 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Кулажанов К.С., Сулейменова М.Ш. Неорганическая химия. Учебник для студентов специальностей 5В072700 и 5В072800, обучающихся по кредитной технологии/ Алматы: 2012. 209-226 стр
3.Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М.,Абекова Р.С. Жалпы химия курсы бойынша есептер мен жаттығулар. – Семей,2012 – 112-127 беттер.
Дәріс 14. d – элементтер. VIII B, VII B топша элементтері 14.1 VIII B топша элементтерінің жалпы сипаттамалары Элементтердің физикалық, химиялық қасиеттері. Оттекті қосылыстары, қасиеттері, Тұздары, гидролизі
14.2 VII B топша элементтері Элементтердің жалпы сипаттамасы. Марганецтің оттекті қосылыстары, ерекшеліктері. Рений қосылыстары, қасиеттері, қолданылуы
14.1 VIII B топша элементтерінің жалпы сипаттамалары Элементтердің физикалық, химиялық қасиеттері. Оттекті қосылыстары, қасиеттері, Тұздары, гидролизі Fe …3d64s2 Co …3d74s2 Ni…3d84s2
Ерекшелік: а) Со пен Ni валенттілік электрон саны топ номерінен үлкен; б) бұл элементтер топ номеріне сәйкес валенттілік көрсетпейді; в) бір топша да горизонтальды 3 элемент орналасқан.
Атомдық радиустары, нм 0,126; 0,125; 0,124
И.э., в 7,89 7,87 7,63
ЕЭ2+/Э,в -0,44 -0,277 -0,25
Бұл көрсеткіштерден 3 элементтің қасиеттері жақын екендігі көрінеді. Бұл элементтерге тән т.д. +2,+3. Темір үшін +3 т.д. сәйкес қосылыстар тұрақтырақ. d5 болғанда берік конфигурация болады, темірде тек 1 ғана артық электрон болғандықтан 3d64s2 , ал Со 2 электрон артық 3d74s2 , соңдықтан +3, +2 қосылыстар тұрақтылығы бірдей, ал никельде +2 қосылыс тұрақты. Fe max. т.д. +6, Co +5, Ni +4, бірақ Co 5 + және Ni 4 + сәйкес қосылыстар әлі белгісіз. Бұл элементтерде т.д. «ноль» болатын карбонилдер белгілі [Fe(CO)5].
Кездесу: O2, Si, Al, Fe- төртінші орында. Fe мен Ni негізгі массасы жер ядросында. Fe оксид, сульфид ретінде: Fe3O4- магнетит, Fe2O3-гематит, Fe2O3×H2O -лимонит, FeS-пирротин, FeS2-пирит, FeAsS -арсенопирит, FeCO3-сидерит.Метеоритте, вулкандарда темір бос күйінде болады.
Темір O2, Si, Al, Fe-4-ші орында табиғатта кездеседі. Co, Ni көбінесе бірге кездеседі.
Co,Ni көбінесе сульфидті қосылыс түзеді.
Алу. Fe2O3 +3C→2Fe+3CO карботермия (кокс).
Fe2O3 + CO→2Fe+3CO2 шойын, болат (домна пештерінде).
Физикалық, химиялық қасиеттері: үш металл да ферромагнитті.
Тб Fe(1536); Co(1493); Ni (14530C) қиын балқитын металлдар, балқу t0-сы азаяды, себебі
3d- қабатта жұпталмаған электрон саны азаяды. Бұл металлдар активтігі орташа. Сутегіге дейін тұрғандықтан, қышқылдан H2 ығыстырады. Концентрациясы H2SO4>70% болса,Fe пассивтеледі. Концентрлі HNO3 Fe, Co, Ni үшеуінде пассивтейді, Co + қымыз қышқылында ериді,
[Co(C2O4)3]3- қосылыс түзеді. Егер Fe құрамында қоспалар (примесь) болса, коррозияға тез түседі. 4Fe+6H2O+3O2=4Fe(OH)3
Қосылыстары: ЭО және Э2O3; Э+O2→себебі оксидтер қоспасы түзіледі. Э(ОН)2→ t0 ЭО+H2O; Э(ОН)3→ t0 Э2О3+H2O; Co2O3 және Ni2O3 тұрақсыз, айрылып ЭО береді. Ni2O3 →2NiO+1/2O2 ; Co3O4 және Fe3O4 болады, бірақ олар оксидтер қоспасы, Fe2O3×FeO;
ЭО +қышқыл → Э2+ (тұзы) + Н2 О ЭО + H2O→ жүрмейді. Fe(OH)2-ақ, Co(OH)2-алқызыл, Ni(OH)2- жасыл. 4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓ қоңыр; Fe3+→Co3+→Ni3+ оттегіне тұрақтылығы артады, себебі +3 т.д. тек Fe3+ тән. 2Ni(OH)2+2NaOH+HBr2→2Ni(OH)3+2NaBr 2Fe(OH)3+3H2SO4→Fe2(SO4)3+6H2O; Ал Co(OH)3+H2SO4→CoSO4+O2+H2O
Co3++e-→Co2+
4OH- -4e-→2H2O+O2 молекула ішіндегі ТТР, H2SO4 тотықтырғыш емес Ni(OH)3+НCl→NiCl2+Cl2+H2O
Ni3++e-→Ni2+
2Cl- - 2e-→Cl2 ; Fe2+ → Fe3+ →Fe6+ : FeO Fe2O3 FeO3 - жоқ Fe(OH)2 Fe(OH)3 H2FeO4
негіздік амфотер. қышқылдық қасиет көрсетеді
Fe(OH)3 + NaOH→t0 Na+Fe+3O22- (феррит)+H2O;HFeO2 – темірлі қышқыл.
Fe2O3 +Na2CO3→балқытып NaFeO2+CO2
Fe(OH)3 + 3NaOH→ Na3[Fe(OH)] сулы ортада
Fe(OH)3 + КOH+Br2→K2FeO4(феррат)+KBr+H2O; HFeO4 – темір қышқыл. Фераттар күшті тотықтырғыш. Металл еместермен қосылыстары тек Г2, S валенттіліктеріне сәйкес қосылыстар түзеді Fe +Cl2→FeCl3 Co, Ni +Cl2→ЭCl2 ; Fe+S →FeS; Э+S → ЭS; Э(ЭО)+HCl →ЭCl2+H2O ЭF2 ғана суда ерімейді, Co +S→CoS; CoCl2+(NH4)2S→CoS↓+2NH4Cl Сульфаты: Э+H2SO4(сұйыт.)→ ЭSO4 +H2 ; Ерітіндіден олар кристаллогидрат ретінде бөлінеді: ЭSO4 ×7H2O(купорос): FeSO4 ×7H2O - ашық жасыл, CoSO4×7H2O- қызыл, NiSO4×7H2O –жасыл.
Fe2O3 + H2SO4(конц.)→ Fe2(SO4)3+3Н2О; Fe2(SO4)3×6Н2О не Fe2(SO4)3×10Н2О
Нитраттар: Э+HNO3(сұйыт.)→ Э(NO3) 2+NO+H2O
Э(NO3) 26Н2О тек Fe(NO3)3 белгілі; Fe+HNO3(25%)→ Fe(NO3)3 ×6H2O+NO2+H2O;
Карбонаттар: FeCO3; CoCO3 .6H2O, NiCO3 .6H2O
Қос тұздар (шениттер): (NH4)2[Fe(SO4)2]: (NH4)2[Fe(SO4)2] Мор тұзы,
Ашудастар (NH4)2SO4× Fe2(SO4)3×24 H2O; (NH4)2SO4×Co(SO4)3×24 H2O; Fe3+ аңықтау үшін (сапалық реакция). Fe3+ +NH4CNS – роданид: Fe(CSN)3 ; Ni+2 + диметилглиоксим→қызыл↓Чугаев реактивы; Fe2+ + гем.→гемоглобин;
He, Ne- инертті, Ar, Kr, Xe, Rn- асыл газдар
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Электрондық формулалары арқылы қосылыстарын анықтау
2. Физикалық және химиялық қасиеттері
3. Оксидтері, гидроксидтері, қасиеттері
14.2 VII B топша элементтері. Элементтердің жалпы сипаттамасы. Марганецтің оттекті қосылыстары, ерекшеліктері. Рений қосылыстары, қасиеттері, қолданылуы
Mn, Tc, Re (n-1)d5ns2 электрондық формалалары d5 - жартылай толған d-орбиталь, тұрақты, соңдықтан бұл элементтерге +2 т.д. көбірек тән.
Mn … 3d54s2 Tc…4d55s2 Re … 5d56s2
r=0,130нм 0,136 нм 0,137нм
Радиусына байланысты қарасақ, Tc мен Re қасиеттері ұқсас болуы керек. Tc –жасанды элемент, жер қыртысында жоқ. Mn~9.10-2 %(темірден кейін), Re – 1.10-7 %
tбС 1244 2200 3180 0C
ρ 7,44 11,49 21,04 г/см3
γЭ2+/Э -1,18 0,4 γЭ+3/Э 0,3
0, +1, +2, +3, +4, +5, +6, +7 тотығу дәрежесіне сәйкес қосылыстары бар.Карбонил Mn, Re т.д. ноль болады. Mn +2, +4, +7 т.д. сәйкес қосылыстары көбірек. Re +7 т.д. сәйкес қосылыстары тұрақты; Tc +4, +6, +7 т.д. көбірек тән.
Кездесу MnO2×H2O – пиролюзит, Mn көбінесе темірмен бірге кездеседі. Mn3O4 – гаусмонит, магнитный железняк Fe3O4- пен бірге, Mn2O3×Fe2O3 - бикстит MeCO3 -родохрозит FeCO3 –сидеритпен бірге, MnS-марганец алдамышы FeS-пирротонмен бірге, MnS2 –Mn –колчеданы; FeS2 колчеданмен бірге. Re, молибден, вольфрам, Pt-кендерінде қоспа ретінде кездеседі,
өзінің кені жоқ.
Алу. Mn оксидіне +Al→Al2O3+ Mn 3Mn3O4+8Al→4Al2O3+9Mn Mn3O4 - 2MnO × Mn2O3
3| 8Mn2++2e-→Mn0
|2Mn3++6e-→Mn0
8| Al- 3e-→Al3+ Алюмотермия
Кендегі Re Re2O7 айналады, Re2O7 +2KOH→2KReO4(перренат)+H2O
2KRe+7O4+7H2O →2Re0(порошок-ұнтақ)+2KOH+6H2+O
2|Re7++7e-→Re0
7|H2-2e-→2H+
Re ұнтағын →t0(дуга) металл спиткасына айналады
9842Mo +10n(нейтрон)→9942Mo→-ß 9943Tc
10444Ru +10n→10443Tc+11H
Ядерлық реакторларда 1кг плутонийден (Pu) 25 г Tc алады.
Қолдану: Mn-қара түсті металлургия (легирующий металл); Tc –нейтронды жұтады, катализатор құрамына қосылады, радиациялық диагностикада; Re – электроникада, Тб (балқу температурасы) үлкен болғандықтан, ыстыққа төзімді құймалар құрамына кіреді, соңдықтан самолеттер мен ракеталардың детальдарын жасайды. Қасиеттері: 3Mn +2O2(ауа)→t0 Mn3O4 ; Tc, Re+O2→300C Э2O7 ; Mn+2HCl (конц., сұйық), H2+SO4(сұйыт.)→ H2 +Mn2+Cl2, MnSO4 Tc, Re+HCl, H2+SO4 →γ>0.
Mn+4HNO3(сұйық) →Mn (NO3)2 +2NO+2H2O
2 Tc, Re+7 HNO3 →HЭO4 +7NO+2H2O
HTcO4-технеций қышқылы; HReO4-рений қышқылы
Mn+Г2→ Mn+2Г2 Tc, Re+F2, Cl2→100C+Br2→300C Mn элементы т.д. байланысты оксидтер мен гидроксидтердің қышқыл негіздік қасиетінің өзгеруін көрсететін «модельді» элемент ретінде қарауға болады. Элемент төменгі т.д. –де негіздік, жоғары т.д. қышқылдық қасиет көрсетеді. MnO, Mn2O3 – негіздік; MnO2, Mn2O5-амфотерлік; MnO3, Mn2O7 Mn(OH)2,Mn(OH)3 MnO(OH)2, Mn(OH)4 H2MnO4 H2+Mn+4O3-2 HMnO4 H+Mn+5O3-2 Mn+5O-2(OH-)3 Сонымен бірге т.д. байланысты бұл элемент ТТ-қасиеттерінің өзгеруін және
т.д.-не әр түрлі орта әсерін де көруге болады.
H+→+5e- Mn2+
Mn7+O4- →OH-→+1e- MnO42-
H2O→+3e- MnO2
Mn+4O2+H2→Mn+2O+H2O
4MnO4→300C 2Mn+32O3+O2
2KMnO4+2H2SO4(конц.)→Mn2O7(жасыл сұйық зат)+2KHSO4+H2O
Tc, Re+O2→t0 Э2O7
Re2O7+CO→2ReO3+CO2
3Re+6O3 →t0 Re2 +7O7+ Re+4O2
тек Э2O7 +H2O→H ЭO4 ~10%
HMnO4→HTeO4→HReO4 күші азаяды, себебі металдық қасиет артады. HMnO4 күші HCl күшіне жақын, яғни диссоциацияға толық түседі. Бұл қышқылдар тұздары перманганат, пертехнат, перренат. Сілтілік ортада Н2ЭO4 тұрақтырақ. Бейтарап, қышқыл ортада диспропорция реакциясына түседі: 3ЭO42-+2H2O→2 ЭO4-+ ЭO2+4OH- тұздары манганат, технат, ренат. Н2ЭO4 – бос күйінде жоқ, тек тұзы ғана болады.
2KMnO4+Na2SO3+2KOH→2K2MnO4+Na2SO4+H2O;
2|Mn7++1e-→Mn6+
|S4+-2e-→S6+
ЭO42- - жасыл. MnO4- қызыл, TcO4- қызыл-сары, ReO4- - түссіз. MnO2+KOH+O2→K2MnO4+H2О; Re+KOH+O2→K2ReO4+H2O
Зертханада O2 алу үшін KMnO4 →t0 K2MnO4 + MnO2+O2
MnO2 (қышқылдық қасиет) +BaO(негіз)→BaMn4O3(гаусманит)
Тұздары: Mn2+ тұздары суда ериді, тек MnCO3, Mn3(PO4)2
25Mn)2 )8 )13 )2 …3s23p63d54s24p
Mn-2e-→Mn2+ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ □ □ □ □
sp3 -гибридтелу, координациялық сан 4, sp3d2 - гибридтелу, координациялық сан 6.
Өзін-өзі тексеру сұрақтар:
1.Перманганаттың реакция ортасына байланысты т.д. өзгеруі
2.Марганецтің тотығу дәрежесіне байланысты оксидтерінің, гидроксидрерінің қасиеттерінің өзгеруі
3.Рений қосылыстарын алу, қасиеттері.
Осы тақырып бойынша көрсетілген әдебиеттердің мына беттерін оқу керек:
Поиск по сайту: