és III. másodlagos alcsoportba tartozó fémeket). A IV., V., VI., VII. csoport másodlagos alcsoportjainak fémei mind a legmagasabb vegyértékállapotban (amely a csoportszámnak felel meg), mind az alacsonyabb vegyértékállapotban szerepelhetnek a vegyületekben. Így például a titánt 2-, 3-, 4- vegyértékű, a mangánt pedig 2-, 3-, 4-, 6- és 7-vegyértékű állapot jellemzi.

Az átmeneti fémek oxidjai és hidroxidjai, amelyekben az utóbbiak alacsonyabb vegyértékűek, általában bázikus tulajdonságokat mutatnak, például Fe(OH) 2 . Magasabb oxidokés a hidroxidokat amfoter tulajdonságok jellemzik, például TiO 2, Ti(OH) 4 vagy savasak, pl.
és
.

A vizsgált fémek vegyületeinek redox tulajdonságai a fém vegyértékállapotával is összefüggenek. A legalacsonyabb oxidációs állapottal kombinálva általában redukáló tulajdonságokat, a legmagasabb oxidációs állapotúak pedig oxidáló tulajdonságokat mutatnak.

Például mangán-oxidok és -hidroxidok esetében a redox tulajdonságok a következőképpen változnak:

összetett vegyületek.

Az átmenetifém-vegyületek jellemző tulajdonsága a komplexképző képesség, ami azzal magyarázható, hogy a fémionokban elegendő számú szabad pálya található a külső és a külső elektronszint előtt.

Az ilyen vegyületek molekuláiban egy komplexképző szer található a központban. Körülötte koordinált ionok, atomok vagy molekulák, úgynevezett ligandumok. Számuk a komplexképző szer tulajdonságaitól, oxidációjának mértékétől függ, és koordinációs számnak nevezik:

A komplexképző szer kétféle ligandumot koordinál maga körül: anionos és semleges. Komplexek akkor jönnek létre, ha több különböző molekulát egy összetettebbé egyesítenek:

réz(II)-szulfotetraamin, kálium-hexaciano-ferrát (III).

Vizes oldatokban a komplex vegyületek disszociálnak, komplex ionokat képezve:

Maguk a komplex ionok is képesek disszociációra, de általában nagyon kis mértékben. Például:

Ez a folyamat reverzibilisen megy végbe, és egyensúlya élesen balra tolódik el. Ezért a tömeghatás törvénye szerint

A Kn állandót ilyen esetekben komplex ionok instabilitási állandójának nevezzük. Minél nagyobb az állandó értéke, annál erősebb az ion azon képessége, hogy az alkotórészekre disszociáljon. A Kn értékeit a táblázat tartalmazza:

Tapasztalat 1. Mn 2+ -ionok ionokká történő oxidációja
.

Tegyünk egy kevés ólom-dioxidot a kémcsőbe úgy, hogy csak a kémcső alját takarja, adjunk hozzá néhány csepp tömény
és egy csepp oldatot
. Melegítse fel az oldatot, és figyelje meg az ionok megjelenését
. Írd fel a reakció egyenletét! A mangánsó oldatát kis mennyiségben kell bevenni, mivel az ionok feleslege
helyreállítja
előtt
.

Tapasztalat 2. Oxidáció ionokkal
savas, semleges és lúgos oldatokban.

Ioncsökkentő termékek
különbözőek és az oldat pH-jától függenek. Igen, be savas oldatokés ő
ionokká redukált
.

Semleges, enyhén savas és enyhén lúgos oldatokban, pl. 5 és 9 közötti pH-tartományban ion
permangánsav képződésével csökken:

Erősen lúgos oldatokban és redukálószer hiányában az ion
ionná redukálva
.

Három kémcsőbe öntsünk 5-7 csepp kálium-permanganát oldatot
. Az egyikhez ugyanannyi híg kénsavat adjunk, a másikhoz semmit, a harmadikhoz pedig tömény lúgoldatot. Mindhárom kémcsőbe cseppenként, a kémcső tartalmát megrázva csepegtessünk kálium- vagy nátrium-szulfit-oldatot, amíg az első kémcsőben az oldat színtelenné válik, a másodikban barna csapadék képződik, a harmadikban pedig az oldat megfordul. barna. zöld szín. Írj fel egy reakcióegyenletet, szem előtt tartva, hogy az ion
ionokká alakul
. Adja meg az oxidációs képesség becslését!
ban ben különféle környezetek a redoxpotenciálok táblázata szerint.

3. tapasztalat. Kálium-permanganát kölcsönhatása hidrogén-peroxiddal. Tegyünk egy kémcsőbe 1 ml-t. hidrogén-peroxidot, adjunk hozzá néhány csepp kénsavoldatot és néhány csepp kálium-permanganát oldatot. Milyen gáz szabadul fel? Tesztelje parázsló fáklyával. Írja fel a reakció egyenletét, és magyarázza el a redoxpotenciálokkal!

Tapasztalat 4. A vas komplex vegyületei.

A) Porosz kék megszerzése. 2-3 csepp vas (III) sóoldathoz adjunk egy csepp savat, néhány csepp vizet és egy csepp hexatikusan - (P) kálium-ferrát (sárga vérsó) oldatot. Figyelje meg a poroszkék csapadék megjelenését. Írd fel a reakció egyenletét! Ezt a reakciót az ionok kimutatására használják
. Ha egy
feleslegben vegyük fel, akkor a poroszkék csapadék helyett kolloidális oldható formája képződhet.

Vizsgálja meg a poroszkék és a lúgok hatását. Mit figyelnek meg? amely jobban disszociál. Fe (OH) 2 vagy komplex ion
?

B) Vas-tiocianát kinyerése III. Néhány csepp vassó-oldathoz adjunk egy csepp kálium- vagy ammónium-tiocianát-oldatot
. Írd fel a reakció egyenletét!

Fedezze fel a tiocianát arányát
lúgokhoz és megmagyarázza a megfigyelt jelenséget. Ezt a reakciót az előzőhöz hasonlóan az ion kimutatására használják
.

5. tapasztalat. Komplex kobaltvegyület előállítása.

Helyezzen 2 csepp telített kobalt sóoldatot egy kémcsőbe, és adjon hozzá 5-6 csepp telített ammónium-oldatot: vegye figyelembe, hogy ez összetett sóoldatot képez.
. Összetett ionok
kék színűek és hidratált ionok
- rózsaszínben. Ismertesse a megfigyelt jelenségeket:

1. Egyenlet komplex kobaltsó előállítására.

2. A kobalt komplex sójának disszociációs egyenlete.

3. Egy komplex ion disszociációs egyenlete.

4. A komplex ion instabilitási állandójának kifejezése.

Ellenőrző kérdések és feladatok.

1. Milyen (oxidáló vagy redukáló) tulajdonságokkal rendelkeznek a vegyületek? a legmagasabb fokozat elem oxidáció? Készíts egy elektron-ionos és molekuláris reakcióegyenletet:

2. Milyen tulajdonságokat mutatnak az elem közbenső oxidációs állapotú vegyületek? Komponálja elektron-ion és molekuláris egyenletek reakciók:

3. Adja meg a vas, kobalt, nikkel megkülönböztető és hasonló tulajdonságait! Miért helyezte D. I. Mengyelejev a kobaltot a vas és a nikkel közé az elemek periódusos rendszerében, az atomsúly értéke ellenére?

4. Írja fel a vas, kobalt, nikkel komplex vegyületeinek képleteit! Mi magyarázza ezen elemek jó komplexképző képességét?

5. Hogyan változik a mangán-oxidok természete? Mi ennek az oka? Milyen oxidációs számai lehetnek a mangánnak a vegyületekben?

6. Van-e hasonlóság a mangán és a króm kémiájában? Miben fejeződik ki?

7. A mangán, vas, kobalt, nikkel, króm milyen tulajdonságain alapul technológiai felhasználásuk?

8. Adjon becslést az ionok oxidáló képességére!
és csökkenti az ionok képességét
.

9. Hogyan magyarázzuk meg, hogy a Cu, Ag, Au oxidációs száma nagyobb, mint +17?

10. Magyarázza el az ezüst idővel történő megfeketedését a levegőben, a réz zöldülését a levegőben!

11. Készítsen egyenletet a séma szerint lezajló reakciókra!

koncepció átmeneti elemáltalában minden olyan elemre vonatkozik, amelynek vegyértéke d vagy f elektron. Ezek az elemek foglalják el periódusos táblázatátmeneti helyzet az elektropozitív s-elemek és az elektronegatív p-elemek között.

A d-elemeket fő átmeneti elemeknek nevezzük. Atomjaira a d-alhéjak belső felépítése jellemző. A helyzet az, hogy a külső héjuk s-pályája általában már azelőtt feltöltődik, hogy az előző elektronhéjban a d-pályák feltöltődése megkezdődne. Ez azt jelenti, hogy minden új elektron hozzáadódik elektronhéj a következő d-elemből a kitöltési elvnek megfelelően nem a külső héjra, hanem az azt megelőző belső részhéjra esik. Kémiai tulajdonságok ezen elemek közül mindkét jelzett héj elektronjainak részvétele határozza meg a reakciókban.

A d-elemek három átmeneti sorozatot alkotnak - a 4., 5. és 6. periódusban. Az első átmeneti sorozat 10 elemet tartalmaz, a szkandiumtól a cinkig. 3D-pályák belső felépítése jellemzi. A 4s pálya korábban megtelik, mint a 3d pálya, mert kevesebb energiája van (Klecskovszkij szabálya).

Két anomáliát azonban meg kell jegyezni. A krómnak és a réznek csak egy-egy elektronja van a 4s pályáján. Ennek az az oka, hogy a félig vagy teljesen kitöltött alhéjak stabilabbak, mint a részben kitöltött alhéjak.

A krómatomban a 3d alhéjat alkotó öt 3d-s pálya mindegyikének van egy elektronja. Egy ilyen részhéj félig meg van töltve. A rézatomban mind az öt 3d pályán van egy-egy elektronpár. Hasonló anomália figyelhető meg az ezüstben.

Minden d-elem fém.

A negyedik periódus elemeinek elektronikus konfigurációi a szkandiumtól a cinkig:


Króm

A króm a 4. periódusban, a VI csoportban, a másodlagos alcsoportban található. Ez fém átlagos aktivitás. A króm vegyületeiben +2, +3 és +6 oxidációs állapotot mutat. A CrO egy tipikus bázikus oxid, a Cr 2 O 3 - amfoter oxid, a CrO 3 egy tipikus savas oxid, amely erős oxidálószer tulajdonságokkal rendelkezik, azaz az oxidáció mértékének növekedése a savas tulajdonságok növekedésével jár együtt.

Vas

A vas a 4. periódusban, a VIII-as csoportban, a másodlagos alcsoportban található. A vas közepes aktivitású fém, vegyületeiben a legjellemzőbb +2 és +3 oxidációs állapotot mutatja. Ismertek vasvegyületek is, amelyekben +6-os oxidációs állapotot mutat, amelyek erős oxidálószerek. A FeO bázikus, a Fe 2 O 3 pedig amfoter, és az alapvető tulajdonságok túlsúlya.

Réz

A réz a 4. periódusban, az I. csoportban, egy másodlagos alcsoportban szerepel. Legstabilabb oxidációs állapota +2 és +1. A fémek feszültségeinek sorozatában a réz a hidrogén után van, kémiai aktivitása nem túl magas. Réz-oxidok: Cu2O CuO. Ez utóbbi és a réz-hidroxid Cu(OH)2 mutat amfoter tulajdonságok a főbbek túlsúlyával.

Cink

A cink a 4. periódusban, a II-csoportban, a másodlagos alcsoportban szerepel. A cink a közepes aktivitású fémek közé tartozik, vegyületeiben egyetlen +2 oxidációs állapotot mutat. A cink-oxid és a hidroxid amfoterek.