Все элементы побочных подгрупп являются металлами
Обновлено: 19.05.2024
Понятие переходный элемент обычно используется для обозначения любого из d- или f- элементов. Эти элементы занимают переходное положение между электроположительными s- элементами и электроотрицательными p- элементами. d- Элементы образуют три переходных ряда — в 4-м, 5-м и 6-м периодах соответственно.
Первый переходный ряд включает 10 элементов, от скандия до цинка. Он характеризуется внутренней застройкой 3 d- орбиталей . Хром и медь имеют на 4 s- орбиталях всего по одному электрону. Дело в том, что полузаполненные или заполненные d- подоболочки обладают большей устойчивостью, чем частично заполненные. В атоме хрома на каждой из пяти 3 d- орбиталей, образующих 3 d- подоболочку, имеется по одному электрону. Такая подоболочка является полузаполненной. В атоме меди на каждой из пяти 3 d- орбиталей находится по паре электронов (аналогичным образом объясняется аномалия серебра).
Все d- элементы являются металлами. Большинство из них имеет характерный металлический блеск. По сравнению с s- металлами их прочность в целом значительно выше. В частности, для них характерны свойства: высокий предел прочности на разрыв; тягучесть; ковкость (их можно расплющить ударами в листы).
d- элементы и их соединения обладают рядом характерных свойств: переменные состояния окисления; способность к обра зованию комплексных ионов; образование окрашенных соединений.
d- Элементы характеризуются также более высокой плот ностью по сравнению с другими металлами. Это объясняется сравнительно малыми радиусами их атомов. Атомные радиусы этих металлов мало изменяются в этом ряду.
d- Элементы — хорошие проводники электрического тока, особенно те из них, в атомах которых имеется только один внешний s- электрон сверх полузаполненной или заполненной d- оболочки. Например, медь, .
Химические свойства . Электроотрицательность и энергии ионизации металлов первого переходного ряда возрастают в направлении от хрома к цинку. Это означает, что металлические свойства элементов первого переходного ряда посте пенно ослабевают в указанном направлении. Такое изменение их свойств проявляется и в последовательном возрастании окислительно-восстановительных потенциалов с переходом от отрицательных к положительным значениям.
Хром — твердый голубовато-белый металл. При высоких температурах горит в кислороде с образованием С r 2 О 3 , реагирует с парами воды
и с галогенами, образуя галогениды состава С r На l 3 . Хром (так же, как алюминий) пассивируется холодными концентрированными Н 2 S О 4 и Н N О 3 . Однако при сильном нагревании эти растворяют хром:
С r + 6 Н N О 3(конц) = С r(N О 3 ) 3 + 3 NO 2 ↑ + 3 Н 2 О.
При обычной температуре хром растворяется в разбавленных кислотах (НС l, Н 2 S О 4 ) с выделением водорода, образуяС r 2+ . По своим свойствам соли С r 2+ похожи на соли F е 2+ . Обрабатывая их растворы щелочами, получают желтый осадок гидроксида хрома ( II):
С r С l 2 + 2 Na ОН = С r( ОН) 2 ↓ + 2 Na С l.
При прокаливании С r( ОН) 2 в отсутствие кислорода образуется оксид хрома ( II) С r О.
Соли Cr 3+ сходны с аналогичными солями алюминия. При действии щелочей на соли С r 3+ выпадает студнеобразный осадок гидроксида хрома ( III) зеленого цвета:
обладающий амфотерными свойствами. Он растворяется как в кислотах с образованием солей хрома ( III)
так и в щелочах с образованием тетрагидроксихромитов, т.е. солей, в которых С r 3+ входит в состав аниона:
В результате прокаливания С r( ОН) 3 получают оксид С r 2 О 3 - зеленые кристаллы, нерастворимые в воде. Этот оксид получают также прокаливанием дихроматов калия и аммония
При сплавлении С r 2 О 3 со щелочами, содой и кислыми солями получаются соединения С r +3 , растворимые в воде:
С r 2 О 3 + 2 Na ОН = 2 Na С r О 2 + Н 2 О↑,
Наиболее важными соединениями хрома в высшей степени окисления +6 являются оксид хрома ( VI) С r О 3 , хромат ( VI) калия К 2 С r О 4 и дихромат ( VI) калия К 2 С r 2 О 7 .
Оксид хрома ( VI) — ангидрид хромовой Н 2 С r О 4 и дихромовой Н 2 С r 2 О 7 кислот, представляет собой ярко-красные кристал лы, растворимые в воде. Он также реагирует со щелочами, образуя желтые хроматы С r О 4 2- :
В кислой среде ион CrO 4 2- превращается в ион С r 2 О 7 2- . В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:
Металлическое железо получают восстановлением его оксидов; реагируя с водяным паром, оно образует смешанный оксид железа ( II, III) F е O . F е 2 О 3 :
На воздухе в присутствии влаги ржавеет:
4 F е + 3 O 2 + 6 Н 2 О = 4 F е(ОН) 3 .
С галогенами оно образует галогениды железа ( III)
2 F е + 3 В r 2 = 2 F еВ r 3 ,
а взаимодействуя с соляной и разбавленной серной кислотами железа ( II):
Концентрированные (Н N О 3 , Н 2 S О 4 ) пассивируют железо на холоде, однако растворяют его при на гревании:
F е + 6 Н N О 3(конц) = F е( N О 3 ) 3 + 3 N О 2 ↑ + 3 Н 2 О.
Растворимые соли железа в воде гидролизуются и дают кислую реакцию, поскольку железа ( II) и ( III) в воде не растворимы.
Гидроксид железа ( II) получают действием раствора щелочи на соли железа ( II) без доступа воздуха:
F е S О 4 + 2 Na ОН = F е(ОН) 2 ↓ + Na 2 S О 4 .
F е(ОН) 2 — осадок белого цвета; в присутствии воздуха он быстро превращается в гидроксид железа ( III) ( бурый осадок):
Гидроксид железа ( III), в отличие от F е(ОН) 2 , амфотерен, при нагревании он способен растворяться в щелочах с образова нием гексагидроферрата ( III):
Это — один из анионных комплексов железа ( III).
Отметим еще две важные комплексные соли железа: гексацианоферрат ( II) калия К 4 [ F е(С N) 6 ] ( желтая кровяная соль) и гексацианоферрат ( III) калия К 3 [ F е(С N) 6 ] ( красная кровяная соль), являющиеся реактивами для качественного определения ионов F е 3+ и Fe 2+ соответственно.
Добавление раствора гексацианоферрата ( II) к растворам, в которых содержатся вызывает образование темно-синего осадка, часто называемого берлинской лазурью :
4 К 4 [ F е(С N) 6 ] + 4 F е 3+ = 4 К F е III [F е II ( С N) 6 ]↓ + 12 К + . (*)
Такой же темно-синий осадок образуется при добавлении рас твора гексацианоферрата ( III) к растворам, содержащим ионы железа ( II). В этом случае осадок называется турнбуллевой синью :
3 К 3 [ F е(С N) 6 ] + 3 F е 2+ = 3 К F е II [F е III ( С N) 6 ]↓ + 6 К + . (**)
Установлено, что берлинская лазурь и турнбуллева синь — это одно и то же вещество, так как комплексы, образующиеся в реак циях (*) - (**) находятся между собой в равновесии:
К F е III [F е II ( С N) 6 ] = К Fe II [F е III ( С N) 6 ].
Медь — довольно мягкий металл красно-желтого цвета, об ладающий наименьшей активностью среди рассмотренных выше переходных металлов, которые вытесняют из растворов ее солей. Медь не реагирует с соляной и разбавленной серной кис лотами и растворяется только в кислотах — окислителях:
С u + 2 Н 2 S О 4(конц) = С uS О 4 + S О 2 ↑ + 2 Н 2 О,
3 Cu + 8 Н N О 3(разб) = 3 С u(NO 3 ) 2 + 2 NO↑ + 4 Н 2 О.
Известны соединения меди со степенями окисления +1 и +2, из которых последние более устойчивы. Одновалентная медь об разует либо нерастворимые Хлорид меди ( I) растворяется в концентрированном растворе аммиака с образованием комплексной соли хлорида диамминмеди ( I)[ С u(N Н 3 ) 2 ]С l; так же в аммиаке растворяется оксид меди ( I):
С u С l + 2 N Н 3 = [С u(N Н 3 ) 2 ]С l,
Ионы С u 2+ в водном растворе существуют в виде комплексов гексааквамеди ( II) [ С u( Н 2 О) 6 ] 2+ , придающих раствору сине-голубую окраску. При добавлении щелочи к такому раствору об разуется голубой осадок гидратированного гидроксида меди ( II):
Полученный осадок, в свою очередь, растворяется в растворе аммиака, образуя ярко-синий комплекс.
Изменение окраски соединений меди при переходе из степени окисления +2 в Так, свежеосажденный Cu( ОН) 2 голубого цвета восстанавливается альдегидами или углеводами (глюкозой) в желтый осадок гидроксида меди ( I); последний даже при слабом нагревании распадается на воду и оранжевый оксид С u 2 О.
как отличить главную подргуппу от побочной в таблице менделеева? СРОООЧНО.
В периодической системе 8 вертикальных столбцов, названных группами. В группах объединены
сходные по свойствам элементы, принадлежащие одному семейству. Номера групп обозначены
вверху таблицы римской цифрой. Валентность элементов каждой группы соответствует, за
немногими исключениями, номеру группы.
Каждая группа элементов делится на главную и побочную подгруппы. Главные подгруппы
образуют элементы малых и больших периодов, а побочные – только элементы больших
периодов. Элементы главных и побочных подгрупп сдвинуты в разные стороны.
Те элементы, которые расположены строго под элементами II (и III) периодов, составляют главную подгруппу. Те элементы IV-VII периодов, которые сдвинуты в сторону относительно элементов II (и III) периодов, составляют побочную подгруппу. Например, для IV периода к главной подгруппе относятся K, Ca, Ga, Ge,As, Se, Br Kr. Обратите внимание, что их всегда 8 (кроме неполного VII периода). А к побочно подгруппе относятся Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn. Обратите внимание, что их всегда 10 (кроме неполного VII периода) .
Для элементов, расположенных в одной и той же группе, наблюдаются следующие закономерности:
1. Наибольшая (высшая) валентность элементов каждой группы по кислороду (за немногими
исключениями) соответствует номеру группы. Элементы побочных подгрупп могут проявлять и
другую валентность. Например, медь образует оксиды одновалентной и двухвалентной меди,
соответственно Сu2О (I) и СuО (II). Однако наиболее распространенными, являются соединения
двухвалентной меди.
2. В главных подгруппах с увеличением относительных атомных масс, усиливаются
металлические свойства элементов.
3. Неметаллические свойства у элементов главных подгрупп с увеличением порядкового номера
ослабевают. Так, в главной подгруппе VII группы (подгруппе галогенов) наиболее активным
неметаллом является фтор F, а наименее активным – иод I.
4. Элементы главных подгрупп IV – VII групп образуют так же соединения с водородом.
Валентность элементов в соединениях с водородом определяется разностью между числом 8 и
номером группы.
Сущность деления групп на две подгруппы: главную и побочную, можно объяснить и на
основании теории строения атома. Так, к главным подгруппам относятся те элементы, у которых
происходит заполнение наружного энергетического уровня S-и p-электронами.
Число валентных электронов на внешнем уровне у этих элементов совпадает с номерам группы.
У элементов побочных подгрупп d-е поступают на предпоследний энергетический уровень, он
относятся к d- элементам. Валентными у этих элементов будут d – электроны и электроны
внешнего уровня.
Таким образом, в каждой подгруппе объединены элементы, атомы которых имеют одинаковое
строение внешнего электронного уровня.
Таким образом, деление групп на подгруппы (главную и побочную) основано на различии в заполнении электронами энергетических уровней. Главную подгруппу составляют s- и p-элементы, а побочную подгруппу -- d-элементы. В каждой группе объединены элементы, атомы которых имеют сходное строение внешнего энергетического уровня. При этом атомы элементов главных подгрупп содержат на внешних (последних) уровнях число электронов, равное номеру группы. Это так называемые - валентные электроны.
У элементов побочных подгрупп валентными являются электроны не только внешних, но и предпоследних (вто-рых снаружи) уровней, в чем и состоит основное различие в свойствах элементов главных и побочных подгрупп.
Главная подгруппа - содержит элементы, у которых идет заполнение s- и р- подуровней. Сверху вниз по подгруппе наблюдается усиление металлических (и ослабление неметаллических) свойств.
Какие химические элементы являются металлами и какие являются неметаллами?
МЕТАЛЛЫ — это вещества, обладающие высокой электропроводностью и теплопроводностью, ковкостью, пластичностью и металлическим блеском. Эти характерные свойства металла обусловлены наличием свободно перемещающихся электронов в его кристаллической решетке. Из известных в настоящее время 107 химических элементов 85 относятся к металлам.
Деление всех химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева на металлы и неметаллы является условным. Если в периодической таблице провести диагональ через бор и астат, то в главных подгруппах, расположенных справа от диагонали, будут неметаллы, а в главных подгруппах слева от диагонали, побочных подгруппах и в восьмой группе (кроме инертных газов) — металлы. Причем элементы рядом с разделительной линией являются так называемыми металлоидами, т. е. веществами с промежуточными свойствами (металлов и неметаллов) . К ним относятся: бор В, кремний Si, германий Gе, мышьяк Аs, сурьма Sb, теллур Те, полоний Ро.
В соответствии с местом, занимаемым в периодической системе, различают переходные (элементы побочных подгрупп) и непереходные металлы (элементы главных подгрупп) . Металлы главных подгрупп характеризуются тем, что в их атомах происходит последовательное заполнение электронных s- и р-подуровней. В атомах металлов побочных подгрупп происходит достраивание d- и f-подуровней.
Неметаллы - Это химические элементы, которые образуют в свободном виде простые вещества, не обладающие физическими свойствами металлов.
Из известных химических элементов только 22 являются неметаллами. Если провести условную диагональ в переодической системе от берилия к астату, неметаллы окажутся над ней т. е. они находятся в правом верхнем углу.
Атомы неметаллов ( по сравнению с атомами металлов) содержат большее число электронов на внешнем энергетическом уровне, по этому простые вещества - неметаллы обладают, как правило, окислительно - восстановительной деятельностью (кроме фтора и кислорода, которые являются окислителями)
Неметаллы различны по своему агрегатному состоянию. Многие из них газы (кислород, азот, гелий, водород, неон, ксенон, криптон и т. д.). Твердые вещества (фосфор, фтор, йод, бор и т. д.). Бром является жидкостью.
Для неметаллов характерно явление аллотропии. многие из них существуют в виде аллотропных видоизменений, например - фосфор, углерод, кислород, сера и т. д.
Неметаллы имеют различные типы кристаллической решетки - атомную (бор, кремний, углерод в виде алмаза) и молекулярную (йод, белый фосфор, сера кристаллическая)
Физические свойства неметаллов зависят от типа решетки. Вещества с молекулярной решеткой - летучие, легкоплавкие, непрочные, с незначительной растворимостью в воде.
Кароче, там есть такая таблица металлов (такая полосочка, начинаеться Литем (кажись) а заканчиваеться чем-то тяжёлым) .
Основным признаком что эллемент - металл, являеться слабая связь электронов последнего уровня с ядром, они (металлы) могут эти электроны отдавать.
С этим связна причина их электропроводности.
проще говоря, металлы, это те элементы, которые на внешнем электронном уровне имеют 1-3 электрона, т. е. при взаимодействии с другими элементами, , они легко отдают эти электроны. Это 1, 2, 3 группа (гл. подг) перидической системы
А неметаллы, это те элементы, которые имеют почти завершенный электронный уровень, которым не хватает до завершения 1-3 электрона. Это 5,6,7 группа
Положение в ПСХЭ. Электронное строение атомов
Находясь только в больших периодах (IV, V, VI), d-элементы образуют «вставные декады» (по 10 элементов) между s- и р- элементами, поэтому имеют общее название - переходные элементы.
Кроме этих 30 d-элементов, имеющих стабильные изотопы, искусственно синтезированы несколько радиоактивных d- элементов, занимающих свои места внезавершенном VII периоде.
В атомах d-элементов содержится от 1 до 10 электронов на d-подуровне предвнешнего электронного слоя и 2 (или 1 в случае проскока е-) электрона на s-подуровне внешнего электронного слоя. Общая формула электронной конфигурации валентных подуровней в атомах d -элементов.
Сравнение d -металлов с щел. Me и щел.-зем. Me
В каждом большом периоде d-элементы располагаются после двух s-элементов, которые являются щелочным и щелочноземельным металлами:
Радиусы атомов уменьшаются
Заряды ядер атомов увеличиваются
Поэтому d-металлы являются менее активными, чем щелочные и щелочноземельные металлы.
Возможные валентности и степени окисления
Вотличие от щелочных и щелочноземельных Me, большинство d-металлов имеют переменную валентность и переменную степень окисления. Это объясняется тем, что валентными в атомах d-элементовявляются не только s-электроны внешнего слоя, но и все или некоторые d -электроны предвнешнего слоя.
Положение в ПСЭ. Электронное строение атомов
Для d-металлов III - VII групп высшая Ви высшая С.О. равны номеру группы, т. е. суммарному числу е - на (n -1)d и ns-подуровнях; например у d -элементов четвертого периода:
Высшая степень окисления
Для d-металлов VIII группы высшая В и высшая с о., как правило, меньше суммарного числа е - на (n - 1)d и ns -подуровнях;
d-Металлы II группы, атомы которых имеют завершенную структуру d-подуровня (n -1)d10, проявляют в своих соединениях постоянную В = II и постоянную с.о. = +2.
Наиболее характерными валентностями и степенями окисления для d-металлов I группы являются: Сu - II и +2; Ag - I и +1; Au - III и +3.
Способность к комплексообразованию
Важной особенностью атомов d-металлов является наличие свободных орбиталей (на (n - 1)d -, ns - образованию и nр-подуровнях), что позволяет им образовывать донорно-акцепторные (координационные) связи с различными донорами неподеленных электронных пар (молекулы NH3, Н2O, ионы ОН - , CN - и др.).
Вследствие этого d-металлы образуют многочисленные и разнообразные комплексные соединения; например:
В свободном состоянии d -металлы (как и вообще все металлы) являются восстановителями. Восстановительная активность различных d - металлов изменяется в широких пределах: среди них есть металлы средней активности, находящиеся в ряду напряжений до водорода (Fe, Cr , Zn , Mn и др.); малоактивные металлы (Сu, Нg и др.) и благородные металлы (Au , Pt и др.), располагающиеся в ряду напряжений после водорода.
Окислительно-восстановительные свойства d-металлов и их соединений
Соединения d-элементов могут выполнять как восстановительные, так и окислительные функции. Соединения с невысокими степенями окисления являются восстановителями, а соединения с высокими степенями окисления - окислителями;
Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов d-металлов
При увеличении степени окисления металла основной характер оксидов и гидроксидов ослабляется, а кислотный характер усиливается:
Главная и побочная подгруппа в таблице Менделеева: что это, как определить?
Что означают понятия "главная подгруппа" и "побочная подгруппа" в периодической таблице?
Как отличить главную подгруппу от побочной подгруппы?
Я упоминала о побочной и главной подгруппе в своем ответе на ваш предыдущий вопрос.
Причина разделение группы на главную подгруппу (A) и побочную подгруппу (B латинская или Б русская) - различные химических свойства каждой подгруппы. Так VIIA группа представляет собой галогены - F фтор, Cl хлор, Br бром, I йод, At астат, которые являются типичными неметаллами, сильными окислителями. А вот в VIIB расположены Mn марганец, Tc технеций, Re рений, Bh борий, которые являются металлами. Вообще, все элементы побочных подгрупп являются металлами. В таблице ячейки с элементами побочных подгрупп обычно окрашивают в синий цвет, и символ пишут справа (элементы главных подгрупп - слева).
Вертикальный ряд в периодической таблице Д.И. Менделеева называется группой.
В короткой форме периодической таблицы каждая группа подразделяется на главную подгруппу и побочную подгруппу.
В главную подгруппу входят s-элементы и p-элементы.
В побочную подгруппу входят d-элементы (их также называют переходными элементами или переходными металлами).
Побочная подгруппа обозначается голубым или синим цветом.
Например, главная подгруппа 2 группы включает в себя элементы Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, а побочная - Zn, Cd, Hg.
В длинной же форме периодической таблицы подгрупп нет, есть только группы.
В ней все d-элементы (которые в короткой форме таблицы входят в побочную подгруппу) находятся в 3 - 12 группе.
Для того, чтобы ответить на вопрос, нужно посмотреть на таблицу Менделеева. Дело в том, что в этой таблице есть деление элементов. Это как раз и будет деление на главную подгруппу и побочную подгруппу.
При этом есть элементы, с обозначением s и p, это и будет главная подгруппа.
А есть элементы под буквой d, это побочная группа. Элементы данной группы ещё называют переходными элементами.
С помощью рисунка ниже можно определить, к какой же группе относится элемент.
Химию я в школе любила, два последние класса даже как-то умудрялась пятерки за год получить, хотя было непросто, но до этого я этот предмет как-то не воспринимала, а в 9-10 классе увлеклась, разобралась, но, конечно, я сейчас уже не очень хорошо все помню. Итак, начнем разбираться.
Чтобы понять, что такое подгруппа, вспомним в начале, что такое группа в таблице Менделеева, это вертикальный ряд, у них есть номера, которые написаны сверху римскими цифрами.
Так вот элементы в каждой группе делятся на главную подгруппу и побочную подгруппу, которые выделяются разными цветами - элементы побочной группы выделяются синим цветом, в побочную подгруппу входят переходные элементы (переходные металлы) - d-элементы. а в главную подгруппу - s-элементы и p-элементы. Вот на этой табличке очень наглядно все это видно:
Читайте также: