d - Элемен ттердің химиясы

d-элементер

орналасқан :
Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni , Cu, Zn
Электрондық қабаттарының құрылысы-валенттілік орбитальдарының энергиялары бір-біріне жақын.

(n-1)d

nS

np

валентті электрондары (n-1)d қабатында орналасады.

Жалпы қасиеттері: атомдардың радиусы

S және P элементтер арасында :
Rp4 периодтан 5 периодқа көшкенде, радиустары өседі, 5 периодтан 6 периодқа ауысқанда радиустары өзгермейді, себебі лантандық жиырылу. (4f деңгейі толтырылады)

нөміріне тең. d- элементтер оксидтері:
Sc2O3 ; TiO2; V2O5; CrO3; Mn2O7;

FeO4(іс жүзінде жоқ)
Ауыспалы тотығу дәрежелері Cr мен Mn

) L- донор (

)
Г) Комплексті тұздардың түсі.
Комплексті тұздардың түсі күн сәулесі әсерінен электрондарының бір деңгейден екінші деңгейге ауысуы.

Cr; Mo; W; Rf;
Валенттілік электрондары: (Cr …3d⁵4s¹

)
(Mo …4d⁵ 5s¹) (W …5d⁴6s²)
Иондану энергиясы (J): 6,77 - 7,1 - 7,98

Атомдарының радиустары: RCrТотығу дәрежесі: 0; +1; +2; +3;+4;+5;+6

Cr Mo W

ө с е д і

8 (Mo, W)

Комплексті қосылыстар :
1) катиондық (төменгі Т.Д)

2) аниондық(жоғарғы Т.Д)

химигі Луй Никола Воклен.
Табиғатта таралуы:
Хромды теміртас Fe(CrO2)2
Крокоит PbCrO4

Охра CrO3
Физикалық қасиеті: ақ түсті, жалтырауық, өте қатты металл, пластикалық қасиеті жоқ.

алу үшін (алюмотермия):
4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
2Na2CrO4+3C=2Na2O+Cr2O3+3CO
Cr2O3+2Al=Al2O3 +2Cr
феррохром

2Cr+6HCl+6H2O=2[Cr(H2O)6]Cl3 +3H2
4.Концентрлі қышқылдармен:
Сr+H2SO4(k)=пассивтенеді

Cr2O3 , CrO3
Cr ⁺² (қосылыстары аз,әрі тұрақсыз)
Элек.формуласы: …3d⁴
Оксиді

CrO (қызыл түсті ұнтақ зат, негіздік қасиеттері бар)
ТТР Cr ⁺² өте күшті тотықсыздандырғыш
4CrCl2+O2+HCl=4CrCl3+2H2O
2CrCl2+2H2O=2Cr(OH)Cl2+H2
Cr(OH)2+2H⁺ +4H2O=[Cr(H2O)6]²⁺ *(гексааквахром (II))

Cr ⁺²

Көк түсті

Оксиді: Cr2O3 –жасыл түсті, суда ерімейді, ауада инертті,қиын балқиды,амфотрелі

қасиеті бар зат.
Cr2O3+3H2SO4=Cr2(SO4)3 +H2O
Cr2O3+6NaOH+3H2O=2Na3[Cr(OH)6]
Гидроксиді : Сr(OH)3- қара-жасыл түсті зат,суда ерімейді,амфотерлік қасиеті бар.
Сr(OH)3+3KOH=K3[Cr(OH6)]
2Cr(OH)3+3H2SO4=Cr2(SO4)3+6H2O

Cr⁺³

Cr(OH)3

[Cr(OH)6]³⁻

[Cr(H2O)6]Сl3 [Cr(H2O)5]Cl2*H2O [Cr(H2O)4Cl2]Cl*2H2O
Анионды к.қ:
K3[Cr(OH)6]- жасыл K3[CrСl6]-қызыл түсті

OH⁻

H3O⁺

OH⁻

H3O⁺

Қара-жасыл тұнба

Жасыл түсті

[Cr(H2O)5OH]²⁺ + HOH [Cr(H2O)4(OH)2]⁺ +H3O⁻
II. 2

[Cr(H2O)5OH]²⁺ [Cr2(H2O)8(OH)2]⁴⁺ +2H2O

III.Полимер түзуші комплекстер
Әлсіз қышқылдардың тұздары. (S²⁻ , CO3²⁻ )
CrCl3+Na2S+H2O=Cr(OH)3 +H2S+ NaCl

биядролы комплекс

2
H2O2+2H⁺ -2ē → 2H2O

3

2KCrO2+3Br2 +6KOH = 2K2CrO4+6KBr+ 3H2O
CrO₂⁻ +4OH⁻ - 3ē → CrO₄²⁻+2H2O 2
Br₂ + 2ē → 2Br⁻ 3

ыдырайды, тұрақсыз, қышқылдық оксид, суда жақсы ериді.
4CrO3 →2Cr2O3+ O2

CrO3+H2O →H2CrO4

Cr ⁺⁶

HCrO₄⁻ +H⁺

2H⁺+CrO₄²⁻
K1=1.6·10⁻¹ K2=3.2·10⁻⁷
Б) H2CrO7- дихром қышқылы, тек сулы ерітіндіде болады. CrO3+H2O=H2CrO7
Тұздары хроматтар , дихроматтар pH>7 ерітіндіде тек CrO₄²⁻
pH<7 ерітіндіде тек Cr₂O₇²⁻ иондары.

K1

K2

Cr₂O₇²⁻ +H2O
Сілтілік гидролиз:
Cr₂O₇²⁻

+2OH⁻ 2CrO²⁻ +H20
Тотықтырғыш қасиеттері:
K2Cr2O7+14HCl=2KCl+CrCl3+7H20+3Cl2
Cr2O₇²⁻+14H⁺ +6ē 2Cr³⁺ +7H2O 2 1
2Cl⁻ - 2ē Cl2 6 3

2 1
2Fe²⁺ - 2ē

2Fe³⁺ 6 3

K2Cr2O7+6KI+7H2SO4=3I2+Cr2(SO4)3+4K2SO4+7H2O
Cr2O₇²⁻+14H⁺ + 6ē 2Cr³⁺+7H2O 2 1
2I⁻ -2ē I2 6 3
Ашу реакциясы:
K2Cr2O7 + H2SO4 +4H2O2=2CrO5+K2SO4+5H2O

4CrO5+6H2SO4=2Cr2(SO4)3+7O2+6H2O

Эфирде көк түсті

Tc; Re;
Электрондық формуласы:

…3d⁵4s² …4d⁵5s² …5d⁵6s²
Иондану энергиясы эВ: 7,43 7,28 7,87
Атомдарының радиустары: 0,120 0,136 0,137
Тотығу дәрежесі: 0; +2; +3; +4; +5; +6; +7


Қышқылдық-негіздік қасиеттері:
Mn⁺²(OH)₂ Mn⁺³(OH)₃ Mn⁺⁴(OH)₄ H₂MnO₄ HMnO4

өседі

Mn

Mn

Mn

Tc

Re

Орта күшті негіз

Әлсіз негіз

амфотерлі

Күшті қышқыл

Өте күшті қышқыл

Mn₂O₃ - Браунит
MnS – марганец жылтыры
Физикалық қасиеті: Mn- қатты, жылтыр,

ауада сыртқы қорғаушы оксид қабыршағымен қапталған, 4 модификациясы бар.

пассивтенеді


Mn
+O₂
MnO
+S
+Hal
+N₂
+Si
+P
MnS
MnHal
Mn₂P , MnP
Mn₃N₂,

Mn₂N

Mn₂S, MnSi, Mn₂Si₃

кристалл

+H₂
3.Қышқылдармен:
Mn+ HCl=MnCl₂+H₂
Mn+H₂SO₄(сұй)=MnSO₄+H₂
Mn+H₂SO₄(конц)=MnSO₄+SO2+H2O
Mn+HNO3(конц)=Mn(NO3)2+NO2+H2O
Mn+HNO3 (сұй)=Mn(NO3)2+NO+H2O
Mn+HNO3---

суықта пассивтенеді.
4. Алынуы:1)электролиз: MnSO4=2Mn+2SO3+O2
2)кремнийтермия: MnO2+Si=Mn+SiO2
3) алюмотермия: 2MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3

t⁰

шала өткізгіш қасиеттері бар,негізік оксид суда ерімейді.
Mn(OH)2- ақ түсті

тұнба , негіздік қасиеті басым.
Mn(OH)2+H2SO4=MnSO4+2H2O
Mn²⁺ -суда еритін тұздары гидролизденеді
Mn²⁺+6H2O [Mn(H2O)6] ²⁺ қызғылт түсті аквакомплекс
Комплексті қосылыстар: [Mn(H2O)6] ²⁺ [Mn(OH)6]⁴⁻ [Mn(CN)6]⁴⁻
[Mn(Hal)6]⁴⁻
Mn²⁺ иондарын ашу реакциясы:
Mn(NO3)+PbO2+HNO3=HMnO4+Pb(NO3)2+H2O
Mn²⁺+4H2O -5e MnO₄⁻ +8H⁺
PbO2+4H+ 2e Pb ²⁺ +2H2O

зат, суда ерімейді, амфотерлік қасиеті бар.
MnO2+2KOH=K2MnO3+H2O
MnO2+4HCl=MnCl4+H2O
ТТР:

1.MnO2 –күшті тотықтырғыш :
MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2+2H2O (pH<7)
2.MnO2 –тотықсыздандырғыш (pH>7)
3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O

ортада тұрақты
pH=7 3K2MnO4+2H2O=2KMnO4+MnO2+4KOH
pH

3K2MnO4+2H2SO4=2KMnO4+MnO2+2H2O+2K2SO4
Mn⁷⁺ - Электрондық формуласы ...3d⁰
Оксиді Mn2O7 – жасыл қоңыр , май сияқты сұйықтық, тұрақсыз, қопарылыспен айырылады:
2Mn2O7=4MnO2+3O2
Қышқылы: HMnO4 марганец қышқылы, тұздары перманганаттар , күшті тотықтырғыштар.

жақсы ериді, күшті тотықтырғыш.
pH – қа байланыста тотықсыздануының үш бағыты

болуы мүмкін:
pH<7 MnO₄⁻ +8H⁺ +5e => Mn²⁺ +4H2O =1,58B
pH=7 MnO₄⁻ +2H2O +3e => MnO2 +4OH⁻ = 0,60B
pH>7 MnO₄⁻ +e => MnO₄²⁻

Термиялық ыдырау:
2KMnO4 = K2MnO4+MnO2 +O2