Для всех переходных металлов характерны

Кодификатор ЕГЭ. Раздел 1.2.3. Характеристика переходных элементов (меди, цинка, хрома, железа) по их положению в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева и особенностям строения их атомов.

У атомов переходных элементов (меди, цинка, хрома и железа) происходит заполнение энергетического d-подуровня.

Рассмотрим строение электронной оболочки этих элементов. У атомов цинка и железа заполнение электронной оболочки происходит согласно энергетическому ряду орбиталей (подуровней), который рассмотрен в статье Строение атома. Электронная конфигурация атома железа:

• +26Fe   [Ar]3d64s2                       [Ar] 4s    3d
• У атома цинка на происходит полное заполнение 3d-подуровня:
• +30Zn   [Ar]3d104s2                       [Ar] 4s    3d

У атомов хрома и меди наблюдается «проскок» или «провал» электрона, когда один электрон переходит с более энергетически выгодного 4s-подуровня на менее выгодный 3d-подуровень.

Этот переход обусловлен тем, что в результате образуются более устойчивые электронные конфигурации (3d5 у атома хрома и 3d10 у атома меди).

Дело в том, что энергетически более выгодно, когда d-орбиталь заполнена наполовину или полностью.

Элемент	Электронная конфигурация валентной зоны
Теоретическая	Реальная
Медь +29Cu	[Ar]3d94s2	[Ar]3d104s1          [Ar] 4s    3d
Хром +24Cr	[Ar]3d44s2	[Ar]3d54s1           [Ar] 4s    3d

Мы используем, конечно же, реальную электронную конфигурацию меди и хрома, теоретическая будет неверной.

Обратите внимание! У всех 3d-элементов внешним энергетическим уровнем считается четвертый уровень и 4s-подуровень. При образовании катионов атомы металлов отдают электроны с внешнего энергетического уровня.

Атом	Электронная конфигурация	Характерные валентности	Число электронов на внешнем энергетическом уровне	Характерные степени окисления
Хром	[Ar]3d54s1	II, III. VI	1	+2, +3, +6
Железо	[Ar]3d64s2	II, III. VI	2	+2, +3, +6
Медь	[Ar]3d104s1	I, II	1	+1, +2
Цинк	[Ar]3d104s2	II	2	+2

Рассмотрим характеристики хрома, железа, меди и цинка:

Название	Атомная масса, а.е.м.	Заряд ядра	ЭО по Полингу	Мет. радиус, нм	Энергия ионизации, кДж/моль	tпл, оС	Плотность, г/см3
Хром	51,996	+24	1,66	0,130	652,4	1856,9	7,19
Железо	55.845	+26	1.83	0,126	759,1	1538,85	7,874
Медь	63,546	+29	1,90	0,128	745,0	1083,4	8,92
Цинк	65,38	+30	1,65	0,138	905,8	419,6	7,133

Свойства соединений железа, меди, цинка и хрома.

Для хрома характерны степени окисления +2, +3 и +6. Оксид и гидроксид хрома (II) (CrO и Cr(OH)2) проявляют основные свойства. Степени окисления +3 соответствуют амфотерные  оксид и гидроксид: Cr2O3 и Cr(OH)3 соответственно.

Соединения хрома +6 проявляют сильные кислотные свойства: оксид CrO3 и сразу две сильных кислоты: хромовая H2CrO4 и дихромовая H2Cr2O7.

Соединения хрома (II) проявляют сильные восстановительные свойства, соединения хрома (VI) проявляют только сильные окислительные свойства.

Характерные степени окисления железа: +2 и +3. Оксид и гидроксид железа (II) — основные (FeO и Fe(OH)2), а соединения железа (III) проявляют амфотерные свойства (Cr2O3 и Cr(OH)3 соответственно) с преобладанием основных. Соединения железа (II) проявляют также восстановительные свойства.

Для меди характерны степени окисления +1 и +2. Оксид меди (I) CuO и гидроксид меди (I) CuOH — основные. Оксид и гидроксид меди (II) проявляют амфотерные свойства с преобладанием основных: CuO и Cu(OH)2.

Характерная степень окисления цинка +2. Соединения цинка (II) проявляют амфотерные свойства: ZnO и Zn(OH)2.

Элемент	Степень окисления	Тип и формула оксида	Тип и формула гидроксида	Окислительно-восстановительные свойства
Хром	+2	CrO, основный	Cr(OH)2, основание	восстановитель, слабый окислитель
+3	Cr2O3, амфотерный	Cr(OH)3, амфотерный гидроксид	окислитель и восстановитель
+6	CrO3, кислотный	H2CrO4 и H2Cr2O7, кислоты	окислитель
Железо	+2	FeO, основный	Fe(OH)2, основание	восстановитель и слабый окислитель
+3	Fe2O3, амфотерный	Fe(OH)3, амфотерный гидроксид	окислитель, очень слабый восстановитель
Медь	+1	Cu2O, основный	CuOH, основание	восстановитель и слабый окислитель
+2	CuO, основный	Cu(OH)2, основание	окислитель
Цинк	+2	ZnO, амфотерный	Zn(OH)2, амфотерный гидроксид	слабый окислитель

Переходные элементы: медь, хром, железо — Умскул Учебник

• Что такое переходные металлы;
• Основные характеристики меди, хрома и железа;
• Их физические и химические свойства.

К переходным элементам относятся такие, которые расположены в побочных подгруппах больших периодов периодической системы Д.И. Менделеева. К ним принадлежат d– и f–элементы.

Название «переходные» связано с тем, что переходные элементы расположены между s– и р–элементами.

Мы рассмотрим три металла: железо, хром и медь.

Железо — металл VIIIB-группы четвёртого периода. Его особенностью, как и особенностью других переходных металлов, является наличие валентных электронов как на внешнем (4s), так и на предвнешнем (3d) подуровнях.

Хром — металл VIB-группы четвёртого периода. Как и железо, это d-элемент, у которого валентные электроны находятся и на внешнем слое и на предвнешнем подуровне. Помимо этого, в атоме хрома в основном состоянии происходит провал электрона. 

Железо и хром имеют идентичный набор степеней окисления, а также возможных оксидов и гидроксидов: 0, +2, +3, +6.

Медь — металл IB-группы четвёртого периода. Как и в случае других элементов побочных подгрупп, особенностью для неё является наличие валентных электронов как на внешнем (4s), так и на предвнешнем (3d) подуровнях. Как и у хрома, у меди в электронной конфигурации наблюдается провал электрона.

Степени окисления меди следующие: 

• низшая степень окисления равна 0, как и у всех металлов; 
• высшая равна +2; 
• промежуточная равна +1.

Физические свойства

По физическим свойствам железо и хром — совершенно типичные металлы серебристо-белого цвета, которые не растворяются в воде, а на воздухе покрываются прочной оксидной плёнкой. 

Особенностью железа является его быстрая коррозия (то есть окисление) кислородом во влажном воздухе, а особенностью хрома — высокая твёрдость: он является одним из самых твёрдых металлов. 

Медь же — металл красного цвета, один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, которая отлична от серой или серебристой. 

Переходные металлы — характеристика, свойства и строение

Время на чтение: 10 минут

Общее понятие

Переходные металлы образуют соединения, в которых проявляют положительные степени окисления. Наиболее заметно различие свойств в IV-VIII подгруппах, где побочные составляют металлы, а главные — неметаллы.

Находящиеся в самой таблице символы обозначаются — d, а буквой f — лантаноиды и актиноиды. Самые выраженные из этой категории: Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, и Ag. История открытия указывает на то, что все они в свободном состоянии являются металлами.

Внешний номер электронной оболочки совпадает с номером периода.

К самым известным на Земле d-металлам относится железо, следующее сразу после алюминия. Большая часть представлена оксидами или сульфидами. В свободном виде встречается лишь медь. Соединения d-металлов также обнаружены на Луне.

Из всех групп химических элементов переходные достаточно трудно идентифицировать из-за разногласий по поводу того, что именно должно быть в них включено. По одной версии переходными считаются вещества с не полностью заполненной d-электронной подоболочкой.

Место в периодической таблице

Переходные металлы расположены в группах от IB до VIIIB с:

• 21 (скандия) — по (29 медь).
• 39 (иттрия) — по 47 (серебро).
• 57 (лантана) — до 79 (золота).
• 89 (актиния) — до 112 (коперниция).

Последние представлены лантаноидами и актиноидами — f-элементами, входящими в особую группу. Остальные составляют d-элементы.

Химические свойства

В соединениях атомы используются как валентные s- и p, так и d-электроны. Исходя из этого, d-элементы обладают переменной валентностью, что не наблюдается в основных подгруппах. По этой причине они могут образовывать комплексные соединения.

Все переходные металлы по структуре твердые, имеют высокую температуру плавления и кипения.

При перемещении слева направо в таблице у 5 d-орбиталей обнаруживается большая заполняемость. Из-за слабой связи электронов увеличивается электропроводность и гибкость.

Всем им присуща низкая энергия ионизации, необходимая при удалении электрона от свободного атома. До сих пор ученые спорят относительно классификации элементов на границе между основной группой и переходными металлами, размещенными в правой части таблицы. Ими являются цинк (Zn), кадмий (Cd) и ртуть (Hg). Внешне они напоминают металлы:

• Податливы и пластичны.
• Проводят тепло и электричество.
• Образуют положительные ионы.

Схожесть физических свойств элементов двух этих групп проявляется в том, что лучше всего электричество проводят переходный металл медь и относящийся к основной группе алюминий. Особенность — элементы основной группы легко образуют стабильные соединения с нейтральными молекулами воды или аммиака.

Значение переходных элементов

В жизнедеятельности человека они выполняют важную функцию. Без них организм не может существовать:

• Железо — главный источник гемоглобина.
• Цинк — вырабатывает инсулин.
• Кобальт — основной компонент витамина В12.
• Медь, марганец и молибден — входят в состав ферментов.

Яркие представители — чугун и сталь, используемые в тяжелой промышленности.

В черной металлургии их получают из железной руды. Вначале выплавляется чугун, а затем из него — сталь. Углерода в чугуне больше 1,7%, а в стали — меньше этого значения.

Благодаря добавкам — хрому, марганцу и никелю — стали обретают другие качества. Так, хром повышает прочность и устойчивость к действию кислот. Наиболее употребительные сплавы на основе меди: бронза, латунь и мельхиор. Особенно широкое применение нашли: сталь, чугун и бронза. Велика значимость железа, неслучайно по его содержанию сплавы подразделяются на черные и цветные.

Характеристики железа

Этот элемент представляет наибольший интерес, поскольку составляет важные соединения, среди которых железная кислота и соли. Чаще всего не используется как чистое вещество, а в виде сплавов с углеродом и другими элементами. Взаимодействует с:

• Неметаллами — при нагревании, преимущественно в виде порошка.
• Кислородом — образование оксидов.
• Водой — при большой температуре. При повышенной влажности вступает в реакцию с водяными парами и кислородом, что служит возникновению ржавчины.
• Кислотами — с выделением водорода.
• Растворами солей — вытесняет менее активные металлы.

Переходные металлы играют огромную роль в жизни людей.

По этой причине их изучение включено в обязательный курс школьной программы. Наиболее подробно о свойствах рассказывается на уроках химии в старших классах при проведении лабораторных работ.

Переходные элементы

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Переходные элементы (переходные металлы; хим. элементы, расположенные в побочных подгруппах больших периодов периодической системы; являются d- и f-элементами. Назв. «переходные» связано с тем, что в периодах переходные элементы вклиниваются между s- и р-элементами. Всего известно 65 переходных элементов, включая элемент 109 в 7-м периоде; 4-, 5- и 6-й периоды содержат по 10 d-элементов, 6-й период включает также 14 f-элементов (лантаноиды); в незавершенном 7-м периоде известно 7 d-элементов, начиная с Ac, и 14 f- элементов (актиноиды). В отличие от s- и p-элементов, у к-рых заполняются внеш. оболочки (соотв. ns- и np-оболочки), у переходных элементов заполняются внутренние (п — 1) d-оболочки (d-элемен-ты) или (n — 2)f-оболочки (f-элементы).

Переходные элементы, кроме Fe и Ti, мало распространены в земной коре.

Все переходные элементы металлы. Mн. особенности, характерные для d-элементов, наблюдаются также и для f-элементов, к-рые более похожи на d-элементы, чем на s- и р-элементы. О св-вах f-элементов см. Актиноиды, Редкоземельные элементы. Св-ва d-элементов в виде простых в-в весьма разнообразны; так, среди них имеется наиб. легкоплавкий металл-Hg и наиб. тугоплавкий-W.

Как правило, d-металлы отличаются высокой энтальпией возгонки, значит, электрич. проводимостью, уникальными магн. св-вами. Химия d-элементов во многом отличается от химии s- и p-элементов, что связано с большим числом степеней окисления d-элементов (напр., Ru проявляет все степени окисления от 0 до +8) и образованием координац. соединений.

В отличие от s- и р-элементов, d-элементы имеют много общих черт.

Для каждой декады d-элементов наиб. устойчивы электронные конфигурации d0 (Sc, Y, La), d5 (Mn, Tc, Re) и d10 (Zn, Cd, Hg). По этой причине являются стабильными, напр.

, Ti4 + (d0), Fe3+ (d5) и Zn2+ (d10); напротив, Cr2+ и Mn3 + , имеющие конфигурацию d4, нестабильны. Особенности d-элементов большой набор их валентных состояний и, как правило, широкие пределы изменения окислит.-восстановит. и др. св-в.

По многообразию валентных состояний d-элементы отличаются от всех других, в т. ч. и от f-элементов.

В каждой подгруппе св-ва первых элементов (4-го периода) заметно отличаются от св-в остальных, в пределах каждой подгруппы растет устойчивость высших степеней окисления (напр., наиб. стабильные оксиды d-элементов VI rp. Cr2O3, MoO3, WO3). Для нек-рых d-элементов характерно сходство не только по вертикали, но и по горизонтали; так, Fe, Со и Ni более схожи между собой, чем Fe. Ru и Os.

Большинство соед. d-элементов координационные, в частности карбонилы, «сэндвичевые». Для d-элементов характерно образование кластеров, а также нестехиометрич. соед. (оксиды, сульфиды и др.). Соед. d-элементов, как правило, окрашены.

Окраска объясняется расщеплением уровней энергии d-электронов в поле лигандов; это делает возможным переход (при поглощении квантов света) d-электронов с низшего уровня на высший. Доля ковалентной связи в соед. d-элементов больше, чем в соед. s-металлов (но меньше, чем в соед.

р-элементов), что сказывается на св-вах соединений переходных элементов они более легкоплавки, более летучи и более подвержены гидролизу, чем аналогичные соед. s-эле-ментов.

Mн. d-элементы в виде металлов имеют очень высокую каталитич. активность, особенно выделяются в этом отношении Pt и Pd; велика каталитич. активность и мн. соединений П.Э. С И. Дракин

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Переходные металлы | это… Что такое Переходные металлы?

Перехо́дные мета́ллы (перехо́дные элеме́нты) — элементы побочных подгрупп Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, в атомах которых появляются электроны на d- и f-орбиталях.

[1] В общем виде электронное строение переходных элементов можно представить следующим образом: . На ns-орбитали содержится один или два электрона, остальные валентные электроны находятся на -орбитали. Поскольку число валентных электронов заметно меньше числа орбиталей, то простые вещества, образованные переходными элементами, являются металлами.

Общая характеристика переходных элементов

Все переходные элементы имеют следующие общие свойства: [2]

• Для всех переходных элементов характерно образование комплексных соединений.

Подгруппа меди

Подгруппа меди, или побочная подгруппа I группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, включает в себя элементы: медь Cu, серебро Ag и золото Au.

Свойства металлов подгруппы меди [3]

Атомный
номер
Название,
символ
Электронная
конфигурация
Степени
окисления
p,
г/см³
tпл,
°C
tкип,
°C

29	Медь Cu	[Ar] 3d104s1	0, +1, +2	8,96 [4][5]	1083 [4][5]	2543 [4][5]
47	Серебро Ag	[Kr] 4d105s1	0, +1, +3	10,5 [6]	960,8 [6]	2167 [6]
79	Золото Au	[Xe] 4f145d106s1	0, +1, +3	19,3 [7]	1063,4 [7]	2880 [7]

Для всех металлов характерны высокие значения плотности, температур плавления и кипения, высокая тепло- и электропроводность. [8]

Особенностью элементов подгруппы меди является наличие заполненного предвнешнего -подуровня, достигаемое за счёт перескока электрона с ns-подуровня. Причина такого явления заключается в высокой устойчивости полностью заполненного d-подуровня. Эта особенность обусловливает химическую инертность простых веществ, их химическую неактивность, поэтому золото и серебро называют благородными металлами.[9]

Медь

Основная статья: Медь

Металлическая медь в стеклянной пробирке

Медь представляет собой довольно мягкий металл красно-жёлтого цвета [10]. В электрохимическом ряду напряжений металлов она стоит правее водорода, поэтому растворяется только в кислотах-окислителях (в азотной кислоте любой концентрации и в концентрированной серной кислоте):

В отличие от серебра и золота, медь окисляется с поверхности кислородом воздуха уже при комнатной температуре. В присутствии углекислого газа и паров воды её поверхность покрывается зелёным налётом, представляющим собой основной карбонат меди(II).

Для меди наиболее характерна степень окисления +2 [11], однако существует целый ряд соединений, в которых она проявляет степень окисления +1.

Оксид меди(II)

Основная статья: Оксид меди(II)

Оксид меди(II) в порошкообразной форме

Оксид меди(II) CuO — вещество чёрного цвета. Под действием восстановителей при нагревании он превращается в металлическую медь:

• Растворы всех солей двухвалентной меди окрашены в голубой цвет, который им придают гидратированные ионы .
• При действии на растворимые соли меди раствором питьевой соды образуется малорастворимый основной карбонат меди (II) — малахит:

Гидроксид меди(II)

Основная статья: Гидроксид меди(II)

Свежеосаждённый гидроксид меди(II)

Гидроксид меди(II) Cu(OH)2 образуется при действии щелочей на растворимые соли меди(II) [12]:

Это малорастворимое в воде вещество голубого цвета. Гидроксид меди(II) — амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. При сильном нагревании или стоянии под маточным раствором он разлагается:

1. При добавлении аммиака Cu(OH)2 растворяется с образованием ярко-синего комплекса:

Соединения одновалентной меди

Соединения одновалентной меди крайне неустойчивы, поскольку медь стремится перейти либо в Cu2+, либо в Cu0. Стабильными являются нерастворимые соединения CuCl, CuCN, Cu2S и комплексы типа . [13]

Серебро

Основная статья: Серебро

Металлическое серебро в стеклянной пробирке

• Серебро более инертно, чем медь[14] , но при хранении на воздухе оно чернеет из-за образования сульфида серебра:
• Серебро растворяется в кислотах-окислителях:
• Наиболее устойчивая степень окисления серебра +1. В аналитической химии широкое применение находит растворимый нитрат серебра AgNO3, который используют как реактив для качественного определения ионов Cl−, Br−, I−:
• При добавлении к раствору AgNO3 раствора щёлочи образуется тёмно-коричневый осадок оксида серебра Ag2O:
• Многие малорастворимые соединения серебра растворяются в веществах-комплексообразователях, например, аммиаке и тиосульфате натрия:

Золото

Основная статья: Золото

Золотой самородок

1. Золото представляет собой металл, сочетающий высокую химическую инертность и красивый внешний вид, что делает его незаменимым в производстве ювелирных украшений. [15] В отличие от меди и серебра, золото крайне инертно по отношению к кислороду и сере, но реагирует с галогенами при нагревании:
2. Чтобы перевести золото в раствор, необходим сильный окислитель, поэтому золото растворимо в смеси концентрированных соляной и азотной кислот («царской водке»):

Платиновые металлы

Основная статья: Металлы платиновой группы

Платиновые металлы — семейство из 6 химических элементов побочной подгруппы VIII группы Периодической системы, включающее рутений Ru, родий Rh, палладий Pd, осмий Os, иридий Ir и платину Pt. Эти металлы подразделяются на две триады: лёгкие — триада палладия (Ru, Rh, Pd) и тяжёлые — триада платины (Os, Ir, Pt).

Примечания

Литература

• Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2001.
• Ерёмина Е. А., Рыжова О. Н. Глава 17. Переходные элементы // Справочник школьника по химии. — М.: Экзамен, 2009. — С. 250-275. — 512 с. — 5000 экз. — ISBN 978-5-377-01472-0
• Кузьменко Н. Е. , Ерёмин В. В., Попков В. А. Начала химии. Современный курс для поступающих в вузы. — М.: Экзамен, 1997-2001.
• Лидин Р. А., Андреева Л. Л., Молочко В. А. Справочник по неорганической химии. — М.: Химия, 1987.
• Некрасов Б. В. Основы общей химии. — М.: Химия, 1974.
• Рабинович В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. — Л., 1977. — С. 98.
• Спицын В. И., Мартыненко Л. И. Неорганическая химия. — М.: МГУ, 1991, 1994.
• Турова Н. Я. Неорганическая химия в таблицах. Учебное пособие. — М.: Высший химический колледж РАН, 1997.

См. также

• Благородные металлы
• Металлы
• Щелочные металлы
• Щёлочноземельные металлы

Ссылки

Переходные металлы комплексы и строение

Переходные металлы, Переходные металлы. переходные металлы — простые и сложные комплексы переходных металлов. Переходные металлы (переходные элеме́нты) — элементы побочных подгрупп Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, в атомах которых появляются электроны на d- и f-орбиталях.

В общем виде электронное строение переходных элементов можно представить следующим образом: . На ns-орбитали содержится один или два электрона, остальные валентные электроны находятся на -орбитали.

Поскольку число валентных электронов заметно меньше числа орбиталей, то простые вещества, образованные переходными элементами, являются металлами.

Общая характеристика переходных элементов. Все переходные элементы имеют следующие общие свойства:Небольшие значения электроотрицательности.Переменные степени окисления. Почти для всех d-элементов, в атомах которых на внешнем ns-подуровне находятся 2 валентных электрона, известна степень окисления +2.

Начиная с d-элементов III группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, элементы в низшей степени окисления образуют соединения, которые проявляют основные свойства, в высшей — кислотные, в промежуточной — амфотерные. Например:

Для всех переходных элементов характерно образование комплексных соединений.

Подгруппа меди. Подгруппа меди, или побочная подгруппа I группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, включает в себя элементы: медь Cu, серебро Ag и золото Au.

Для всех металлов характерны высокие значения плотности, температур плавления и кипения, высокая тепло- и электропроводность. [8]

Особенностью элементов подгруппы меди является наличие заполненного предвнешнего -подуровня, достигаемое за счёт перескока электрона с ns-подуровня.

Причина такого явления заключается в высокой устойчивости полностью заполненного d-подуровня.

Эта особенность обусловливает химическую инертность простых веществ, их химическую неактивность, поэтому золото и серебро называют благородными металлами.[9]

Медь, Медные группы. Медь представляет собой довольно мягкий металл красно-жёлтого цвета. В электрохимическом ряду напряжений металлов она стоит правее водорода, поэтому растворяется только в кислотах-окислителях (в азотной кислоте любой концентрации и в концентрированной серной кислоте):

таб?В отличие от серебра и золота, медь окисляется с поверхности кислородом воздуха уже при комнатной температуре. В присутствии углекислого газа и паров воды её поверхность покрывается зелёным налётом, представляющим собой основной карбонат меди (II).

Для меди наиболее характерна степень окисления +2, однако существует целый ряд соединений, в которых она проявляет степень окисления +1.

Платиновые металлыОсновная статья: Металлы платиновой группы

Платиновые металлы — семейство из 6 химических элементов побочной подгруппы VIII группы Периодической системы, включающее рутений Ru, родий Rh, палладий Pd, осмий Os, иридий Ir и платину Pt. Эти металлы подразделяются на две триады: лёгкие — триада палладия (Ru, Rh, Pd) и тяжёлые — триада платины (Os, Ir, Pt).

Нас находят по запросам:

— переходные металлы— комплексы переходных металлов— строение переходные металлы— простые и переходные металлы— галогениды переходных металлов— нитриды переходных металлов— комплексы переходных металлов— сплав переходных металлов— расчёт комплексов переходных металлов— водорастворимые полимеры переходные металлы— свойства комплексов переходных металлов— структура переходных металлов

ПОИСК

    Переходные элементы характеризуются рядом общих свойств, а именно все они являются типичными металлами за немногими исключениями, они проявляют переменную степень окисления, благодаря чему способны вступать в реакции окисления-восстановления их ионы и соединения, как правило, окрашены наличие частично заполненных d-подуровней обусловливает способность переходных элементов образовывать парамагнитные соединения, т. е. соединения, в которых атомы имеют один или несколько неспаренных электронов. Переходные элементы обладают ярко выраженной тенденцией к комплексообразованию. Все эти особенности переходных элементов используются в качественном анализе. [c.26]     Ниже рассматриваются некоторые особенности комплексообразования т. н. переходных элементов (членов Зч-И рядов аналогов). Атомы этих элементов характеризуются незаконченностью (нлн малой устойчивостью) d-оболочки. Поэтому их иногда называют d-элементами. По общим свойствам они являются металлами. [c.462]

    Наибольшее значение в качестве катализаторов имеют переходные металлы. Изменение их физических свойств внутри каждого периода характеризуется некой общей закономерностью. Свойства наиболее распространенных металлов собраны в табл. 1—4 приложения 1 ниже приведены только некоторые замечания о главных особенностях указанной закономерности. [c.11]

    Следует подчеркнуть, что наряду с далеко идущей аналогией гомогенных и гетерогенных кислотно-основных катализаторов последние, в общем случае, вследствие отсутствия растворителя и объемной жидкой фазы имеют ряд особенностей. Каждая из названных групп кислотных катализаторов (стр.

53) имеет свою каталитическую специфику, обусловленную различиями в физико-химических свойствах и строении. В частности, для твердых оксидных систем характерна возможность одновременного присутствия центров разной кислотной силы и определенного геометрического расположения этих центров.

Для галогенидов металлов, в особенности переходных, типично комплексообразование с вытекающей отсюда способностью действовать на реакции, вовсе не ускоряемые обычными минеральными кислотами. Особыми чертами обладают апротонные твердые кислоты.

Скорость ряда реакций, катализируемых алюмосиликатами, определяется не общей кислотностью катализатора, а только концентрацией обмениваемого водорода [61]. Реакция же дегидратации спиртов идет, видимо, только за счет апротонной кислотной составляющей — окиси алюминия [74]. [c.56]

    Поскольку не все катионы переходных металлов восстанавливаются одновременно, возникает вопрос меняется ли скорость их восстановления в цеолитах во времени, например, вследствие образования первых порций металлов (N1, Р1 и др.

), которые могут активировать На Это особенно важно, если образцы содержат катионы нескольких переходных металлов, которые в общем случае могут оказывать существенное влияние на свойства друг друга, расположение в кристаллической решетке и легкость восстановления до металлов. [c.171]

    Такого плана я пытался придерживаться при подготовке второго издания Общей химии . Мною введены две новые главы, посвященные атомной физике (гл. П1 и Vni).

В этих главах довольно подробно рассмотрены вопросы, связанные с открытием рентгеновских лучей, радиоактивности, электронов и атомных ядер, описана природа и свойства электронов и ядер, изложена квантовая теория, фотоэлектрический эффект и фотоны, теория атома по Бору, отмечены некоторые изменения наших представлений об атоме, внесенные квантовой механикой, рассмотрены другие вопросы учения о строении атома. Все это позволит студенту первого курса вычислить энергию фотона света данной длины волны и предсказать, приведет ли поглощение света данной длины волны к расщеплению молекулы на атомы. Некоторые разделы элементарной физической химии в книге изложены подробнее, чем это было сделано в первом издании. Введена отдельная глава, посвященная биохимии. Значительной переработке подверглось изложение химии металлов. Рассмотрение вопросов, относящихся к химии металлов, начинается теперь с главы, в которой показаны характерные особенности металлов и сплавов и описаны методы добычи и очистки металлов. Затем следуют три главы, посвященные химии переходных металлов в первой главе рассмотрены скандий, титан, ванадий, хром, марганец и родственные им металлы во второй — железо, кобальт, никель, платиновые металлы в третьей — медь, цинк, галлий, германий и ближайшие к ним по свойствам металлы. В той или иной мере пересмотрено и большинство других глав. [c.10]

    В связи с этим возникает необходимость использования материалов со свойствами, позволяющими осуш,ествлять новые процессы. Среди таких материалов особое место занимают жаростойкие и огнеупорные вещества карбиды, нитриды, бориды, окислы и силициды. Последние относятся в общем к наименее изученным соединениям. Многочисленные исследования показали возможность практического использования в качестве огнеупорного материала ряда силицидов переходных металлов IV—VI групп периодической системы элементов. Получение нагревателей, работающих на электрическом токе при температурах до 1700°, а также покрытий на жаростойких металлах, особенно на молибдене, имеет большое значение не только для лабораторной техники, но и для промышленных печей. [c.3]

    Особенности переходных элементов (доп. 11) наиболее изучены для членов первого большого периода (5с—N1, отчасти Си). Как и у их аналогов в следующих периодах, атомы этих элементов характеризуются незаконченностью (или малой устойчивостью) -оболочки. Поэтому их иногда называют -элементами. По общим свойствам все они являются металлами. [c.445]

    Данная глава книги посвящена химии карбонилов металлов и их производных, а именно тех, у которых центральный атом переходного металла связан с углеродом только карбонильного лиганда.

В главе изложены общие сведения относительно различных типов карбонилов металлов, специфические свойства этого класса соединений, связанные с особенностями строения, их способности к обмену карбонильных лигандов, а также обсуждены общие методы синтеза всех известных типов карбонилов металлов. [c.19]

    Общие сведения. Цинк, кадмий, ртуть являются последними представителями -переходных элементов в периодах. Это обстоятельство, а также специфика полностью завершенной ( °) орбитали накладывают на химию этих элементов определенные особенности.

С одной стороны, они еще похожи на своих предшественников по периоду, с другой — в большей мере, чем другие -элементы, похожи на элементы главной группы (НА). Например, сульфат цинка очень похож на сульфат магния, а его карбонат — на карбонат бериллия.

Общими для всех элементов главной и побочной подгрупп второй группы являются близость оптических спектров и сравнительно низкие температуры плавления металлов. С медью, серебром и золотом элементы подгруппы цинка роднит следующее. Как и элементы подгруппы меди, они дают комплексы с МНз, галогенид- и цианид-ионами (особенно 2п и С(1).

Из-за сильного эффекта взаимной поляризации их оксиды окрашены, достаточно непрочны. Электрохимические свойства в ряду 2п—Сё—Нд изменяются аналогично их изменению в ряду Си—Ад—Аи. Они легко дают сплавы. [c.555]

    Характер связи в фазах внедрения определяется особенностями строения электронных оболочек атомов переходных металлов. Так как у них есть незавершенные -орбитали, они способны к приобретению электронов, источником которых в той или иной степени могут быть межузельные атомы неметаллов.

Вследствие небольшой разницы между энергиями 5-, р-, -орбиталей возможна их гибридизация, которой способствует обмен электронами с атомами неметаллов, и образование связей металл — неметалл. Однако этот процесс не доходит до ионизации атомов неметалла, сохраняется металлический характер связи.

Преобладающей ролью связей металл — металл объясняется сохранение фазами внедрения в большей или меньшей степени металлических свойств электропроводости, металлического блеска, непрозрачности и др.

Химические связи в фазах внедрения сильно отличаются от химических связей в соединениях непереходных металлов с теми же неметаллами, в которых сильнее выражен ковалентный характер связи и доминирующее значение имеют связи металл — неметалл и неметалл — неметалл.

Соединения непереходных металлов имеют определенный состав и не похожи на металлы. Склонность к образованию фаз внедрения переходными металлами, их структура и свойства зависят от положения элементов в таблице Д. И. Менделеева. В самом общем виде можно отметить следующие закономерности. [c.231]

    Оргел [ИЗ] рассмотрел некоторые свойства ионов переходных металлов на основе теории молекулярных орбиталей и теории поля лигандов. Мы ограничимся, главным образом, применением теории поля лигандов для определения энергии удаления двухвалентных ионов из водного раствора.

Понижение энергии комплекса, обусловленное влиянием поля лигандов, определяется симметрией и напряженностью поля (т. е. природой лигандов и их расположением), а также числом и состоянием -электронов.

Теория предсказывает, что поле лигандов не должно оказывать влияния на свойства комплекса, если -подуровни заняты полностью или если они заполнены ровно наполовину. Эти два случая реализуются соответственно для ионов 2н и Мн +.

В нервом приближении понижение энергии за счет поля лигандов пропорционально (V —5), где V — число неспаренных -электронов. Приняв в рассмотрение некоторые осложняющие факторы, в особенности для иона Сн » , Оргел дал оценки понижения энергии для ряда ионов в квакомплексах.

Если вычесть эти поправки из наблюдаемых значений энергии удаления ионов из водного раствора, то получаются исправленные значения, которые возрастают с ростом атомного номера.

Если, далее, вычесть из суммы двух первых ионизационных потенциалов иона Си + энергию, необходимую для того, чтобы перевести электрон с -орбитали на 5-орбиталь, то максимум на кривой зависимости ионизационных потенциалов от атомного номера также исчезает. В связи с этим полагают, что наблюдаемые отклонения в зависимости энергий удаления ионов из раствора связаны с влиянием ноля лигандов. Соответствующая поправка может достигать 5% от общей теплоты удаления иона из раствора. [c.194]

    В то время как каждый из приведенных выше методов синтеза циклобутадиеновых комплексов дает возможность синтезировать лишь одно определенное вещество, недавно разработанный общий способ позволяет получать циклобутадиеновые производные различных переходных металлов [307—309, 490, 492]. Исследуя химические свойства трех гомологов дихлоротетрафе-нилциклобутадиенпалладия, Мейтлис с сотрудниками наблюдали, что эти комплексы способны обмениваться циклическими лигандами с другими переходными металлами, особенно в реакциях с карбонилами металлов  [c.39]

    Раскрытие общих закономерностей требует, наряду с накопление.

https://www.youtube.com/watch?v=kPP9fdQTexIu0026t=85s

м данных о зависимости удельной каталитической активности металлов от их положения в периодической системе, всестороннего экспериментального изучеиия хемосорбции на металлах с использованием всего набора физических методов исследования, а также развития более строгого теоретического анализа связи хемосорбционных свойств металлов, особенно переходных, с их электронной структурой. [c.139]

    Несмотря на то что некоторые соединения переходных металлов со связью металл — углерод были известны с давних пор, лишь сравнительно недавно в результате многочисленных работ, последовавших за открытием ди-л-циклопентадиенилжелеза (ферроцена) (я-С5Н5)оРе, стало очевидным, что способность к образованию связей с углеродом является общим и весьма характерным свойством всех переходных металлов ii-группы. Эти металлы образуют самые разнообразные соединения с обычной о-связью металл—углерод, хотя бинарные алкильные или арильные соединения обычно и тер>лически, и химически менее устойчивы, чем комплексы с другими лигандами, особенно с лигандами, образующи.ми л-связи. Благодаря особым свойствам d-орбиталей переходные металлы взаимодействуют также с ненасыщенными углеводородами и их производными, образуя довольно необычные неклассические соединения, ранее не встречавшиеся ни в одной области хилшн. Синтезировано большое число самых разнообразных устойчивых соединений этого рода лабильные органические производные переходных металлов играют очень важную роль в каталитических превращениях олефинов, ацетиленов и их производных, особенно в реакциях присоединения окиси углерода и (или) водорода к ненасыщенным молекулам. [c.161]

    Тетразамешенные гидразины, вообше не содержащие связей К—Н, существенно отличаются по многим свойствам от гидразинов друтих типов. Ярко выраженная зависимость свойств гидразинов от числа, положения и природы заместителей приводит к весьма большому разнообразию реакций соединений этого класса.

В сущности, общими для всех гидразинов, вне зависимости от типа замещения, являются лишь свойства, связанные с наличием свободных электронных пар у соседних атомов азота способность функционировать как основания, способность к образованию комплексов с катионами переходных металлов и способность реагировать как сильные восстановители.

Последняя особенность гидразинов, впрочем, не исключает возможности участия их в некоторых реакциях в качестве окислителей. [c.48]

    Уже было показано, насколько важным является -характер и параметр решетки в качестве факторов, определяющих общую активность переходных металлов. Кроме того, рассматривались различные структурные особенности поверхности, которые определяют ее активность.

Естественно возникает вопрос, какая имеется зависимость, если она вообще существует, между (-характером массивного металла и -характером грани кристалла, находящейся на поверхности.

Несостоятельность предположения об идентичности объемных и поверхностных свойств уже была отмечена [16], но разумно допустить, что электронное взаимодействие между поверхност1)Ю и реагирующими молекулами будет зависеть от типа грани, на которой происходит это взаимодействие.

По-видимому, -характер, или эквивалентное ему электронное свойство, которое зависит от числа ближайших соседей и поэтому влияет на гибридизацию связи, будет изме- [c.80]

    Вероятно, более важными для экстракции, чем рассмотренные в предыдущем разделе минеральные кислоты, являются комплексные металлсодержащие кислоты, образуемые некоторыми переходными металлами с галогенидными или псевдогалогенидными ( N , S N и т. п.) ионами.

Для этих кислот характерны все свойства простых сильных кислот, но в этом случае картина осложняется тем, что экстрагируемый комплекс должен быть образован в результате реакции катиона металла с соответствующим числом галогенид-ионов. Поэтому необходимы большие количества галогеноводородной кислоты, которая одновременно экстрагируется в органическую фазу.

Это приводит к особенностям экстракционного поведения металла, обусловленным влиянием ионов, общих для обеих кислот (эффект общего иона ). [c.55]

    Анализ этих данных выдвигает на первый план специфику акта образования комплексов мономера с активным центром [направление (а) реакции (146)], обязательного в системах Циглера—Натта, где координационная сфера переходного металла обычно не заполнена.

При анионной и катионной полимеризации этот акт может совершенно отсутствовать, если соответствую-ш,ие противоионы координационно насыщены и связаны с лигандами, которые не могут быть вытеснены мономером. По-видимому именно в этом состоит причина особенно высокой стереоспецифичности катализаторов Циглера—Натта, так как роль конфигурации комплекса (6, 1П) как фактора, опреде.

тяющего конечную структуру макромолекулы, весьма правдоподобна. В связи с этим большой интерес представляют эффекты, которые проявляются в соответствующих процессах полимеризации в присутствии электронодонорных агентов. Влияние агентов подобного рода на формирование структуры цепи в обычных ионных процессах рассмотрено в предыдущем параграфе.

В системах Циглера-Натта основания Льюиса часто приводят к повышению стерео-специфичности катализатора, чему сопутствует уменьшение его общей активности.

Как отсюда следует, электронодонор проявляет избирательность в актах комплексообразования и взаимодействует преимущественно с центрами реакции роста, отличающимися меньшей стереоспецифичностью, которая, очевидно, совпадает с их относительно более высокими электроноакцепторными свойствами или с большей пространственной доступностью.

Конечный эффект указывает на большую роль непосредственного окружения активных центров при образовании комплексов (6, IV) определенной структуры. Известны системы, в которых присутствие полярных агентов вызывает инверсию стереорегулярности образующегося полимера. Один из многих примеров — полимеризация бутадиена под действием катализатора на основе хлористого кобальта и диэтилалюминийхлорида. Эта гомогенная си- [c.257]

    Классификация металлов. в соответствии с их положением в Периодической системе основана на особенностях структуры валентных электронных орбиталей изолированных атомов.

В соответствии с этим признаком металлы подразделяются на две большие группы простые и переходные. Первые образуют А-подгруплы в каждой из групп таблицы Д. И. Менделеева, вторые — В-подгруп-пы.

Эта классификация является общей и не отражает всего многообразия свойств металлов. [c.366]