Семейство железа

Подгруппа марганца

VIIВ-подгруппа включает марганец - Mn, технеций - Tc и рений - Re. Общая электронная формула (n-1)d5ns2 позволяет ожидать проявление всех степеней окисления от +1 до +7. Для марганца наиболее устойчивы соединения в степени окисления +2, +4 и +7. Для технеция и рения характерны степени окисления +4 и +7.

Химические свойства. Марганец довольно активный металл, особенно при высоких температурах.

Чистый марганец устойчив к воде при комнатной температуре и медленно реагирует с ней при нагревании. Примеси ускоряют данный процесс, например, марганец, загрязненный углеродом или азотом, медленно реагирует с водой уже при комнатной температуре:

Mn + 2H2O = Mn(OH)2 + H2
В ряду стандартных электродных потенциалов марганец стоит левее водорода, поэтому легко реагирует с водными растворами кислот:

Mn + 2HCl = MnCl2 + H2
В растворах щелочей марганец в отсутствие окислителей устойчив.
В ряду марганец - технеций - рений химическая активность сильно уменьшается. Сгорая в атмосфере кислорода при нагревании, технеций и рений образуют оксиды в степени окисления +7:
t
4Tc + 7O2 = 2Tc2O7
Реакция с хлором приводит к образованию TcCl4 и ReCl5. Фтор реагирует с рением с образованием ReF6. По отношению к воде технеций и рений в обычных условиях устойчивы. Металлический технеций и рений растворяется в азотной кислоте, царской водке. Рений взаимодействует при нагревании с концентрированной серной кислотой, растворяется в щелочах в присутствии окислителей:
2Re + 7H2SO4 = 2HReO4 + 7SO2 + 6H2O
4Re + 4NaOH + 7O2 = 4NaReO4 + 2H2O

Семейство железа входит в состав побочной подгруппы восьмой группы и является в ней первой триадой, включающей в себя железо, кобальт и никель. Эти элементы имеют два электрона на наружном слое атома, все они являются металлами. По свойствам все три элемента похожи между собой. Для них характерна степень окисления 2, 3, 4. Реже проявляются более высокие степени окисления. Ни один элемент из семейства железа не проявляет максимальной степени окисления +8. Все металлы триады образуют разнообразные соединения, проявляя степени окисления +2 и +3. Проявление высокой степени окисления и амфотерных свойств характерно для железа.
Температуры плавления элементов триады железа высокие, тем не менее, ниже, чем у элементов, находящихся в серединах серий переходных металлов.
Железо – первый элемент в переходных рядах, имеющий спаренный электрон на внутренней d-орбитали. Спаренные электроны с такой орбитали труднее участвуют в образовании химической связи, чем неспаренные. У триады железа существуют особенности орбитального строения, проявляющиеся в виде магнитных и ферромагнитных свойств. В результате ориентированности атомов металлы образуют постоянные магниты. Все металлы семейства железа проявляют электроположительное поведение. Инертны в среде окислителя, даже кислорода, так как образуют оксидные пленки.

Получение
металлов подгруппы железа

Восстановлением из оксидов углём или оксидом углерода (II)

FeO + C Fe + CO
Fe₂O₃ + 3CO 2Fe + 3CO₂
NiO + C Ni + CO
Co₂O₃ + 3C 2Co + 3CO

Дата добавления: 2015-08-31