Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Фролов В.В. -> "Химия" -> 132

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 .. 126 127 128 129 130 131 < 132 > 133 134 135 136 137 138 .. 211 >> Следующая

Т а б л и ц а 12.19. Некоторые физико-химические свойства {/-металлов V группы
Металл У. Электронная формула Ради уем, им Потенциал попала им и, И Электро-отрнца-те.щ,-ностп Электродный потенциал, 13



А" Л"1 ,4;) '¦



V
N1)
Та 23 41 73 Зйа4яа 4^4/"(|5.ч' 0,132 0,145 0,140 0,072 0,067 0,061 •0,067 0,040 0,066 0,066 6,74
6,88 7,88 1,6 1,6
1,5 — 1,50
— 1,10
335
При изменении степени окисления изменяется и характер химических связей, причем в высших степенях окисления (4—5) преобладают ковалентные полярные связи, в низших (2—3) — ионно-ковалентные (характерны только для V). Изменение характера связей и химических свойств полученных соединений рассмотрим в связи с соответствующими реакциями окисления и восстановления.
Отношение к элементарным окислителям. Гидриды а?-ме-таллов V группы — металлообразные соединения, обладающие электронной проводимостью и способные переходить в состояние сверхпроводимости. Гидриды ванадия, ниобия и тантала способны образовать растворы с твердыми и жидкими металлами, и это вызывает, как и у с?-металлов IV группы, отклонение от закона Си-вертса и обусловливает большую растворимость водорода в этих металлах, уменьшающуюся при увеличении температуры. Гидриды ниобия более устойчивы, чем гидриды ванадия. Зависимость от температуры растворимости водорода в этих металлах приведена на рис. 174.
0.12
0,08
| ¦

\ -Nb
• V
600
800
1000 two TtK

Рис. 174. Растворимость водорода V и Nb (рн = 1,013- 105 Па)
Рис. 175. Схема строения молекулы пентафторида ниобия (NbF5) .
Г а л и д ы d-металлов V группы образуются в результате непосредственного взаимодействия и при реакциях с кислотами. При непосредственном взаимодействии атомы Nb и Та проявляют высшую степень окисления RHal5.
' Распределение электронов в атомах V, Nb и Та для высшей степени возбуждения см. табл. 12.3; пять непарных электронов дают пять гибридных орбиталей, расположенных по осям симметрии тригональной бипирамиды, как это показано на рис. 175 для пентафторида ниобия. Атом ниобия в пентафториде обладает положительным потенциалом за счет оттянутых атомами фтора электронов и сохраняет свободные орбитали, т. е. является акцептором при образовании комплексных соединений:
2Nb + 5F2-*-2NbF5; NbF8 + 2KF-»- К2 [NbF7]
Координационное число 7 характерно для Nb и Та. Ванадий не дает хлоридов высшей степени окисления, образуя следующие соединения: VC12, VC13 и VC14. Первые два соединения можно рас
336
сматривать как соли ионного типа. В соединении УС14 доминируют ковалентно-полярные связи. При взаимодействии с фтором при температуре выше 300°С ванадий образует пентафторид УР5.
Гидролиз галидов ^-металлов V группы может происходить в зависимости от условий или сразу, или с образованием сложных ионов:
ХЬС1.:, + -ИЬО -П.Д'ЬО, -11\п()(| I 5НС1
Мч,0Й-лТ1,.0
1ЧЬС15 + 1-1.0 -у | N1)0] С13 + 2НС1
У0С13 — жидкость; 1МЬ0С13 — твердое вещество в обычных условиях.
Оксиды ^-металлов V группы образуются с большим выделением энергии и представляют собой устойчивые соединения с переменной степенью окисления. Оксиды высшей степени окисления, ( + 5) — ковалентно-полярные соединения, обладающие кислотным характером. На рис. 176 показана схема строения молекулы У205 и Н\Ю3 — метаванадиевой кислоты:
У205 + Н,.0-*2И\Ю3 (мета); У206 + ЗНпО-»-2Н3У04 (орто)
Строение молекул соединений высшей степени окисления ванадия соответствует строению молекул соединений фосфора (Р205, Н3Р04, НР03).

Рис. 176. Схема строения молекул У205 и НиГО3
Некоторые свойства оксидов различной степени окисления приведены в табл. 12.20. Данные таблицы показывают, что при повышенных температурах пассивироваться могут только ЫЬ и Та, обладающие тугоплавкими нелетучими оксидами.
Оксиды ванадия имеют кристаллическую структуру и каждой степени окисления соответствует определенный цвет: У202 — светло-серый, У203 — черный, У204 — сине-голубой, У205 — красный.
337
^-Металлы V группы образуют металлообразные субоксиды, отвечающие формулам Н60, гЯ30 и И20.
Изменение степени окисления меняет химический характер оксидов: У202 имеет основный характер, У2Оа и У204 амфотерны, \/205— кислотный характер, хотя Н\Ю3 в отличие от метафосфорной кислоты может диссоциировать, давая ион ОН~:
Н+ + УО;Т ^ НУО;) 5* + он -
Таблица 12.20. Свойства некоторых оксидов ^/-металлов V группы
Оксид ли". Темно Kiwpu, К Оксид Al/". Темпера Iура. К
кДж/модь ил явления кипения к Л, ж/моль пла нлепня кипения
<<<<
popp 887,0 1255,2 1514,6 1600,8 2248 2240 943 2573 Nb20„ Nl)vOa Nb20, Ta2Of; 812,0 1619,2 1937,6 2087,8 1793
У204 со щелочами образует соли — ванадаты (IV):
21МаОН + 2У,0., -> Ыа,,У.)0,) + НйО
а с кислотами — соли:
У204 + 2Н2504 ^2УОБ04 + 2Н,,0 У203 образует с кислотами обычные соли:
У203 + ЗН2304->У2(504)3 + ЗН,0
Наиболее устойчивой солью является ванадат (V) аммония ЫН4\Юз- Соли V3"1" устойчивы в комбинации с другими ионами — двойные соли: КУ(Б04)2• 12Н20 (типа квасцов). Соли \/2+ имеют фиолетовую окраску и тоже более устойчивы в присутствии других ионов: К2504-У504-6Н20.
Предыдущая << 1 .. 126 127 128 129 130 131 < 132 > 133 134 135 136 137 138 .. 211 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed