Pierwiastki bloku energetycznego d

Pierwiastki przejściowe

Pierwiastki zewnętrznprzejściowe – blok energetyczny d – pierwiastki grup pobocznych

Pierwiastki wewnątrzprzejściowe – blok energetyczny f –lantanowce i aktynowce metale, 3 grupa układu okresowego (6 i 7 okres)

Lantanowce

Aktynowce

Grupy 8-10, właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków w obrębie grupy różnią się znacznie.

Właściwości podobne – dla triad w obrębie okresu

TRIADY

1. Fe, Co, Ni – żelazowce

2. Ru, Rh, Pd – platynowce lekkie

3. Os, Ir, Pt – platynowce ciężkie

Charakterystyka

Elektrony walencyjne w atomach – rozmieszczone na dwóch podpowłokach (n-1)d ns

Metale

Ciała stałe (z wyjątkiem rtęci, w temperaturze pokojowej)

-metaliczny połysk

-barwy srebrzysto-biała lub srebrzysto-szara oraz

Cu- czerwono –brązowa

Au –żółte

Cr –srebrzysto- niebieski

Mn- srebrzysto-różowy

Ta- niebiesko-szary

Zn- niebiesko-biały

Pierwiastek Stopnie utlenienia

Sc III

Ti II III IV

V II III IV V

Cr II III IV VI

Mn II IV VII

Fe II III

Co II

Ni II

Cu I II

Zn II

Zr IV

Mo VI

Ag I

Cd II

Pt IV

Hg II

Właściwości kwasowe amfoteryczne i zasadowe

W miarę wzrostu wartościowości:

-charakter pierwiastków zmienia się z zasadowego przez amfoteryczny do kwasowego

-jony na wyższym stopniu utlenienia – utleniacze (ich reaktywność zależy od charakteru środowiska)

Metal Związki z tlenem Związki z aktywnym niemetalem Produkt reakcji z HCl z HNO3 z NaOH

Mn MnO2 Mn2O3 MnCl2, MnS MnCl2 Mn(NO3)2

Zn ZnO ZnCl2, ZnS ZnCl2 Zn(NO3)2 Na2[Zn(OH)4]

Cr CrO, Cr2O3, CrO3 CrCl2, CrS CrCl2 Cr(NO3)2

Fe FeO, Fe2O3, Fe3O4 FeCl2, FeS FeCl2 Fe2O3

Cu Cu2O, CuO CuCl2, CuS ------ Cu(NO3)2

Ag ------------- AgCl, Ag2S ------ AgNO3

Triada: żelazowce

Zelazo (Fe), kobalt (Co), nikiel (Ni)

Właściwości fizyczne:

-metale, dobra kowalność i ciągliwość

-temperatura topnienia około 1500C

-w temperaturze pokojowej są ciałami stałymi

Właściwości chemiczne:

-w związkach +II/+III stopień utlenienia

- w szeregu napięciowym metali – leżą prze wodorek, wypierają wodór z kwasów

-nie roztwarzają się w stężonym kwasie azotowym (V)

-ulegają pasywacji (pokrywając się cienką warstewką tlenku, nie dopuszczającą do dalszej reakcji)

-tworzą związki kompleksowe

Żelazo:

-bardzo reaktywne

-reaguje z kwasami na zimno

-łączy się bezpośrednio z większością metali

- w suchym powietrzu pokrywa się warstwą tlenku (rdza) -> produkt utleniania żelaza

- w związkach chemicznych – głownie na +II. +III stopniu utlenieniu

Oraz +IV, +V, +VI w żelazianach

Stopień utlenienia II III IV V

Przykład związku FeO Fe2O3 (FeO3)2- (FeO3)-

Charakter chemiczny amfoteryczny typowo kwasowy istnieją tylko w postaci zhydrolizowanych soli

Własności utleniające rosną

Miedziowce

Cu, Ag, Au

Konfiguracja elektronowa powłok walencyjnych (n-1)d10 ns1

Powinny być jako pierwiastki jednowartościowe

Często w tworzeniu wiązań angażowane elektrony orbitali d, efekt – powstawanie związków z jonami dwu – trójwartościowymi

Srebro – związki z jonami jednowartościowymi

Miedź – związki z jonami dwuwartościowymi

Złoto – związki z jonami najczęściej trójwartościowymi

Srebro

-nie utlenia się na powietrzu – w skorupie ziemskiej w stanie rodzimym

-w związkach na +I stopniu utlenienia

-jego powierzchnia czernieje –reaguje z H2S zawartym w powietrzu:

4Ag + 2H2S + O2 -> 2Ag2S + 2H2O

Miedź

- w związkach chemicznych – na +II, rzadziej na +I stopniu utlenienia

-tworzy związki kompleksowe – stopień utlenienia +III lub +IV

- w wilgotnym powietrzu atmosferycznym – pokrywa się zieloną patyną (zasadowy węglan miedzi (II) – Cu2(OH)2CO3)

-Związki miedzi na I stopniu utlenienia

-nietrwałe

-ulegają w roztworach wodnych –dysproporcjonowanie

2Cu+ <-> Cu2+ + Cu(0)

-Cu łączy się bezpośrednio z chlorem i siarką

3Cu + 8HNO3 (rozc.) -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + SO2 + 2H2O

Cu + 4HNO3 (stęż.) -> Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O

Złoto

-odporne na działanie większości czynników chemicznych

-rozpuszcza go (roztwarza) –tzw. woda królewska przeprowadzając w kwas chloro złotowy HAuCl4

-woda królewska – mieszanina kwasu solnego i azotowego (V)

-roztwarza się w zasadowych roztworach cyjanków ( w obecności utleniaczy, np. tlenu) tworząc kompleksy cyjanozłocianowe:

4 Au + 8 KCN + O2 + 2 H2O -> 4 K[Au(CN)2] + 4 KOH

-ze względu na niską odporność mechaniczną – stosowane w postaci stopów, głównie z miedzą

-zwartość złota w jego stopach – określana m.in. w karatach, (ilość części wagowych złota w 24 częściach wagowych stopu)