Переходные элементы

8.1. Общие закономерности

Строение атомов и степени окисления d-элементов в соединениях. Общие закономерности получения простых веществ. Свойства простых веществ и соединений и закономерности их изменения в периодах и в группах. Комплексообразование

1161. В каких периодах, группах и подгруппах Периодической системы расположены d-элементы? Что определяет принадлежность элемента к семейству d-элементов? Какие свойства наиболее характерны для d-элементов?

1162. Приведите названия и символы всех d-элементов 4-го периода. Напишите их электронные формулы. Какие орбитали и электроны атомов этих элементов являются валентными?

1163. Приведите названия и символы всех d-элементов 5-го периода. Напишите их электронные формулы. Какие орбитали и электроны атомов этих элементов являются валентными?

1164. Приведите названия и символы всех d-элементов 6-го периода. Напишите их электронные формулы. Какие орбитали и электроны атомов этих элементов являются валентными?

1165. Как в ряду d-элементов 4-го периода изменяется высшая степень окисления и как это связано с электронным строением их атомов? Приведите примеры соединений этих элементов в высшей степени окисления.

1166. Исходя из строения атомов ванадия, железа и циркония, определите максимальную валентность и максимальную степень окисления этих элементов. Приведите примеры соответствующих соединений.

1167. Напишите электронные формулы ионов d-элементов Cr²⁺, Cr³⁺, Mn²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺ и сравните их с электронными формулами атомов.

1168. Напишите электронные формулы ионов d-элементов Sc³⁺, Zn²⁺, Ti²⁺, Cu⁺, Cu²⁺ и сравните их с электронными формулами атомов.

1169. Почему все d-элементы являются металлами? Почему для большинства d-элементов характерно разнообразие степеней окисления в соединениях? Приведите примеры соединений титана, марганца и железа в различных степенях окисления.

1170. Выпишите из справочника значения металлических радиусов d-элементов первой (4-й период), второй (5-й период) и третьей (6-й период) декад. Постройте графики зависимости металлических радиусов от атомного номера элементов. Опишите и объясните наблюдаемую зависимость.

1171. Выпишите из справочника значения первого ионизационного потенциала для d-элементов 4-го периода. Какова общая закономерность его изменения в декаде? Почему монотонное изменение ионизационного потенциала нарушается при переходе от хрома к марганцу и от меди к цинку?

1172. Выпишите из справочника значения электроотрицательности по Олреду-Рохову для d-элементов 4, 5 и 6-го периодов и объясните наблюдаемые закономерности. Согласуются ли металлические свойства d-элементов с их электроотрицательностью?

1773. Выпишите из справочника значения стандартного электродного потенциала переходных металлов 4-го, 5-го и 6-го периодов. Приведите их классификацию на металлы активные, средней активности и малоактивные. В каких случаях активность металлов согласуется с их положением в Периодической системе, в каких и почему не согласуется?

1174. Выпишите из справочника значения температур плавления и кипения переходных металлов 4-го и 5-го периодов. Используя теорию металлической связи, объясните наблюдаемую закономерность.

1175. Почему и как изменяются основно-кислотные свойства однотипных оксидов и гидроксидов в декадах и в подгруппах d-элементов? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций.

1176. Почему и как изменяется сила кислот в рядах H₂TiO₃ – H₃VO₄ – H₂CrO₄ – HMnO₄ и H₂CrO₄ – H₂MoO₄ – H₂WO₄? Напишите уравнения реакций ангидридов этих кислот с расплавленным гидроксидом натрия.

1177. Как влияет степень окисления d-элемента на основно-кислотные свойства его оксидов и гидроксидов? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций оксидов и гидроксидов Cr(II), Cr(III) и Cr(VI), а также Mn(II), Mn(III), Mn(IV) и Mn(VII) с кислотами и щелочами.

1178. Объясните причину и приведите примеры особенно близких свойств следующих d-элементов и их соединений: циркония и гафния, ниобия и тантала, молибдена и вольфрама.

1179. Переработка минералов переходных элементов обычно начинается с их «вскрытия». Напишите уравнение вскрытия ильменита серной кислотой. Вычислите объём 50%-й H₂SO₄ (r = 1,40), теоретически необходимой для вскрытия одной тонны ильменита, содержащего 5 % примесей.

1180. Приведите примеры получения d-металлов методами карботермии, металлотермии, восстановлением водородом и электролизом. Какие факторы влияют на выбор того или иного метода получения? Вычислите массу магнетита и кокса, которые необходимы для получения одной тонны железа.

1181. Приведите примеры получения d-металлов методами карботермии, металлотермии, восстановлением водородом и электролизом. Какие факторы влияют на выбор того или иного метода получения? Вычислите, при какой температуре возможно восстановление вольфрама из WO₃ водородом?

1182. Приведите примеры получения d-металлов методами карботермии, металлотермии, восстановлением водородом и электролизом. Какие факторы влияют на выбор метода получения? Какую массу циркония можно получить, восстанавливая одну тонну гексафтороцирконата (IV) калия металлическим натрием?

1183. Как взаимодействуют переходные металлы с кислотами? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций.

1184. Как взаимодействуют переходные металлы со щелочами? Ответ иллюстрируйте уравнениями реакций.

1185. Почему переходные элементы образуют комплексные соединения? Приведите примеры комплексных соединений катионных, анионных, нейтральных и с комплексными катионами и анионами, в которых комплексообразователями являются d-элементы. Напишите названия соединений.

1186. Почему переходные элементы образуют большое число разнообразных комплексных соединений? Приведите примеры комплексных кислот, оснований, солей и неэлектролитов, в которых комплексообразователями являются различные d-элементы. Напишите названия соединений.

1187. Почему переходные элементы образуют большое число комплексных соединений? Какие теории применяются для объяснения химической связи в комплексах, их состава и строения? Опишите сущность, достоинства и недостатки электростатической теории.

1188. Почему переходные элементы образуют большое число комплексных соединений? Какие теории применяются для объяснения химической связи в комплексах, их состава и строения? Опишите сущность, достоинства и недостатки теории кристаллического поля.

1189. Почему переходные элементы образуют большое число комплексных соединений? Какие теории применяются для объяснения химической связи в комплексах, их состава и строения? Опишите сущность, достоинства и недостатки теории валентных связей.

1190. Почему переходные элементы образуют большое число комплексных соединений? Какие комплексные соединения называются карбонилами? Какие переходные элементы входят в состав карбонилов? Приведите примеры нескольких карбонилов разных элементов.