Элементы VII Б-подгруппы

Элементы VII Б-подгруппы. (Читается 3 лекции за 2 пары, это 2-я лекция) (n-1)5ns2 Наиболее вероятная С.О. для Mn+2 устойчивая Для Tc и Re энергетическое различие между (n-1)α- конфигурация и ns- подуровнями становятся меньше, роль ns-e утрачивается и наиболее стабильный для них становится С.О. +7 Mn от 0 Mn0+2 до +7 Tc +2 ,+4, +6 ,+7 75Re +2 ,+3 ,+6 , +7 То есть устойчивость соединения в высших С.О. при движении сверху вниз по подгруппе увеличивается, а низших уменьшается. Так, например анион - сильный окислитель, тогда как окислительные свойства и выражены значительно слабее ( восстанавливается лишь очень сильным восстановителем 2B,H2 , а Mn2O7 разлагается со взрывом). 2Mn2O7 → 4MnO2 + 3O2 (При спокойном разложении образовался MnO2) в то время как KReO4 кипит ! при 1370℃ без разложения, а Re2O7 устойчивый оксид. С ростом С.О. увеличивается доля КС и происходит усиление окислителя и кислоты свойство оксидов и гидроксидов. Th был первым элементом, полученным в 1937 году в результате ядерной реакции (D,n) искусственным путем Bh получен недавно и еще недостаточно известен. (назвали в 1993 году – должен был быть нильсборий, но отклонили – нет такой практики, чтоб название элемента содержало имя и фамилию) Mn Tc Re Rat, nm 130 136 137 → вследствие сжатия ⟹ ожидает сходные свойства Tc и Re. EИОН 7,44 7,28 7,88 TПЛ, TКИП 1245 2200 3190 Нахождение в природе и получение. Mn – распространенный элемент, ~ 10-2 масс % Re – один из наиболее редких элементов и рассеянных элементов. Tc и Rh – в природе не встречаются (искусственно получены) Минералы: пиролюзит – MnO2 x H2O гаусманит – Mn3O4 марганцевый шпат – MnCO3 колчедан MnS2 Re – в качестве примесей в различных рудах. Получение: Mn получают восстановлением из его оксидов в электрических печах: 3Mn3O4 + 8Ae ᵼ 9Mn + 4Al2O3 Еще: (MnO2 + Si(Al,C)→ Mn + SiO2) Этот способ очень экономичен, но не дает чистого Mn. Чистый – электролизом раствора MnSO4, либо очисткой метала Mn с помощью электро-химического рафинирования и вакуумной переплавкой выделяют Re из отходов медного и молибдена-вольфрамового производства. MoS2 (ReS2) + O2 ᵼ Re2O7 + MoO3 + SO2 Re2O7 + H2O 2HReO4 HReO4 + NH4OH NH4ReO4 + H2O KOH 2NH4ReO4 + 7H2 ᵼ Re + 2NH4OH + 6H2O KReO4 Перренат Простые вещества Все простые вещества, отвечающие элементам – типичные металлы – тугоплавкие, серебристо-белые. В ряду Mn – Tc – Re уменьшается твердость и хрупкость, а Тпл возрастает. По тугоплавкости Re уступает лишь вольфраму. Mn - -4 аллотропные модификации с разложением кристаллической решетки. При Обычных условиях устанавливается α – Mn (ρ= 7,4 г/см3), другие 3 – высокотемпературные более мягкие и пластичные модификации. Химические свойства простых веществ. Реакционная способность простых веществ в ряду Mn-Tc-Re уменьшается. По химической активности Mn существенно отличается от Tc и Re (ряд напряжения Mg, (Mn-активен) …H…Cu, Tc, Re)). В обычных условиях все три металла устойчивые на воздухе, благодаря образованию защитной оксидной пленки (Mn2O3 и другие), а ⟹ с H2O (от 0 до 100℃) эти металлы реагировать не будут. С неметаллами. Hal2 в обычных условиях реагирует только Mn, остальные энергично только при сильном нагревании Mn + Cl2 → MnCl2 Re + 3F2 ᵼ Re+6F6 C H2: Эти металлы не реагируют но способны поглощать с S, P, N2, C, B, O2, Si реагирует при t и в порошкообразном состояние реагирует Mn образуя соответствующие бинарные соединения: в С.О. +2. Кроме того Mn может восстановить оксиды многих металлов 3Mn + Fe2O3 → 3MnO + 2Fe – это свойство используется в металлургии при выплавке стали. С кислотами: HCl,H2SO4(Р) MnSO4 + H2 Медленно H2SO4(К) ,HNO3(K) пассивируют на холоду, t=20℃ Mn H2SO4(K) t℃ Согласно+ активности SO2 металлов HNO3(K) t℃ NO2 HNO3(P) NO Менее активные Tc и Re взаимодействуют только с азотистой и горячей концентрированной H2SO4 (с получением SO2 и HЭO4 и NO и HЭO4 соответственно). Щелочи: С растворами ни один, а в расплаве взаимодействие происходит только в присутствие окислителя: 4Re + 4KOH + 7O2 ᵼ 4KReO4 + 2H2O Mn + 3KNO3(ТВ) + 2KOH(ТВ) ᵼ 4K2MnO4 + 2H2O + 3KNO2 Сплавление Следует отметить, что порошок Mn – сильный восстановитель. Он способен, к примеру, отнимать O от молекул CO: Mn(порошок) + CO ᵼ MnO + C 2Mn + CO2 ᵼ 2MnO + C Характеристические соединения Mn: Оксиды, гидроксиды, соли простые и комплексные. O Mn(OH)2 MnO(OH) Mn(OH)4 H2MnO4 HMnO4 метагидроксид MnO(OH)2 Основные аморфные Кислотные Характеристики характеристики Смеш. Mn+4 соли Mn Mn оксид Mn2+ неустойчивые Соли MnO⋅Mn2O Соли простые и диспропорци- или В растворах онируют солеподобные Комплексных MnCl4→MnCl2+Cl2 Mn(MnO2)2 Соединений [Mn(H2O)6]+2