
Химический факультет
VI группа побочная подгруппа
Шестую побочную подгруппу (подгруппа хрома) образуют металлы: хром, молибден, вольфрам и искусственно полученный сиборгий.
Электронная конфигурация хрома и молибдена имеет вид (n – 1)d5ns1, вольфрама (n – 1)d4ns2. Внешняя электронная оболочка атомов элементов содержит один или два электрона, что обуславливает металлический характер этих элементов и их отличие от элементов главной подгруппы. Максимальная степень окисления у элементов подгруппы хрома +6.
В табл. 1 представлены основные свойства VI группы побочной подгруппы.
Таблица 1
Свойства элементов VI группы побочной подгруппы
Свойство |
Сr |
Mo |
W |
Заряд ядра |
24 |
42 |
74 |
Металлический радиус, пм |
127 |
137 |
140 |
Энергия ионизации
|
6,77
|
7,10
|
7,98
|
Температура плавления, С |
1890 |
2620 |
3380 |
Температура кипения, С |
2642 |
4830 |
5930 |
Плотность, г/см3 |
7,2 |
10,2 |
19,3 |
Стандартный
электродный потенциал,
|
–0,744
|
–0,2
|
–0,15
|
Характерные степени окисления |
+2, +3, +6 |
+4, +6 |
+4, +6 |
Как видно из приведенных в табл. 1 данных, в ряду Cr – Mo – W увеличивается энергия ионизации, в особенности, при переходе от Мо к W. Вольфрам вследствие лантаноидного сжатия имеет металлический радиус, близкий к металлическому радиусу молибдена.
В ряду Сr – Mo – W наблюдается повышение температуры плавления. Это объясняется усилением в металле ковалентной связи, возникающей за счет d-электронов. Вольфрам – самый тугоплавкий из всех металлов. Как и в других подгруппах d-элементов, с ростом атомного номера элемента в ряду Cr – Mo – W химическая активность элементов заметно понижается.
Нахождение в природе
Содержание в земной коре составляет:
Содержание элементов в земной коре |
Сr |
Mo |
W |
Массовая доля, % |
8 10–3 |
6 10–5 |
1 10–5 |
Данные элементы
встречаются только в виде соединений.
Основной минерал хрома – хромит, или
хромистый железняк
,
молибдена – молибденит
;
вольфрама – шеелит
;
–
вольфрамит.
Получение
В промышленности получают как чистый хром, так и его сплав с железом (феррохром). Чистый хром получают восстановлением его оксида алюминием:
или кремнием (добавление оксида кальция предотвращает образование силицидов).:
Хром получают восстановлением хромистого железняка алюминием:
Для производства молибдена молибденовые руды подвергают флотации и перерабатывают пирометаллургическим методом:
Молибден выделяется
в виде порошка. Вольфрам получают
восстановлением
водородом при 850 – 1200 °С и последующим
спеканием образовавшегося порошка: