Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фролов В.В. -> "Химия" -> 124

Химия - Фролов В.В.

Фролов В.В. Химия: Учеб. пособие — М.: Высш. шк., 1986. — 543 c.
Скачать (прямая ссылка): chem_up_dlya_msv.pdf
Предыдущая << 1 .. 118 119 120 121 122 123 < 124 > 125 126 127 128 129 130 .. 211 >> Следующая

Суммарное спиновое число определяет возможные степени возбуждения (или окисления) атома данного элемента:
где к — окислительное число или степень окисления. Обсуждая данные табл. 12.3 и рис. 168, можно сделать следующие выводы:
1) ^/-металлы, обладающие небольшим количеством электронов (до 6) в подуровне (1, способны вступать в химические реакции с элементарными или сложными окислителями как восстановители и в первую очередь, по-видимому, будут устанавливать химические связи электроны подуровня й\
2) ^-металлы, обладающие электронными парами в подуровне й, имеют меньшие степени возбуждения и их окислительные числа тоже меньше, так как не все электроны подуровня й могут принимать участие в химических реакциях (исключение Ри и ОБ);
3) ^-металлы III, IV, V, VI и VII групп в высишх степенях окисления проявляют свойства, подобные свойствам р-элементов соответствующих групп;
4) ^-металлы VIII, I и II групп, за исключением Ре и его аналогов, обладают малыми степенями окисления и соединения их проявляют только металлические свойства.
Таким образом, все (^-элементы делятся на два семейства — от ^'я2 до (гя2 и от с16я2 до ^10«2, отличающихся по химическим свойствам. Для первого семейства характерны соединения, соответствующие высшей степени окисления или возбуждения атомов, тогда как для второго семейства эти соединения мало характерны, за исключением аналогов железа и ОБ, из которых последний встречается в природе в виде солей осмиевой кислоты.
Все соединения ^-металлов в зависимости от степени окисления можно разделить на три группы: а) высшей степени окисления (+4; +8); б) промежуточной степени окисления (+4; +3); в) низшей степени окисления (-{-2; +1) (табл. 12.4).
Соединениям высшей степени окисления свойственны ковалент-но-полярные связи, приближающие эти соединения к соединениям р-элементов этих групп.
Галиды и оксиды я(-металлов высшей степени окисления имеют неметаллический (кислотообразующий) характер. Например, титан проявляет степени окисления 4-4, -)-3 и -|-2. В свойствах тетрахло-рида титана Т1С14 не проявляется признаков ионной связи: он — легколетучая жидкость (Г,,.,, = 250 К, Г);|||| = 419 К), электрический ток не проводит, молекула обладает тетрагональной симметрией (метан, алмаз). Энергетически образование ионной связи невозможно, так как потенциалы ионизации при последовательном удалении электронов весьма велики: /7, = 6,81; е/2==13,6; с7ч = 28,4; 1/4 = 45,4 и с/5 = 101,0.
316
Т а б л и ца 12.4. Степени окисления гі-металлов 4-го периода
Степень
СІКИІ'-
деиин III IV V VI VII VIII І її ( ЛІ Я.41

(/'.V- (/V
(/V * ./V (/'V

и" Ті" V" Сг" Мп" Ре" Со" N1» Си" полярная ионная
— Тіа + Vа* Сг + Ге2' Со2+ ІЧг+ Си11 Ог '¦

ТІ;Ч у»+ Сг1' Мп;н Ре:!+ Соа+ (Ы!;н) (Сіг, + )

_ Ті,.,. Мп,,+ (ХМ1/ ) _

— у5 + • — _ _

КЙ+ _ Сг,,+ Мп0+ Реп- — _ _

К7 + — — Мп7 + — — _

Таким образом, образование молекулы ТіС14 идет за счет перекрытия гибридизированных орбиталей атома титана (^2з2-></4) и орбиталей атомов хлора. Схема молекулы ТіС14 показана на рис. 169. Гидролиз этого соединения идет в определенных условиях практически необратимо по уравнению
ТіС1< + 4Н20Н4ТЮ4 -І- 4НС1 Н4ТЮ4 -* Н2ТЮа ТЮ • *НаО
орто мета пі дрокемд

Рис. 169. Схема строения моле- Рис. 170. Схема строения моле-
кулы ТіС14 кулы Н2ТЮа
317
Молекула метатитановой кислоты (рис. 170) — полярная и способна диссоциировать в водных средах (хотя эта способность ничтожно мала):
Н2ТЮ3^2Н+ + ТЮГ
Соединения (^-металлов высшей степени окисления в химических реакциях могут выступать как окислители, так как их устойчивость уменьшается, а следовательно, окислительная активность увеличивается от подгруппы титана к подгруппе железа. В частности, тетрахлорид титана можно рассматривать как окислитель:
ТЮ4 |-2Мё~>Т1 + 2/%С12; 2Т1С14 + На-*-2ИС13 + 2НС1 и т. д.
Наблюдается большое сходство между соединениями титана высшей степени окисления и соответствующими соединениями р-элементов IV группы.
В соединениях промежуточной степени окисления сохраняется значительная доля ковалентно-полярной связи, т. е. процент ионности связи у них невысок. Так, например, Т'203 кристаллизуется по типу, корунда (А1203) и только при высоких температурах проявляет электрическую проводимость, обусловленную диссоциацией ковалентно-полярных связей. Эти соединения обычно проявляют амфотерность если не в водных средах, то при сплавлении:
Ре203 + СаО Са (Ре02) 2-> СаРе204
феррит кальция
В химических реакциях выступают как окислители и как восстановители в зависимости от условий:
5Ре203 + 6ЫагЮ3 + 7№2С03-+ 10№2реО4 + ЗЫ2| + 7СОа
восстановитель
Ре203 + 6НС1 + Си-н-СиС12 + 2РеС12 + ЗН20
окислитель
Промежуточных степеней окисления у отдельных ^-металлов может быть несколько, но это уже относится к индивидуальным свойствам рассматриваемых элементов.
Соединения низшей степени окисления (степень окисления чаще всего +2; +1 — медь, ее электронные аналоги и ртуть) образуют молекулы или кристаллы ионного типа с большой степенью ионности. Например, оксид титана ТЮ образует ионные кристаллы типа ЫаС1. В химических реакциях соединения низшей степени окисления-обычно проявляют восстановительные свойства, за исключением непрочных соединений «благородных» металлов, вызывающих реакции окисления, что используется, например, в се-ребряно-цинк9вых аккумуляторах.
Предыдущая << 1 .. 118 119 120 121 122 123 < 124 > 125 126 127 128 129 130 .. 211 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed