Распространенность элементов побочной подгруппы VII группы в земной коре

Элементы	Mn	Tc	Re	Bh
Содержание в земной коре, %	910–2	–	710–8	–

13.2. Простые вещества

Кристаллическая решетка простых веществ, образованных атомами элементов побочной подгруппы VII группы, металлическая (кубическая у марганца, гексагональная – у технеция и рения).

Физические свойства. Марганец в компактном состоянии серебристый, технеций – серебристо-серый, рений – серовато-белый металл; в порошкообразном состоянии марганец светло-серый, технеций – серый, рений – черный. Некоторые физические свойства металлов приведены в табл. 13.3.

Таблица 13.3

Некоторые свойства металлов побочной подгруппы VII группы

Элементы Свойства	Mn	Tc	Re
Плотность, г/см3	7,44	11,487	21,03
Температуры плавления, С	1244	2172	3180
Температуры кипения, С	1962	4877	5627
Электропроводность (относительно ртути (1))	2,5	5,5	5,1

Способы получения. Марганец в свободном виде получают путем термического восстановления оксидов или галогенидов с помощью водорода, натрия, магния, алюминия, углерода или кремния (кремнийтермия):

3Mn₃О₄ + 8Al 9Mn + 4Al₂O₃; MnO₂ + Si Мn + SiO₂.

Наиболее чистый марганец получают электролзом водного раствора сульфата марганца MnSO₄.

Соединения технеция выделяются из отходов атомной энергетики. В свободном виде технеций получают восстановлением водородом из NH₄TcO₄ или Tc₂S₇: Tc₂S₇ + 7H₂ 2Tc + 7H₂S.

Свободный рений получают восстановлением одородом перренатов калия (аммония) или оксидов:

2NH₄ReO₄ + 4H₂ 2Re + N₂ + 8H₂O;

Re₂O₇ + 7H₂ 2Re + 7H₂O.

Борий получен путем ядерного синтеза.

Химические свойства. Марганец, технеций, рений взаимодействуют со многими реагентами, проявляя степени окисления от +2 до +7. Это взаимодействие особенно усиливается при нагревании или измельчении. Химические свойства элементов также в значительной степени зависят от их чистоты.

Химическая активность элементов понижается от марганца к рению (марганец в ряду стандартных электродных потенциалов находится до водорода, а технеций и рений – после него). При комнатной температуре в порошкообразном состоянии все они окисляются во влажном воздухе. Металлический марганец в атмосфере сухого воздуха окисляется только с поверхности из-за образующейся тонкой и плотной пленки оксида.

Реакции с простыми веществами:

– с кислородом: при нагревании Mn образует оксиды MnO, Mn₂O₃, MnO₂; технеций и рений – Э₂О₇;

– с галогенами при 100–500С образуют галогениды: марганец – MnHal₂; технеций – TcHal₆; рений – ReHal₅, ReHal₆;

– с серой при нагревании марганец образует сульфиды MnS и MnS₂, технеций и рений – ЭS₂;

– с азотом при ~1200С реагирует только марганец, образуя нитриды переменного состава Э_хN_у;

– с водородом не реагируют;

– с углеродом при температуре ~1200С образуют карбиды переменного состава Э_хС_у.

Реакции со сложными веществами:

– с водой реагирует только марганец, образуя гидроксид Mn(OH)₂;

– с плавиковой и соляной кислотами реагирует только марганец, образуя фторид MnF₂ и хлорид MnCl₂; марганец реагирует с разбавленной серной кислотой, образуя MnSO₄, металлы подгруппы при нагревании взаимодействуют с концентрированной серной кислотой, при этом марганец образует MnSO₄, технеций и рений – кислоты НЭО₄; с разбавленной азотной кислотой марганец образует Mn(NO₃)₂, технеций и рений – НЭО₄; с концентрированной азотной кислотой при нагревании реагирует только марганец, образуя Mn(NO₃)₂; со щелочами в расплаве реагирует только рений, образуя, например, с гидроксидом натрия NaReO₄. Уравнения некоторых реакций:

Mn + 2H₂О → Mn(ОH)₂ + Н₂; Mn + H₂SO_4(разб.) → MnSO₄ + H₂;

Mn + H₂SO_4(конц.) → MnSO₄ + SO₂ + H₂O;

3Tc + 7HNO_3(разб.) → 3HTcO₄ + 7NO + 2H₂O;

2Re + 7H₂O₂ → 2HReO₄ + 6H₂O.