Материал: Неорганическая химия - курс лекций-презентаций
Характеристика переходных элементов
Когда Хром находится в степени окисленности +6 (например, в оксиде СгО3), шесть электронов его атома (пять 3d- и один 4s-электрон) вместе с валентными электронами соседних атомов (в случае СгО3 – атомов кислорода) образуют общие электронные пары.
Остальные электроны, непосредственно не
участвующие в образовании связей, имеют конфигурацию ls22s22p63s23p6, отвечающую электронной структуре благoродного газа.
Аналогично у атома серы, находящегося в степени окисленности +6 (например, в триоксиде серы SO3),
шесть электронов участвуют в образовании
ковалентных связей, а конфигурация остальных (ls22s22p6) также соответствует электронной структуре
благородного газа.
Характеристика переходных элементов
Мы знаем, что в пределах одного периода у
элементов главных подгрупп, т. е. у s- и р-элементов,
с возрастанием их порядкового номера число
электронов во внешнем электронном слое атомов возрастает, что приводит к довольно быстрому
переходу от типичных металлов к типичным неметаллам.
У переходных элементов возрастание порядкового номера не сопровождается существенным
изменением структуры внешнего электронного слоя.
Поэтому химические свойства этих элементов изменяются в периоде хотя и закономерно, но гораздо менее резко, чем у элементов главных
подгрупп.
Характеристика переходных элементов
В пределах одной декады переходных элементов
(например, от скандия до цинка) максимальная
устойчивая степень окисленности элементов сначала возрастает (благодаря увеличению числа
d-электронов, способных участвовать в образовании
химических связей), а затем убывает (вследствие усиления взаимодействия d-электронов с ядром по мере увеличения его заряда).
Так, максимальная степень окисленности скандия,
титана, ванадия, хрома и марганца совпадает с
номером группы, тогда как для железа она равна шести, для кобальта, никеля и меди – трем, а для
цинка – двум.
Характеристика переходных элементов
В соответствии с этим изменяется и устойчивость соединений.
Например, оксиды TiO и VO, содержащие титан и ванадий в степени окисленности +2, – сильные восстановители, а аналогичные оксиды меди и цинка (СuО и ZnO) восстановительных свойств не проявляют.
В главных подгруппах устойчивость соединений, в которых элемент проявляет высшую степень
окисленности с увеличением порядкового номера элемента, как правило, уменьшается.
Так, соединения, в которых степень окисленности
углерода или кремния равна +4, вполне устойчивы,
тогда как аналогичные соединения свинца (например, РbO2) мало устойчивы и легко восстанавливаются.
Характеристика переходных элементов
В побочных подгруппах проявляется обратная
закономерность: с возрастанием порядкового
номера элемента устойчивость высших
окислительных состояний повышается.
Так, соединения хрома (VI) – сильные окислители, а для соединений молибдена (VI) и вольфрама (VI) окислительные свойства не характерны.
В пределах каждой побочной подгруппы отмечается
значительное сходство в свойствах элементов
пятого и шестого периода.
Это связано с явлением лантаноидного сжатия.