Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Какие d-элементы входят в состав IV, Vи VI групп катионов и каковы их свойства?




Какие p-элементы входят в состав III, IV и V групп катионов и каковы их свойства?

Какие S-элементы составляют I и II группы катионов и каковы их свойства?

s-Элементы расположены в главных подгруппах I и II групп периодической системы. Они имеют только s-валентные электроны, которые легко отдают, образуя ионы с устойчивой 8-электронной оболочкой и зарядом 1+ (Na+ и К+, к которым близок и ион NН4+) или с 2+ (Mg2+, Са2+, Sr2+ и Ва2+). Эти катионы имеют самые большие радиусы из всех остальных катионов и обладают наименьшей поляризуемостью, что обусловливает небольшое разнообразие реакций, в которые они вступают. В основном эти ионы образуют хорошо растворимые неокрашенные соединения.

 

р-Элементы расположены в главных подгруппах III, IV, V, VI и VII групп периодической системы Д. И. Менделеева. В эту группу входят элементы, образующие как катионы (Al3+, Pb2+, Bi3+ и др.), так и анионы (С1, NO2, J, SО42– и др.). В некоторых случаях один и тот же элемент может образовывать либо катион, либо анион (Sb3+ или [SbCl6]3–, Аl3+ и АlО2 и др.) в зависимости от условий выполнения реакции р-элементы имеют по два s-электрона и в общем случае от одного до шести р-электронов. Отдавая последовательно вначале р-, а затем s-электроны, они образуют ионы разной степени окисления. Если все валентные электроны участвуют в образовании химической связи, соответствующие атомы приобретают степень окисления, равную номеру группы (от +3 до +7) и сильно поляризующую 18-электронную оболочку. Вследствие этого они не существуют в виде свободных ионов типа Sb5+, S6+ и т. д., а образуют сложные анионы, например [SbCl6],SО42– и т. д. При отдаче только р-электронов образуются ионы с (18+2)-электронной оболочкой (Sn2+, Pb2+ Bi3+), оказывающие сильное поляризующее действие. Элементы V, VI и VII групп периодической системы Д. И. Менделеева могут образовывать ионы, в которых только часть р-электронов участвует в образовании химической связи (NO2, SО32– и т.д.).

Катионы p-элементов образуют, как правило, малорастворимые соединения; хорошо растворимы только нитраты и некоторые хлориды. Соли этих элементов в водных растворах сильно гидролизуются и обычно хорошо растворяются и в кислотах, и в щелочах.

Возможность существования ионов р-элементов в разных степенях окисления определяет возможность участия их в реакциях окисления — восстановления: ионы олова (II) являются хорошими восстановителями, ионы сурьмы (V) обладают окислительными свойствами, NaBiO3 — сильный окислитель и т. д. Из рассматриваемых здесь катионов р-элементов только алюминий имеет постоянную степень окисления 3- и 8-электронную оболочку.

d-элементы расположены в побочных подгруппах периодической системы Д. И. Менделеева (или между s-и р-элементами в 4 и 5 периодах и между f- и р-элементами в 6 периоде, кроме лантана, который следует после s-элементов). У этих элементов, как правило, на внешнем электронном уровне имеются s2 -валентные электроны. Кроме того, валентными являются электроны предыдущего d -подуровня, на котором может быть до 10 электронов. К d-элементам отнесены и элементы подгруппы цинка (цинк, кадмий и ртуть), имеющие достроенный d-подуровень. При образовании ионов атомы d-элементов отдают внешние s- и различное число d-электронов. При этом могут образоваться ионы различной степени окисления элементов Fe3+, Fe2+, Mn2+, МnО4, Cr3+, CrO42‑ и др. Элементы подгруппы цинка отдают только s-электроны и образуют ионы с постоянной степенью окисления: Zn2+, Cd2+ и Hg2+.

Таким образом, внешняя электронная оболочка у катионов d-элементов может бытьлибо (18 ‑ п), либо 18-электронная. Ионы d-элементов вступают, как правило, в разнообразные химические реакции. Все они являются хорошими комплексообразователями. Ионы с недостроенными электронными оболочками образуют интенсивно окра­шенные соединения и вступают в реакции окисления – восстановления.

Степень окисления иона оказывает существенное влияние на его химические свойства. Чем выше степень окисления, тем сильнее проявляются кислотные и ослабляются основные свойства элемента и тем больше степень гидролиза его солей. Например, рН растворов солей Fe2+ составляет 5–6, а солей Fe3+ — около двух. Гидроксид сурьмы (III) обладает амфотерными свойствами, а сурьмы (V) — кислотными: гидроксид хрома (III) имеет амфотерные свойства, а ион СгО42‑, где хром имеет сте­пень окисления +6, является анионом кислоты средней силы и т. д.

Так же проявляется и влияние заряда ионов различных элементов, стоящих в одном периоде, но в соседних группах. Например, из двух ионов, имеющих одинаковые электронные оболочки: Sn2+ и Sb3+, К+ и Са2+, Na+ и Mg2+, Mg2+ и Al3+ ион с более высоким зарядом обладает большими кислотными свойствами.

Ионы с более высоким зарядом образуют менее растворимые соединения, чем ионы с меньшим зарядом. Например, растворимости Fе(ОН)з и Fe(OH)2 соответственно равны 5,8 •10 ‑9 и 6,3 •10 ‑15 моль/л. Ионы Mg2+ и Аl3+ имеют одинаковое строение электронных оболочек, но растворимость солей алюминия меньше, чем солей магния, например растворимость А1РO4 равна 7,5 •10 ‑10 моль/л, а растворимость Mg3(P04)2 составляет 3,1 10 ‑3 моль/л.

С изменением степени окисления часто меняется и окраска ионов. Например, гидратированные ионы марганца(II) имеют светло-розовый цвет, а ионы М п О4, где марганец имеет степень окисления +7, окрашены в интенсивно малиновый цвет; гидратированные ионы хрома (Ш) имеют зеленый цвет, а ионы xpoмa (VI) — желтый или оранжевый.

 

Контрольные задания по дисциплине
"Экоаналитическая химия"




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-26; Просмотров: 809; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.