Реакции комплексообразования

Окислительно-восстановительные свойства

В физических и химических свойствах простых веществ d-элементов много общего для типичных металлов. Общность и различие их проявляется особенно в химических свойст­вах соединений d-элементов. d-Элементы имеют довольно много валентных электронов (Mn от 2 до 7 е), энергия которых различна, и они не всегда и не все принимают участие в образовании связей. Поэтому d-элементы проявляют переменную степень окисления, а следовательно для них характерны реакции окисления-восстановления. Степени окисле­ния элементов Sc-Zn представлены в таблице 5. d-Элементы способны проявлять степень окисления +2 за счет потери 2s-электронов, характерна также степень окисления +3 (исключение Zn). Высшая степень окисления большинства d-элементов соответствует номеру группы, в которой они находятся. С увеличением порядкового номера d-элемента значение устойчивой степени окисления возрас­тает. Отрицательную степень окисления не проявляют, следовательно, водородных соеди­нений не образуют.

Таблица 5. Характеристика степени окисления d-элементов 4 периода

Элемент	Sс	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Zn
Степень окисления
+2		+	+	+	+	A	A	A
+3	+	+	+	A	+	A	A	-
+4		A	A	+	A
+5			A	+
+6				A	+	+
+7					A
A – устойчивая степень окисления

Как следует из таблицы наибольшее число переменных степеней окисления у элемен­тов VB, VIIB групп. Поэтому для элементов этих групп наиболее характерны реакции окисления-восстановления.

2. 3. 2. Кислотно-основные свойства (свойства оксидов и гидроксидов, образуемых d–элементами)

В связи с тем, что d-элементы способны проявлять различные степени окисления, они способны образовывать соединения, резко отличающихся по кислотно-основным свойст­вам. Свойства оксидов и гидрооксидов зависят от степени окисления образующего их d-элемента. По мере повышения степени окисления d-элемента ослабевает основной характер их и усиливается кислотный характер. В степени окисления +2 проявляют только основной характер, промежуточной степени окисления – амфотерный характер и в высшей степени – кислотный характер:

+ 2	+ 4	+ 7
Мn	Мn	Mn
МnО	МnO2	Mn2O7
Мn(ОН)2	Мn(ОН)4	НМnO4
Основной	Амфотерный	Кислотный

В ряду d-элементов в высшей степени окисления в периоде слева направо кислотный характер соединений возрастает oт Sc к Zn:

Sc2O3	TiO2	Сr2О3
Sc(OH)3	Н2ТiО3	Н2СrО4
Основной	Амфотерный	Кислотный

В низшей степени окисления +2 соединения проявляют основные свойства. В группах сверху вниз усиливается основной характер:

В организме d-элементы представлены как микроэлементы, существующие или в виде гидратированных, гидролизованных ионов; но чаще в виде бионеорганических комплек­сов. Они выступают в качестве сильных комплексообразователей, что обусловлено нали­чием на d-подуровне предвнешнего уровня валентных электронов. Например, в комплексе [CdCl₄]^2-. Но чаще способность образовывать комплексные соединения обусловлена на­личием в их атомах свободных орбиталей (одной s-, трех р- и пяти d-орбиталей), проявляя координационное число равное 6, реже 2, 3, 5 и 8 для образования координационной связи с полидентными лигандами с образованием комплексных соединений хелатного типа (биокастеров, металлопорфириновых комплексов, гетеровалентных и гетероядерных со­единений). (Смотрите тему «Комплексные соединения», раздел 5.2 и 5.3).

Дата добавления: 2014-01-04