Štvrté obdobie periodického systému. Stavba atómu draslíka Ktorý prvok začína 4. perióda

DEFINÍCIA

Draslík- prvý prvok štvrtej tretiny. Nachádza sa v skupine I hlavnej (A) podskupiny periodickej tabuľky.

Vzťahuje sa na prvky rodiny s. Kovové. Kovové prvky zahrnuté v tejto skupine sa súhrnne nazývajú alkalické. Označenie - K. Poradové číslo - 19. Príbuzenstvo atómová hmotnosť- 39,102 amu

Elektrónová štruktúra atómu draslíka

Atóm draslíka pozostáva z kladne nabitého jadra (+19), vo vnútri ktorého je 19 protónov a 20 neutrónov a 19 elektrónov sa pohybuje po 4 obežných dráhach.

Obr.1. Schématická štruktúra atómu draslíka.

Rozloženie elektrónov v orbitáloch je nasledovné:

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

Vonkajšia energetická hladina atómu draslíka obsahuje 1 elektrón, čo je valencia. Oxidačný stav draslíka je +1. Energetický diagram základného stavu má nasledujúcu formu:

Nadšený stav napriek prítomnosti voľných 3 p- a 3 d- neexistujú žiadne orbitály.

Príklady riešenia problémov

PRÍKLAD 1

Cvičenie Atóm prvku má elektronickú konfiguráciu 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3. Uveďte: a) jadrovú nálož; b) počet dokončených energetických hladín v elektrónovom obale tohto atómu; c) maximálny možný stupeň oxidácie; d) valencia atómu v kombinácii s vodíkom.
Riešenie Aby sme mohli odpovedať na tieto otázky, musíme najprv definovať celkový počet elektróny v atóme chemický prvok. To sa dá dosiahnuť sčítaním všetkých elektrónov prítomných v atóme bez toho, aby sa brali do úvahy ich rozloženie na energetických úrovniach:

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

Toto je arzén (As). Teraz si odpovedzme na otázky:

a) jadrový náboj je +33;

b) atóm má štyri úrovne, z ktorých tri sú úplné;

c) zapíšte energetický diagram pre valenčné elektróny atómu arzénu v základnom stave.

Arzén je schopný prejsť do excitovaného stavu: elektróny s- podúrovne sú zaparené a jeden z nich ide na prázdno d- orbitálny.

Päť nepárových elektrónov naznačuje, že maximálny možný oxidačný stav arzénu je +5;

d) Valencia arzénu v kombinácii s vodíkom je III (AsH 3).

Dlhé periódy Mendelejevovho systému, vrátane takzvaných interkalovaných desaťročí, obsahujú po desať prvkov, v ktorých je počet elektrónov vo vonkajšom obale dva (dva elektróny) a ktoré sa líšia iba počtom elektrónov v druhý vonkuškrupina. Takýmito prvkami sú napríklad skandium až zinok alebo ytrium až kadmium.

Obal druhý zvonku hrá v prejave chemických vlastností menšiu úlohu ako vonkajší obal, pretože spojenie elektrónov vonkajšieho obalu s jadrom je slabšie ako v druhý vonku. Preto prvky, v ktorých atómoch sú vonkajšie obaly postavené rovnako a len druhé vonkajšie obaly sú odlišné, sa navzájom líšia chemickými vlastnosťami oveľa menej ako prvky s rôznou štruktúrou vonkajších obalov. Všetky prvky interkalárnych dekád, ktoré spolu tvoria takzvané vedľajšie podskupiny hlavných ôsmich skupín Mendelejevovho systému, sú teda kovmi, všetky sa vyznačujú premenlivou valenciou. AT šieste obdobie Mendelejevove systémy, okrem interkalovanej dekády nasleduje po lantáne ešte 14 prvkov, u ktorých sa rozdiel v štruktúre elektrónových obalov prejaví až v treťom elektrónovom obale zvonku (vyplnenie /-miest vo štvrtom obale za prítomnosti tzv. vyplnené miesta Tieto prvky (lantanoidy) na -23

Výsledkom experimentov na určenie nábojov atómových jadier bol do 4. roku celkový počet známych prvkov - od vodíka (Z = 1) po urán (Z = 92) - 86. Šesť prvkov s atómové čísla= 43, 61, 72, 75, 85, 87. Napriek týmto medzerám však už bolo jasné, že v prvom období Mendelejevovej sústavy by mali byť dva prvky - vodík a hélium, v 2. a treťom - osem prvkov každý, vo štvrtom a piatom - osemnásť, v šiestom - tridsaťdva prvkov.13

Pred objasnením štruktúry šiestej periódy Mendelejevovej sústavy sa medzi prvkami vzácnych zemín hľadal prvok č.72 a dokonca jednotliví vedci ohlásili objav tohto prvku. Keď bolo jasné, že šieste obdobie Mendelejevovho systému obsahuje 32 prvkov, z ktorých je 14 vzácnych zemín, N. Bohr upozornil, že prvok č. 72 je už za vzácnymi zeminami vo štvrtej skupine, a ako Mendelejev predpokladal, je analógom zirkónu.

Podobne Bohr poukázal na to, že prvok 75 bol v siedmej skupine a bol Mendelejevovým predpokladaným analógom mangánu. Skutočne, v roku 3 bol v zirkónových rudách objavený prvok č. 72, nazývaný hafnium, a ukázalo sa, že všetko, čo sa predtým nazývalo zirkónium, bolo v skutočnosti zmesou zirkónu a hafnia.

V tom istom roku sa uskutočnilo hľadanie prvku č. 75 v rôznych mineráloch, kde sa na základe príbuznosti s mangánom predpokladala prítomnosť tohto prvku. Chemické operácie na izoláciu tohto prvku boli tiež založené na jeho predpokladanej podobnosti vlastností s mangánom. Pátranie vyvrcholilo v roku 5 objavením nového prvku s názvom rénium.24

Tým sa ale ešte nevyčerpali všetky možnosti umelej výroby nových prvkov. Hranica periodickej sústavy v oblasti ľahkých jadier je daná vodíkom, pretože tam nemôže byť prvok s jadrovým nábojom menším ako jedna.


Ale v oblasti ťažkých jadier túto hranicu v žiadnom prípade neurčuje urán. V skutočnosti absencia prvkov ťažších ako urán v prírode len naznačuje, že polčasy rozpadu takýchto prvkov sú oveľa menšie ako vek Zeme. Preto medzi tri prírodné stromy rádioaktívny rozpad, vrátane izotopov s hmotnostnými číslami A = 4n, 4n--2 a 4 4-3, iba vetvy začínajúce dlhodobými izotopmi Th a 2 a 2 a 2 a všetky krátkoperiodické vetvy, obrazne povedané, vyschli a spadli vypnúť v nepamäti. Okrem toho štvrtý strom rádioaktívneho rozpadu, vrátane izotopov s hmotnostnými číslami A = 4ga + 1, úplne vyschol a zomrel, ak vôbec niekedy na Zemi izotopy tohto radu boli.
Ako viete, štvrté a piate obdobie Mendelejevovho systému obsahuje po 18 prvkov, zatiaľ čo šieste obdobie obsahuje 32 prvkov, pretože medzi prvkom tretej skupiny je prvok lantán (č. 57) a prvok štvrtej skupiny hafnium (č. 72) je štrnásť ďalších prvkov vzácnych zemín podobných lantánu.

Po objasnení štruktúry siedmej periódy systému D. I. Mendelejeva vyšlo najavo, že v periodickej sústave po prvej perióde dvoch prvkov nasledujú dve periódy s ôsmimi prvkami, potom dve periódy s osemnástimi prvkami a dve periódy s tridsiatimi prvkami. dva prvky. V 2. takom období, ktoré musí končiť živlom. zväzok č., pričom chýba ešte sedemnásť prvkov, dva z nich nestačia na doplnenie rodiny aktinoidov a prvok č. by sa už mal nachádzať vo štvrtej skupine periodickej sústavy, ktorá je analógom hafnia.

Pri n + / = 5 sú naplnené hladiny n = 3, 1 = 2 (M), n = 4, / = 1 (4p) a nakoniec n = 5, / = 0 (55). Ak pred vápnikom plnenie elektronických hladín prebiehalo vo vzostupnom poradí podľa počtu elektrónových obalov (15, 25, 2p, 3s, 3p, 45), potom po naplnení 5 miest štvrtého elektrónového obalu namiesto toho, aby sa pokračovalo naplňte túto škrupinu /7-elektrónmi, vyplnenie predchádzajúceho, tretieho , škrupiny - elektrónmi. Celkovo môže každý obal obsahovať, ako je zrejmé z vyššie uvedeného, ​​10 elektrónov. Podľa toho po vápniku v periodickom systéme nasleduje 10 prvkov od skandia (3 452) po zinok (3 452), v ktorých atómoch je vyplnená -vrstva tretieho obalu a až potom p-vrstva štvrtého obalu. plášť je vyplnený - od gália (3 (Schz p) až po kryptón 3dShz p). V rubídiu a stronciu, ktoré začínajú piatu periódu, sa objavuje 55 a 552 elektrónov.19

Vyšetrovanie posledných pätnástich rokov viedlo k umelej výrobe série krátkodobých. izotopov jadier prvkov od ortuti po urán, po vzkriesenie rodičov uránu, protaktínia a tória, v prírode dávno mŕtvych - transuránové prvky od č.93 po č. - a po rekonštrukciu štvrtej rozpadovej série vrátane izotopov. s hmotnostnými číslami /4 = 4r- -1. Túto sériu možno podmienečne nazvať rozpadovou sériou neptúnia, pretože najdlhšie v rade žije izotop prvku č. 93 - ktorého polčas rozpadu sa blíži 2 miliónom rokov.

Šiesta perióda začína vyplnením dvoch miest pre s-elektróny v šiestom obale tak, že štruktúra vonkajších obalov atómov prvku č.56 - bária - má tvar 4s j0 d 05s2p66s2. Je zrejmé, že pri ďalšie zvýšenie počet elektrónov v atómoch prvkov nasledujúcich po bárium, môžu byť obaly naplnené buď 4/-, alebo bd-, alebo napokon br-elektrónmi. Už vo štvrtej a piatej tretine Mendelejevove systémy, obsahujúci 18 prvkov, vypĺňajúcich d-miesta druhý vonkuškrupín došlo pred vyplnením p-miest vonkajšieho obalu. Takže v šieste obdobie plnenie 6/7-miest začína až prvkom č.81-táliom.- V atómoch dvadsiatich štyroch prvkov nachádzajúcich sa medzi báriumom a táliom je štvrtý obal vyplnený /-elektrónmi a piaty obal d- elektróny.

Vzorce zmien aktivity d-prvkov v období

Kategórie

Vyberte rubriku 1. FYZIKÁLNE A CHEMICKÉ VLASTNOSTI ROPY, ZEMNÉHO PLYNU 3. ZÁKLADY ROZVOJA A VYUŽÍVANIA ROPNÝCH POLÍ 3.1. Fontána prevádzka ropných vrtov 3.4. Prevádzka vrtov ponornou elektroodstredivkou 3.6. Koncepcia rozvoja ropných a plynových vrtov 7. Metódy ovplyvnenia sacej zóny vrstiev Hlavné uzly doskového testu núdzových a špeciálnych režimov elektrických zariadení jednotiek na opravu a vŕtanie vrtov. príčiny nízkonákladových vlastnených studní hustoty kapitálových opráv vrtov Ustvay asfaltovo-parafínových ložísk bez rubriky BEZDYMOVÉ SPAĽOVANIE PLYNOVÝCH TYČOV BEZ ZVODU ČERPACIE JEDNOTKY blogn JEDNOTKY cirkulačných SYSTÉMOV. Boj proti hydrátom Boj proti usadzovaniu parafínu vo zdvíhacích potrubiach vŕtanie bočných sudov vŕtanie šikmých a vodorovných vrtov vŕtanie studní vŕtanie stĺpových vrtov Autorské kľúče vrtné jednotky a inštalácie na prieskum vŕtanie vrtné čerpadlá vŕtacie čerpadlá vŕtacie objímky vŕtacie objímky vo viacročných prahové (MMP) VENTILY. TYPY HETEROGENITY V ŠTRUKTÚRE ROPNÝCH NÁDRŽÍ Typy vrtov rôznych faktorov K charakteristike STR, problematike optimalizácie prevádzky plastového systému-UEC, výberu zariadenia a prevádzkového režimu UECN výberu plyno-kamenného stroja gaslift prevádzka plynového výťahu prevádzka ropných vrtov Metóda Gazliftu ropný plyn a plynové polia a ich vlastnosti tvorba hydratácie v plynových kondenzátových vrtoch v systéme elektromotor hydrohogker GKSh-1500MT hydraulické čerpadlo čerpadlo Kapitola 8. Prostriedky a metódy gradácie a overovania komerčných systémov Hĺbkové čerpadlá Horizontálne vrty horsko-geologické podmienky vŕtania ropné a plynové vrty granulometrické (mechanické) zloženie vzdialených ropných a plynových plemien Diafragmen elektrické čerpadlá diesel-gerry CAT-450 DIESELOVÉ A DIESEL-HYDRAULICKÉ JEDNOTKY DYNAMOMETROVANIE SPODNÝCH POHONNÝCH JEDNOTIEK S LMP ŠTRUKTÚRA JSC "ORENBURGNEFT" produkcia ropy v náročných podmienkach PRODUKCIA ROPY S APLIKÁCIOU SHSN KVAPALNÝCH MERAČOV MOTORY S ZVODNÝMI VNÚTORMI Vstrekovanie kyslých roztokov do UZAVRACÍCH VENTILOV vrtu. Ochrana zariadení ropného priemyslu pred koróziou ochrana proti korózii ropných reflexných zariadení Zmena priebehu vrtu Meranie tlaku, prietoku, prietoku, kvapaliny, plynu a pary meranie množstva kvapalín a plynov meranie prietoku kvapalín, plynov a pár meranie hladiny kvapalín merania nízkonákladových informačných technológií pri ťažbe ropy a plynu testovanie vrtných elektrických ohrievačov hĺbkových čerpacích vrtov VÝSKUM EFEKTÍVNOSTI kábel UETsN generálne opravy vrtov Komplex zariadení typu KOS a KOS1 NÁVRH Skrutkovej tyče KONŠTRUKCIA ČERPADLA ZOSTAVY VENTILU korózia Žeriavy. LIEVANIE VRTOV ROZVODY KTPPN Usporiadanie kyvadla Bezpečnostné opatrenia pri príprave roztokov kyselín SPÔSOBY VÝPOČTU VRTNÝCH STĹPOV SPÔSOBY BOJA S PARAFÍNOVÝMI NÁKLADY V PREPLACHOVACÍCH VRTOCH Spôsoby ovplyvňovania zóny dna za účelom zvýšenia výťažnosti ropy METÓDY A NÁSTROJE NÁSTROJOV PRE NÁSTROJE. Metódy nepriameho merania tlakových metód Metódy na odstraňovanie solí mechanizmy pohybu a vyrovnania vrtných súprav mechanizmy pohybu a vyrovnania mechanizmov pri spúšťacích operáciách pri vŕtaní záťaže, prevádzke pozemných zariadení čerpacích studní a kombinovaných potrubí Neft a ropné produkty Portal News Nové technologické a technické zabezpečenie environmentálnej bezpečnosti výrobných procesov Vybavenie vrtov Gazlift Zariadenia na mechanizáciu spúšťacích operácií zariadenia na ropu a plyn zariadenia pre simultánnych oddelených operátorov zariadenia na zabezpečenie otvorených fontán všeobecného účelu vybavenie vrtného suda, dokončené vrtné zariadenie ústia hl. kompresorové studne, studne studne, ústie studní studne pre studňu pre studňu prevádzka ESP VYBAVENIE VODNEJ STUDNE sme tvorba hydrátov a metódy boja proti kryštalinicitám v ropných vrtoch Všeobecné koncepcie podzemných a generálnych opráv Všeobecné koncepcie budovania studní obmedzenie prietoku plastovej vody Nebezpečné a škodlivé fyzikálne faktory určujúce tlak na výstup perspektívnych horizontov Optimalizácia prevádzkový režim prevádzky dna dna od Flexibilný ťažný prvok Zvládnutie a testovanie vrtov Zvládnutie a začatie práce fontánových vrtov komplikácie v procese prehlbovania vrtu základné pojmy a ustanovenia Základné pojmy a ustanovenia základné informácie o rope, plyne a kondenzácia plynu Základy hydraulických výpočtov pri vŕtaní základy ťažby ropy a plynu Základy usmernených vrtov priemyselnej bezpečnosti, čistenie základov VŔTANIE STUDNÍ OD KALOV ČISTENIE SÚVISIACEHO PLYNU spájkovanie a naváranie HYDROMECHANICKÁ DVOJPLÁŠŤOVÁ A BALIČKA PGMD1, HYDROMECHANICKÁ PGMD1 BALIČE NA SKÚŠANIE Stĺpy Baliče gumokovových stropných obalov a kotiev PRMP-1 Parametre a úplnosť obehových systémov parametre položkových blokov pre prácu s APS Primárne otváranie produktívnych vrstiev Primárne spôsoby cementovania mobilných čerpacích staníc a jednotiek spracúvajúcich obchodnú ropu (ropa a oleje) Periodický gaslift Perspektívy využitia spodného zvýšenia PREVÁDZKOVÁ ÚČINNOSŤ SPC čerpadiel Ponorenie čerpadiel pod dynamickú hladinu Podzemné vybavenie fontánových studní ZDVIHNUTIE VISKÓZNEJ KVAPALINY CEZ STUDNÚ NÁSTROJE NÁSTROJE NA lámanie PIESTOV MERAČKY TVORBA SOLÍ PR Teoretický základ bezpečnosť techniky merania spotreby Technická fyzika Trajektória pohybu čierneho potrubia Indikácie pre výpočet skratových prúdov Podmienky prúdenia kvapaliny a plynu do vrtov inštalácie hydroforových čerpadiel na výrobu ponorných špirálových elektrických čerpadiel inštalácie ponorných membránových čerpadiel Ustvoi Estate vŕtacie potrubia UETs UECN plne faktory ovplyvňujúce faktory, ktoré úplne ovplyvňujú faktory, ktoré ovplyvňujú úplne faktory, ktoré ovplyvňujú faktory, ktoré ovplyvňujú intenzitu tvorby APO Fyzikálno-mechanické vlastnosti zberačov plemena Fyzikálne charakteristika plynu a plynu miesta ropných a plynárenských zariadení Fiting Spôsob výroby ropy Cementovanie Cementovanie Cirkulačné systémy vrtných zariadení troskopieskové cementy troskopieskové cementy rýmy škárovania (SHN) Vysokočerpacie čerpacie zariadenia (shutsna) Bylinkové čerpadlo OLEJOVÁ ROD VRTNÉ ČERPADLÁ Tyčové čerpadlá SHSN PREVÁDZKA PLYNOVÝCH VRTOV prevádzka nízkovýnosných vrtov X STUDNIČKY V NEPREPLIVOM REŽIME VYUŽÍVANIE STUDNÍ OBSAHUJÚCICH VODU PREVÁDZKA STUDNÍ VYUŽÍVANIE STUDNÍ ESP ELEKTRODEHYDRÁTOR. ELEKTRICKÁ MEMBRÁNOVÁ ČERPADLA energeticky úsporná spodná elektrická čerpacia jednotka ANCHOR

Prvky 4. periódy periodickej tabuľky

n uhElektronická konfigurácia prvkuKR 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
Ca 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
Cr s 1 d 5 BCC 21,0
Mn s 2 d 5 BCC 12,6 -
Fe s 2 d 6 BCC 13,77
spol 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 Rhombus. 29,75 5,59
Ge s 2 d 10 p 2 PC 958,5 -
Ako 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
V tabuľke. 3.4 a na obr. 3.8 sú uvedené údaje o zmenách niektorých fyzikálnych a chemických charakteristík jednoduché látkyštvrtá tretina tabuľky D.I. Mendelejev (prvé obdobie obsahujúce d-prvky) na základe počtu vonkajších elektrónov. Všetky súvisia s energiou interakcie medzi atómami v kondenzovanej fáze a pravidelne sa menia počas periódy. Charakter zmeny charakteristík v závislosti od počtu elektrónov na vonkajšej úrovni nám umožňuje rozlíšiť jednotlivé oblasti: oblasť nárastu (približne 1-6), oblasť relatívnej stálosti (6-10), oblasť poklesu. hodnoty (10-13), prudký nárast (14) a monotónny pokles (14-18).

Ryža. 3.8. Závislosť teploty topenia ( t pl) a varenie ( t balíky), entalpie topenia (D H pl) a varenie (D H kip), Brinellova tvrdosť jednoduchých látok 4. periódy z počtu elektrónov na vonkajšej energetickej hladine (počet elektrónov presahujúcich úplne zaplnený obal vzácneho plynu Ar)

Ako bolo uvedené, na opísanie chemickej väzby, ktorá sa vyskytuje medzi atómami kovov, možno použiť znázornenie metódy valenčných väzieb. Prístup k opisu možno ilustrovať na príklade draselného kryštálu. Atóm draslíka má na svojej vonkajšej energetickej úrovni jeden elektrón. V izolovanom atóme draslíka je tento elektrón umiestnený na 4 s-orbitály. V atóme draslíka sa zároveň energia veľmi nelíši od energie 4 s-orbitály voľné, neobsadené elektrónmi orbitály súvisiace s 3 d, 4p-podúrovne. Dá sa predpokladať, že pri tvorbe chemickej väzby sa valenčný elektrón každého atómu môže nachádzať nielen na 4. s-orbitály, ale aj v niektorom z voľných orbitálov. Jeden valenčný elektrón atómu umožňuje realizovať jednu jednoduchú väzbu s najbližším susedom. Prítomnosť voľných orbitálov v elektrónovej štruktúre atómu, ktoré sa málo líšia energiou, naznačuje, že atóm môže „zachytiť“ elektrón od svojho suseda k jednému z voľných orbitálov a potom bude schopný vytvoriť dve jednoduché väzby so svojimi najbližší susedia. Vďaka rovnosti vzdialeností k najbližším susedom a nerozoznateľnosti atómov sú možné rôzne možnosti implementácie chemické väzby medzi susednými atómami. Ak sa pozrieme na fragment kryštálová mriežka potom zo štyroch susedných atómov možné možnosti znázornené na obr. 3.9.

Prvky 4. periódy periodickej tabuľky - pojem a druhy. Klasifikácia a znaky kategórie "Prvky 4. obdobia periodickej tabuľky" 2015, 2017-2018.

Cieľom tejto práce je študovať chemické vlastnosti niektorých prechodných kovov a ich zlúčenín.

Kovy sekundárnych podskupín, takzvané prechodné prvky, patria medzi d-prvky, pretože v ich atómoch sú d-orbitály vyplnené elektrónmi.

V prechodných kovoch sa valenčné elektróny nachádzajú v d orbitáloch preexternej úrovne a S orbitáloch vonkajšej elektronickej úrovne. Metalicita prechodných prvkov sa vysvetľuje prítomnosťou jedného alebo dvoch elektrónov vo vonkajšej elektrónovej vrstve.

Neúplná d-podúroveň preexternej elektrónovej vrstvy určuje rozmanitosť valenčných stavov kovov sekundárnych podskupín, čo zase vysvetľuje existenciu veľkého počtu ich zlúčenín.

V chemických reakciách sa elektróny d-orbitálu zúčastňujú po použití S-elektrónov vonkajšieho orbitálu. Všetky alebo časť elektrónov d orbitálov predposlednej elektrónovej úrovne sa môžu podieľať na tvorbe chemických zlúčenín. V tomto prípade vznikajú zlúčeniny zodpovedajúce rôznym valenčným stavom. Premenlivá valencia prechodných kovov je ich charakteristickou vlastnosťou (s výnimkou kovov II a III sekundárnych podskupín). Kovy podskupín IV, V, VI, VII skupín možno zaradiť do zloženia zlúčenín ako v najvyššom valenčnom stave (čo zodpovedá číslu skupiny), tak aj v nižších valenčných stavoch. Takže napríklad titán sa vyznačuje 2-, 3-, 4-valenčnými stavmi a mangán má 2-, 3-, 4-, 6- a 7-valenčné stavy.

Oxidy a hydroxidy prechodných kovov, v ktorých sú tieto v nižšom mocenskom stave, zvyčajne vykazujú zásadité vlastnosti, napríklad Fe(OH)2. Vyššie oxidy a hydroxidy sa vyznačujú amfotérnymi vlastnosťami, napríklad Ti02, Ti(OH) 4 alebo kyslé, napr.
a
.

Redoxné vlastnosti zlúčenín uvažovaných kovov sú tiež spojené s valenčným stavom kovu. V kombinácii s najnižším oxidačným stavom zvyčajne vykazujú redukčné vlastnosti a tie s najvyšším oxidačným stavom - oxidačné.

Napríklad pre oxidy a hydroxidy mangánu sa redoxné vlastnosti menia takto:

komplexné zlúčeniny.

Charakteristickým znakom zlúčenín prechodných kovov je schopnosť vytvárať komplexy, čo sa vysvetľuje prítomnosťou dostatočného počtu voľných orbitálov v kovových iónoch na vonkajšej a predvonkajšej elektrónovej úrovni.

V molekulách takýchto zlúčenín sa v strede nachádza komplexotvorné činidlo. Okolo neho sú koordinované ióny, atómy alebo molekuly nazývané ligandy. Ich počet závisí od vlastností komplexotvorného činidla, stupňa jeho oxidácie a nazýva sa koordinačné číslo:

Komplexotvorné činidlo okolo seba koordinuje dva typy ligandov: aniónové a neutrálne. Komplexy sa tvoria, keď sa niekoľko rôznych molekúl spojí do jednej zložitejšej:

sulfotetraamín meďnatý, hexakyanoželezitan draselný (III).

Vo vodných roztokoch sa komplexné zlúčeniny disociujú a vytvárajú komplexné ióny:

Samotné komplexné ióny sú tiež schopné disociácie, ale zvyčajne vo veľmi malom rozsahu. Napríklad:

Tento proces prebieha reverzibilne a jeho rovnováha sa prudko posúva doľava. Preto podľa zákona o hromadnej akcii

Konštanta Kn sa v takýchto prípadoch nazýva konštanta nestability komplexných iónov. Čím väčšia je hodnota konštanty, tým silnejšia je schopnosť iónu disociovať sa na jednotlivé časti. Hodnoty Kn sú uvedené v tabuľke:

Skúsenosti 1. Oxidácia iónov Mn 2+ na ióny
.

Do skúmavky dajte trochu oxidu olovnatého tak, aby bolo zakryté iba dno skúmavky, pridajte niekoľko kvapiek koncentrovaného roztoku
a jedna kvapka roztoku
. Zahrejte roztok a pozorujte výskyt iónov
. Napíšte rovnicu reakcie. Roztok mangánovej soli by sa mal odobrať v malom množstve, pretože prebytok iónov
obnovuje
predtým
.

Skúsenosti 2. Oxidácia iónmi
v kyslých, neutrálnych a zásaditých roztokoch.

Produkty na redukciu iónov
sú rôzne a závisia od pH roztoku. Áno, v kyslé roztoky a on
zredukované na ióny
.

V neutrálnych, mierne kyslých a mierne zásaditých roztokoch, t.j. v rozsahu pH od 5 do 9, ión
sa znižuje tvorbou kyseliny manganičitej:

V silne alkalických roztokoch a v neprítomnosti redukčného činidla je ión
zredukované na ión
.

Nalejte 5-7 kvapiek roztoku manganistanu draselného do troch skúmaviek
. Do jednej z nich pridajte rovnaký objem zriedenej kyseliny sírovej, do druhej nepridávajte nič a do tretej koncentrovaný alkalický roztok. Do všetkých troch skúmaviek pridajte po kvapkách za pretrepávania obsah skúmavky roztok siričitanu draselného alebo sodného, ​​kým sa roztok v prvej skúmavke neodfarbí, v druhej sa vytvorí hnedá zrazenina a v tretej sa roztok zmení na hnedá. zelená farba. Napíšte reakčnú rovnicu, majte na pamäti, že ión
premení na ióny
. Uveďte odhad oxidačnej schopnosti
v rôzne prostredia podľa tabuľky redoxných potenciálov.

Skúsenosti 3. Interakcia manganistanu draselného s peroxidom vodíka. Vložte do skúmavky 1 ml. peroxid vodíka, pridajte niekoľko kvapiek roztoku kyseliny sírovej a niekoľko kvapiek roztoku manganistanu draselného. Aký plyn sa uvoľňuje? Otestujte to tlejúcou fakľou. Napíšte rovnicu reakcie a vysvetlite ju pomocou redoxných potenciálov.

Skúsenosti 4. Komplexné zlúčeniny železa.

A) Získanie pruskej modrej. Do 2-3 kvapiek roztoku trojželezitej soli pridajte kvapku kyseliny, niekoľko kvapiek vody a kvapku roztoku hexaticky - (P) železitanu draselného (žltá krvná soľ). Pozorujte vzhľad zrazeniny pruskej modrej. Napíšte rovnicu reakcie. Táto reakcia sa používa na detekciu iónov
. Ak
prijať nadbytok, potom namiesto zrazeniny pruskej modrej môže vzniknúť jej koloidná rozpustná forma.

Preskúmajte vzťah pruskej modrej k pôsobeniu alkálií. Čo sa pozoruje? ktorý lepšie disociuje. Fe(OH)2 alebo komplexný ión
?

B) Získanie tiokyanátu železa III. K niekoľkým kvapkám roztoku soli železa pridajte kvapku roztoku tiokyanátu draselného alebo amónneho
. Napíšte rovnicu reakcie.

Preskúmajte pomer tiokyanátu
na alkálie a vysvetliť pozorovaný jav. Táto reakcia, podobne ako predchádzajúca, sa používa na detekciu iónu
.

Skúsenosti 5. Získanie komplexnej zlúčeniny kobaltu.

Dajte 2 kvapky nasýteného roztoku kobaltovej soli do skúmavky a pridajte 5-6 kvapiek nasýteného roztoku amónia: berte do úvahy, že to tvorí komplexný soľný roztok
. Komplexné ióny
sú sfarbené do modra a hydratované ióny
- v ružovej farbe. Opíšte pozorované javy:

1. Rovnica na získanie komplexnej soli kobaltu.

2. Disociačná rovnica komplexnej soli kobaltu.

3. Disociačná rovnica komplexného iónu.

4. Vyjadrenie konštanty nestability komplexného iónu.

Kontrolné otázky a úlohy.

1. Aké vlastnosti (oxidačné alebo redukčné) majú zlúčeniny najvyšší stupeň oxidácia prvkov? Vytvorte rovnicu elektrón-iónovej a molekulárnej reakcie:

2. Aké vlastnosti vykazujú zlúčeniny so stredným oxidačným stavom prvku? Zložte elektrón-ión a molekulové rovnice reakcie:

3. Uveďte charakteristické a podobné vlastnosti železa, kobaltu, niklu. Prečo D. I. Mendelejev zaradil kobalt medzi železo a nikel v periodickej tabuľke prvkov napriek hodnote jeho atómovej hmotnosti?

4. Napíšte vzorce komplexných zlúčenín železa, kobaltu, niklu. Čo vysvetľuje dobrú komplexotvornú schopnosť týchto prvkov?

5. Ako sa mení charakter oxidov mangánu? Aký je dôvod? Aké oxidačné čísla môže mať mangán v zlúčeninách?

6. Existujú podobnosti v chémii mangánu a chrómu? V čom je vyjadrená?

7. Na akých vlastnostiach mangánu, železa, kobaltu, niklu, chrómu je založené ich využitie v technológii?

8. Uveďte odhad oxidačnej schopnosti iónov
a zníženie schopnosti iónov
.

9. Ako vysvetliť, že oxidačné čísla Cu, Ag, Au sú väčšie ako +17.

10. Vysvetlite černanie striebra v priebehu času na vzduchu, zelenanie medi na vzduchu.

11. Zostavte rovnicu pre reakcie prebiehajúce podľa schémy.

koncepcie prechodový prvok bežne používané na označenie akéhokoľvek prvku s valenčnými d alebo f elektrónmi. Tieto prvky zaberajú periodická tabuľka prechodná poloha medzi elektropozitívnymi s-prvkami a elektronegatívnymi p-prvkami.

d-prvky sa nazývajú hlavné prechodové prvky. Ich atómy sú charakterizované vnútorným vytváraním d-podplášťov. Faktom je, že s-orbitál ich vonkajšieho obalu sa zvyčajne naplní už predtým, ako sa začne napĺňanie d-orbitálov v predchádzajúcom elektrónovom obale. To znamená, že každý nový elektrón pridaný do elektrónový obal nasledujúceho d-prvku v súlade s princípom plnenia nedopadá na vonkajší obal, ale na vnútorný podplášť, ktorý mu predchádza. Chemické vlastnosti týchto prvkov sú určené účasťou elektrónov oboch uvedených obalov na reakciách.

d-Elementy tvoria tri prechodové série – v 4., 5. a 6. perióde, resp. Prvá prechodná séria obsahuje 10 prvkov, od skandia po zinok. Vyznačuje sa vnútornou výstavbou 3d-orbitálov. 4s orbital sa zaplní skôr ako 3d orbital, pretože má menej energie (Klechkovského pravidlo).

Treba však upozorniť na dve anomálie. Chróm a meď majú vo svojich 4s orbitáloch len jeden elektrón. Je to preto, že čiastočne naplnené alebo úplne naplnené podškrupiny sú stabilnejšie ako čiastočne naplnené podškrupiny.

V atóme chrómu má každý z piatich 3D orbitálov, ktoré tvoria 3D podplášť, jeden elektrón. Takáto podškrupina je naplnená do polovice. V atóme medi má každý z piatich 3d orbitálov pár elektrónov. Podobná anomália sa pozoruje pri striebre.

Všetky d-prvky sú kovy.

Elektronické konfigurácie prvkov štvrtej periódy od skandia po zinok:


Chromium

Chróm je v 4. perióde, v skupine VI, v sekundárnej podskupine. Je to kov priemerná aktivita. Chróm vo svojich zlúčeninách vykazuje oxidačné stavy +2, +3 a +6. CrO je typický zásaditý oxid, Cr 2 O 3 - amfotérny oxid CrO3 je typický kyslý oxid s vlastnosťami silného oxidačného činidla, t.j. zvýšenie stupňa oxidácie je sprevádzané zvýšením kyslých vlastností.

Železo

Železo je v 4. perióde, v skupine VIII, v sekundárnej podskupine. Železo je kov strednej aktivity, vo svojich zlúčeninách vykazuje najcharakteristickejšie oxidačné stavy +2 a +3. Známe sú aj zlúčeniny železa, v ktorých vykazuje oxidačný stav +6, čo sú silné oxidačné činidlá. FeO vykazuje zásadité a Fe 2 O 3 - amfotérne s prevahou zásaditých vlastností.

Meď

Meď je v 4. období, v skupine I, v sekundárnej podskupine. Jeho najstabilnejšie oxidačné stavy sú +2 a +1. V sérii napätí kovov je meď po vodíku, jej chemická aktivita nie je príliš vysoká. Oxidy medi: Cu2O CuO. Ten a hydroxid meďnatý Cu(OH)2 vykazujú amfotérne vlastnosti s prevahou hlavných.

Zinok

Zinok je v 4. období, v II-skupine, v sekundárnej podskupine. Zinok patrí medzi kovy strednej aktivity, vo svojich zlúčeninách vykazuje jediný oxidačný stav +2. Oxid zinočnatý a hydroxid zinočnatý sú amfotérne.