Переходные металлы

Переходные металлы

К данным элементам относятся следующие металлы: $Fe, Cr, Cu, Zn, Mn, Ag$ и др.

Рисунок 1. Электронные конфигурации элементов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Хром и его соединения

Возможные степени окисления: +2 (основный), +3 (амфотерный) и +6 (кислотный).

Получают хром путем восстановления его соединений углем или алюминием:

${FeO \cdot Cr_2O_3 + 4C = Fe + 2Cr + 4CO}$.

${Cr_2O_3 + 2Al = Al_2O_3 + 2Cr}$

Химические свойства:

1. Горит в кислороде ${2Cr + O_3 = Cr_2O_3}$.

2. Взаимодействует с парами воды ${2Cr + 3H_2O = Cr_2O_3 + 3H_2}$.

3. Реагирует с галогенами ${2Cr + 3Cl_2 = 2CrCl_3}$.

4. Пассивируется холодными концентрированными кислотами-окислителями, но при сильном нагревании хром растворяется:

   ${2Cr + 6H_2SO_4 = Cr_2(SO_4)_3 + 3SO_2 + 6H_2O}$

   ${Cr + 6HNO_3 = Cr(NO_3)_3 + 3NO_2 + 3H_2O}$

5. Взаимодействие солей хрома (II) с щелочами:

   ${CrCl_2 + 2NaOH = Cr(OH)_2 + 2NaCl}$

6. Соединения хрома (III) проявляют амфотерные свойства, следовательно, реагируют как с кислотами, так и с основаниями:

   ${2Cr(OH)_3 + 3H_2SO_4 = Cr_2(SO_4)_3 + 6H_2O}$; ${Cr(OH)_3 + KOH = K[Cr(OH)_4]}$

   ${Cr_2O_3 + Na_2CO_3 = 2NaCrO_2 + CO_2}$

   ${Cr_2O_3 + 2NaOH = 2NaCrO_2 + H_2O}$

7. Оксид хрома (VI) реагирует со щелочами и образует желтые хроматы:

   ${CrO_3 + 2KOH = K_2CrO_4 + H_2O}$

Цинк и его соединения

Характерная степень окисления: +2

Проявляет амфотерные свойства. Рассмотрим его химические свойства:

1. Реагирует с разбавленными кислотами, например, с соляной:

   ${Zn + 2HCl = ZnCl_2 + H_2}$

2. Оксид цинка может реагировать как с кислотами, так и с основаниями:

   ${ZnO + H_2SO_4 = ZnSO_4 + H_2O}$

   ${ZnO + 2NaOH + H_2O = Na_2[Zn(OH)_4]}$

3. Гидрокисд цинка также обладает амфотерными свойствами:

   ${Zn(OH)_2 + 2HCl = ZnCl_2 + 2H_2O}$

   ${Zn(OH)_2 + 2NaOH = Na_2[Zn(OH)_4]}$

Медь и ее соединения

Медь представляет собой мягкий метал красно-желтого цвета. Она расположена в ряду активности металлов после водорода, вследствие чего вытесняется другими металлами из соединений.

Известные степени окисления: +1 и +2.

Получение оксидов:

• ${CuO + Cu = Cu_2O}$
• ${2Cu + O_2 = 2CuO}$

Рассмотрим химические свойства меди и ее соединений:

1. Взаимодействие с кислотами-окислителями:

   ${Cu + 2{H_2SO_4}_{конц} = CuSO_4 + SO_2 + 2H_2O}$

   ${Cu + 4{HNO_3}_{конц} = Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O}$

   ${3Cu + 8{HNO_3}_{разб} = 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O}$

2. Реакция с аммиачным раствором:

   ${CuCl + 2NH_3 = [Cu(NH_3)_2]Cl}$

   ${CuCl_2 + 4NH_3 = [Cu(NH_3)_4]Cl_2}$

   ${Cu_2O + 4NH_3 + H_2O = 2[Cu(NH_3)_2]OH}$

3. Может быть окислителем:

   ${2CuCl_2 + 4KI = 2CuI + I_2 + 4KCl}$

   ${3CuO + 2NH_3 = 3Cu + N_2 + 3H_2O}$

   ${CuO + C = Cu + CO}$

4. Характерна реакция медного зеркала:

   
   
   Рисунок 2. Реакция «медного зеркала». Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Серебро и его соединения

Типичная степень окисления - +1

Рассмотрим химические свойства:

1. Как и медь, реагирует с кислотами-окислителями:

   ${2Ag + 2{H_2SO_4}_{конц} = Ag_2SO_4 + SO_2 + 2H_2O}$

   ${Ag + 2{HNO_3}_{конц} = AgNO_3 + NO_2 + H_2O}$

   ${3Ag + 4{HNO_3}_{разб} = 3AgNO_3 + NO + 2H_2O}$

2. При взаимодействии нитрата серебра со щелочью образуется темно-коричневый осадок - оксид серебра:

   ${2AgNO_3 + 2NaOH = Ag_2O + 2NaNO_3 + H_2O}$

3. Растворяется в растворах аммиака

   ${AgCl + 2NH_3 = [Ag(NH_3)_2]Cl}$

   ${Ag_2O +4NH_3 + H_2O = 2[Ag(NH_3)_2]OH}$

4. Характерна реакция «серебряного зеркала»:

   
   
   Рисунок 3. Реакция «серебряного зеркала». Автор24 — интернет-биржа студенческих работ