Химия переходных элементов

Содержание

Слайд 2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Переходные элементы – это такие элементы у

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Переходные элементы – это такие элементы у которых

в нейтральных свободных атомах, а также в ионах d- или f-орбитали частично заполнены электронами
Все существующие ПЭ можно разделить на 3 группы:
d-элементы (40)
лантаноиды (14)
актиноиды (14)
Слайд 3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Общие свойства ПЭ: являются «типичными» металлами широкий

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Общие свойства ПЭ:
являются «типичными» металлами
широкий выбор

степеней окисления, кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств их соединений
соединения переходных металлов часто обладают ярко выраженной кластерной структурой
образуют многочисленные и разнообразные комплексные соединения
Слайд 4

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Общие свойства ПЭ: их ионы и соединения

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Общие свойства ПЭ:
их ионы и соединения хотя

бы в какой-нибудь степени окисления имеют окраску (за редкими исключениями)
наличие заполненных электронных оболочек обуславливает способность ПЭ образовывать парамагнитные соединения
характерны нестехиометрические соединения
соединения переходных металлов с водородом являются в большинстве случаев фазами внедрения
Слайд 5

ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ Лантаноиды, актиноиды и отдельные ряды d-группы подразделяются на «ранние»

ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ

Лантаноиды, актиноиды и отдельные ряды d-группы подразделяются на «ранние»

и «поздние»
4-й период: Sc, Ti, V, Cr, Mn и
Fe, Co, Ni, Cu, Zn
актиноиды: Th, Pa, U, Np, Pu, Am, Cm и
Bk, Cf, Es, Fm, Md, No, Lr
Физической основой такого деления является достижение «срединной» электронной конфигурации атома (d5, f7)
Слайд 6

ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ Закономерности изменения свойств: относительно пониженная валентность атомов «поздних» элементов

ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ

Закономерности изменения свойств:
относительно пониженная валентность атомов «поздних» элементов
пониженная

кратность связей атомов «поздних» элементов с π-электронодонорными лигандами
повышенная энергия связей атомов «поздних» элементов с π-электроноакцепторными лигандами и определяемая ею стабильность комплексов с π-акцепторными лигандами (карбонилов) и π-комплексов (ферроцена)
повышенная устойчивость низкозарядных гидратированных катионов «поздних» элементов в водных растворов
Слайд 7

d-ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ 1-й ряд переходных элементов 2-й ряд переходных элементов

d-ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ
1-й ряд переходных элементов
2-й ряд переходных элементов

Слайд 8

d-ЭЛЕМЕНТЫ ОБЩИЕ СВОЙСТВА высокая прочность и твердость высокая тепло- и электропроводность

d-ЭЛЕМЕНТЫ ОБЩИЕ СВОЙСТВА

высокая прочность и твердость
высокая тепло- и электропроводность
многие

растворяются в минеральных кислотах-неокислителях
делятся на декады
элементы 2-й и 3-й декады имеют схожие физические и химические свойства
Слайд 9

СОЕДИНЕНИЯ d-ЭЛЕМЕНТОВ в высших (4-8) и средних (3-4) степенях окисления связи

СОЕДИНЕНИЯ d-ЭЛЕМЕНТОВ

в высших (4-8) и средних (3-4) степенях окисления связи ковалентные

в низших (2-3) – характер связи, преимущественно, ионный
степени окисления меньше 2 (у 3d) наблюдаются только в π-комплексах
большинство соединений окрашены
Слайд 10

Слайд 11

СВЯЗИ МЕТАЛЛ – МЕТАЛЛ

СВЯЗИ МЕТАЛЛ – МЕТАЛЛ

Слайд 12

СВЯЗИ МЕТАЛЛ – МЕТАЛЛ 1963, Ф. Коттон

СВЯЗИ МЕТАЛЛ – МЕТАЛЛ

1963, Ф. Коттон

Слайд 13

СВЯЗИ МЕТАЛЛ – МЕТАЛЛ

СВЯЗИ МЕТАЛЛ – МЕТАЛЛ

Слайд 14

СВЯЗИ МЕТАЛЛ – МЕТАЛЛ 2005, Ф. Пауэр 2014, Р. Кэмпе

СВЯЗИ МЕТАЛЛ – МЕТАЛЛ

2005, Ф. Пауэр

2014, Р. Кэмпе

Слайд 15

КЛАСТЕРЫ - группы из 3-х или более атомов металла, каждый из

КЛАСТЕРЫ

- группы из 3-х или более атомов металла, каждый из которых

связан со всеми остальными атомами металла или с большей их частью
Они обнаружены в соединениях разных типов, однако чаще всего это карбонилы металлов или низшие галогениды
Среди карбонилов: