Учебное пособие по общей и неорганической химии для самостоятельной работы студентов. Часть 1. Общая химия. Амиров Р.Р - 110 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

КФУ | Казань

Составители: 

Рубрика: 

110
9.2.7. Как меняется устойчивость соединений в высшей степени
окисления IVВ элементов в ряду Ti – Zr – Hf?
Решение. Валентными у элементов IVB группы являются
(n-1)d
2
ns
2
-электроны. Минимальную степень окисления (+2)
элементы проявляют за счет ns
2
электронов (эта степень окис-
ления характерна практически для всех d- элементов – гори-
зонтальная аналогия свойств). Валентными у d- элементов яв-
ляются также электроны и предвнешнего уровня (n-1)d
2
. С
увеличением радиуса атомов, с увеличением n валентные d-
электроны оказываются на большем расстоянии от ядра и
сильнее экранируются от заряда ядра атома («эффект экрани-
рования»). Соответственно третьи и четвертые потенциалы
ионизации Ti, Zr, Hf уменьшаются. Также уменьшаются сум-
марные потенциалы ионизации (I
1-4
): Ti (91.1 эВ), Zr (77.27
эВ), Hf (74.4 эВ). В результате устойчивость высшей степени
окисления в ряду Ti – Zr – Hf повышается, и для гафния более
характерна степень окисления +4. Подобная закономерность
справедлива и для d-элементов других В групп Периодиче-
ской системы.
9.2.8. Почему низшие оксиды и гидроксиды d-элементов проявляют
основные свойства (CrO, Cr(OH)
2
), а высшие (CrO
3
) – кислот-
ные?
Решение. Многие низшие галогениды – ионные кристаллы,
хорошо растворимые соли, а высшие галогениды представля-
ют собой легкоплавкие легколетучие вещества, подвергающи-
еся гидролизу. Полярность связи в соединениях с ростом сте-
пени окисления уменьшается. Хром имеет степени окисления
+2, +3, +6 в оксидах СrO, Cr
2
O
3
, CrO
3
и соответствующих гид-
роксидах. Для хрома(+2) связь Cr-OH близка к ионной,
Cr(OH)
2
проявляет основные свойства. Для максимальной сте-
пени окисления (+6) связь Cr-O приближается к ковалентной и
соединение приобретает кислотные свойства – H
2
CrO
4
. Оксид
и гидроксид хрома в промежуточной степени окисления (+3)
являются амфотерными. В Cr(OH)
3
прочность связи Cr–O не-
значительно отличается от прочности связи O-H, в результате
становится возможной диссоциация по обеим связям.
9.2.9. Укажите общий способ получения соединений металлов в
высших степенях окисления.
Решение. Металлы в высших степенях окисления образуют
соединения с высокой ковалентностью связей и кислотными
свойствами, при этом металл находится в анионной форме.
Такие анионные соединения, например, хроматы (СrO
4
2-
), ман-
9.2.7.   Как меняется устойчивость соединений в высшей степени
         окисления IVВ элементов в ряду Ti – Zr – Hf?
         Решение. Валентными у элементов IVB группы являются
         (n-1)d 2ns2-электроны. Минимальную степень окисления (+2)
         элементы проявляют за счет ns2 электронов (эта степень окис-
         ления характерна практически для всех d- элементов – гори-
         зонтальная аналогия свойств). Валентными у d- элементов яв-
         ляются также электроны и предвнешнего уровня (n-1)d2. С
         увеличением радиуса атомов, с увеличением n валентные d-
         электроны оказываются на большем расстоянии от ядра и
         сильнее экранируются от заряда ядра атома («эффект экрани-
         рования»). Соответственно третьи и четвертые потенциалы
         ионизации Ti, Zr, Hf уменьшаются. Также уменьшаются сум-
         марные потенциалы ионизации (I1-4): Ti (91.1 эВ), Zr (77.27
         эВ), Hf (74.4 эВ). В результате устойчивость высшей степени
         окисления в ряду Ti – Zr – Hf повышается, и для гафния более
         характерна степень окисления +4. Подобная закономерность
         справедлива и для d-элементов других В групп Периодиче-
         ской системы.
9.2.8.   Почему низшие оксиды и гидроксиды d-элементов проявляют
         основные свойства (CrO, Cr(OH)2), а высшие (CrO3) – кислот-
         ные?
         Решение. Многие низшие галогениды – ионные кристаллы,
         хорошо растворимые соли, а высшие галогениды представля-
         ют собой легкоплавкие легколетучие вещества, подвергающи-
         еся гидролизу. Полярность связи в соединениях с ростом сте-
         пени окисления уменьшается. Хром имеет степени окисления
         +2, +3, +6 в оксидах СrO, Cr2O3, CrO3 и соответствующих гид-
         роксидах. Для хрома(+2) связь Cr-OH близка к ионной,
         Cr(OH)2 проявляет основные свойства. Для максимальной сте-
         пени окисления (+6) связь Cr-O приближается к ковалентной и
         соединение приобретает кислотные свойства – H2CrO4. Оксид
         и гидроксид хрома в промежуточной степени окисления (+3)
         являются амфотерными. В Cr(OH)3 прочность связи Cr–O не-
         значительно отличается от прочности связи O-H, в результате
         становится возможной диссоциация по обеим связям.
9.2.9.   Укажите общий способ получения соединений металлов в
         высших степенях окисления.
         Решение. Металлы в высших степенях окисления образуют
         соединения с высокой ковалентностью связей и кислотными
         свойствами, при этом металл находится в анионной форме.
         Такие анионные соединения, например, хроматы (СrO42-), ман-
                                                                  110

Страницы