Читайте также:
|
|
Элементы хром Cr, молибден Мо и вольфрам W составляют побочную подгруппу шестой группы.
Атомы хрома и молибдена на внешнем электронном слое имеют по одному электрону …ns1, вольфрам – два электрона …6s2. В атомах этих элементов последними заполняются электронами d-орбитали предвнешнего электронного слоя. Это d-элементы. Строение атомов этих элементов обусловливает их металлический характер и отличие от элементов главной подгруппы.
Элементы подгруппы хрома в своих соединениях проявляют степени окисления от +2 до +6. Сверху вниз в подгруппе устойчивость соединений с более высокими степенями окисления металлов увеличивается.
Хром, молибден и вольфрам – это серебристо-белые металлы, очень твердые, имеют высокие температуры плавления. Некоторые характеристики атомов данных элементов и образуемых ими простых веществ сведены в таблице
Таблица 1 Некоторые характеристики элементов подгруппы хрома
Элемент | Электронные формулы последнего и предпоследнего слоев | Радиус атома, нм | Энергия ионизации, эВ | Степени окисления | Температура плавления, С0 | Плотность, г/см3 |
Хром | …3s23p63d54s1 | 0,125 | 6,76 | +2,+3,+6 | 7,20 | |
Молибден | …4s24p64d55s1 | 0,136 | 7,10 | +3,+4,+5,+6 | 10,20 | |
Вольфрам | …5s25p65d56s1 | 0,140 | 7,98 | +3,+4,+5,+6 | 19,30 |
Молибден и вольфрам вследствие лантаноидного сжатия имеют близкие радиусы атомов и ионов Э6+. Это объясняет большее сходство в свойствах Mo и W между собой, чем между каждым из них и хромом.
Как и в других подгруппах d-элементов, с ростом порядкового номера элемента в ряду Cr-Mo-W химическая стойкость металлов заметно повышается. Так, хром растворяется в разбавленных соляной и серной кислотах, вытесняя из них водород, а вольфрам можно растворить только в горячей смеси плавиковой и азотной кислот:
W + 2HNO3 + 8HF = H2[WF8] + 2NO + 4H2O
В присутствии окислителей молибден и вольфрам взаимодействуют со щелочами. Продуктом взаимодействия является соль молибденовой или вольфрамовой кислоты Na2ЭО4. В мелкораздробленном состоянии при нагревании хром, молибден и вольфрам могут окисляться неметаллами. В кислороде они сгорают, образуя оксиды Cr2O3, MoO3, WO3.
Оксид Cr2O3 – темно-зеленый порошок, он тугоплавок и химически инертен. В воде, кислотах и щелочах Cr2O3 не растворяется. Соответствующий ему гидроксид Cr(OH)3 получают косвенным путем (действием щелочей на соли Cr3+): Cr3+ + 3ОН- = Cr(OH)3¯
Cr(OH)3 образуется в виде сине-серого осадка, растворимого в кислотах и щелочах:
Cr(OH)3 + 3Н+ + 3Н2О = [Cr(H2O)6]3+
Катион [Cr(H2O)6]3+ сине-фиолетового цвета, а анион [Cr(ОН)6]3- изумрудно-зеленого. Соли типа Ме3[Cr(ОН)6] называются хромитами.
Высший оксид хрома CrO3 (триоксид хрома) проявляет только кислотные свойства. Ему соответствуют две кислоты – хромовая Н2CrO4 и двухромовая H2Cr2O7. Триоксид хрома – энергичный окислитель; со многими восстановителями реагирует со взрывом; ядовит.
Малоустойчивые кислоты Н2CrO4 и H2Cr2O7 образуют вполне устойчивые соли – хроматы (К2CrO4) и дихроматы (К2Cr2O7). Склонность к переходу
Cr6+ + 3ē ® Cr3+ обусловливает применение хроматов и дихроматов в качестве окислителей. Легко осуществим взаимный переход хроматов в дихроматы (и обратно), который можно выразить следующим уравнением реакции:
2CrO42- + 2H+ «2HCrO4- «Cr2O72- + H2O
Это равновесие очень подвижно; его можно смещать, подкисляя или подщелачивая раствор:
Cr2O72- + 2ОH- ® H2O + 2CrO42- (желтая окраска)
Хром обнаруживается в растительных и животных организмах. В организме взрослого человека содержится примерно 6 г хрома. Металлический хром нетоксичен, а соединения Cr(III) и Сr(VI) опасны для здоровья. Производные хрома (VI) обладают канцерогенными свойствами. 0,25-0,3 г дихромата калия вызывает летальный исход.
Молибден – относится к металлам жизни, является одним из важнейших биоэлементов. Молибден входит в состав различных ферментов; он обеспечивает мягкую фиксацию азота растениями: превращает в аммиак или азотсодержащие продукты. Потребление молибдена с продуктами питания 0,1-0,3 мг/сутки. Избыточное содержание молибдена вызывает остеопорозы.
Вольфрам – микроэлемент. Его роль в организме изучена недостаточно. Анионная форма вольфрама легко адсорбируется в желудочно-кишечном тракте. Металлический вольфрам и его катионные формы не адсорбируются в организме.
Дата добавления: 2015-07-12; просмотров: 214 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Упражнения и задачи | | | Упражнения и задачи |