chemia lato 12 07 08 id 112433 Nieznany

background image

Chemia pierwiastków przej

ś

ciowych

Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

Y

Zr Nb Mo

Tc

Ru Rh Pd Ag Cd

La Hf Ta W Re Os Ir Pt AuHg

Ce Pr

Ac

Ac

Nd

Pm

Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Th Pa U

Np Pu Am Cm

Cf Es Fm Md No Lr

Bk

Pierwiastki zewn

ę

trznoprzej

ś

ciowe (blok d), grupy 3-12:

konfiguracja elektronowa: [g.szl.] ns

2

(n-1)d

n

(n=1,2,.....10)

Pierwiastki wewn

ę

trznoprzej

ś

ciowe (blok f),

lantanowce i aktynowce,

konfiguracja elektronowa:

[g.szl.] ns

2

(n-1)d

1

(n-2) f

m

(m=1,2,.....14)

Wła

ś

ciwo

ś

ci pierwiastków

wewn

ę

trznoprzej

ś

ciowych

Lantanowce

, czyli metale ziem rzadkich

konfiguracja elektronowa [Xe]6s

2

5d

1

4f

m

Ce Pr Nd

Pm

Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

La

6s

2

5d

1

4f

1

f

2

f

3

f

4

f

5

f

6

f

7

f

8

f

9

f

10

f

11

f

12

f

13

f

14

Prazeodym

Cer

Gadolin

Neodym

Promet

Samar

Erb

Lantan

Europ

Dysproz

Holm

Terb

Tul

Iterb

Lutet

Pierwiastki metaliczne

, tworzą sieci o symetrii regularnej lub

heksagonalnej.

Występują zazwyczaj na +3 stopniu utlenienia, tworząc wiązania

o przeważającym charakterze jonowym

103101100

-

96 95 94 92 91 89 88 87 86 85

r

j

3+

[pm]

Zwi

ą

zki lantanowców

Charakter chemiczny lantanowców - podobieństwo do
glinowców i berylowców

Ln

O

2

Ln

2

O

3

S

8

Ln

2

S

3

N

2

LnN

C

LnC

2

(metanek)

H

2

O

Ln(OH)

3

+H

2

8

(powoli)

sole + H

2

8

X

2

(fluorowce)

LnX

3

Aktynowce

Th Pa U

Np Pu Am Cm

Cf Es Fm Md No Lr

Bk

Ac

Ac

Pierwiastki metaliczne

, tworzą sieci o symetrii regularnej lub

heksagonalnej. Tylko cztery pierwsze posiadają trwałe izotopy.

Występują zazwyczaj na +3 stopniu utlenienia. Znane są

również związki na+2, +4, +V, +VI stopniu utlenienia (ze

wzrostem stopnia utlenienia charakter wiązań staje się coraz
bardziej kowalencyjny).

Pierwiastki zewn

ę

trznoprzej

ś

ciowe

Sc

3d

1

4s

2

Ti

3d

2

4s

2

V

3d

3

4s

2

Cr

3d

5

4s

1

Mn

3d

5

4s

2

Fe

3d

6

4s

2

Co

3d

7

4s

2

Ni

3d

8

4s

2

Cu

3d

10

4s

1

Zn

3d

10

4s

2

Y

4d

1

5s

2

Zr

4d

2

5s

2

Nb

4d

3

5s

2

Mo

4d

5

5s

1

Tc

4d

5

5s

2

Ru

4d

7

5s

1

Rh

4d

8

5s

1

Pd

4d

10

5s

0

Ag

4d

10

5s

1

Cd

3d

10

4s

2

La

5d

1

6s

2

Hf

5d

2

6s

2

Ta

5d

3

6s

2

W

5d

5

6s

1

Re

5d

5

6s

2

Os

5d

6

6s

2

Ir

5d

7

6s

2

Pt

5d

9

4s

1

Au

5d

10

6s

1

Hg

5d

10

6s

2

III B

IVB VB

VIB VIIB

R VIII B X

IB IIB

3

4

5

6

7

8

9 10

11 12

(n-1)d

4

ns

2

º

(n-1)d

5

ns

1

(n-1)d

9

ns

2

º

(n-1)d

10

ns

1

Pierwiastki zewn

ę

trznoprzej

ś

ciowe

Pierwiastki metaliczne

, tworzą sieci o symetrii regularnej lub

heksagonalnej.

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12

NUMER GRUPY

1000

2000

3000

4000

4

5

6

Temperatury topnienia

pierwiastków zmieniają się
w funkcji konfiguracji
elektronowej

Promienie atomowe:

- są najwyższe na początku

każdego okresu (>170 pm);

- są najniższe w środku

każdego okresu (<130 pm);

- rosną w obrębie każdej

grupy

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE I CHEMICZNE

background image

Cr

H

Cr

H

2

3

1
2

2

+

+

+

+

+

Cr

3H O

Cr(OH)

Cr(OH)

chromiany (III)

Cr O MgCr O FeCr O

3

2

3H

3

+3OH

6

3

2

3

2

4

2

4

-

+

+

+





+

,

2CrO

2NH

N

Cr O

3H O

3

3

2

2

3

2

+

← →

+

+

CrO

H O

H CrO

H CrO

H O

H O

CrO

3

2

2

4

2

4

2

3

4

2

+

← →

+

← →

+

+

2CrO

2H O

Cr O

3H O

4

2

3

2

7

2

2

+

+

← →

+

Pierwiastki zewn

ę

trznoprzej

ś

ciowe (2)

WŁA

Ś

CIWO

Ś

CI FIZYCZNE I CHEMICZNE

Gęstość pierwiastków:

- zwykle gęstość d > 5 g@cm

-3

;

-

najlżejsze

: Sc - 3,0 Y - 4,5

Ti - 4,5

-

najcięższe

: Pt - 21,5 Os - 22,6

Ir - 22,7

Elektroujemność

- niska, choć znacznie wyższa niż metali grup

głównych

W związkach ten sam metal przejściowy występuje na wielu

stopniach utlenienia

, od

+I

do

+VIII

. Ze wzrostem masy

atomowej rośnie trwałość związków na wyższych stopniach
utlenienia, a maleje na niższych stopniach utlenienia.

W wyjątkowych przypadkach (tylko w związkach

koordynacyjnych)

stopień utlenienia

może wynosić

0

,

-I

lub

-II

.

Zwi

ą

zki metali przej

ś

ciowych

Wła

ś

ciwo

ś

ci optyczne

Zabarwienie związków metali przejściowych - absorpcja światła
w zakresie promieniowania widzialnego zależy od obecności

elektronów d

, a więc od

stopnia utlenienia

:

Zabarwienie w roztworze związków tytanu:

Ti

4+

(brak elektronów d)

º

bezbarwny

Ti

3+

(1 elektron d)

º

ciemnoniebieski

Ti

2+

(2 elektrony d)

º

fioletowy

Zwi

ą

zki metali przej

ś

ciowych (2)

Stopie

ń

utlenienia a wła

ś

ciwo

ś

ci tlenku

Ze wzrostem stopnia utlenienia metalu przejściowego w tlenku

rośnie udział charakteru kowalencyjnego we wiązaniach
(równocześnie maleje udział wiążania jonowego).

wzrost

stopnia

utlenienia

Me

3+

Me

+

Me

+V

Me

+VII

wiązanie

jonowe

wzrost

udziału

wiązania

kowalen-

cyjnego

własności

zasadowe

własności

kwasowe

własności

utleniające

własności

redukujące

Chemia zwi

ą

zków chromu (1)

Konfiguracja elektronowa:

3d

5

4s

1

stopień

utlenienia

ZWIĄZEK

Właściwości

+2

CrCl

2

zasadowe

,

silnie redukujące

+3, +III

+IV

CrO

2

+VI

CrO

3

CrO

4

2-

,

Cr

2

O

7

2-

kwasowe,

silnie utleniające

Chemia zwi

ą

zków chromu (2)

Cr

2+

Cr

3+

Cr

VI+

Bezwodnik

kwasowy:

ś

rodowisko zasadowe

ś

rodowisko kwaśne

Chemia zwi

ą

zków manganu (1)

Konfiguracja elektronowa:

3d

5

4s

2

stopień

utlenienia

ZWIĄZEK

Właściwości

+2

MnSO

4

, MnO

zasadowe

+3

Mn

2

O

3

+IV

MnO

2,

, MnO(OH)

2

+V

MnO

4

3-

, Li

3

MnO

4

słabo kwasowe,

słabo utleniające

+VI

MnO

4

2-

, K

2

MnO

4

kwasowe,

utleniające

+VII

MnO

4

-

, KMnO

4

kwasowe,

silnie utleniające

background image

MnO

8H

Mn

4H O

4

-

2

2

+

+

+

+

+

5e

MnO

2H O

MnO

4OH

4

-

2

2

-

+

+

+

3e

MnO

MnO

4

-

4

2-

+ →

e

Fe

Fe O

1 3

2

2

3

+

+

x

x

W

W O

1 2x

VI

2x

V

3 x

+

+

Chemia zwi

ą

zków manganu (2)

Mn

O

2

Mn

3

O

4

X

2

(fluorowce)

MnX

2

S

2

MnS

N

2

Mn

3

N

2

C

Mn

3

C

sole Mn

2+

+ H

2

8

kwaśny

obojętny

zasadowy

Zwi

ą

zki niestechiometryczne (1)

Tlenki żelaza: FeO (II), Fe

2

O

3

(III), Fe

3

O

4

[Fe

II

Fe

2

III

O

4

]

Tlenek FeO wykazuje odstępstwa od stechiometrii bez zmiany

struktury, jego wzór powinien być Fe

1-x

O (x=0÷0,2)

- rzeczywisty

niedomiar metalu

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

FeO

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

2+

O

2-

Fe

3+

Fe

3+

Fe

3+

Fe

3+

Fe

1-x

O

Każda ‘luka kationowa’ (brak jonu

Fe

2+

) jest uzupełniona

pojawieniem się dwóch jonów

Fe

3+

Zwi

ą

zki niestechiometryczne (2)

Trójtlenek wolframu

,

WO

3

, jest związkiem przejawiającym

rzeczywisty niedomiar tlenu. W jego sieci krystalicznej
pojawiają się luki tlenowe (nieobsadzone pozycje anionów
tlenowych). Jego wzór brzmi zatem

WO

3-x

Aniony

O

2-

w sieci WO

3

W

6+

W

6+

W

6+

W

6+

W

6+

W

6+

W

6+

W

6+

W

6+

W

6+

W

6+

W

6+

W

5+

W

5+

W

5+

W

5+

WO

3-x

Zwi

ą

zki niestechiometryczne (3)

Tlenek cynku, ZnO, jest związkiem przejawiającym

rzeczywisty nadmiar metalu -

Zn

1+x

O

O

2-

Zn

2+

O

2-

Zn

2+

Zn

2+

O

2-

Zn

2+

O

2-

Zn

2+

Zn

2+

O

2-

Zn

2+

O

2-

Zn

2+

O

2-

O

2-

Zn

2+

O

2-

Zn

2+

O

2-

Zn

2+

Zn

1+

Zn

1+

Zn

2+

Zn

1+

Zn

1+

W sieci krystalicznej

ZnO pojawiają się
nadmiarowe jony
cynku, zwane
międzywęzłowymi.
Powoduje to także
obniżenie ładunku
innych jonów cynku

Zwi

ą

zki niestechiometryczne (4)

Występowanie odstępstwa od stechiometrii jest

charakterystyczne dla związków zawierających kationy metali o
zmiennym stopniu utlenienia (związki metali przejściowych):

rzeczywisty niedomiar metalu:

w sieci krystalicznej pozostają nieobsadzone miejsca

kationów

(luki kationowe)

, a stopień utlenienia pozostałych

kationów ulega

podwyższeniu

rzeczywisty niedomiar utleniacza:

w sieci krystalicznej pozostają nieobsadzone miejsca anionów

(luki anionowe)

, a stopień utlenienia kationów ulega

odpowiednio

obniżeniu

rzeczywisty nadmiar metalu:

w sieci krystalicznej pojawiają się dodatkowe kationy
metalu

(atomy międzywęzłowe)

, a stopień utlenienia pozostałych

kationów ulega odpowiednio

obniżeniu


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
chemia lato 05 07 08 id 112417 Nieznany
chemia lato 09 07 08 id 112430 Nieznany
chemia lato 07 07 08 id 112423 Nieznany
chemia lato 08 07 08 id 112426 Nieznany
chemia lato 01 07 08
chemia lato 13 07 08
podst chemii 05 07 08 id 365984 Nieznany
chemia lato 03 07 08
podst chemii 08 07 08 id 365991 Nieznany
chemia lato 10 07 08
07 08 id 418350 Nieznany (2)
chemia lato 06 07 08
podst chemii 02 07 08 id 365977 Nieznany
chemia lato 11 07 08
chemia lato 10 07 08
chemia lato 04 07 08

więcej podobnych podstron