
- •1. Елементи групи 1в
- •1.1. Фізичні характеристики елементів
- •1.2. Прості речовини
- •1.3. Бінарні сполуки
- •1.3.1. Сполуки з воднем
- •1.3.2. Галогеніди
- •1.3.3. Оксиди
- •1.3.4. Сполуки з іншими елементами
- •1.4. Гідроксиди та їх похідні
- •Лабораторна робота
- •2. Елемент групи іі в
- •2.1. Фізичні характеристики елементів
- •2.2. Прості речовини
- •Реакції з простими речовинами
- •Реакції з найважливішими реагентами:
- •2.3. Бінарні сполуки
- •2.3.1. Сполуки з воднем
- •2.3.2. Галогеніди
- •2.3.3. Оксиди
- •2.3.4. Сполуки з іншими елементами
- •2.3.5. Гідроксиди та їх похідні
- •Лабораторна робота
- •3. Елементи групи viв
- •3.1. Фізичні характеристики елементів
- •3.2. Прості речовини
- •Реакції з простими речовинами:
- •Реакції з найважливішими реагентами:
- •3.3. Бінарні сполуки
- •3.3.1. Сполуки з воднем
- •3.3.2. Галогеніди
- •3.3.3. Оксиди
- •3.3.4. Сполуки з іншими елементами
- •3.4. Гідроксиди та їх похідні
- •Лабораторна робота
- •4. Елементи групи vіі в
- •4.1. Фізичні характеристики елементів.
- •4.2. Прості речовини
- •Реакції з простими речовинами:
- •Реакції з найважливішими реагентами:
- •4.3. Бінарні сполуки
- •4.3.1. Сполуки з воднем
- •4.3.2. Галогеніди
- •4.3.3. Оксиди
- •4.3.4. Сполуки з іншими елементами
- •4.4. Гідроксиди та їх похідні
- •Лабораторна робота
- •6. Елементи групи vііів
- •6.1. Родина заліза
- •6.1.1. Фізичні характеристики елементів
- •6.1.2. Прості речовини
- •6.1.3.3. Оксиди
- •6.1.3.4. Сполуки з іншими елементами
- •6.1.4. Гідроксиди та їх похідні
- •6.2. Платинові метали
- •6.2.1. Фізичні характеристики елементів
- •6.2.2. Прості речовини
- •Реакції з простими речовинами
- •Реакції з найважливішими реагентами
- •6.2.3. Бінарні сполуки
- •6.2.3.1. Сполуки з воднем
- •6.2.3.2. Галогеніди
- •6.2.3.3. Оксиди
- •6.2.3.4. Сполуки з іншими елементами
- •6.2.4. Гідроксиди та їх похідні
- •Лабораторна робота
- •Рекомендована література
3.2. Прості речовини
Одержуюють Сr, Мо, W переробкою природних сполук, кінцевим продуктом якої, як правило, є оксиди Cr2O3, MoO3, WO3, які і відновлюють різними відновниками за високих температур:
Cr2O3 + 2Al 2Cr + Al2O3
MoO3 + 3H2 Mo + 3H2O.
Дуже чисті метали одержуюють електролізом розплавів, а у випадку хрому – розчинів їх сполук.
Незважаючи на те, що Cr, Mo та W у ряду напруг знаходяться перед воднем, з хімічної точки зору це малоактивні елементи, тому що на їх поверхні утворюється тонка захисна плівка оксидів. При нагріванні та видаленні захисної плівки вони здатні взаємодіяти з багатьма елементами. В ряду Сr - W хімічна активність зменшується, при цьому за більшістю фізичних та хімічних властивостей Мо та W подібні між собою і в певній мірі відрізняються від хрому.
Реакції з простими речовинами:
2Cr + 3Г2 2CrГ3 ( Г = Cl, Br, I; з F2 утворюються CrF4 та CrF5);
E + 3F2 → EF6 ( E = Mo, W );
2E + 5Cl2 → 2ECl5 ( E = Mo, W );
E + 2Br2 → EBr4 ( E = Mo, W );
6E + 6I2 → [E6I8]I4 ( E = Mo, W );
2Cr + 3O2 → 2Cr2O3;
2E + 3O2 → 2EO3 ( E = Mo, W ).
При нагріванні з вуглецем утворюються карбіди Cr7C3, MoC2, MoC, W2C, WC; з азотом – нітриди CrN, Mo3N, Mo2N, MoN, WN2; з фосфором – фосфіди Cr3P, MoP, MoP2, Mo3P, WP, WP2; з сіркою – сульфіди Cr2S3, MoS2, Mo2S3, Mo2S5, MoS3, WS2, WS3.
З іншими металами утворюють сплави.
Реакції з найважливішими реагентами:
2Cr + 3H2O Cr2O3 + 3H2;
Mo + 3H2O MoO3 + 3H2;
W + 2H2O WO2 + 2H2.
З HCl та H2SO4(розб) реагує тільки хром:
Cr + 2HCl → CrCl2 + H2;
Cr + H2SO4 → CrSO4 + H2.
Cr, Mo та W при нагріванні розчиняються в суміші HF з HNO3:
2E + 8HF + 2HNO3 → H2[EF8] + 2NO + 4H2O ( E = Cr, Mo, W ).
Окисно – лужні розплави (NaOH + NaNO3; KOH + KClO3;
Na2CO3 + NaNO3) розчиняють Cr, Mo i W з утворенням хроматів, молібдатів та вольфраматів:
2E + 4NaOH + 3O2 → 2Na2EO4 + 2H2O;
E + 3NaNO3 + 2NaOH → Na2EO4 + 3NaNO2 + H2O ( E = Cr, Mo, W ).
3.3. Бінарні сполуки
У бінарних сполуках Cr, Mo та W проявляють всі ступені окиснення від +1 до +6, однак найбільш стійкими для Cr є +3 та +6, Mo - +4 та +6, а W - +6. Сполуки з вищими ступенями окиснення елементів, як правило, є ковалентними, проявляють кислотні властивості. Зі зменшенням ступеню
окиснення кислотний характер сполук послаблюється.
Крім сполук, що відповідають певним ступеням окиснення, для Сr, Мо та W відомо багато “нестехіометричних” сполук з О, S, N, P та іншими елементами.
3.3.1. Сполуки з воднем
Cr, Mo, W не утворюють “стехіометричних” сполук з воднем, але добре адсорбують його, особливо при нагріванні, з утворенням твердих розчинів. При охолодженні водень із цих розчинів виділяється, особливо із твердих розчинів Мо та W.
3.3.2. Галогеніди
Найбільше значення із галогенідів Cr, Mo та W мають фториди та хлориди. Більшість з них одержуюють прямою взаємодією металів з галогенами. Хром утворює лише ди-, три- та тетрагалогеніди, а молібден та вольфрам - ще і вищі – пента – та гексагалогеніди.
Більшість галогенідів з низькими ступенями окиснення елементів є
сильними відновниками, з легкістю утворюють комплексні сполуки.
2CrCl2 + 2H2O → 2Cr(OH)Cl2 + H2;
CrCl2 + 6NH3 → [Cr(NH3)6]Cl2.
Дигалогеніди Mo та W є сполуками кластерного типу зі зв′язком
Ме–Ме, наприклад, за даними рентгеноструктурного аналізу МоСl2 відповідає формула [MoCl8]Cl4. Комплекс [Mo6Cl8]4+ є стійкою кластерною групою, зовнішньосферні іони Cl-виконуюють роль містків, що зв′язуюють кластери між собою.
При дії на MoCl2 лугів утворєються основа [Mo6Cl8](OH)4, яка при взаємодії з кислотами дає солі [Mo6Cl8]4+. Цей іон може бути комплексоутворювачем, координуючи по шість лігандів на кожен атом Mo, наприклад, [(Mo6Cl8)Cl6]2-; [(Mo6Cl8)(OH)4(H2O)2].
Відомі кристалогідрати CrГ6∙6H2O ( Г = F, Cl, Br, I ). У водному розчині при нагріванні з СrСl3∙6Н2О відбуваються такі перетворення:
[Cr(H2O)6]Cl3 [Cr(H2O)5Cl]Cl2 · H2O [Cr(H2O)4Cl2]Cl · 2H2O
синьо - фіолетовий світло - зелений жовто - зелений
Відомі також галогеніди, тверді речовини МоF3, МоCl3, МоВr3. МоСl3 на повітрі поступово перетворюється в оксохлорид МоOСl .
Галогеніди елементів у вищих ступенях окиснення, як правило, - леткі сполуки з ковалентним типом зв′язків, з легкістю гідролізують у воді з утворенням оксогалогенідів:
MoCl5 + H2O MoOCl3 + 2HCl;
MoF6 + H2O MoOF4 + 2HF.
Проявляють схильність до диспропорціювання:
WCl6 + 6HI → WI4 + 6HCl + I2;
MoCl5 + H2 → MoCl3 + 2HCl;
2MoCl4 → MoCl3 + MoCl5.