Библиография:

1. Г.П. Хомченко, И.К. Цитович Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1978.

2. Д.А. Князев, С.Н. Смарыгин Неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1990.

3. Н.Л. Глинка Общая химия. – Химия, 1985.

4. Н.Л. Глинка Задачи и упражнения по общей химии. – М.: Интеграл – Пресс, 1997.

5. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учебник для ВУЗов /Ю.А. Ершов, В.А.Попков, А.С. Берлянд и др.; - М.: Высшая школа, 2000 г.

12 Общая характеристика элементов viв группы

Элементы хром Cr, молибден Мо и вольфрам W составляют побочную подгруппу шестой группы.

Атомы хрома и молибдена на внешнем электронном слое имеют по одному электрону …ns¹, вольфрам – два электрона …6s². В атомах этих элементов последними заполняются электронами d-орбитали предвнешнего электронного слоя. Это d-элементы. Строение атомов этих элементов обусловливает их металлический характер и отличие от элементов главной подгруппы.

Элементы подгруппы хрома в своих соединениях проявляют степени окисления от +2 до +6. Сверху вниз в подгруппе устойчивость соединений с более высокими степенями окисления металлов увеличивается.

Хром, молибден и вольфрам – это серебристо-белые металлы, очень твердые, имеют высокие температуры плавления. Некоторые характеристики атомов данных элементов и образуемых ими простых веществ сведены в таблице

Таблица 1 Некоторые характеристики элементов подгруппы хрома

Элемент	Электронные формулы последнего и предпоследнего слоев	Радиус атома, нм	Энергия ионизации, эВ	Степени окисления	Температура плавления, С0	Плотность, г/см3
Хром	…3s23p63d54s1	0,125	6,76	+2,+3,+6	1890	7,20
Молибден	…4s24p64d55s1	0,136	7,10	+3,+4,+5,+6	2625	10,20
Вольфрам	…5s25p65d56s1	0,140	7,98	+3,+4,+5,+6	3410	19,30

Молибден и вольфрам вследствие лантаноидного сжатия имеют близкие радиусы атомов и ионов Э⁶⁺. Это объясняет большее сходство в свойствах Mo и W между собой, чем между каждым из них и хромом.

Как и в других подгруппах d-элементов, с ростом порядкового номера элемента в ряду Cr-Mo-W химическая стойкость металлов заметно повышается. Так, хром растворяется в разбавленных соляной и серной кислотах, вытесняя из них водород, а вольфрам можно растворить только в горячей смеси плавиковой и азотной кислот:

W + 2HNO₃ + 8HF = H₂[WF₈] + 2NO + 4H₂O

В присутствии окислителей молибден и вольфрам взаимодействуют со щелочами. Продуктом взаимодействия является соль молибденовой или вольфрамовой кислоты Na₂ЭО₄. В мелкораздробленном состоянии при нагревании хром, молибден и вольфрам могут окисляться неметаллами. В кислороде они сгорают, образуя оксиды Cr₂O₃, MoO₃, WO₃.

Оксид Cr₂O₃ – темно-зеленый порошок, он тугоплавок и химически инертен. В воде, кислотах и щелочах Cr₂O₃ не растворяется. Соответствующий ему гидроксид Cr(OH)₃ получают косвенным путем (действием щелочей на соли Cr³⁺): Cr³⁺ + 3ОН^- = Cr(OH)₃

Cr(OH)₃ образуется в виде сине-серого осадка, растворимого в кислотах и щелочах:

Cr(OH)₃ + 3Н⁺ + 3Н₂О = [Cr(H₂O)₆]³⁺

Катион [Cr(H₂O)₆]³⁺ сине-фиолетового цвета, а анион [Cr(ОН)₆]^3- изумрудно-зеленого. Соли типа Ме₃[Cr(ОН)₆] называются хромитами.

Высший оксид хрома CrO₃ (триоксид хрома) проявляет только кислотные свойства. Ему соответствуют две кислоты – хромовая Н₂CrO₄ и двухромовая H₂Cr₂O₇. Триоксид хрома – энергичный окислитель; со многими восстановителями реагирует со взрывом; ядовит.

Малоустойчивые кислоты Н₂CrO₄ и H₂Cr₂O₇ образуют вполне устойчивые соли – хроматы (К₂CrO₄) и дихроматы (К₂Cr₂O₇). Склонность к переходу

Cr⁶⁺ + 3ē  Cr³⁺ обусловливает применение хроматов и дихроматов в качестве окислителей. Легко осуществим взаимный переход хроматов в дихроматы (и обратно), который можно выразить следующим уравнением реакции:

2CrO₄^2- + 2H⁺  2HCrO₄^-  Cr₂O₇^2- + H₂O

Это равновесие очень подвижно; его можно смещать, подкисляя или подщелачивая раствор:

Cr₂O₇^2- + 2ОH^-  H₂O + 2CrO₄^2- (желтая окраска)

Хром обнаруживается в растительных и животных организмах. В организме взрослого человека содержится примерно 6 г хрома. Металлический хром нетоксичен, а соединения Cr(III) и Сr(VI) опасны для здоровья. Производные хрома (VI) обладают канцерогенными свойствами. 0,25-0,3 г дихромата калия вызывает летальный исход.

Молибден – относится к металлам жизни, является одним из важнейших биоэлементов. Молибден входит в состав различных ферментов; он обеспечивает мягкую фиксацию азота растениями: превращает в аммиак или азотсодержащие продукты. Потребление молибдена с продуктами питания 0,1-0,3 мг/сутки. Избыточное содержание молибдена вызывает остеопорозы.

Вольфрам – микроэлемент. Его роль в организме изучена недостаточно. Анионная форма вольфрама легко адсорбируется в желудочно-кишечном тракте. Металлический вольфрам и его катионные формы не адсорбируются в организме.