Общие свойства d-металлов

Содержание

Слайд 2

В периодической системе d-элементы или переходные металлы расположены в побочных подгруппах

В периодической системе d-элементы или переходные металлы расположены в побочных подгруппах

(или В подгруппах) всех восьми групп.
Это элементы, которые при образовании соединений имеют незаполненную d-орбиталь.
Под определение не подпадают скандий (3d0 в соединениях) и цинк (3d10 в соединениях); медь же входит в группу указанных соединений, если имеет в них конфигурацию 3d9.
Принято, однако, относить эти металлы к d-металлам на основании химического сходства их соединений.
Слайд 3

Общую электронную формулу валентного слоя d-элементов можно выразить формулой: ns2(n-1)d1-10

Общую электронную формулу валентного слоя
d-элементов можно выразить формулой:
ns2(n-1)d1-10

Слайд 4

В периоде слева направо происходит некоторое уменьшение атомного радиуса элементов. Это

В периоде слева направо происходит некоторое уменьшение атомного радиуса элементов. Это

обусловлено эффектом «d-сжатия», вызванного постепенным увеличением заряда ядер и усилением кулоновского притяжения электронов к ядру.
В подгруппах сверху вниз (кроме IIIB группы) атомный радиус несколько уменьшается или остается практически неизменным за счет сокращения размеров внутренних f-орбиталей («лантаноидное сжатие»). При этом химическая активность металлов уменьшается, что отличает их от металлов главных подгрупп.
Слайд 5

У элементов IIIВ группы атомные радиусы возрастают, химическая активность увеличивается, благодаря

У элементов IIIВ группы атомные радиусы возрастают, химическая активность увеличивается, благодаря

чему они проявляют большее сходство с элементами главных подгрупп, чем побочных. По реакционной способности элементы подгруппы скандия уступают лишь щелочным и щелочноземельным металлам.
В периодах слева направо металлические свойства уменьшаются.
Минимальные восстановительные свойства проявляют тяжелые металлы VIIIB и IB – групп. За свою инертность они названы благородными.
Слайд 6

В химических реакциях электроны d-орбиталей участвуют после того, как оказываются использованными

В химических реакциях электроны d-орбиталей участвуют после того, как оказываются использованными

s-электроны внешнего энергетического уровня.
В образовании связей могут участвовать все или только часть d-электронов предпоследнего энергетического уровня, поэтому образуются соединения с различной валентностью или степенью окисления (кроме d-элементов II и III групп).
Например, характерными для элементов VIIIВ группы являются следующие степени окисления (в скобках – наиболее устойчивые):
Fe Co Ni семейство железа
+2,(+3),+6 +2,(+3) +2,(+3)
Ru Rh Pd легкие платиновые металлы
+3,(+4),+6,+8 (+3),+4 (+2),(+4)
Оs Ir Pt тяжелые платиновые металлы
+4,(+6),+8 +3,(+4) +2,(+4),+6
Слайд 7

Таким образом, особенностями электронного строения d-элементов обусловлены и их свойства: а)

Таким образом,
особенностями электронного строения d-элементов обусловлены и их свойства:
а) большое

разнообразие проявляемых валентностей и степеней окисления;
б) способность образовывать различные комплексные соединения;
в) каталитическая активность.
Слайд 8

Физические свойства d-металлов Физические свойства переходных металлов зависят от электронного строения,

Физические свойства d-металлов

Физические свойства переходных металлов зависят от электронного строения, от

числа неспаренных d-электронов, которые могут участвовать в образовании связей.
Металлы, у которых по 3–4 неспаренных d-электрона (VВ и VIВ группы), имеют максимальную температуру плавления и кипения.
Переходные металлы, имеющие на внешнем s-подуровне один электрон, как правило, имеют более высокую электрическую проводимость (Cr, Мo и особенно Cu, Ag, Au).
Элементы III-В группы, имеющие всего один d-электрон, по своим свойствам близки к соседним щелочноземельным металлом,
а металлы II-В группы с полностью заполненным d-подуровнем близки по свойствам к соседним р-элементам.
Слайд 9

Химические свойства d-металлов Все d-элементы являются восстановителями. Восстановительная способность в растворах

Химические свойства d-металлов

Все d-элементы являются восстановителями. Восстановительная способность в растворах в

пределах периода уменьшается.
Наиболее сильными восстановителями являются металлы IIIВ группы.
У большинства d-элементов образуются защитные оксидные пленки, вызывающие их пассивацию и предохраняющие их от коррозии. Наиболее склонны к пассивации металлы IVВ–VIВ групп.
Элементы IIIВ и IIВ групп (кроме ртути) легко взаимодействуют с разбавленными кислотами, а лантан взаимодействует и с водой.
Не взаимодействуют с разбавленными кислотами металлы IВ группы, ртуть и платиновые металлы (Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt).
Слайд 10

Сравнение некоторых свойств металлов

Сравнение некоторых свойств металлов

Слайд 11

Строение и свойства соединений d-элементов зависят от степени окисления металла

Строение и свойства соединений d-элементов зависят от степени окисления металла

Слайд 12

Оксиды и гидроксиды d-элементов Переходные металлы реагируют с кислородом, образуя оксиды

Оксиды и гидроксиды d-элементов

Переходные металлы реагируют с кислородом, образуя оксиды (искл.

Ag, Au). Почти все они нерастворимы в воде, черного или иного цвета. Обладают заметной ковалентностью связей.

Оксид железа (II) FeO, 
магнитный железняк (магнетит) Fe3O4 
и красный железняк (гематит) Fe2O3 (в чашке). 

Оксид хрома Сr2O3 

Слайд 13

Гидроксиды переходных металлов получают добавлением щелочей к растворам, содержащим соответствующие ионы

Гидроксиды переходных металлов получают добавлением щелочей к растворам, содержащим соответствующие ионы

металла. Цвет образующегося осадка часто используют для идентификации присутствующего металла. Все осадки гелеобразны вследствие гидратации и обладают основными свойствами. Некоторые амфотерны, а некоторые образуют растворимые комплексы с аммиаком:
Слайд 14

Свойства соединений d-элементов С ростом степени окисления атома металла кислотные свойства

Свойства соединений d-элементов

С ростом степени окисления атома металла кислотные свойства соответствующих

соединений усиливаются:

Свойства соединений d-элементов

Слайд 15

В пределах одной подгруппы для гидроксидов и оксидов d-элементов в одинаковой

В пределах одной подгруппы для гидроксидов и оксидов
d-элементов в одинаковой

степени окисления характерно
увеличение основных свойств:
Слайд 16

В периоде кислотные свойства гидроксидов в высшей степени окисления металла усиливаются:

В периоде кислотные свойства гидроксидов в высшей степени окисления металла усиливаются:
Ti(OH)4

– HVO3 – H2CrO4 – HMnO4 – H2FeO4
Слайд 17

Общая электронная формула: […] ns 0÷2 (n–1)d 6÷10

Общая электронная формула: […] ns 0÷2 (n–1)d 6÷10

Слайд 18

Степени окисления

Степени окисления