Почему d элементы являются металлами

Обновлено: 04.10.2024

d-Элементы входят в состав побочных подгрупп. В отличие от главных подгрупп при движении в побочных подгруппах сверху вниз восстановительная активность уменьшается. У элементов данных подгрупп на последнем энергетическом уровне находятся один или два электрона, поэтому эти элементы относятся к металлам. Большинство из них являются основными конструкционными металлами. У f-элементов происходит заполнение f-подуровня.

Участие d-подуровня в образовании химических связей приводит к появлению дополнительных валентностей и соответственно к многообразию химических соединений, образуемых данными металлами. Устойчивость большинства валентных возможностей данных элементов определяется возможностью образования энергетически выгодных электронных конфигураций – наполовину или полностью заполненных s-, р-, d- и f-подуровней. Большинство переходных металлов и их соединений характеризуются определенной окраской. Данные металлы образуют большое количество комплексных соединений.

К d-металлам I группы относятся: медь (Сu), серебро (Аg) и золото (Аu). Электронная конфигурация валентной зоны данных элементов имеет вид

(n-1)d 10 ns 1 . Теоретически рассматриваемые элементы должны проявлять степень окисления +1, но участие в образовании связей двух d-электронов повышает их степень окисления до +3. Наиболее устойчивые степени окисления для меди +2, серебра +1, а золота +3.

Медь – вязкий металл светло-розового цвета, легко прокатываемый в тонкие листы. Медь хорошо проводит теплоту и электрический ток, уступая в этом отношении только серебру. Чистые металлы являются очень мягкими и пластичными, поэтому на практике используются в виде сплавов. Важными сплавами меди являются латунь (сплав меди с цинком) и бронза (оловянная, алюминиевая, кремниевая и другие). Некоторые специальные латуни и медноникелевые сплавы (мельхиор и нейзильбер) устойчивы к коррозии в морской воде. Серебро используется в виде сплава с медью, а золото – в сплавах с серебром или медью.

Золото, в сравнении с медью и серебром, характеризуется аномально высокой плотностью 19,3 г/см 3 , которая примерно в два раза выше плотности меди и серебра. Такая особенность присуща всем металлам, расположенным в периодической таблице после лантаноидов, и является следствием так называемого «лантаноидного сжатия».

Медь – химически стойкий металл, но в присутствии влаги и углекислого газа покрывается зеленым налетом (СuОН)₂СО₃. Серебро и золото на воздухе не окисляются.

В ряду напряжений медь, серебро и золото стоят после водорода и не

восстанавливают водород из соляной и разбавленной серной кислот. Однако в присутствии кислорода медь растворяется в этих кислотах с образованием соответствующих солей двухвалентной меди:

В азотной кислоте и концентрированной серной медь и серебро растворяются:

Золото в данных условиях не растворяется, а растворяется только в смеси азотной и соляной кислот (1:3).

Медь, серебро и золото в присутствии кислорода растворяются в щелочных растворах цианидов. Например,

Особенностью d-металлов, в том числе меди, серебра и золота, является их способность к образованию комплексных соединений:

Серебро легко взаимодействует с сероводородом и другими соединениями серы с образованием на поверхности черного сульфида Аg₂S.

Важнейшие соединения данных металлов следующие:

CuSO₄ – сульфат меди (II). В безводном состоянии белый порошок. При поглощении воды синеет. Водный раствор имеет сине-голубой цвет, вследствие гидратации ионов меди. При кристаллизации образуются синие кристаллы медного купороса CuSO₄·5Н₂О;

(CuОН)₂СО₃ – карбонат гидроксомеди(II). Встречается в природе в виде минерала малахита. Все соединения меди ядовиты, поэтому посуду из меди лудят, т.е. покрывают оловом. Медь принадлежит к числу микроэлементов.

АgNО₃ – нитрат серебра, называемый ляписом. Применяется в гальванотехнике и медицине. Ионы серебра обладают бактерицидными свойствами.

Золотая кислота Аu(ОН)₃ (Н₃АuО₃) и другие соединения золота легко

Химия s-, р-элементов

В этом уроке изучается положение s-, р-элементов в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, особенности строения атомов и их свойства.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Химия s-, р-элементов"

Элементы в периодической системе Менделеева делятся на эс, пэ, дэ и эф-элементы. Это разделение осуществляется на основе того, сколько энэргетических уровней имеет электронная оболочка атома и каким уровнем заканчивается заполнение электронной оболочки электронами.

К s-элементам относятся элементы первой А группы – щелочные металлы. Электронная формула щелочных металлов эн-эс-один.

Поэтому для них характерна степень окисления плюс один. Элементы первой А группы обладают сходными свойствами из-за сходного строения электронной оболочки.

Но при увеличении радиуса в группе от лития к францию связь валентного электрона с ядром ослабевает и уменьшается энэргия ионизации. Атомы щелочных металлов легко отдают свой валентный электрон, поэтому они являются сильными восстановителями.

Из-за высокой химической активности щелочные металлы в природе встречаются только в виде соединений. Простые вещества, образованные элементами первой А группы, представляют собой серебристо-белые металлы, которые легко режутся ножом. Все щелочные металлы относятся к лёгким и легкоплавким металлам.

К эс-элементам относятся также элементы второй A группы, из них кальций, стронций, барий называют щелочноземельными металлами. На внешнем энэргетическом уровне у них по два электрона. Из-за своей высокой химической активности они встречаются в природе только в виде соединений. Металлы второй A группы имеют металлический блеск с различными оттенками: от серого до серебристого, температура плавления их выше, чем у щелочных металлов, плотность их меньше пяти грамм на сантиметр кубический, поэтому их относят к легкоплавким металлам.

К p-элементам относятся 30 элементов от третьей А до восьмой А группы периодической системы; пэ-элементы расположены во втором и третьем малых периодах, а также в четвертом, пятом и шестом больших периодах.

Элементы третьей А-группы имеют один электрон на пэ-орбитали. Начиная с четвёртой А и заканчивая восьмой А группой наблюдается заполнение пэ-подуровня до шести электронов. Общая электронная формула пэ-элементов эн-эс-два-эн-пэ-шесть.

В периодах при увеличении заряда ядра атомные радиусы и ионные радиусы пэ-элементов уменьшаются, энэргия ионизации и сродства к электрону возрастают, электроотрицательность увеличивается, неметаллические свойства элементов усиливаются.

Изменение свойств по периодам

В группах сверху вниз радиусы атомов увеличиваются, энэргия ионизации и сродства к электрону уменьшается, электроотрицательность уменьшается, усиливаются металлические свойства, а неметаллические свойства ослабевают.

Изменение свойств по группам

Кроме этого, по периоду с увеличением порядкового номера возрастает высшая степень окисления, а также возможность степеней окисления. Например, у кремния возможны такие степени окисления, как минус четыре, плюс два, плюс четыре; а у хлора – минус один, плюс один, плюс три, плюс пять, плюс семь.

Изменение СО по периоду

Если рассмотреть от первой до третьей А группы, то можно увидеть, что в группе сверху вниз увеличиваются металлические свойства, а также возрастает активность металлов. Например, во второй A группе металлические свойства и активность бария выражены гораздо сильнее, чем у магния.

Рассмотрим для примера седьмую A группу – семейство галогенов. В этой группе сверху вниз радиус атома увеличивается, энергия ионизации уменьшается и электроотрицательность также уменьшается.

Возрастание активности металла

Если рассмотреть группы от четвёртой А до седьмой А, то можно проследить, что в этих группах сверху вниз уменьшается активность неметаллов, уменьшается стабильность соединений в высшей степени окисления, возрастает стабильность соединений в более низкой степени окисления. Например, в пятой A группе висмут проявляет металлические свойства и для него, в отличие от фосфора, наиболее характерна степень окисления плюс три.

Изменение свойств в VIIA группе

Благородные газы – элементы восьмой A группы. У них завершён внешний энэргетический уровень, причём у гелия два электрона на внешнем уровне, он относится к эс-элементам, а все остальные благородные газы относятся к пэ-элементам.

Радиус атомов у благородных газов увеличиваются сверху вниз, энергия ионизации уменьшается, плотность сверху вниз увеличивается, также как температура кипения.

Таким образом, к эс-элементам относятся элементы первой A и второй A группы, к пэ-элементам относятся элементы от третьей до восьмой А группы. Отличительной особенность этих элементов является то, что их валентные электроны расположены на эс- или пэ-подуровне.

По периоду слева направо у них наблюдается уменьшение радиуса атомов, увеличивается энергия ионизации и энергия сродства к электрону, электроотрицательность увеличивается, металлические свойства ослабевают, а усиливаются неметаллические.

В группах сверху вниз наблюдается иная закономерность: радиусы атомов увеличиваются, уменьшается энергия ионизации и энергия сродства к электрону, электроотрицательность уменьшается, металлические свойства усиливаются, а неметаллические ослабевают.

Химия d-, f-элементов

Видеоурок посвящён изучению d-, f-элементов, положению элементов в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, особенностям строения атомов и их свойствам.

Конспект урока "Химия d-, f-элементов"

Первым дэ-элементом является скандий, он расположен в четвёртом периоде, третьей бэ группы.

Валентными электронами у скандия являются электроны предвнешнего дэ-подуровня и внешнего эс-подуровня.

Следующие за скандием девять химических элементов также относятся к дэ–элементам, в атомах которых происходит заполнение три-дэ-подуровня.

Дэ-элементы расположены в побочных подгруппах, которые начинаются с четвёртого периода, их называют переходными элементами, к эф-элементам относятся лантаноиды и актиноиды, они вынесены отдельно и расположены внизу периодической системы Дмитрия Ивановича Менделеева. Лантаноиды находятся вместе с лантаном в шестом периоде в третьей бэ группе, а актиноиды в седьмом периоде третьей бэ группы.

Как было сказано, третья B группа начинается скандием, у которого один электрон на три-дэ-орбитале, у иттрия, лантана и актиния также по одному электрону на дэ-орбитале, так как это элементы третьей бэ группы, и максимальная степень окисления их в соединениях равна плюс трём.

Кроме степени окисления плюс три, для них характерна и степень окисления плюс два.

Лантаноиды – элементы третьей бэ группы, они расположены в шестом периоде, у них начинается заполнение четвёртого-эф-подуровня. Актиноиды – это элементы седьмого периода третьей бэ группы, у них идёт заполнение пятого-эф-подуровня. Они представляют собой радиоактивные элементы, не имеющие стабильных нуклидов. Актиноиды – это редкие элементы.

У элементов четвёртой B группы появляется второй электрон на дэ-подуровне.

К этим элементам относятся: титан, цирконий, гафний. Для этих элементов в соединениях характерны степени окисления: плюс два, плюс три и плюс четыре.

К пятой B группе относятся ванадий, ниобий, тантал.

У них на дэ-подуровне появляется третий электрон, поэтому для них характерны такие степени окисления, как плюс два, плюс три, плюс четыре, плюс пять.

К элементам шестой B группы относятся хром, молибдэн, вольфрам.

У них на дэ-подуровне должно быть по четыре электрона, но у хрома и молибдэна наблюдается такое явление, как «проскок электрона», потому что энергетически более выгодно, когда орбитали наполовину или полностью заполнены. Именно поэтому, у хрома и молибдэна по пять электронов на дэ-подуровне. Для этих элементов возможны степени окисления: плюс два, плюс три, плюс шесть.

Марганец, технеций, рений являются элементами седьмой B группы.

Из них наиболее распространён марганец, а технеций и рений являются редкими элементами. У них на дэ-подуровне по пять электронов, поэтому для них возможны степени окисления: плюс два, плюс три, плюс четыре, плюс шесть, плюс семь.

Восьмая B группа состоит из триады железа – железа, кобальта, никеля и все последующие триады – это платиновые металлы.

На дэ-подуровне у этих элементов от 6 до 8 электронов, поэтому в соединениях для них возможны следующие степени окисления: плюс два, плюс три, плюс четыре, плюс шесть, плюс восемь.

Свойства железа, кобальта и никеля будут очень похожи, а также схожи свойства и у платиновых металлов. Для никеля наиболее характерна степень окисления плюс два, плюс три – для железа и кобальта, плюс четыре – для платины, плюс шесть – для родия и иридия, а плюс восемь – только для осмия.

У элементов первой B группы появляется ещё один электрон.

К этим элементам относятся: медь, серебро, золото. Для элементов этой группы возможны степени окисления плюс один, плюс два, плюс три.

У элементов второй B группы дэ-подуровень полностью заполнен.

Это такие элементы, как цинк, кадмий, ртуть. Для них возможны степени окисления плюс один и плюс два.

Среди дэ-элементов наиболее распространённым является железо, он занимает четвёртое место после кислорода, кремния и алюминия.

Среди соединений железа наиболее распространены магнетит, или магнитный железняк, гематит, или кровавник, лимонит, пирротин, пирит, сидерит.

Широко распространён такой металл, как титан. Известно около семидесяти минералов титана, к наиболее распространённым относятся ильменит, или титанистый железняк, рутил, анатаз.

Содержание марганца в земной коре составляет одну десятую процента по массе. К наиболее распространённым соединениям марганца относятся: пиролюзит, марганцевая обманка, марганцевый колчедан, родохрозит, или малиновый шпат.

У хрома тоже есть свои минералы. Например, хромистый железняк, или хромит и другие.

У цинка наиболее распространённым соединением является цинковая обманка, или сфалерит. Медь встречается как в самородном состоянии, так и в виде соединений. Таких как медный колчедан, халькозин, или медный блеск.

Наиболее распространёнными соединениями кобальта являются каролит, линнеит, кобальтин.

У молибдэна известно около двадцати минералов, наиболее известные это: молибдэнит, повеллит и др.

А вот вольфрамовые минералы обычно вкраплены в гранитные породы и содержание вольфрама там от одного до двух прооцентов.

Элементы, которые не способны концентрироваться в земной коре и которые не образуют собственных минералов, называются рассеянными. К ним относятся гафний, рений, кадмий, лантаноиды.

Ртуть встречается в природе в большинстве сульфидных минералов. Наибольшее промышленное значение имеет киноварь.

Серебро, как и золото, в основном встречаются в самородном состоянии.

Платиновые металлы встречаются в природе в рассеянном состоянии. Платина, иридий, палладий встречаются как в самородном состоянии, так и в составе интэрметаллидов.

Самым редким дэ-элементом на Земле является технеций, он встречается в урановых рудах.

Если сравнивать физические свойства дэ-элементов, то можно заметить следующую закономерность: по периоду слева направо от скандия до хрома температура плавления увеличивается, у марганца температура плавления понижается, и в ряду от марганца до цинка идёт последовательное уменьшение температуры плавления.

По группе сверху вниз также увеличиваются температуры плавления, самым тугоплавким металлом, как известно, является вольфрам.

Плотность от скандия к ванадию увеличиваются, вниз по группе сверху вниз плотность также увеличивается, тяжелыми являются вольфрам, золото, платина, а самым тяжёлым является осмий.

В образовании химической связи могут участвовать электроны эс, пэ, дэ-орбиталей. Но на внешнем энергетическом уровне небольшое число электронов, поэтому в химических реакциях они отдают электроны. Таким образом, все дэ-элементы являются металлами.

Изменение физических свойств d-элементов

Из-за большого числа валентных электронов все дэ-элементы проявляют переменные степени окисления. В отличие от элементов главных подгрупп, устойчивость соединений дэ-элементов в высшей степени окисления возрастает вниз по группе. В отличие от эс- и пэ-элементов для дэ–элементов характерен более широкий набор степеней окисления их атомов в соединениях.

Например, для скандия: плюс три, для титана – плюс три и плюс четыре, для ванадия – плюс два, плюс три, плюс четыре и плюс пять, для хрома – плюс два, плюс три и плюс шесть, для марганца – плюс два, плюс три, плюс четыре, плюс шесть и плюс семь, для железа – плюс два, плюс три, плюс шесть, для кобальта – плюс два и плюс три, для никеля – плюс два, плюс три, для меди – плюс один, плюс два, для цинка – плюс два.

У каждого дэ-металла есть соединения с различными кислотно-основными свойствами. Например, соединения хрома в степени окисления плюс два проявляют основные свойства, в степени окисления плюс три – амфотэрные, а в степени окисления плюс шесть – кислотные.

Так как у дэ-элементов идёт заполнение предвнешних орбиталей, то это приводит к близости химических свойств у ряда элементов, их ещё называют элементами-близнецами. Это от циркония до гафния, от ниобия до тантала, от молибдэна до вольфрама.

Ещё большее сходство обнаруживается у эф-элементов – лантаноидов и актиноидов.

Таким образом, к дэ-элементам относятся 32 элемента периодической системы от четвёртого до седьмого периодов. В третьей-бэ-группе у атомов появляется первый электрон на дэ-орбитали, в последующих бэ-группах дэ-подуровень заполняется до 10 электронов.

С увеличением порядкового номера свойства дэ-элементов изменяются незначительно. У дэ-элементов медленно происходит возрастание атомного радиуса, также они имеют переменную валентность, связанную с незавершенностью предвнешнего дэ-электронного подуровня.

В низших степенях окисления дэ-элементы обнаруживают металлические свойства, при увеличении порядкового номера в бэ группах они уменьшаются.

В растворах дэ-элементы с высшей степенью окисления обнаруживают кислотные и окислительные свойства, при низших степенях окисления – наоборот. Элементы с промежуточной степенью окисления проявляют амфотэрные свойства.

У химических элементов бэ-групп валентными являются электроны как внешнего, так и предвнешнего и даже третьего снаружи уровня, как у эф-элементов. Если у атомов эс-, пэ-элементов увеличение на единицу заряда ядра приводит к добавлению одного электрона на внешний энергетический уровень, то в атомах элементов бэ-групп электроны добавляются не на внешний уровень, а на предвнешний или третий снаружи уровень.

Нужна помощь! Пожалуйста объясните, что такое металлические и неметаллические свойства.

Закономерности, связанные с металлическими и неметаллическими свойствами элементов.

1. При перемещении СПРАВА НАЛЕВО вдоль ПЕРИОДА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ свойства р-элементов УСИЛИВАЮТСЯ. В обратном направлении - возрастают неметаллические.

Это объясняется тем, что правее находятся элементы, электронные оболочки которых ближе к октету. Элементы в правой части периода менее склонны отдавать свои электроны для образования металлической связи и вообще в химических реакциях.

Например, углерод - более выраженный неметалл, чем его сосед по периоду бор, а азот обладает еще более яркими неметаллическими свойствами, чем углерод.

Слева направо в периоде также увеличивается и заряд ядра. Следовательно, увеличивается притяжение к ядру валентных электронов и затрудняется их отдача.

Наоборот, s-элементы в левой части таблицы имеют мало электронов на внешней оболочке и меньший заряд ядра, что способствует образованию именно металлической связи. За понятным исключением водорода и гелия (их оболочки близки к завершению или завершены!) , все s-элементы являются металлами; p-элементы могут быть как металлами, так и неметаллами, в зависимости от того - в левой или правой части таблицы они находятся.

У d- и f-элементов, как мы знаем, есть "резервные" электроны из "предпоследних" оболочек, которые усложняют простую картину, характерную для s- и p-элементов. В целом d- и f-элементы гораздо охотнее проявляют металлические свойства.

Подавляющее число элементов является металлами и только 22 элемента относят к неметаллам: H, B, C, Si, N, P, As, O, S, Se, Te, а также все галогены и инертные газы.

Некоторые элементы в связи с тем, что они могут проявлять лишь слабые металлические свойства, относят к полуметаллам.

Что такое полуметаллы? Если выбрать из Периодической таблицы p-элементы и записать их в отдельный "блок" (это сделано в “длинной” форме таблицы) , то обнаружится закономерность. Левая нижняя часть блока содержит типичные металлы, правая верхняя - типичные неметаллы. Элементы, занимающие места на границе между металлами и неметаллами, называются полуметаллами.

Полуметаллы имеют ковалентную кристаллическую решетку при наличии металлической проводимости (электропроводности) . Валентных электронов у них либо недостаточно для образования полноценной "октетной" ковалентной связи (как в боре) , либо они не удерживаются достаточно прочно (как в тeллуре или полонии) из-за больших размеров атома. Поэтому связь в ковалентных кристаллах этих элементов имеет частично металлический характер.

Некоторые полуметаллы (кремний, германий) являются полупроводниками. Полупроводниковые свойства этих элементов объясняются многими сложными причинами, но одна из них - существенно меньшая (хотя и не нулевая) электропроводность, объясняемая слабой металлической связью. Роль полупроводников в электронной технике чрезвычайно важна.

2. При перемещении СВЕРХУ ВНИЗ вдоль групп УСИЛИВАЮТСЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ свойства элементов. Это связано с тем, что ниже в группах расположены элементы, имеющие уже довольно много заполненных электронных оболочек. Их внешние оболочки находятся дальше от ядра. Они отделены от ядра более толстой "шубой" из нижних электронных оболочек и электроны внешних уровней удерживаются слабее.

Лекция 15. Общая характеристика d-элементов периодической системы Д.И. Менделеева (2 часа)

1. Особенности d-элементов по сравнению с элементами главных подгрупп.

2. Элементы подгруппы марганца.

3. Элементы подгруппы хрома.

4. Макро- и микроэлементы в земледелии.

15.1 Особенности d-элементов по сравнению с элементами главных подгрупп.

Всего известно 35 d-элементов, из них 30 есть в земной коре, а 5 искусственные и радиоактивные. Все эти элементы называют переходными металлами

d-элементы расположены в периодической системе в больших периодах между s- и p-элементами. Характерной особенностью переходных элементов является то, что в их атомах заполняются орбитали не внешнего слоя, а предвнешнего слоя. У d-элементов валентными являются энергетически близкие девять орбиталей – одна ns-орбиталь, три np-орбитали и пять (n-1) d-орбиталей.

Во внешнем слое у атомов d-элементов находятся 1 – 2 электрона. Остальные валентные электроны расположены в (n-1) d-состоянии, т. е. в предвнешнем слое.

Подобное строение электронных оболочек атомов определяет ряд общих свойств d-элементов:

1. все d-элементы – металлы, отличающиеся от s-металлов меньшей восстановительной способностью и иногда химической инертностью;

2. для большинства d-элементов характерно проявление нескольких степеней окисления, сравнимых по термодинамической устойчивости в обычных условиях. Это значит, что для них характерно большое число окислительно-восстановительных реакций;

3. многие d-элементы в высших степенях окисления проявляют кислотные свойства, в промежуточных амфотерные, а в низших основные;

4. d-элементы способны образовывать разнообразные комплексные соединения;

5. в отличие от соединений s-металлов большинство соединения d-элементов имеют характерные окраски.

15.2 Элементы подгруппы марганца.

В состав этой подгруппы входят марганец Mn, технеций Tc и рений Re.

Валентные орбитали ns 2 (n-1)d 5

Оксид и гидроксид марганца(II) - MnO (серо-зеленые кристаллы) и Mn(OH)₂ (осадок телесного цвета) обладают основными свойствами. Оксид марганца (III) Mn₂O₃ (бурые кристаллы) тоже основной. Ему соответствует гидроксид Mn(OH)₃ (черно-коричневого цвета).

Оксид и гидроксид марганца(IV) – MnO₂ (черные кристаллы) и Mn(OH)₄ – амфотерны, со слабо выраженными основными и кислотными свойствами.

Оксид марганца (VI) MnO₃ и, соответствующая ему марганцовистая кислота H₂MnO₄, в свободном состоянии не получены. Соли этой кислоты (манганаты) в водных раствора окрашены в зеленый цвет.

Mn₂O₇ (зеленовато-бурая маслянистая жидкость) и HMnO₄ (известна только в водных растворах и относится к сильным кислотам) это кислотные соединения. Ангидрид, кислота и ее соли пермаганаты - сильные окислители. Соединения марганца(IV) проявляют окислительно-восстановительную двойственность, а соединения марганца(II) – восстановители.

Элементы подгуппы марганца образуют комплексные соединения: K₂[Mn(OH)₆], Na₂[ReF₈], [Mn₂(CO)₁₀].

Марганец входит в состав многих металлоферментов растений и животных, без которых не может работать цикл Кребса. Это один из важнейших биохимических циклов любой живой клетки, вырабатывающий энергию и запасащий её в аденозинтрифосфате (АТФ). В качестве марганцевого микроудобрения используют MnSO₄ ×H₂O.

15.3 Элементы подгруппы хрома.

Шестую побочную подгруппу образуют металлы: хром Cr, молибден Mo, вольфрам W. Валентные орбитали ns 1 (n-1)d 5 .

Степени окисления у хрома +2, +3, +6, 0.

В степени окисления +2 хром образует CrO и Cr(OH)₂ основного характера, крайне неустойчивые соединения – сильные восстановители. Самая устойчивая степень окисления для хрома +3. Оксид хрома Cr₂O₃ и гидроксид Cr(OH)₃ – амфотерны. Эти соединения под действием сильных окислителей проявляют восстановительные свойства.

Соединения хрома(VI) – CrO₃ и его гидратные формы H₂Cr₂O₇ – дихромовая кислота и H₂CrO₄ - хромовая кислота проявляют кислотные свойства. Обе кислоты существуют в водном растворе и, при попытке выделить их из раствора, распадаются на хромовый ангидрид и воду. Устойчивы их соли – дихроматы и хроматы. Хроматы устойчивы в щелочной, а дихроматы в кислой среде.

Соединения хрома(VI) являются сильными окислителями.

Для молибдена и вольфрама наиболее характерна степень окисления +6, поэтому их соединения устойчивы, проявляют кислотные свойства (менее выраженные по сравнению с соединениями хрома) и не проявляют окислительных свойств.

Для хрома, молибдена и вольфрама характерно образование комплексных соединений: K₃[Сr(OH)₆], [Cr(H₂O)₆]Cl₃, H₂[WF₈], K₂[MoCl₈] и т.д.

Как микроэлемент хром изучен недостаточно, но его биогенная роль не вызывает сомнений. Он входит в состав некоторых ферментов, осуществляющих окислительно-восстановительные реакции в клетках. Хром входит в состав пепсина, расщепляющего белки в пищеварительном тракте животных, участвуют в регуляции усвоения глюкозы тканями животных.

15.4 Макро- и микроэлементы в земледелии.

Макроэлементы это биогенные элементы, необходимые для нормального функционирования клетки. К ним относятся O, H, N, C. Фосфор и калий не входят в их число, но играют очень важную роль в нормальной жизнедеятельности растительных и животных организмов. Азотные, калийные и фосфорные удобрения необходимо вносить в почву центнерами на гектар, так как азот, фосфор и калий это не восполняемые элементы и то количество, которое есть в природе, не может удовлетворить потребности сельского хозяйства. Кислород, водород, углерод, азот, фосфор и калий получили названия макроэлементов, поскольку они в больших количествах входят в состав живых организмов, а удобрения, в которые они входят, получили названия макроудобрений.

Металлы, которые необходимы для всех живых организмов и содержание которых не превышает 10 -5 %, называют микроэлементами. К микроэлементам относят Mn, Co, Ni, Zn, Mo и в меньшей мере V и Cr. К микроэлементам относится бор.

Металлы-микроэлементы должны обладать определенными свойствами: они должны быть достаточно распространенными и достаточно рассеянными, т.е. быть доступными для усвоения из почв; они должны обладать изменчивостью химических свойств т.е. образовывать комплексы с различными лигандами, иметь различные степени окисления и легко переходить из одной степени окисления в другую. Этими свойствами в полной мере обладают d-элементы. Эти свойства позволяют микроэлементам активизировать ферменты. Микроэлементы подходят к ферментам как ключ к замку. Они комплементарныферментам.

Микроэлементы входят в состав микроудобрений (соли d-элементов), которые вносят в почву килограммами на гектар. Например: кобальт вносят в почву в виде соли CoSO₄ ×7H₂O и CoCl₂ ×6H₂O; медь в виде CuSO₄ ×5H₂O; цинк в виде ZnSO₄ ×7H₂O; молибден в виде раствора молибдата аммония (NH₄)₂MoO₄.

Роль кобальта: образует каталитически активные центры многих ферментов, необходимые для синтеза ДНК и метаболизма аминокислот.

Роль никеля: стимулирует синтез аминокислот в клетке, ускоряет регенерацию белков плазмы крови, нормализует содержание гемоглобина у больных.

Роль меди: медь входит в состав голубых белков, которые являются переносчиками и хранителями запасов молекулярного кислорода. В растительных организмах усиливает фотосинтез и углеводный обмен.

Роль цинка: известно более ста цинксодержащих ферментов, без которых не возможен гидролиз белков, полисахаридов, липидов, эфиров фосфорной кислоты, АТФ и других биологически важных органических веществ любой клетки.

Молибден – один из важнейших микроэлементов. Он входит во многие ферменты, осуществляющие окислительно-восстановительные превращения в клетке. При недостатке молибдена в почве растения не плодоносят и погибают в результате разнообразных заболеваний.

Лекция 16. Предмет аналитической химии. Качественный и количественный анализ. Аналитический сигнал. Химические, физические и физико-химические методы анализа(самостоятельно)

1. Предмет аналитической химии. Качественный и количественный анализ.

2. Аналитический сигнал. Методы анализа в аналитической химии (химические, физические и физико-химические).

Читайте также: