Атомные характеристики элементов

Тестовые задания

1. Координационное число 3-х валентного хрома в соединениях [Cr(H₂O)₅Cl]^x, [Cr(H₂O)₆]^x, [Cr(H₂O)₄Cl₂]^x, [Cr(NO₂)₂(NH₃)₄]^x равно _____ и заряд комплексного иона (х) _____, _____, _____, _____ соответственно.

2. Электронная конфигурация электронейтрального атома хрома:

а) … 3d⁴4s², б) … 3d⁴4s⁰, в) …3d⁵4s⁰, г) … 3d⁵4s¹

3. Оксид хрома реагирующий с растворами щелочей

а) CrO₃, б) Cr₂O₃, в) CrO

4. Осуществите превращение K₂Cr₂O₇ в K₂CrO_{4_}________________.

5. Ион хрома, имеющий характерное оранжевое окрашивание_____.

6. Закончите уравнение реакции CrCl_3(в) +NaOH_(в) + Br_2(в) →

7. Как выглядят и какие свойства проявляют гидроксиды 3-х и 6-ти валентного хрома _____________________________________________________?

8. Соли хрома, которые не могут образоваться в водном растворе в виду их полного гидролиза: а) Cr₂S₃, б) CrCl₃ в) Cr₂(CO₃)_3, г) CrSO₄ , до какого продукта гидролизуется ион хрома в этом случае __________________?

9. Какие валентные состояния хрома являются наиболее устойчивыми,

изобразите их электронные конфигурации ________________________?

10. Реализовать превращение K₂Cr₂O₇ в Cr³⁺___________________.

11. Химический характер гидроксида 3-х валентного хрома ________ Подтвердите уравнениями реакций __________________________________________

12. Состав «хромовой смеси» _______________________________.

13. Реакция среды (рН) водного раствора соли Cr(NO₃)₃ __________.

14. Соединение или ионы хрома, который образуются при восстановлении дихромат – иона в щелочной среде __________________, как изменяется цвет
раствора при этом____________________________________________?

15. Электронная конфигурация соответствует характеристичной валентности хрома ____________________________________________, изобразите
её графически _______________________________________________.

16. Реакция получения гидроксида 2-х валентного хрома ________.

17. В соединениях: K₂[MoO₂F₄]; K₃[WO₃F₃] з аряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя равны _____________________________.

18. Осуществите превращение K₂Cr₂O₇ + FeSO₄ в кислой среде ______.

19. Объясните изменение химической активности в ряду Cr – Mo – W _.

20. Подтвердите химический характер Cr₂О₃ уравнениями реакций ___.

21. Покажите схемы образования полихромовых кислот __________.

22. Закончите реакцию: К₂Cr₂O_7(в) + H₂O_2(в) + H₂SO_4(в)__________.

23. Приведите формулы хромовой и молибденовой кислот ________.
Какая из них является более сильной кислотой_____________________,
почему _____________________________________________________?

24. Чем объясняется большая биологическая роль молибдена ________?

25. Электронная конфигурация Mn соответствует степени окисления +7________.

26. Химический характер оксида 4-х валентного марганца ________.

27.Рреакция получения гидроксида 2-х валентного марганца _____.

28. Перманганат калия в аналитической химии используют для определе­ния.

29. В щелочной среде ион MnO₄^–восстанавливается до иона ______,
цвета ______________________________________________________.

30. Формы и цвет ионов марганца в различных валентных состояниях _ ________.

31. Электронная конфигурация Mn соответствующая степени окисления +2____________________________________.

32. Гидроксид 4-х валентного марганца проявляет химический характер _____________________________________________________________.

33. В кислой среде KMnO₄ восстанавливается до _________________,
цвета _______________________________________________________.

34. Манганат (VI) – ион дисмутирует в водном растворе по схеме
____________________________________________________________.

35. Электронная конфигурация соответствущая структуре электронейтральных атомов марганца: а)… 3d⁷4s², б)… 3d⁷4s⁰, в)…3d⁵4s², г)… 3d⁵4s⁰

36. Изменение формы и химического характера гидроксидов марганца
в 2-х, 4-х и 7-ми валентных состояниях ___________________________.

37. Наиболее устойчивым природным соединением марганца является
___________________________________________________________.

38. Закончите реакцию MnSO_4(в) + PbO_2(т) + HNO_3(в) → __________.

39. Биологическая роль марганца проявляется в _________________.

40. Электронная конфигурация Mn соответствующая степени окисления +4 _____________.

41. Оксид марганца, который реагирует со щёлочью:
а) MnO_2(т) , б) MnO_(т) , в) М n₂O_7(т)

42. Заканчите реакцию KMnO₄ + H₂C₂O₄ + H₂SO₄ ® _____________.

43. Как и в какой среде проявляется окислительно-восстановительная двойственность MnO₂ ________________________________________________.

44. В медицине используются соединения марганца_______________.

ТЕМА 3. СВОЙСТВА ЭЛЕМЕНТОВ VIIIB ГРУППЫ
И ИХ СОЕДИНЕНИЙ

Библиографический список: [1, с. 276–284; 2; 3, с. 349–352]

3.1. Теоретические сведения

Общая характеристика. Элементы VIIIB группы образуют триады
d -эле­ментов, расположенные в середине больших периодов: железо(Fe), кобальт (Co), никель (Ni) – в четвертом; рутений (Ru), родий (Rh), палладий (Pd) – в пятом; осмий (Os), иридий (Ir), платина (Pt) – в шестом.

Fe, Co, Ni, очень близкие по свойствам, образуют семейство (триаду) железа; Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt объединяют в семейство платиновых металлов.

На s -орбиталях внешнего слоя атомы всех девяти элементов содержат не более двух электронов, поэтому для них характерно проявление металлических свойств. Высшая степень окисления +8, отвечающая номеру группы периодической системы, проявляется лишь у Ru и Os (в высших оксидах RuO₄ и OsO₄) – у остальных элементов степени окисления, как правило, не выше +6.

Характерные степени окисления для железа: +2 (соли Fe⁺²), +3 (соли Fe⁺³), +6 (соли H₂FeO₄); для кобальта: +2 (соли Со⁺²), +3 (комплексы Со⁺³); для никеля: +2 (соли Ni⁺²), +3 (Ni(OH)₃). Атомные характеристики элементов приведены в табл. 14.

В атоме железа два парных s- и 4 неспаренных d- электрона. Из двух
s -электронов при возбуждении атома один переходит в p -состояние (Fe*):

^{4s 4 р 4s 4р}

¯­ ­ ­

^{3d 3 d}

Fe ­¯ ­ ­ ­ ­ Fe* ­¯ ­ ­ ­ ­

– реализуется наивысшая степень окисления железа +6.

У Co, Rh и Ir, а также Ni, Pd, Pt происходит дальнейшее спаривание
d -электронов и стабилизация d -подуровня:

^{4s 4 р 4s 4 р}

­¯ ­¯

^{3d 3d}

Co ­¯ ­¯ ­ ­ ­ Ni ­¯ ­¯ ­¯ ­ ­

Атомы Fe, Co, Ni легче всего отдают по два электрона наружного электронного слоя с образованием соединений со степенью окисления +2. При образовании соединений со степенью окисления больше +2 принимают участие электроны 3d -подуровня.

Ион Fe³⁺ легко образуется, вероятно, вследствие повышенной стабильности наполовину заполненной d- оболочки (d⁵ – конфигурация иона Fe³⁺).

Таблица 14

Элемент	Fe	Со	Ni
Атомный номер
Ковалентный радиус, нм	0,117	0,116	0,115
Металлический радиус, нм	0,126	0,125	0,124
Радиус иона, нм Э^2+ Э^3+	0,078 0,065	0,076 0,061	0,069 0,060
Электроотрицательность	1,64	1,70	1,75
Первый потенциал ионизации, В	7,893	7,866	7,635
Степени окисления (выделены наиболее устойчивые)	+2,+3,+6	+2,+3	+2,+3,+4

Элементы Fe, Ru, Os, а также Co, Rh, Ir и Ni, Pd, Pt являются электронными аналогами и близки между собой по свойствам. Вследствие лантаноидного сжатия особо близки свойства пар Ru – Os, Rh – Ir, Pd – Pt.

По мере заполнения (n–1)d – орбиталей вторым электроном усиливается также сходство соседних d -элементов по периоду.

Так, Fe проявляет сходство с Mn, a Ni проявляет большое сходство как с Со и Fe, так и с Cu.

Железо, кобальт, никель – серебристо-серые металлы, тугоплавкие, тяжелые. Они обладают превосходными механическими свойствами, образуют многочисленные сплавы друг с другом, с другими металлами – Cr, Mn, Mo и с неметаллами. Нержавеющие стали используют для изготовления медицинских инструментов, химической аппаратуры.

В природе железо, кобальт и никель редко встречаются в свободном состоянии (только в метеоритах) и широко распространены в виде соединений (оксидов, сульфидов, карбонатов, арсенидов, силикатов). Основные физико-химические свойства данных металлов представлены в табл. 15.

Таблица 15

Дата добавления: 2015-05-09