Презентация на тему Металлы VIIБ-подгруппы

степени окисления.
Mn
Природные соединения
Свойства простых веществ.
Соединения Mn
Соединения Mn

(+7). Окислительные свойства.
Соединения Mn (+6). Окислительные свойства.
Оксид MnO2.
Оксид, гидроксид и соли Mn (+2).
Tc и Re.
Свойства металлов.
Соединения Tc и Re в степени окисления (+7).

Основные вопросы, рассматриваемые в лекции

Металлы VIIБ-подгруппы

(n–1)d 5ns2
Элементы Tc и Re более сходны между собой,

чем с марганцем.
У Tc и Re более устойчива высшая степень окисления, поэтому у них распространены соединения в степени окисления 7.
Для Mn характерны степени окисления: 2, 3, 4, 6, 7. Более устойчивы – 2 и 4. Соединения Mn(+7) и (+6) – сильные окислители.

Общая характеристика

характерны степени окисления: 2, 3, 4, 6, 7. Наиболее

устойчивы – 2 и 4.
В водных растворах степень окисления +2 устойчива в кислой, а +4 – в среде, близкой к нейтральной.
Соединения Mn(+7) и (+6) – сильные окислители.
Оксид MnO2 используется в промышленности как дешевый окислитель.
Кислотно-основной характер оксидов и гидроксидов Mn закономерно изменяется в зависимости от степени окисления:
в степени окисления +2 оксид и гидроксид являются основными,
а в высшей степени окисления – кислотными, причем, HMnO4 – это сильная кислота.

Марганец

тяжелых металлов следует за железом, но заметно уступает ему,

– содержание Fe составляет около 5 %, а Mn – лишь около 0,1%.
У марганца более распространены оксидные и карбонатные и руды.

Природные соединения

Кроме этих минералов для получения Mn используют гаусманит Mn3O4 и гидратированный оксид псиломелан MnO2 . xH2O. В марганцевых рудах всегда содержатся минералы Fe.

Температура плавления – 1245ОС.
Это довольно активный металл,

Ео (Mn2+/ Mn) = - 1,18 В.

Простое вещество

Из-за окисления на воздухе марганец покрывается бурыми пятнами, но дальше не окисляется. В атмосфере кислорода марганец образует оксид Mn2O3, а при более высокой температуре смешанный оксид MnO .Mn2O3 (Mn3O4).

Он легко окисляется до катиона Mn2+ в разбавленных кислотах. Mn + 2H+ = Mn2+ + H2

серой. Сродство Mn к сере больше, чем у железа,

поэтому при добавлении ферромарганца к стали, растворенная в ней сера связывается в MnS.

В чистом виде это кристаллическое вещество темно-фиолетового цвета.
Анион

MnO4– окрашивает растворы в малиново-фиолетовый цвет.

Соединения марганца

Соединения марганца (+7)

Раствор KMnO4

серной кислоты образуется ангидрид марганцовой кислоты Mn2O7 .

2KMnO4 + H2SO4  Mn2O7 + K2 SO4 + H2O
При растворении Mn2O7 в воде образуется марганцовая кислота.
Многие органические вещества окисляются под действием Mn2O7 до СО2 и Н2О.
HMnO4 – это сильная кислота, существует только в водном растворе.
Кислота HMnO4 разлагается с выделением O2 и MnO2.

Соединения марганца

Соединения марганца (+7)

нагревании кристаллического перманганата он разлагается.
2KMnO4 =

K2MnO4 + MnO2 + O2
По этой реакции в лаборатории можно получать O2.

Соединения марганца (+7)

Раствор KMnO4

При нагревании KMnO4 с концентрированной соляной кислотой образуется газ Cl2.
2KMnO4(к) + 16HCl (конц.) = 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O + 2KCl
По этой реакции в лаборатории можно получать Cl2.

В кислых растворах образуется бесцветный катион Mn2+
Из

нейтральных растворов выпадает бурый осадок MnO2
В щелочных растворах образуется зеленый анион MnO42–

Соединения марганца (+7)

яркий зеленый цвет.
Анион MnO42─ устойчив только в

сильнощелочной среде.
Под действием воды и, особенно, кислоты манганаты диспропорционируют:
3MnO42– + 2H2O = MnO2 + 2MnO4– + 4OH–
По этой причине кислота Н2MnO4 не существует.
Манганаты можно получить, сплавляя MnO2 с щелочами или карбонатами в присутствии окислителя.
2MnO2(к) + 4KOH (ж) + О2 = 2K2MnO4 + 2H2O
Манганаты являются сильными окислителями, но если на них подействовать еще более сильным окислителем, то они переходят в перманганаты.
2K2MnO4 + Cl2 = 2KMnO4 + 2KCl

Соединения марганца (+6)

Это черно-коричневое вещество с очень прочной кристаллической решеткой. По

этой причине, он не реагирует с растворами щелочей и с разбавленными кислотами. Он растворяется в концентрированных кислотах.
MnO2 + 4HCl (конц.) = MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Реакцию используют в лаборатории для получения Cl2.
В очень кислой среде MnO2 стремится перейти в катион Mn2+.
С щелочами MnO2 реагирует только в расплавах с образованием смешанных оксидов. В присутствии окислителя в щелочных расплавах образуются манганаты.
Оксид MnO2 используют в промышленности в качестве дешевого окислителя.

Соединения марганца (+4)

среде.
Оксид и гидроксид Mn(+2) имеют основной характер, легко

растворяются в кислотах с образованием гидратированного катиона Mn2+.
Растворы солей марганца (+2) практически бесцветны (имеют слегка розоватый оттенок).
Оксид MnO – серо-зеленое тугоплавкое кристаллическое соединение (температура плавления – 18420С). В воде MnO не растворяется.

Соединения марганца (+2)

добавлении щелочи к раствору соли Mn(+2).
На воздухе Mn(OH)2

окисляется с образованием гидратированного MnO2. При добавлении пероксида водорода к Mn(OH)2, он быстро окисляется по реакции:
Mn(OH)2 + H2O2 = MnO2 + 2H2O

Соединения марганца (+2)

температурами плавления (0С): у Tc – 2200, у Re

– 3180.
Высшая степень окисления (+7) у этих элементов наиболее устойчива.
В атмосфере кислорода технеций и рений окисляются с образованием высших оксидов: Tc2O7 и Re2O7.
Tc, Re растворяются только в концентрированной серной и в азотной кислоте с образованием анионов ЭО4–.
3Re + 7HNO3 = 3HReO4 +7NO +2H2O

Технеций и рений

твердые светло-желтые вещества. Растворяются в воде.
Кислоты HTcO4, HReO4

являются сильными, существуют только в водных растворах, их растворы бесцветны.
Соли КReO4 и NaТсO4 – термически устойчивые бесцветные кристаллические вещества.
Соединения Tc и Re(+7) не проявляют сильных окислительных свойств в отличие от соединений Mn(+7).

Технеций и рений

имеет Mn.
Валентные электроны: (n–1)d5ns2
Элементы Tc и Re более сходны

между собой, чем с марганцем.
У Tc и Re более устойчива высшая степень окисления, поэтому у них распространены соединения в степени окисления 7.
Для Mn характерны степени окисления: 2, 3, 4, 6, 7. Более устойчивы – 2 и 4.
Все элементы проявляют наибольшее сходство в высшей степени окисления – высшие гидроксиды Mn, Tc, Re являются сильными кислотами.

Заключение

восстановления в водном растворе зависят от его кислотости.

В кислых растворах наиболее устойчивы катионы Mn2+,
в нейтральным и щелочных средах более устойчив оксид MnO2,
но в сильно щелочных средах в присутствии сильного окислителя при восстановлении MnO4– образуется анион MnO42– .
Кислотно-основной характер оксидов и гидроксидов Mn закономерно изменяется в зависимости от степени окисления:
в степени окисления +2 оксид и гидроксид являются основными, а
в высшей степени окисления – кислотными, HMnO4 – это сильная кислота.

Заключение