1

18

1s

1

H

Wodór

2

13

14

15

16

17

2

He

Hel

2s

3

Li

Lit

4

Be

Beryl

2p

5

B

Bor

6

C

Węgiel

7

N

Azot

8

O

Tlen

9

F

Fluor

10

Ne

Neon

3s

11

Na

Sód

12

Mg

Magnez

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

3p

13

Al

Glin

14

Si

Krzem

15

P

Fosfor

16

S

Siarka

17

Cl

Chlor

18

Ar

Argon

4s

19

K

Potas

20

Ca

Wapń

3d

21

Sc

Skand

22

Ti

Tytan

23

V

Wanad

24

Cr

Chrom

25

Mn

Mangan

26

Fe

Żelazo

27

Co

Kobalt

28

Ni

Nikiel

29

Cu

Miedź

30

Zn

Cynk

4p

31

Ga

Gal

32

Ge

German

33

As

Arsen

34

Se

Selen

35

Br

Brom

36

Kr

Krypton

5s

37

Rb

Rubid

38

Sr

Stront

4d

39

Y

Itr

40

Zr

Cyrkon

41

Nb

Niob

42

Mo

Molibden

43

Tc

Technet

44

Ru

Ruten

45

Rh

Rod

46

Pd

Pallad

47

Ag

Srebro

48

Cd

Kadm

5p

49

In

Ind

50

Sn

Cyna

51

Sb

Antymon

52

Te

Tellur

53

I

J od

54

Xe

Ksenon

6s

55

Cs

Cez

56

Ba

Bar

5d

57

La

Lantan

72

Hf

Hafn

73

Ta

Tantal

74

W

Wolfram

75

Re

Ren

76

Os

Osm

77

Ir

Iryd

78

Pt

Platyna

79

Au

Złoto

80

Hg

Rtęć

6p

81

Tl

Tal

82

Pb

Ołów

83

Bi

Bizmut

84

Po

Polon

85

At

Astat

86

Rn

Radon

7s

87

Fr

Frans

88

Ra

Rad

6d

89

Ac

Aktyn

104

Rf

Rutherford

105

Db

Dubn

106

Sg

Seaborg

107

Bh

Bohr

108

Hs

Has

109

Mt

Meitner

110

Uun

111

Uuu

112

Uub

*

Lantanowce 4f

57

La

Lantan

58

Ce

Cer

59

Pr

Prazeodym

60

Nd

Neodym

61

Pm

Promet

62

Sm

Samar

63

Eu

Europ

64

Gd

Gadolin

65

Tb

Terb

66

Dy

Dyspoz

67

Ho

Holm

68

Er

Erb

69

Tm

Tul

70

Yb

Iterb

71

Lu

Lutet

**

Aktynowce 5f

89

Ac

Aktyn

90

Th

Tor

91

Pa

Protaktyn

92

U

Uran

93

Np

Neptun

94

Pu

Pluton

95

Am

Ameryk

96

Cm

Kiur

97

Bk

Bekerel

98

Cf

Kaliforn

99

Es

Einstein

100

Fm

Ferm

101

Md

Mendelew

102

No

Nobel

103

Lr

Lorens

4 GRUPA UKŁADU

OKRESOWEGO

Tytan Ti

PIERWIASTEK

TYTAN

CYRKON

HAFAN

TOR

Ti

Zr

Hf

Th

Konfiguracja

elektronów

walencyjnych

3d

2

4s

2

4d

2

5s

2

4f

14

5d

2

6s

2

5f

14

6d

2

7s

2

Liczba atomowa

Masa atomowa

Promień atomowy

[pm]
Elektroujemność

(Pauling)

Zmiana elektroujemności

Grupa 4

Ti

Zr

Hf

Th

Rozmiary atomów

Grupa 4

Ti Zr

Hf

Th

PIERWIASTEK

TYTAN(Ti) CYRKON (Zr)

HAFAN

(Hf)

TOR

(Th)

Występowanie

w skorupie

ziemskiej

0,63%

0,023%

2,5x10

-3

1,2x10

-3

ilmenit – FeTiO

3

rutyl - TiO

2

baddeleit – ZrO

2

cyrkon - ZrSiO

4

Hf - domieszka
w minerałach
cyrkonowych

Występowanie

w skorupie ziemskiej

Ti

Ti – 10 miejsce

Grupa 4

Zr

Hf

Th

Występowanie w wodach morskich

Ti

Grupa 4

Zr

Hf

Th

WYSTĘPOWANIE PIERWIASTKÓW

W ORGANIZMIE CZŁOWIEKA



typowe metale o wysokich temperaturach topnienia i wrzenia



ulegają łatwo pasywacji, są więc odporne na korozję



najtrwalszy i najczęściej spotykany stopień utlenienia

+4



występują także na niższych stopniach utlenienia (zwłaszcza

+3),

ale Zr i Hf na tych stopniach utlenienia tworzą znacznie mniej

trwałe związki



ze względu na niższe energie jonizacji łatwiej tworzą

związki kompleksowe



najczęściej występująca LK = 6, ale tworzą także związki o

LK=4,5,7,8



z niemetalami tworzą związki międzywęzłowe o strukturze

regularnej

i zmiennym składzie, bardzo twarde i trwałe; związki te mają

charakter metaliczny



tlenki są bardzo trwały, wysokotopliwe i trudno rozpuszczalne

2Mg + TiCl

4



2MgCl

2

+

Ti

stały

4Na + TiCl

4

 4NaCl +

Ti

stały

1200

0

c

TiI

4

Ti

+

2I

2

Ti

[tytan]

Struktura

krystalograficzna

metalicznego tytanu

 srebrzystobiałe

 trudnotopliwe



wykazujące

dużą

wytrzymałość

mechaniczność

 plastyczne

 łatwo dają się obrabiać

 odporność na korozję

Struktura

krystalograficzna

metalicznego

cyrkonu

 srebrzystobiałe

 trudnotopliwe



wykazujące

dużą

wytrzymałość

mechaniczność

 plastyczne

 łatwo dają się obrabiać

 odporność na korozję

Zr

[cyrkon]

 srebrzystobiałe

 trudnotopliwe



wykazujące

dużą

wytrzymałość

mechaniczność

 plastyczne

 łatwo dają się obrabiać

 odporność na korozję

Struktura

krystalograficzna

metalicznego hafanu

Hf

[hafn]

Bardzo

lekki –

niska

gęstość

50% Ni i

Cu

i 60% stali

Metal

wyjątkowo

odporny na

korozje

powodowaną

różnymi

czynnikami

nawet wodą

morską jak

platyna

Metal

bio-

kampatybiln

y

Wyjątkowa

wytrzymało

ść

mechanicz

na, ponad

3 razy

większa niż

Al

Diamagnet

yk

TYTAN

• tlenem

MO

2

(ditlenki)

Ti + O

2

 TiO

2

• chlorem

MCl

4

(tetrachlorki)

Ti + 2Cl

2

 TiCl

4

• azotem

MN

(azotki)

2Ti + N

2

 2TiN

• węglem

MC

(węgliki)

Ti + C  TiC

— najtrwalszy stopień utlenienia

+4,

•

związki na stopniu utlenienia +3 i +2 są nietrwałe

i wykazują właściwości redukujące

— mało reaktywne w temperaturze pokojowej na skutek

pokrywania się cienką nieprzepuszczalna powłoka tlenkową

— w podwyższonej temp. reagują z

— Zr i Hf nie ulegają działaniu rozcieńczonych kwasów

— Ti, Zr i Hf rozpuszczają się w roztworach kwasu fluorowodorowego

Ti + 4H

+

+ 6F

-



[TiF

6

]

2-

+ 2H

2

— Ti rozpuszcza się na gorąco w HCl

2Ti + 6HCl  2TiCl

3

+ 3H

2

— Ti rozpuszcza się na zimno w H

2

SO

4

2Ti + 3H

2

SO

4

 Ti

2

(SO

4

)

3

+3H

2

temp.

—

w podwyższonej temp. reagują z wodą

Ti + 2H

2

O  TiO

2

+ 2H

2

— stały Ti i Zr wykazują zdolność do wchłaniania dużych
ilości wody - zachowując właściwości metaliczne

— Ti i Zr wykazują zdolność do rozpuszczania w stanie
stałym tlenu- sieć przestrzenna może wchłonąć
do 30% atomów tlenu

TYTANOWCE TWORZA

BARDZO TRWAŁE

JONOWE DITLENKI

• Ti0

2

• ZrO

2

• HfO

2

TiO

2

×(H

2

O)

n

H

2

SO

4 stężony

NaOH

stopiony

TiOSO

4

Na

2

TiO

3

× (H

2

O)

n

siarczan

tytanylu

tytanian

sodu

—

TiO

2,

ZrO

2

i HfO

2

nie ulegają działaniu

roztworów kwasów i ługów

—

właściwości amfoteryczne

jako biały pigment do farb i środek zmętniający
w ceramice, jest 10 krotnie skuteczniejszy,
niż biel ołowiana i jest nietoksyczny

jest używany jako dodatek do papieru oraz
środek do matowienia i wybielania nylonu

ZASTOSOWANIE TiO

2

1

18

1s

1

H

Wodór

2

13

14

15

16

17

2

He

Hel

2s

3

Li

Lit

4

Be

Beryl

2p

5

B

Bor

6

C

Węgiel

7

N

Azot

8

O

Tlen

9

F

Fluor

10

Ne

Neon

3s

11

Na

Sód

12

Mg

Magnez

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

3p

13

Al

Glin

14

Si

Krzem

15

P

Fosfor

16

S

Siarka

17

Cl

Chlor

18

Ar

Argon

4s

19

K

Potas

20

Ca

Wapń

3d

21

Sc

Skand

22

Ti

Tytan

23

V

Wanad

24

Cr

Chrom

25

Mn

Mangan

26

Fe

Żelazo

27

Co

Kobalt

28

Ni

Nikiel

29

Cu

Miedź

30

Zn

Cynk

4p

31

Ga

Gal

32

Ge

German

33

As

Arsen

34

Se

Selen

35

Br

Brom

36

Kr

Krypton

5s

37

Rb

Rubid

38

Sr

Stront

4d

39

Y

Itr

40

Zr

Cyrkon

41

Nb

Niob

42

Mo

Molibden

43

Tc

Technet

44

Ru

Ruten

45

Rh

Rod

46

Pd

Pallad

47

Ag

Srebro

48

Cd

Kadm

5p

49

In

Ind

50

Sn

Cyna

51

Sb

Antymon

52

Te

Tellur

53

I

J od

54

Xe

Ksenon

6s

55

Cs

Cez

56

Ba

Bar

5d

57

La

Lantan

72

Hf

Hafn

73

Ta

Tantal

74

W

Wolfram

75

Re

Ren

76

Os

Osm

77

Ir

Iryd

78

Pt

Platyna

79

Au

Złoto

80

Hg

Rtęć

6p

81

Tl

Tal

82

Pb

Ołów

83

Bi

Bizmut

84

Po

Polon

85

At

Astat

86

Rn

Radon

7s

87

Fr

Frans

88

Ra

Rad

6d

89

Ac

Aktyn

104

Rf

Rutherford

105

Db

Dubn

106

Sg

Seaborg

107

Bh

Bohr

108

Hs

Has

109

Mt

Meitner

110

Uun

111

Uuu

112

Uub

*

Lantanowce 4f

57

La

Lantan

58

Ce

Cer

59

Pr

Prazeodym

60

Nd

Neodym

61

Pm

Promet

62

Sm

Samar

63

Eu

Europ

64

Gd

Gadolin

65

Tb

Terb

66

Dy

Dyspoz

67

Ho

Holm

68

Er

Erb

69

Tm

Tul

70

Yb

Iterb

71

Lu

Lutet

**

Aktynowce 5f

89

Ac

Aktyn

90

Th

Tor

91

Pa

Protaktyn

92

U

Uran

93

Np

Neptun

94

Pu

Pluton

95

Am

Ameryk

96

Cm

Kiur

97

Bk

Bekerel

98

Cf

Kaliforn

99

Es

Einstein

100

Fm

Ferm

101

Md

Mendelew

102

No

Nobel

103

Lr

Lorens

5 GRUPA UKŁADU OKRESOWEGO

Pierwiastek

WANAD

NIOB

TANTAL

V

Nb

Ta

Konfiguracja

elektronów

walencyjnych

3d

3

4s

2

4d

4

5s

1

5d

3

6s

2

Stopnie utlenienia

+2,+3,+4,

+5

+2,+3,+4,

+5

+2,+3,+4

,

+5

Liczba atomowa
Masa atomowa
Promień atomowy [pm]
Elektroujemność

(Pauling)

PIERWIASTEK

WANAD(V)

NIOB

(Nb)

TANTAL (Ta)

Występowanie w

skorupie

ziemskiej

1,8 x10

-2

%

6 x 10

-5

%

2 x 10

-5

%

patronit - VS

4

wanadynit:

3Pb

3

(VO

4

)

2

.

PbCl

2

karnotyt:

K

2

(UO

2

)

2

(VO

4

)

2

.

3H

2

O

tantalit:
(Fe,Mn)[(Ta,Nb)O

3

]

2

Występowanie w skorupie ziemskiej

V

Nb

Ta

Grupa 5

21 miejsce

WYSTĘPOWANIE WANADOWCÓW

WE WSZECHŚWIECIE

Występowanie we wszechświecie

Nb

Ta

Grupa 5

V

WYSTĘPOWANIE PIERWIASTKÓW

W ORGANIZMIE CZŁOWIEKA

— ze względu na zbliżone promienie: atomowe i jonowe Nb i Ta
pierwiastki te wykazują bardzo zbliżone właściwości
chemiczne,
tworząc często związki izostrukturalne i izomorficzne

— trwałość związków na

+5

stopniu utlenienia wzrasta

V  Ta

— kationy metali istnieją w roztworach tylko w wyjątkowych
przypadkach

— związki zawierające metale na wyższych stopniach utlenienia
tworzą
przede wszystkim kompleksy anionowe

ZASTOSOWANIE



do uszlachetniania stali [V, Nb]



do wytwarzania aparatury i narzędzi odpornych na

korozję



azotki, węgliki i borki Nb i Ta stosowane jako

materiały o
dużej twardości

• Z RUD WANADU

• Z RUD MAGNETYTOWYCH

(ZAWIERAJĄCYCH WANAD)

 o barwie szarej
 srebrzystym połysku
 o dużej (V,Ta) lub umiarkowanej (Nb)
twardości
 ciągliwe
 topiące się w bardzo wysokich temperaturach
 nie tworzą odmian alotropowych
 czyste wanadowce są plastyczne

Struktura

krystalograficzna

metalicznego

wanadu

 o barwie szarej

srebrzystym połysku

 o dużej (V,Ta) lub umiarkowanej (Nb)

twardości

ciągliwe

topiące się w bardzo wysokich temperaturach

 nie tworzą odmian alotropowych

 czyste wanadowce są plastyczne

 o barwie szarej

 srebrzystym połysku

 o dużej (V,Ta) lub umiarkowanej (Nb)

twardości

ciągliwe

topiące

się

w

bardzo

wysokich

temperaturach

 nie tworzą odmian alotropowych

 czyste wanadowce są plastyczne

-najtrwalszy stopień utlenienia +5

- zmiana stopnia utlenienia +2  +5

charakter związków jonowe  kowalencyjne

-wraz z masą atomową rośnie odporność wanadowców

na działanie

kwasów-pasywacja

 V

rozpuszcza się w kwasach utleniających [HNO

3

,

woda królewska]
spośród nieutleniających tylko
w HF



Nb i Ta

nie ulegają działaniu nawet wody

królewskiej
atakuje je powoli tylko HF

-wanadowce nie ulegają działaniu roztworów silnych

zasad

- stapiane z wodorotlenkami litowców wydzielają z nich

wodór i

przechodzą w wanadany, niobany i tantalany

Wanadowce – właściwości chemiczne

- w podwyższonej temperaturze wanadowce reagują
wg reakcji
10V + 5O

2

 2V

2

O

5

10V + 5F

2

 2V

2

O

5

- w podwyższonej temperaturze wanadowce reagują

także z innymi niemetalami (węglem, wodorem,

azotem) tworząc związki o skomplikowanej budowie

na różnych stopniach utlenienia

Charakterystyka związków wanadowców

- związki wanadowców na +5 stopniu utlenienia

odznaczają się wyraźnymi własnościami kwasowymi,
pomimo, że V

2

O

5

rozpuszcza się także w kwasach

- V na +5 st. utlenienia tworzy liczne kwasy proste i

złożone

otrzymane w stanie wolnym

HVO

3

– kwas metawanadowy

H

4

V

2

O

7

– kwas tetrawanadowy

- uzyskano sole także dalszych kwasów

MeVO

3

– metawanadany

Me

3

VO

4

– ortowanadany

Me

4

V

2

O

7

- pirowanadany

- sole są izomorficzne z fosforanami

Charakterystyka związków wanadowców

- spośród tlenków wanadowców tylko

V

2

O

5

jest w

pewnym stopniu

rozpuszczalny w wodzie

-związki wanadu (+5) ulegają już działaniu średnio
silnych reduktorów
przechodząc na st. utlenienia +4, a przy użyciu silnych

reduktorów osiągają st. utlenienia +3 i +2

-związki

Nb

wymagają silnych reduktorów żeby przejść

z +5 na +3 st. utlenienia

-tantalany nie ulegają redukcji w roztworach, a niższe
stopnie utlenienia można osiągnąć tylko przez termiczny
rozpad halogenków

-związki na niższych stopniach utlenienia wanadowców
są w roztworach nietrwałe i łatwo przechodzą z
powrotem na stopień wyższy

-tylko niższe tlenki i siarczki są stosunkowo trwałe
-wanadowce tworzą związki kompleksowe

V

– LK=4; Nb

i

Ta

– LK-6

Związki

wanadu

wpływają

na

metabolizm:

•glukozy

•lipidów

•białek

Podobnie jak insulina

normalizuje poziom glukozy we krwi:

•

stymulując transport

glukozy

do komórek

• stymulując utlenianie

glukozy

oraz

magazynowanie jej
w

postaci

glikogenu

• obniżając szybkość

glikoneogenezy

i

degradacji

glikogenu

Reguluje poziom lipidów poprzez

:

•

hamowanie

lipolizy

• stymulacje uwalniania

lipazy

, która bierze udział

w hydrolizie

trójgliceroli

• przywracanie normalnego poziomu aktywności

kluczowych
enzymów

lipogenezy

• obniżenie zawartości

dehydrogenazy glukozo -6-

fosforanowej

Pochodne wanadu wpływają na

aktywność enzymów metabolizmu

białek i aminokwasów:

• poprzez przyłączenie się do

enzymów

fosforanowych

obniżają

aktywność

fosfatazy zasadowej

fosfatazy kwaśnej

fosfatazy tyrozynowej

• obniżają stężenie argininy

1

18

1s

1

H

Wodór

2

13

14

15

16

17

2

He

Hel

2s

3

Li

Lit

4

Be

Beryl

2p

5

B

Bor

6

C

Węgiel

7

N

Azot

8

O

Tlen

9

F

Fluor

10

Ne

Neon

3s

11

Na

Sód

12

Mg

Magnez

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

3p

13

Al

Glin

14

Si

Krzem

15

P

Fosfor

16

S

Siarka

17

Cl

Chlor

18

Ar

Argon

4s

19

K

Potas

20

Ca

Wapń

3d

21

Sc

Skand

22

Ti

Tytan

23

V

Wanad

24

Cr

Chrom

25

Mn

Mangan

26

Fe

Żelazo

27

Co

Kobalt

28

Ni

Nikiel

29

Cu

Miedź

30

Zn

Cynk

4p

31

Ga

Gal

32

Ge

German

33

As

Arsen

34

Se

Selen

35

Br

Brom

36

Kr

Krypton

5s

37

Rb

Rubid

38

Sr

Stront

4d

39

Y

Itr

40

Zr

Cyrkon

41

Nb

Niob

42

Mo

Molibden

43

Tc

Technet

44

Ru

Ruten

45

Rh

Rod

46

Pd

Pallad

47

Ag

Srebro

48

Cd

Kadm

5p

49

In

Ind

50

Sn

Cyna

51

Sb

Antymon

52

Te

Tellur

53

I

J od

54

Xe

Ksenon

6s

55

Cs

Cez

56

Ba

Bar

5d

57

La

Lantan

72

Hf

Hafn

73

Ta

Tantal

74

W

Wolfram

75

Re

Ren

76

Os

Osm

77

Ir

Iryd

78

Pt

Platyna

79

Au

Złoto

80

Hg

Rtęć

6p

81

Tl

Tal

82

Pb

Ołów

83

Bi

Bizmut

84

Po

Polon

85

At

Astat

86

Rn

Radon

7s

87

Fr

Frans

88

Ra

Rad

6d

89

Ac

Aktyn

104

Rf

Rutherford

105

Db

Dubn

106

Sg

Seaborg

107

Bh

Bohr

108

Hs

Has

109

Mt

Meitner

110

Uun

111

Uuu

112

Uub

*

Lantanowce 4f

57

La

Lantan

58

Ce

Cer

59

Pr

Prazeodym

60

Nd

Neodym

61

Pm

Promet

62

Sm

Samar

63

Eu

Europ

64

Gd

Gadolin

65

Tb

Terb

66

Dy

Dyspoz

67

Ho

Holm

68

Er

Erb

69

Tm

Tul

70

Yb

Iterb

71

Lu

Lutet

**

Aktynowce 5f

89

Ac

Aktyn

90

Th

Tor

91

Pa

Protaktyn

92

U

Uran

93

Np

Neptun

94

Pu

Pluton

95

Am

Ameryk

96

Cm

Kiur

97

Bk

Bekerel

98

Cf

Kaliforn

99

Es

Einstein

100

Fm

Ferm

101

Md

Mendelew

102

No

Nobel

103

Lr

Lorens

6 GRUPA UKŁADU OKRESOWEGO

CHROM

MOLIBDEN

WOLFRAM

Pierwiastek

CHROM

MOLIBDE

M

WOLFRA

M

Cr

Mo

W

Konfiguracja

elektronów

walencyjnych

3d

3

4s

2

4d

4

5s

1

5d

3

6s

2

Stopnie utlenienia

+2,+3,+4,

+5

+2,+3,+4,

+5

+2,+3,+4

,

+5

Liczba atomowa
Masa atomowa
Promień atomowy [pm]
Elektroujemność

(Pauling)

Pierwiastek

CHROM

MOLIBDEN

WANAD

Cr

Mo

W

Konfiguracja

elektronów

walencyjnych

3d

5

4s

1

4d

5

5s

1

5d

4

6s

2

Stopnie utlenienia

+1, +2,

+3

,

+4,

+5, +6

+1, +2,

+3,

+4

,

+5, +6

+1, +2, +3,

+4,

+5, +6

Liczba atomowa

Masa atomowa

Promień atomowy

[pm]

Elektroujemność

(Pauling)

Promien atomowy

elektroujemność

0,038% 7,5 × 10

-4

%

5 × 10

-3

%

chromit – FeCr

2

O

4

molibdenit MoS

2

wolframit – (Fe,Mn)WO

4

szelit - CaWO

4

Wysstęowanie w ziemi

WYSTĘPOWANIE CHROMOWCÓW W

WODACH OCEANICZNYCH

WYSTĘPOWANIE PIERWIASTKÓW W

ORGANIZMIE CZŁOWIEKA

Chromowce – charakterystyka grupy

- występują na wielu stopniach utlenienia: 0, +1, +2, +3,

+4, +5

charakterystyczne

Cr +3,
Mo i W +4

- tylko Cr na niższych st. utlenienia tworzy kationy

proste

– Cr

2+

i Cr

3+

- najczęściej tworzą związki kompleksowe o LK= 6 lub 4

- na niskich stopniach utlenienia charakterystyczne są
kompleksy

kationowe

- na wysokich stopniach utlenienia charakterystyczne są
kompleksy

anionowe

- dla Cr(+3) typowe są kompleksy zarówno kationowe

jak i anionowe, a dla Cr(+), Mo(+6) i W(+6)
charakterystyczne są kompleksy anionowe

• otrzymywanie czystego chromu

CHROMIT

(FeCr

2

O

4

)

reagując

ze

stopionym

wodorotlenkiem litowca
i tlenem daje chromian (VI), który wyługowuje się i

redukuje węglem

Na

2

Cr

2

O

7

+ 2C  Cr

2

O

3

+ Na

2

CO

3

+ CO

Cr

2

O

3

+ 2Al 

2Cr

+ Al

2

O

3

• otrzymywanie stopu chromu z żelazem-

FeCr

2

O

4

+ 4C 

2CrFe

+ 4CO

1.przerobienie rudy na tlenek

temp.

MoS

2

+ 3Na

2

CO

3

+ 4,5O

2

-> Na

2

MoO

4

+ 2Na

2

SO

4

+

3CO

2

Na

2

MoO

4

+ H

2

SO

4

 Na

2

SO

4

+ MoO

3aq

+ H

2

O

temp.

FeWO

4

+ 2Na

2

CO

3

+ 1/2O

2

-> 2Na

2

WoO

4

+ Fe

2

O

3

+

2CO

2

Na

2

WoO

4

+ H

2

SO

4

 Na

2

SO

4

+ WO

3aq

+ H

2

O

2. redukcja tlenków wodorem

~1000

o

C

MoO

3

+ 3H

2

-----

Mo

+ 3H

2

O

~1000

o

C

WO

3

+ 3H

2

--- 

W

+ 3H

2

O

Metale

• Cr i Mo srebrzystoszare

• Cr odcień

niebieskawy

• twarde

• ciężkie

• dobrze

przewodzą

ciepło

i

elektryczność

• wysokie temperatury topnienia

(W topi się najtrudniej wśród

metali)

Cr

[chrom]

Metale

• Cr i Mo srebrzystoszare

• Cr odcień

niebieskawy

• twarde

• dobrze

przewodzą

ciepło

i

elektryczność

• wysokie temperatury topnienia

(W topi się najtrudniej wśród

metali)

Mo

[molibden]

Metale

• Cr i Mo srebrzystoszare

• Cr odcień

niebieskawy

• twarde

• dobrze

przewodzą

ciepło

i

elektryczność

• wysokie temperatury topnienia

(W topi się najtrudniej wśród

metali)

W

[wanad]

•w temperaturze pokojowej w atmosferze powietrza

chromowce nie ulegają zmianom

•silnie ogrzane utleniają się
•w podwyższonej temperaturze reagują z

siarką,

węglem, azotem i fluorowcami

t1

2Cr + 3Cl

2

-> 2CrCl

3

t2

2Cr + 5Cl

2

-> 2CrCl

5

t1 < t2 <

t3

t3

2Cr + 6Cl

2

-> 2CrCl

6

•Cr

rozpuszcza się w H

2

SO

4

i HCl na zimno

Cr + 2HCl → Cr

2+

+ 2Cl

-

+ H

2

większą

odporność

na

działanie

kwasów

nieutleniajacych wykazują

Mo i W

• chromiany ulegają pasywacji pod wpływem

HNO

3

i innych środków utleniających

• nie rozpuszczają się w

HNO

3

na zimno

• w małym stopniu ulegają działaniu

wody

królewskiej

• Mo i W rozpuszczają się w mieszaninie kwasu

azotowego i fluorowodorowego

• alkalia nawet stopione działają słabo na

wolframiany

• chromiany są szybko atakowane przez alkaliczne

stopy utleniajace np. stopiony KNO

3

/NaOH

•zdolność do pasywacji jest własnością wielu

metali

•szczególnie w przypadku

Cr i Fe

oraz w w przypadku

Al

i

Ta

•pasywacja wywołana jest powstawaniem cienkiej,

niewidocznej

nawet

przy

największych

powiększeniach, warstewki tlenku tego metalu
na powierzchni metalu

•od grubości tej warstewki i jej właściwości

fizykochemicznych zależy stopień pasywacji
metalu

•zdolność do pasywacji jest własnością wielu

metali

•szczególnie w przypadku

Cr i Fe

oraz w w przypadku

Al

i

Ta

• pasywację może wywołać tlen

atmosferyczny i kwasy utleniające

np.

HNO

3

• metal w stanie pasywnym zachowuje się

biernie

• pasywność metali udziela się również

stopom

metali

np. żelazowo-chromowym

OGÓLNA CHRAKTERYSTYKA

ZWIĄZKÓW CHROMOWCÓW

• występują na licznych stopniach utlenienia
• związki chromowców na wyższych stopniach

utlenienia mają charakter kowalencyjny

•w najwyższym stopniu utlenienia

+6

tworzą

kwasy

•własności zasadowe pojawiają się w miarę

obniżania stopnia utlenienia

•w najniższych stopniach utlenienia tlenki
wykazują charakter

zasadowy

• chrom tworzy najbardziej trwałe związki na
najniższych stopniach utlenienia
wszystkie chromowce mają duże tendencje
do tworzenia kompleksów

Cr

Mo

W

+3

Cr

2

O

3

+4

CrO

2

MoO

2

WO

2

+5

Mo

2

O

5

+6

CrO

3

MoO

3

WO

3

Cr

2

O

3

Otrzymywanie:

• spalanie metalu w powietrzu

• ogrzewanie

CrO

3

• ogrzewanie (NH

4

)

2

Cr

2

O

7

- (reakcja

wykorzystywana w ogniach sztucznych )

(NH

4

)

2

Cr

2

O

7

ogrzewanie

N

2

+ 4H

2

O +

Cr

2

O

3

• zielona substancja stała
• bierny chemicznie, dopiero po stopieniu:

Cr

2

O

3

OH

-

H+

CrO

2

-

[Cr(H

2

O)

6

]

3+

CHROMINY

KOMPLEKSY

HEKSAAKWACHROMU (III)

• tlenki CrO

3

, MoO

3

i WO

3

mają silnie

właściwości kwasowe i rozpuszczają się w
wodnym roztworze NaOH tworząc jony:

chromianowe CrO

4

2-

molibdenianowe MoO

4

2-

wolframianowe WO

4

2-

• CrO

3

rozpuszcza się w dużej ilości wody z

utworzeniem

żółtego kwasu chromowego

H

2

CrO

4

• rozpuszczony w małej ilości wody daje

polikwasy

chromowe o barwie od czerwonej do

pomarańczowej-zawierające 2 i więcej atomów
Cr

• utworzenie cząsteczek

polikwasów

zależy

od kwasowości roztworów i postępuje wraz
z jej wzrostem -następuje pogłębienie
barwy

2CrO

4

2-

+ 2H

+



Cr

2

O

7

2-

+ H

2

O

Cr

2

O

7

2-

+ CrO

4

2-

+ 2H

+



Cr

3

O

10

2-

+ H

2

O lub

2Cr

2

O

7

2-

+ 2H

3

O

+



Cr

4

O

13

2-

+ 3H

2

O

• dichromiany wykazują silne działanie

utleniające

Cr

2

O

7

2-

+ 16H

3

O

+

+6e

-

 2Cr

3+

+ 21H

2

O

• odczyn roztworu chromianów jest alkaliczny
na skutek hydrolizy

CrO

4

2-

+H

2

O 

HCrO

4

-

+

OH

-

• odczyn dwu i trójchromanów jest kwaśny

• przez zalkalizowanie wielochromianów
otrzymuje się ponownie chromiany

Cr

2

O

7

2-

+ 2OH

-

 2

CrO

4

2

-

+ H

2

O

• kwasów chromowych w stanie czynnym nie
udaje się wyodrębnić
• znane są sole kwasów chromowych-
chromiany i wielochromiany

•w organizmach zwierzęcych występuje na

+3 i +6

stopniu utlenienia
•Cr

+3

jest niezbędny w metabolizmie

glukozy

(niedobór chromu osłabia działanie

insuliny

, a

nadmierne spożywanie cukrów przyśpiesza jego

wydalanie z organizmu)

• wchodzi w skład enzymów (

trypsyny

) i

stymuluje ich aktywność
• wiąże się z

kwasami nukleinowymi

i reguluje

ich biochemiczne właściwości

• zawartość Cr u człowieka maleje wraz z wiekiem

• uszkadza układ oddechowy, przewód

pokarmowy i wywołuje zmiany skórne

• wykazuje działanie rakotwórcze, mutagenne,

embriotoksyczne i teratogenne

• Cr+6 wykazuje działanie rakotwórcze

(

rak płuc

)

• tworząc trwałe kompleksy z DNA prowadzi

do uszkodzeń kodu genetycznego

1

18

1s

1

H

Wodór

2

13

14

15

16

17

2

He

Hel

2s

3

Li

Lit

4

Be

Beryl

2p

5

B

Bor

6

C

Węgiel

7

N

Azot

8

O

Tlen

9

F

Fluor

10

Ne

Neon

3s

11

Na

Sód

12

Mg

Magnez

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

3p

13

Al

Glin

14

Si

Krzem

15

P

Fosfor

16

S

Siarka

17

Cl

Chlor

18

Ar

Argon

4s

19

K

Potas

20

Ca

Wapń

3d

21

Sc

Skand

22

Ti

Tytan

23

V

Wanad

24

Cr

Chrom

25

Mn

Mangan

26

Fe

Żelazo

27

Co

Kobalt

28

Ni

Nikiel

29

Cu

Miedź

30

Zn

Cynk

4p

31

Ga

Gal

32

Ge

German

33

As

Arsen

34

Se

Selen

35

Br

Brom

36

Kr

Krypton

5s

37

Rb

Rubid

38

Sr

Stront

4d

39

Y

Itr

40

Zr

Cyrkon

41

Nb

Niob

42

Mo

Molibden

43

Tc

Technet

44

Ru

Ruten

45

Rh

Rod

46

Pd

Pallad

47

Ag

Srebro

48

Cd

Kadm

5p

49

In

Ind

50

Sn

Cyna

51

Sb

Antymon

52

Te

Tellur

53

I

J od

54

Xe

Ksenon

6s

55

Cs

Cez

56

Ba

Bar

5d

57

La

Lantan

72

Hf

Hafn

73

Ta

Tantal

74

W

Wolfram

75

Re

Ren

76

Os

Osm

77

Ir

Iryd

78

Pt

Platyna

79

Au

Złoto

80

Hg

Rtęć

6p

81

Tl

Tal

82

Pb

Ołów

83

Bi

Bizmut

84

Po

Polon

85

At

Astat

86

Rn

Radon

7s

87

Fr

Frans

88

Ra

Rad

6d

89

Ac

Aktyn

104

Rf

Rutherford

105

Db

Dubn

106

Sg

Seaborg

107

Bh

Bohr

108

Hs

Has

109

Mt

Meitner

110

Uun

111

Uuu

112

Uub

*

Lantanowce 4f

57

La

Lantan

58

Ce

Cer

59

Pr

Prazeodym

60

Nd

Neodym

61

Pm

Promet

62

Sm

Samar

63

Eu

Europ

64

Gd

Gadolin

65

Tb

Terb

66

Dy

Dyspoz

67

Ho

Holm

68

Er

Erb

69

Tm

Tul

70

Yb

Iterb

71

Lu

Lutet

**

Aktynowce 5f

89

Ac

Aktyn

90

Th

Tor

91

Pa

Protaktyn

92

U

Uran

93

Np

Neptun

94

Pu

Pluton

95

Am

Ameryk

96

Cm

Kiur

97

Bk

Bekerel

98

Cf

Kaliforn

99

Es

Einstein

100

Fm

Ferm

101

Md

Mendelew

102

No

Nobel

103

Lr

Lorens

7GRUPA UKŁADU OKRESOWEGO

Pierwiastek

WANAD

NIOB

TANTAL

V

Nb

Ta

Konfiguracja

elektronów

walencyjnych

3d

3

4s

2

4d

4

5s

1

5d

3

6s

2

Stopnie utlenienia

+2,+3,+4,

+5

+2,+3,+4,

+5

+2,+3,+4

,

+5

Liczba atomowa
Masa atomowa
Promień atomowy [pm]
Elektroujemność

(Pauling)

0,1% ---- 1 × 10

-7

%

•redukcja tlenków (MnO

2

lub Mn

3

O

4

)

metodą aluminotermiczna

3 Mn

3

O

4

+ 8Al  9Mn + 4Al

2

O

3

• elektroliza wodnych roztworów soli
manganu

• Mn i Re należą do metali ciężkich
• Mn występuje w czterech odmianach
alotropowych o złożonej strukturze

• Tc i Re mają typową strukturę metaliczną
• metaliczny Re wyglądem przypomina
platynę

• Re jest miękki i ciągliwy
• Re ma bardzo wysoką temperaturę
topnienia i dużą gęstość

MANGAN [Ar]3d

5

4s

2

(-III)(-I)(O)(I)(II)(III)(IV)(V)(VI)(VII)

TECHNET [Kr]4d

5

5s

2

(O) (II)(III)(IV)(V)(VI)(VII)

REN [Xe](4f

14

)5d

5

6s

2

(-I)(O)(I)(II)(III)(IV)(V)(VI)(VII)

• MANGANOWCE WYSTĘPUJĄ NA STOPNIACH

UTLENIENIA OD +1 DO +7

• NAJWAŻNIEJSZE STOPNIE UTLENIENIA

+2,+3,+4,+7

• NAJTRWALSZY STOPIEŃ UTLENIENIA Mn

+2

• Mn NA

+4

I

+7

BARDZO NIETRWAŁY

• Mn NA +7 WYKAZUJE WŁAŚCIWOŚCI

UTLENIAJĄCE

• PRAWIE WSZYSTKIE ZWIĄZKI MANGANU

SĄ BARWNE

• mangan jest bardziej reaktywny niż ren
• na powietrzu nieszlachetny Mn pokrywa się

natychmiast

brązową warstewką tlenków

• Mn jest pierwiastkiem stosunkowo aktywnym

chemicznie

• łatwo reaguje z

siarką , węglem i azotem

• rozpuszcza się łatwo w kwasach mineralnych
• silnie rozdrobniony może rozkładać wodę

zwłaszcza w obecności NH

4

Cl

• Tc i Re są znacznie szlachetniejsze niż Mn

• Tc rozpuszcza się w

wodzie królewskiej

• Re utlenia się tylko w wyższych

temperaturach pod wpływem kwasów
utleniających

• Re nie rozpuszcza się w

HCl i HF

Mn

Tc

Re

+1

Re

2

O ×H

2

O

+2

MnO

ReO × H

2

O

+3

Mn

2

O

3

Re

2

O

3

× H

2

O

+2+3

Mn

3

O

4

+4

MnO

2

TcO

2

ReO

2

+6

TcO

3

ReO

3

+7

Mn

2

O

7

Tc

2

O

7

Re

2

O

7

•

najtrwalszy Mn

3

O

4,

w który przechodzą

wszystkie pozostałe tlenki

•

Mn

2

O

7

-

ciecz

, jedyny przykład ciekłego

tlenku

metalu

w

normalnej

temperaturze;

w

tem.

10°C

jest

wybuchowy

2Mn

2

O

7



4MnO

4

+ 3O

2

•

Tc

2

O

7

i Re

2

O

7

substancje krystaliczne

,

łatwo lotne

Mn

2

O

3

MnO

2

Mn

2

O

7

właściwości

kwasowe

• produkt reakcji tlenków wyższych np. MnO

2

• barwa

zielonkawa

• struktura typu NaCl
•nierozpuszczalny w wodzie
• łatwo ulega działaniu kwasów z

utworzeniem soli o różowym zabarwieniu

Mn

2

O

3

• w przyrodzie występuje jako minerał

braunit

• powstaje w wyniku prażenia

MnO

2

• stosowany jako brązowa farba malarska

Mn

3

O

4

•

jest tlenkiem złożonym MnO



Mn

2

O

3

• powstaje w czasie dysocjacji

MnO

2

w temp. 1000 °C

MnO

2

• w przyrodzie występuje jako minerał

braunsztyn

• występuje

w

kilku

odmianach

polimorficznych o różnym składzie
stechiometrycznym i różnej barwie
(od szarej do czarnej)

• otrzymywany jest poprzez ogrzewanie

azotanu manganu w temp. 200 C

• MnO

2

ogrzewany

w

powietrzu

rozkłada się z utworzeniem Mn

2

O

3

• jako katalizator reakcji otrzymywania

tlenu z KClO

3

• do otrzymywania chloru

MnO

2

+ 4HCl  MnCl

2

+

Cl

2

+ 2H

2

O

• do

otrzymywania manganianu (VII)

potasu

• jako składnik suchych baterii –

ogniwa

Leclanchego

• jako utleniacz w chemii organicznej

• stosowany w przemyśle szklarskim do

odbarwiania szkła:

- rozpuszcza się w masie szklanej

przechodząc w krzemiany Mn (II) i

równocześnie utleniając drobne ilości

C i siarczków (

ciemnienie szkła

) oraz

Fe (II) (

barwa zielona

)

- w obecności KNO

3

mangan w masie

szklanej

może

utlenić

się

do

krzemianów

manganu

(III)

o

fioletowym

zabarwieniu

Mn

2

O

7

•

otrzymany jest jako ciemna oleista

ciecz w reakcji

2KMnO

4

+ H

2

SO

4

 K

2

SO

4

+

Mn

2

O

7

+

H

2

O

•

Mn

2

O

7

działa utleniająco

• bezwodnik kwasu manganowego

(VII)

KWAS MANGANOWY (VII) HMnO

KWAS MANGANOWY (VII) HMnO

4

4

•

mocny kwas

•

nietrwały, istnieje tylko w roztworach
rozcieńczonych

•

odznacza się intensywną fioletową barwą

•

sole kwasu manganowego-manganiany(VII)
otrzymuje się przez utlenianie manganianu:

- elektrolitycznie

MnO

4

2-

 MnO

4

-

+ e

- za pomocą chloru

2MnO

4

2-

+ Cl

2

 2MnO

4

-

+ 2Cl

-

MANGANIAN (VII) POTASU KMnO

MANGANIAN (VII) POTASU KMnO

4

4

•

na skalę przemysłową wytwarzany przez

na skalę przemysłową wytwarzany przez

utlenianie elektrolityczne

utlenianie elektrolityczne

•

krystalizuje w postaci ciemnopurpurowych

krystalizuje w postaci ciemnopurpurowych

kryształków

kryształków

•

w roztworze barwa ciemnofioletowa

w roztworze barwa ciemnofioletowa

•

w temp.200°C rozkłada się

w temp.200°C rozkłada się

•

wykazuje właściwości silnie utleniające

wykazuje właściwości silnie utleniające

ŚRODOWISKO ALKALICZNE

4MnO

4

-

+ 4OH

-



4MnO

4

2

-

+ 2H

2

O

+ O

2

redukcja do Mn (VI)

redukcja do Mn (VI)

ŚRODOWISKO OBOJĘTNE

MnO

4

-

+ 2H

2

O + 3e 

MnO

2

+ 4OH

-

redukcja do Mn (IV)

redukcja do Mn (IV)

ŚRODOWISKO KWAŚNE

MnO

4

-

+ 8H

+

+ 5e 

Mn

2+

+ 4H

2

O

redukcja do Mn (II)

redukcja do Mn (II)

• nie jest znany kwas manganowy (VI), ani
jego bezwodnik
• manganiany (VI) tworzą sole

szmaragdowozielone

Me

2

MnO

4

• manganiany (VI) otrzymuje się w stopach
alkalicznych związków manganu o niższej
wartościowości:

2MnO

2

+ 4KOH + O

2



K

2

MnO

4

+ H

2

O

• w roztworach wodnych ulegają rozpadowi

3 MnO

4

2-

+ 4H

+

 2

MnO

4

-

+

MnO

2

+ 2H

2

O

rozpad w roztworach wodnych ułatwia
obecność ditlenku węgla

3K

2

MnO

4

+ 2CO

2

 2

KMnO

4

+

MnO

2

+ 2K

2

CO

3

• niezbędny do życia
• wchodzi w skład wielu tkanek i enzymów
• pełni rolę katalizatora procesów
biochemicznych
• bierze udział w syntezie białek i kwasów
nukleinowych
• odgrywa dużą rolę w metabolizmie
cukrów, tłuszczów i cholesterolu

• reguluje pracę układu nerwowego
• reguluje proces krzepnięcia krwi
• wpływa na tworzenie hormonów,

kortykosterydów i tyroksyny

NIEDOBÓR MANGANU:

• powoduje opóźnienia w rozwoju

fizycznym, wady kośćca

• zmniejszenie płodności
• padaczkę