Презентация на тему d — элементы

характеристика d - элементов
2. Кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов
3.

от 1 до 10 d-е,
а также 2,

d-элементы образуют три переходных ряда:
в 4, 5, 6 периодах соответственно.

Все d-элементы являются металлами с
характерным металлическим блеском

d-элементы и их соединения имеют характерные свойства: переменные СО, способность к образованию комплексных соединений, образование окрашенных соединений

В высших СО d-элементы III, IV, V, VI, VII

Проявление высших СО маловероятно.
d-элементам VIII, I, II групп характерны СО от I до III.
В них проявляются металлические свойства.

3d74s2
Ni [Ar] 3d84s2
Cu [Ar] 3d104s1
Zn [Ar] 3d104s2
Ag
ЭО
1,6
1,5
1,8
1,9
1,7
1,9

7,19
7,44
7,87
8,96
7,13
10,5
t

1857
1244
1535

1083
420
962

t кип.

2672
1962
2750

2567
907
2212

пл. и t кип.
d-элементы характеризуются высокой плотностью, что объясняется

d-элементы - хорошие проводники электрического тока, особенно те из них, в атомах которых имеется только один внешний s-электрон

Электроотрицательности возрастают от хрома к цинку, значит ослабевают металлические свойства

СО
Группа р-элементы

VII

VI

V

HClO4

H2SO4

HPO3 (HNO3)

HMnO4

H2CrO4

HVO3

d-подуровне наблюдается повышенная устойчивость конфигурации d0, d5, d10
Ti:[Ar]3d24s2
Ti+IV: [Ar]3d04s0
Ti:

Fe:[Ar]3d64s2

Fe: II, III, (VI)

Fe+III: [Ar]3d54s0

Zn+II: [Ar]3d104s0

Zn: II

Zn:[Ar]3d104s2

VI
MoW
(IV, V), VI
VB
V: II, III, IV, V
Nb Ta
(III,IV), V
Устойчивость

В отличии от s- и p-элементов у d-элементов устойчивость высшей СО возрастает вниз по подгруппе:

основные
Cr2O3
Cr(OH)3
CrO3
H2CrO4
амфотерные
кислотные
Низшие СО
Высшие СО
Кислотные свойства

условиях
кислотные

NaOH = Na[Cr(OH)4]
тетрагидроксохромит натрия
Cr2O3 + NaOH = NaCrO2

хромит натрия

t

СrO3

- кислотный оксид

CrO3 + KOH = K2CrO4 + H2O

хромат калия

В кислой среде хроматы переходят в дихроматы:

СrO42- + H+ = Cr2O72- + H2O

условиях:
Fe2O3 + HCl = FeCl3 + H2O
Fe2O3 + KOH

феррит калия

t

Ферриты - соли
железистой кислоты HFeO2

Zn + HCl = ZnCl2 + H2

Амфотерными являются оксид и гидроксид цинка: ZnO, Zn(OH)2

Zn + NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2

ZnO + NaOH = Na2[Zn(OH)4]

Cr2+ Mn2+

Восстановительные свойства

Изменение восстановительных свойств d-элементов

Восстановителем
не является

FeOOH 

Co(OH)2  + H2O2  CoOOH 

Ni(OH)2

Fe(OH)2 Co(OH)2 Ni(OH)2

Восстановительные свойства
усиливаются

Сила окислителя

+II соединения хрома являются сильными восстановителями:
Cоли Fe(II) легко окисляются

FeSO4 + Cl2 = FeCl3 + Fe2(SO4)3

Окисление солей железа (III) в щелочной среде приводит к образованию ферратов - соединений железа (VI)

Fe2O3 + Cl2 + KOH = K2FeO4 + KCl + H2O

t

окислительно-щелочное плавление

VV

Усиление окислительных свойств

K2Cr2O7+H2O2+H2SO4 = CrO5+ K2SO4+…

KMnO4+H2O2+H2SO4 = MnSO4 + O2 +…

эфир

пероксид хрома

K2FeO4 + Mn(NO3)2 + HNO3 Fe(NO3)3 + KMnO4 + …

+ H2SO4 = J2 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 +

Перманганаты - сильнейшие окислители:

MnO4-

Mn2+
MnO2
MnO42-

(pH  7)

(pH  7)

(pH  7)

Ферраты - сильнейшие окислители

используют:
1) для очистки d-элементов от примесей
Ni + 4CO =

Тетракарбонил никель

Для d-элементов характерно образование комплексных соединений.

Карбонилы являются особым типом комплексных соединений.

[Fe(CO)5]

[Co(CO)4]

тетракарбонил кобальта

пентакарбонил железа

Na2[Zn(OH)4]раствор
Cd(OH)2 + Na2SO4
AgCl  + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] +

3) для перевода малорастворимых соединений в раствор:

…
III
II III
Fe3+ + 6 SCN- = [Fe(SCN)6]3-
CoSO4+ KNO2

Для обнаружения ионов калия

4) обнаружение ионов металлов в растворе:

теплопроводность
- пластичность
- твердость
- тугоплавкость

FeS2 – пирит (железный колчедан)
- CuFeS2 – халькопирит
- MoS2

Fe2O3 -гематит;
Al2O3 -корунд;
MnO2 -пиролюзит
TiO2 – рутил
FeO·Cr2O3 - хромистый железняк

Природные руды металлов

– галит (поваренная соль)
KCl – сильвин
KCl·MgCl2·6H2O -карналит
Сульфатные, фосфатные

CaSO4·2H2O – гипс
Ca3(PO4)2 – фосфорит
CaCO3 – мрамор, известняк
CuCO3·Cu(OH)2 - малахит
MgCO3 - магнезит

Промышленно перерабатываются в основном оксидные, сульфидные и галогенидные руды.

металлов из оксидов при высокой температуре.
Fe2O3 + CO
Fe

FeS2 + O2 = Fe2O3 + SO2

Cпособы получения металлов

Определяются характером сырья (рудой)

2. Электрометаллургия - электролиз расплавов или растворов солей

ZnSO4 + H2O Zn + O2  + H2SO4

электролиз

их солей более активными металлами
CdSO4 + Zn
Cd+ ZnSO4
цементация

K[Au(CN)2] + KOH
K[Au(CN)2] + Zn = K2[Zn(CN)4] + Au
цементация

Гидрометаллургический способ извлечения золота

1.

2. Растворение золота в ртути с последующей разгонкой амальгамы.

Амальгама – сплав Hg с металлами (Zn, Cu, щелочные металлы).

Fe+ C (1,7-5%)

Fe + 5CO

Pt, t

Получение металла высокой чистоты

[Fe(CO)5] Fe + 5CO

160-200оС

Железо высокой чистоты

2. Иодидное рафинирование.

3. Электролиз водных растворов солей.

Zn Fe Ni Pb H2 Cu Ag Hg Au
Усиление

Усиление окислительной способности ионов

Li+Ca2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Ni2+Pb2+H+Cu2+Ag+Hg2+Au3+

неокислители: HCl, H2SO4, HBr…
Zn + HCl = H2 +

2. Кислоты окислители: HNO3, H2SO4конц, …

Hg + HNO3изб = Hg(NO3)2 + NO + H2O

Cd + H2SO4конц = CdSO4 + SO2 + H2O

Sn + HNO3конц = H2SnO3 + NO2 + H2O

Fe + HCl = H2+ FeCl2

 - оловянная кислота

водка»
HNO3 + HF
Nb + HNO3 + HF = H2[NbF7]

4. Взаимодействие с щелочами:

Zn + NaOH + H2O = Na2[Zn(OH)4] + H2

Ge + O2 + 2NaOH + 2H2O = Na2[Ge(OH)6]

Ag + HNO3 + HCl = H[AgCl2] + NO + H2O