- •660025, Г. Красноярск, ул. Вавилова, 66 а
- •1.1.Распространение в природе и получение
- •1.2 Физические свойства
- •Химические свойства
- •Соединения s – металлов
- •1.6.Применение
- •Элементы іііа – группы
- •Распространение в природе и получение
- •Физические свойства
- •Химические свойства
- •Соединения металлов
- •2.1.4. Применение
- •Глава 3. Химия переходных металлов
- •В периоде с ростом z восстановительные свойства металлов уменьшаются, достигая минимума у элементов iв группы (табл.3.1.). Тяжелые металлы viiiв и iв групп за свою инертность названы благородными.
- •3.1. Элементы 1в группы
- •3.1.1. Распространение в природе и получение
- •3.1.2.Физические свойства
- •3.1.3. Химические свойства
- •3.1.4. Соединения металлов
- •3.1.5.Применение
- •3.2. Элементы подгруппы II a
- •3.2.1.Распространение в природе и получение
- •3.2.2.Физические свойства
- •3.2.3. Химические свойства По химическим свойствам Zn и его аналоги менее активны, чем подгруппа Са. В ряду от Zn к Hg-химическая активность металлов уменьшается (см. Табл.3.3.).
- •3.2.4. Соединения металлов
- •3.2.5. Применение
- •3.3. Элементы подгруппы iiia
- •3.3.1. Способы получения
- •3.3.2.Физические и химические свойства
- •3.3.3. Соединения металлов
- •3.3.4. Применение
- •3.4. Элементы подгруппы ivb
- •3.4.1.Распространение в природе и получение
- •3.4.2.Физические свойства
- •3.4.3. Химические свойства
- •3.4.4. Соединения металлов
- •3.4.5. Применение
- •3.5. Элементы подгруппы vb
- •3.5.1.Распространение в природе и получение
- •3.5.1.Физические свойства
- •3.5.2. Химические свойства
- •3.5.4. Cоединения металлов
- •3.5.5.Применение
- •3.6. Элементы подгруппы viв
- •3.6.1. Распространение в природе и получение
- •В промышленности чистый хром получают из хромистого железняка:
- •Вольфрам, молибден получают из соответствующих оксидов, например:
- •3.6.2.Физические свойства
- •3.6.3. Химические свойства
- •3.6.4. Соединения металлов
- •3.6.5. Применение
- •3.8. Элементы подгруппы VII b
- •3.8.1. Распространение в природе и получение
- •3.8.2.Физические свойства
- •3.8.4. Химические свойства
- •3.8.5.Соединения металлов
- •3.8.6. Применение
- •3.9.2. Физические свойства
- •3.9.3. Химические свойства
- •3.9.4.Соединения металлов
- •3.9.5. Применение
- •3.9. Элементы VIII в группы (платиновые металлы)
- •3.9.1. Распространение в природе и получение
- •В виде соединений находятся в Си- Ni сульфидных рудах.
- •3.9.2. Физические свойства
- •3.9.3. Химические свойства
- •3.9.4.Соединения металлов
- •3.9.5.Применение
- •Глава 4. Лантаноиды и актиноиды
- •4.1. Электронные конфигурации атомов лантаноидов и актиноидов и их свойства.
- •4. 1.1.Монотонно изменяющиеся
- •4.1.2.Периодически изменяющиеся свойства
- •4.2.Распространение f - элементов в природе и получение
- •4.3.Разделение смеси соединений лантаноидов (актиноидов)
- •4.3.1.Ионообменная хроматография
- •4. 3.2.Жидкостная экстракция
- •4.3.3.Разделение по изменению степени окисления
- •4.4.Физические свойства
- •4.5.Химические свойства
- •4.6.Соединения f-металлов
- •4.7.Применение
3.2.4. Соединения металлов
В связи с устойчивостью конфигурации 6S2 Hg обладает отличительными свойствами от свойств Zn и Cd. В частности, соединения ртути +2 малоустойчивы. Устойчивость соединений от Zn к Hg падает.
В отличие от цинка и кадмия ртуть способна образовывать соединения кластерного радикала Hg2+2 . Атомы связаны ковалентной связью HgHg , т.е. снова возникает конфигурация 6S2. Степень окисления ртути в этих соединениях принимается равно +1. Для ртути (I) известен оксид, галогениды, некоторые соли.
Оксиды. Все эти элементы образуют с кислородом оксиды:
ZnO CdO HgO Hg2O
бел. корич. красн. или черн.
оранж.
Тпл, 0С 1975 возгоняется разлагается разлагается
при 7000С при >4000С при >1000С
Все оксиды – кристаллические вещества, нерастворимые в воде. ZnO, CdO - амфотерны, а HgO обладает основными свойствами. Со щелочами ZnO и CdO образуют анионные комплексы типа: K2Zn(OH)4, K4Cd (OH)6. Хорошо растворяются в кислотах, образуя аквакомплексы:
ZnO + 2 HCI + 5H2O = Zn(H2O)6CI2
Поэтому для этих элементов характерны кристаллогидраты, например: Zn(NO3)22H2O; ZnSO47H2O; Cd(NO3)24H2O; Hg(NO3)22H2O.
Существующий субоксид ртути (I) Hg2О имеет строение:
проявляет окислительно-восстановительные свойства в зависимости от условий. Для его характерны реакции диспропорционирования:
Hg2О HgО + Hg,
поэтому не всегда удается получить этот ион.
Гидроксиды. Обменной реакцией взаимодействия солей со щелочами могут быть получены гидроксиды Zn(OH)2, Cd(OH)2, например:
Zn(NO3)2 + 2 NaOH = Zn(OH)2 + 2 NaNO3
Это белые кристаллические вещества; термически нестойки, при нагревании (125-1300С) переходят в соответствующие оксиды.
Гидроксид ртути Hg(OH)2-неизвестен, так как разлагается уже в момент образования:
H gCI2 + Ba(OH)2 = Hg(OH)2 + BaCI2
HgO H2O
В ряду: Zn(OH)2 Cd(OH)2Hg(OH)2 происходит
Так, Zn(OH)2- типичное амфотерное соединение:
Zn(OH)2 + H2SO4 = ZnSO4 + 2 H2O
Zn(OH)2 + 2NaOH = Na2Zn(OH)4
Zn(OH)2 + 2 NaOH Na2ZnO2 + 2 H2O
Cd(OH)2 проявляет кислотные свойства в меньшей степени, но при длительном нагреве в концентрированном растворе щелочи образует гидроксокомплекс: K4Cd(OH)6, который легко разлагается водой. Гидроксогидраргираты- не выделены.
Все гидроксиды хорошо растворимы в избытке аммиака, с образованием аммиакатов: Zn(NH3)4(ОН)2; Cd(NH3)4(NO3)2. Однако комплексный ион цинка более устойчив: КнZn(NH3)42+ = 41010, КнСd(NH3)42+ = 8108.
Соли. Известны галогениды, общей формулой ЭHaI2. Все они кроме ZnF2, HgBr2, HgJ2 растворимы в воде, в избытке аммиака и в растворах щелочей , например:
CdCI2 + 2 NaCI = Na2CdCI4
HgCI2 + 2 NH3 Hg(NH3)2CI2
CdCI2 + 4 NaОН = Na2Cd(ОН)4 + 2 NaС1
В разбавленных растворах аммиака сулема HgCI2 образуется нерастворимое амидное соединение HgNH2CI /2/:
HgCI2 + NH3 = HgNH2CI + NH4CI
Некоторые соли ртути: Hg(СN)2, HgСI2(сулема) - довольно хорошо растворяются в воде, но при этом не диссоциируют (их растворы не проводят электрический ток).
Сульфиды получают действием сульфида аммония на сульфатные растворы цинка или кадмия, а также действием H2S (CdS, HgS). Образовавшиеся: ZnS— CdS— HgS белого, желтого и черного цветов, соответственно.
В избытке сульфидов щелочных металлов HgS растворяется с образованием комплексных солей типа: Na2HgS4, а также в “ царской водке”:
HgS + 2HNO3 + 4HCI =H2HgCI4 +2NO +SO2 + 2H2O
Сульфид цинка не растворяется в растворах слабых кислот (СН3СООН), но растворяется в растворах сильных кислот (НС1разб). Сульфид кадмия вообще не растворим в кислотах.
Катионы подгруппы цинка подвержены гидролизу как катионы слабых оснований, например:
Zn(NO3)2 + H2O= ZnOHNO3 +HNO3
Соли ртути (I) неустойчивы. Исходным веществом для получения других соединений Hg+1 служит Hg2(NО3)2 . Нерастворимая соль Hg2СI2 (каломель), белый порошок. Сульфид Hg2S, цианид ртути(I) Hg2(CN)2 – не получены, так в момент получения они диспропорционируют: Hg2(CN)2= Hg + Hg(CN)2 .
Комплексные соединения. Катионы подгруппы цинка образуют многочисленные производные анионных комплексов типа М2Э(SCN)4 , М2Э(SO4)2 , М2Э(NO3)4 , по устойчивости относящиеся к двойным солям, а также кристаллогидраты, например М2 Э(SO4)2 6Н2О/2/.
Устойчивость галогенидных комплексов в ряду: Zn+2 Cd+2 Hg+2 увеличивается, так как в ряду Zn+2—Cd+2—Hg+2 электронно-донорная способность возрастает, вследствие увеличения размеров (n-1)d. Для Zn и Cd характерны к.ч. 4 и 6, для Hg- 2,4,6.
Комплексные галиды цинка малоустойчивы, их можно отнести к двойным солям, а комплексные галиды ртути (+2) – очень устойчивы и легко образуются в избытке KJ:
HgJ2 + 2 KJ = K2HgJ4
красный
Тетраиодомеркурат (II) калия является важным аналитическим реактивом:
2 K2HgJ4 + NH3 + 3KOH HO-Hg-NH-HgJ +7KJ + 2 H2O
называемый реактив Несслера.
Окислительные свойства соединений. Соединения Zn+2 -- Cd+2-- Hg+2 проявляют окислительные свойства, причем окислительная активность в ряду от цинка к ртути возрастает, например:
HgCI2 + 2Н2О + SO2 = Hg + H2SO4 +2HCI
Так, если просуммировать реакции:
2Hg2+ + 2e= Hg22+, E0298 = 0,92В
Hg2+ + 2e= Hg0, E0298 = 0,854В
получим: Hg + Hg2+ = Hg22+, ЭДС которой равен 0,92-0,854=0,067 В. Следовательно, ионы Hg2+ в присутствии Hg способны превращаться в Hg22+ по реакции: Hg(NО3)2 + Hg = Hg2(NО3)2 .
В зависимости от условий соединения ртути (I) могут проявлять восстановительные например:
Hg2CI2 +СI2 = 2 HgCI2
или окислительные свойства
Hg2CI2 +SnС12 = 2 Hg + SnCI4