В В Приседський, В М Виноградов, О І Волкова - Курс загальної хімії у прикладах - страница 56

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67 

У табл. 22.10 наведені значення AG°98 утворення вищих оксидів d-

елементів IV-VII і II груп. Як видно, у перших чотирьох групах, що наведені в таблиці, стійкість вищих оксидів зверху вниз зростає, а в II групі


-зменшується.Більшість ^-елементів утворюють при безпосередній взаємодії з азотом - нітриди, з вуглецем - карбіди, з кремнієм силіциди, з бором бориди. Це фази змінного складу (бертоліди). Велика кількість з них має високу твердість, жаростійкість, корозійну стійкість.

При взаємодії ^-елементів з азотом часто утворюється нітрид типу МеК (наприклад, UN, VN, CrN) або Me2N (наприклад, Nb2N, Cr2N, Мо2К). Вони мають високу твердість і тугоплавкість. Наприклад:

TiN                ZrN                HfN                VN               NbN TaN

tra, °C       3220        2950        2982        2050        2573 3090

 

Більшість нітридів ^-елементів відрізняються хімічною стійкістю. Вони не розкладаються водою і розчинами кислот, стійкі до корозії. Тому їх використовують як високоміцні і корозійностійкі матеріали в різних галузях машинобудування.

З карбідів найбільш характерні речовини, склад яких виражається формулами МеС (наприклад, TiC, ZrC, HfC, VC, NbC, TaC), Ме2С (наприклад, Мо2С, W2C) або Ме3С (наприклад, Mn3C, Fe3C, Со3С). Ці карбіди відрізняються високою електропровідністю, твердістю, жароміцністю. Як приклад нижче приведені температури плавлення деяких карбідів.

 

TiC    ZrC    HfC    VC    NbC   TaC   Мо2С                             Fe^ Mn3C

t^, °C   3150   3580   3670   2800   3800   3880   2610   2800   1650 1520

 

Карбіди складу Ме3С термічно і хімічно менш стійкі, чим карбіди типу

МеС і Ме2С.

Великою різноманітністю за складом відрізняються бориди металів. Залежно від умов може утворитися борид типу МеВ, Ме2В, МеВ2, МеВ6, Ме4В, Ме3В4. Наприклад, для ніобію і хрому відомі бориди NbB, Nb2B, NbB2, Nb3B2, Nb3B4; CrB, Сг2В, СгВ2, Сг4В, Сг3В4. Більшість боридів мають високі твердість і жаростійкість.

Силіциди ^-елементів також мають складний склад, наприклад Mo3Si, Mo5Si3, MoSi, MoSi2. Силіциди з високим вмістом кремнію стійкі до дії кислот і жаростійкі.Оскільки d-елементи є хорошими комплексоутворювачами, для них характерні різноманітні комплексні сполуки.

Приклад 22.6. Дайте порівняльну характеристику Хрому і Вольфраму, а також їх сполук.

Розв язання. Оскільки Хром і Вольфрам є ^-елементами VI групи відповідно IV і VI періодів, їх електронні формули у нормальному стані такі (з урахуванням провалу електрона у Сг)Cr - 4sl3d5


W - 6s23dCr

або в графічній формі

   II II II II II

4s 3d


 

W


ш

6s


 

I II II II

5dW*

В атомах Сг всі валентні електрони неспарені. У атомі W є вільна орбіталь 5d. Електронна конфігурація, що виникає при його збудженні, аналогічна конфігурації незбудженого атома Сг: W* - 6s!5d5 або

И Е

III II II

6s 5d

За загальними правилами нижчий ступінь окиснення обох елементів НСО = +2, а вищий дорівнює номеру групи ВСО = +6. Діапазон можливих ступенів окиснення включає практично всі проміжні значення між НСО і ВСО (табл. 22.8). Характерні ступені окиснення Сг включають +3 (найбільш стійкий) і +6. Для W, як важкого d-елемента, низькі ступені окиснення нехарактерні, стійкою є вища СО +6.

У вільному стані обидва елементи є тугоплавкими металами. Знаючи характер зміни властивостей в підгрупах, слід чекати, що W має значно вищу густину і температуру плавлення, чим Сг. Вольфрам є найбільш тугоплавким зі всіх металів. Обидва метали мають парамагнітні властивості. У дисперсному стані проявляють каталітичні властивості.

Вольфрам значно менш активний хімічно, чим хром.

Для хрому можливі такі оксиди і гідроксиди: Сг(ОН)2, Сг203 і Сг(ОН)3, СгО2, Сг03 і Н2СгО4, з яких Сг(ОН)2 і СгО2 мало стійкі. Вольфрам як важкий d-елемент не утворює оксиди і гідроксиди в низьких ступенях окиснення.Стійкими кисневими сполуками W є WO3 і H2WO4. Для W характерне утворення оксогалогенидів: WOCl4, WO2Cl2.

За відомою залежністю кислотно-основних властивостей від ступеня окиснення елементу, слід чекати, що СЮ і Сг(ОН)2 мають основні властивості; Cr2O3 і Q-(OH)3 - амфотерні; СЮ3 і Н2СЮ4, а також WO3 і H2WO4 - кислотні.

Оскільки стійкість сполук ^-елементів в ВСО у підгрупах зверху вниз зростає WO3 і H2WO4 стійкіші, ніж СЮ3 і Н2СrO4. Тому хромовий ангідрид СЮ3 і хромова кислота Н2СЮ4 повинні проявляти сильні окисні властивості.

Для хрому, як легкого ^-елементу, характерні реакції в розчинах. Наприклад, реакції амфотерного гідроксиду хрому(Ш)

2Сг(ОН)3 + 3H2SO4 = Cr2(SO4)3 + 6H2O 3NaOH + Сг(ОН)3 = Ка3г(ОН)б]

або

 

NaOH + Сг(ОН)3 = Nar(ОН)4]

 

+3

Катіони Сг  піддаються гідролізу

 

Сг+3 + H2O CrOH2+ + H+

 

Приклад реакції комплексоутворення Сг(Ш):

 

Сг(ОН)3 + 6NH3 = [Cr(NH3)6](OH)3

 

Приклад окисно-відновної реакції за участю сполуки хрому^І):

 

6KI + K2G2O7 + 7H2SO4 = Cr2(SO4)3 +2 + 4K2SO4 + 7H2O

Для вольфраму і його сполук реакції в розчинах не характерні. Розчинні у воді вольфрамати дають тільки і К

 

H2WO4 + 2NaOH = Na2WO4 + 2H2O

Оксид вольфраму^І) не розчиняється у водних розчинах лугів. Його взаємодія з лугами перебігає при сплавленні

WO3 + 2NaOH = Na2WO4 + H2O сплавленнДОДАТКИ

 

 

Основні фізико-хімічні константи
Швидкість світла      с

а.о.м.      1,6606 ^ 10 кг

me

Стала Планка                                              h
Атомна одиниця маси
Маса спокою електрона

 

Маса спокою протона                                mp

 

Маса спокою нейтрона                              mn

Заряд електрона                                          e

Число Авогадро                                          Na

Газова стала                                                R

Стала Больцмана                                        к

Стала Фарадея                                            F

 

Молярний об'єм ідеального газу

при нормальних умовах                            Vm

 

Абсолютний нуль температури      0 КСпіввідношення між одиницями фізичних величин

 

Одиниці довжини:

-10

1 ( ангстрем ) = 10 м

-6

1 мкм ( мікрон ) = 10 м

 

Одиниці сили:

1 кгс ( кілограм-сила ) = 9,8066 Н

-5

1 дин (дина) = 10 Н

 

-30

Одиниці дипольного моменту:      1Д ( дебай ) = 3,3356 10   Кл мОдиниці тиску:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Одиниці енергії:


1 атм (фізична атмосфера)=1,01325 105 Па

1 кгс/м2 = 9,8066 Па

1 Торр = 1 мм рт. ст. = 133,32 Па

1 мм вод. ст. = 9,8066 Па

1 атм = 760 мм рт. ст.

1 бар = 105 Па

 

 

1калт/х (термохімічна калорія)=4,1840 Дж 1 калм/н (міжнародна калорія)= 4,1868 Дж

-7

1 ерг = 10 Дж

1 ев (електрон-вольт) = 1,6022 10-19 Дж

1 кгм = 9,8066 Дж

1 кВт ^ ч = 3,6106 Дж 1 л ^ атм = 1,01325 102 Джго



о « о >

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

Я


 

71 Lu

174,967

Лютецій

103 Lr [260]

Лоуренсій

70 Yb

173,04

Ітербій

102 No

[259]

Нобелій

69 Tm 168,934 Тулій

101 Md [258]

Менделєєвій

68 Er

167,26

Ербій

100 Fm

[257]

Фермій

67 Ho

164,93

Гольмій

99 Es [252]

Ейнштейній

66 Dy

162,50

Диспрозій

98 Cf [251]

Калифорній

65 Tb 158,925 Тербій

97 Bk

[247]

Берклій

64 Gd

157,25

Гадоліній

96 Cm

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  61  62  63  64  65  66  67 


Похожие статьи

В В Приседський, В М Виноградов, О І Волкова - Курс загальної хімії у прикладах