Некоторые важные соединения переходных элементов
Переходные металлы обычно характеризуются как элементы с частично заполненными d-орбиталями или способные формировать их. Переходные элементы представляют собой элементы d-блока в группах от трех до одиннадцати. Внутренние переходные металлы, которые включают лантаноиды и актиниды, являются другим названием элементов f-блока. Это требование также выполняется, потому что d-орбиталь лишь частично занята перед f-орбиталями.
D-орбитали обычно заполнены семейством меди, то есть группой 11, и в результате следующее в семействе, группа 12, технически не определяется как соединения переходных элементов. Однако элементы 12-й группы обладают некоторыми одинаковыми химическими свойствами и часто упоминаются в дискуссиях о переходных металлах. Однако некоторые ученые относят элементы 12-й группы к переходным металлам.
Элементы d-блока разделены на три переходных ряда: Sc через Cu, Y через Ag и Hf через Au. Ас является начальным элементом в четвертом переходном ряду, в который также входят Rf и Rg. Элементы f-блока — это элементы от Се до Lu, которые образуют ряд лантанидов, и от Th до Lr, которые образуют ряд актинидов.
Лантан ведет себя очень похоже на лантанидные элементы, поэтому он классифицируется как лантанидный элемент, несмотря на то, что его электронная конфигурация помещает его в начало третьего ряда переходов. Точно так же поведение актиния указывает на то, что он принадлежит к ряду актинидов, несмотря на то, что его электронная конфигурация делает его начальным членом четвертого переходного ряда.
Соединения переходных элементов
- Сульфат железа (зеленый купорос), FeSO 4 .7H 2 O
Безводный и гидратированный FeSO4 имеет как зеленый, так и белый цвет. Он имеет тот же изоморфизм, что и соль Эпсома, MgSO 4 .7H 2 O и ZnSO 4 .7H 2 O . При контакте с воздухом вскипает. Он поглощает HNO 3 , как и другие соли двухвалентного железа, образуя двойной комплекс Fe(NO)SO 4 коричневого цвета, нитрозосульфат железа. Образует двойные соли с сульфатами щелочных металлов. Он реагирует с сульфатом аммония с образованием сульфата железа и аммония, часто известного как соль Мора, FeSO 4 .(NH 4 ) 2 SO 4 .6H 2 O . Он не имеет шипения. В растворе он ионизируется с образованием ионов Fe 2+ , NH 4 + и SO 4 2– .
- Оксид железа, Fe 2 O 3
Безводная соль представляет собой желтое расплывающееся вещество, хорошо растворимое в воде. При нагревании он производит FeCl 2 и Cl 2 . Из-за гидролиза его водный раствор кислый.
- Нитрат серебра, AgNO 3
С растворами различных солей выпадает в осадок нитрат серебра, что способствует обнаружению кислотных радикалов. Он разлагается при нагревании.
- Хлорид ртути (I) (Hg 2 Cl 2 )
Это белый порошок, который растворяется в хлорной воде, но не в воде. При обработке аммиаком он становится черным из-за образования мелкодисперсной ртути.
- Хлорид ртути (II) (HgCl 2 )
Это белое кристаллическое вещество, мало растворимое в холодной воде, но полностью растворимое в горячей воде. Добавляя Cl, можно повысить его растворимость. Он превращается в ртуть при работе с SnCl 2 .
- Йодид ртути-II
Йодид ртути бывает двух цветов: красного и желтого. Выше 400 К стабильна желтая форма, а ниже этой температуры стабильна красная форма. Реактив Несслера представляет собой щелочной раствор K 2 HgI 4 , который используется для обнаружения присутствия NH 4 + путем образования коричневого осадка из-за образования йодида основания Миллиона.
- Пентагидрат сульфата меди(II) или медный купорос (CuSO 4 .5H 2 O).
Он имеет 5 молекул кристаллизационной воды, все из которых могут быть удалены путем нагревания с получением бесцветного CuSO 4 . При нагревании до высокой температуры образуется оксид меди. Йод высвобождается из растворимых йодидов. Он используется в качестве электролита при гальванопокрытии меди, электротипировании и рафинировании. Применяется для борьбы с сорняками в водоемах и бассейнах.
- Дихромат калия (K 2 Cr 2 O 7 )
Поскольку дихроматы натрия и калия являются сильными окислителями, подкисленный K 2 Cr 2 O 7 будет окислять йодиды до йода, сульфиды до серы, соли олова (II) до олова (IV) и соли железа (II) до железа (III). В объемном анализе он используется как окислитель. Он также используется в протравных красителях, кожевенной промышленности, фотографии (для отверждения пленки) и тестах на хлористый хром. Он используется для очистки стеклянной посуды.
Концептуальные вопросы
Вопрос 1: Каковы металлические свойства переходных металлов?
Решение:
Transition metals have typical metallic qualities such malleability, ductility, high tensile strength, and metallic lustre. They are often good heat and electrical conductors and crystallise in BCC, CCP, or HCP structures. Trends in the metallic characteristics of the transition elements, on the other hand, can be seen. Because they contain a large number of unpaired electrons, elements such as chromium and molybdenum are among the hardest transition metals.
Вопрос 2: Почему некоторые переходные металлы называются благородными металлами?
Решение:
Noble metals are elements in the lower right corner of the contemporary periodic table’s d-block (such as gold, silver, and platinum). Because of their low hydration enthalpies and high ionisation enthalpies, these metals are very unreactive. These metals are extremely resistant to acids. Metals such as platinum, mercury, and gold, on the other hand, can be dissolved in various acid mixes such as aqua regia (a mixture of hydrochloric acid and nitric acid). Silver, it should be noted, does not dissolve in aqua regia.
Вопрос 3: Почему это называется переходным металлом?
Решение:
Transition metals are found in the periodic table between the s-block and p-block elements. They’re known as d-block elements. Because these metals are unstable and display transitional behaviour between s and p block elements, they are referred to as transition metals.
Вопрос 4: Почему мы видим разные цвета среди переходных элементов?
Решение:
When they start bonding with other ligands, the d orbitals split apart and become non-degenerate due to differing symmetries of the d orbitals and the inductive effects of the ligands on the electrons. The energy of excitation relates to the frequency of light absorbed when an electron jumps from a lower energy d orbital to a higher energy d orbital, which is referred to as a d-d transition. As a result, light waves give the energy required by electrons to shift. The frequency of a light wave is found to be in the invisible range. The type of the ligands influences the frequency of light absorbed.
Вопрос 5: Являются ли внутренние переходные металлы реакционноспособными?
Решение:
The inner transition metals, which are normally found at the bottom of the Periodic Table, are found in the f-block. They are nearly as reactive as alkali metals, and all actinides are poisonous and have no commercial utility. Nonetheless, radioactive elements have the potential to be utilised as weapons or in nuclear power plants.