Елементи групи VІІ В

VІІ В групу складають елементи ₂₅Мn, ₄₅Тс, ₇₅Rе. Будова зовнішніх електронних шарів атомів:

↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ − − −, де n (номер періоду) = 4, 5, 6 відповідно.

_{(n – 1)d ns np}

Фізичні характеристики елементів.

Деякі важливі дані про елементи VІІ В групи наведені в таблиці 7.

Таблиця 7

Елемент	Mn	Tc	Re
Ковалентний радіус атома, нм	0,117	0,127	0,128
Радіус іону, нм Е²⁺ Е³⁺ Е⁴⁺ Е⁶⁺ Е⁷⁺	0,083 0,065 0,053 – 0.046	0,093 – – – 0,056	– – 0,063 0,055 0,77
Елемент	Mn	Tc	Re
Основна форма існування за звичайних умов	Сріблястий метал	Сріблясто-сірий метал	Сірувато-білий метал
Густина, г/см³, 298К	7,44	11,49	21,03
Температура плавлення, ˚С
Перший потенціал іонізації, В	7,435	7,288	7,88
Спорідненість до електрону, еВ	-0,97	0,99	0,38
Електронега- тивність	1,60	1,36	1,46
Ступені окиснення елемента в сполуках (виділені найбільш характерні)	+2, +3, +4, +6, +7	+2, +4, +6, +7	+2, +3, +4, +6, +7

В таблці 8 наведені основні відомості про d - елементи VІІ В.

Таблиця 8

Символ елемента	Mn	Tc	Re
Українська мова	Манган	Технецій	Реній
Російська мова	Марганец	Технеций	Рений
Латинська мова	Manganum	Technetium	Rhenium
Рік відкриття
Автор відкриття	К. Шеєле	К. Пер´є, Є. Сегре	В. та Н. Ноддак, О. Берг
Вміст в земній корі, масова частка %	9·10^–2	–	7·10^–8
Основні природні сполуки	MnO₂, Mn₃O₄, Mn₂O₃	Сліди в уранових рудах	Домішки в деяких рудах

Символ елемента	Mn	Tc	Re
Вміст в організмі людини, масова частка %	10^–5	–	–
Місце найбільшого накопичення в організмі людини	Легені, м´язи, печінка, нирки, селезінка, кістки, головний мозок, гіпофіз	–	–
Біологічна роль	Бере участь у білковому, мінеральному, жировому, вуглеводному обміні, синтезі аскорбінової кислоти; впливає на процеси розмноження, на центральну нервову систему; на активність багатьох вітамінів, ферментів, гормонів.	Не з´ясована	Не з´ясована
Найважливіші фармацевтичні препарати	MnCl₂, MnSO₄ - для лікування анемій вагітних; при лікуванні ожиріння, атеросклерозу; КМnО₄ – антисептичний, в´яжучий, припалюючий засіб	–	–

Прості речовини

Манган одержуюють термічним відновленням оксидів чи галогенідів за допомогою Н₂, Nа, Мg, Аl, С чи Sі (кремній-термія):

3Mn₃O₄ + 8Al 9Mn + 4Al₂O₃;

MnO₂ + Si Mn + SiO₂.

Використовують також електроліз водного розчину МnSО₄.

Тс, Rе отримують відновленням воднем пертехнатів, перренатів чи оксидів або сульфідів:

2NH₄ReO₄+ 4H₂ 2Re + N₂ + 8H₂O;

Re₂O₇ + 7H₂ 2Re + 7H₂O;

Tc₂S₇ + 7H₂ 2Tc + 7H₂S.

Хімічна активність елементів зменшується від Мn до Rе: Мn в ряду напруг знаходиться до водню, а Тс та Rе – після нього.

Мn, Тс, Rе взаємодіюють з багатьма реагентами, проявляюючи ступені окиснення від +2 до +7. Взаємодію підсилює нагрівання та подрібнення.

У вологому повітрі порошкоподібні елементи окиснюються за звичайних умов.

Реакції з простими речовинами:

Mn + Г₂ MnГ₂ ( Г - F, Cl, Br, I );

Re + 3Г₂ ReГ₆ ( Г - F, Cl );

Mn + O₂ 2MnO;

4E + 7O₂ 2E₂O₇( E – Tc, Re );

Mn + S MnS;

E + 2S ES₂ ( E – Tc, Re ).

При нагріванні за певних умов манган реагує з азотом та вуглецем, утворюючи нітриди Mn₅N₂, Mn₃N₂ та карбіди Mn₃C. З фосфором реагують Мn та Re.

Реакції з найважливішими реагентами:

При нагріванні Мn реагує з розбавленими кислотами ( НСl, Н₂SО₄ ) з утворенням солей мангану (ІІ) та водню:

Mn + H₂SO₄ → MnSO₄ + H₂.

З НNО₃, концентрованою Н₂SО₄реагуюють всі метали VІІ В групи:

Mn + 2H₂SO_4(конц.) → MnSO₄ + SO₂ + 2H₂O;

2Re + 7H₂SO_4(конц.) → 2HReO₄ + 7SO₂+ 6H₂O;

3E + 7HNO_3(розб.) → 3HEO₄+ 7NO + 2H₂O ( E – Tc, Re );

5Mn + 12HNO_3(розб.) → 5Mn(NO₃)₂ + N₂ + 6H₂O;

Mn + 4HNO_3(конц.) → Mn(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.

Бінарні сполуки

У бінарних сполуках Мn, Тс, Rе проявляюють ступені окиснення від +2 до +7. Стійкість сполук з низькими ступенями окиснення ( +2, +3, +4 ) від Мn до Rе зменшується, а з високими ( +6, +7 ) – збільшується. Сполуки Мn⁺⁶, Мn⁺⁷ є сильними окисниками, а сполуки Тс та Rе з низькими ступенями окиснення – сильні відновники.

Сполуки з воднем

Мn, Тс, Rе не утворюють з воднем сполук певного складу, але добре розчиняють його навіть при відносно невисоких температурах.

Галогеніди

Для Мn відомі тільки галогеніди для нищих ступеней окиснення, і їх стійкість зменшується в ряду Мn⁺², Мn⁺³, Мn⁺⁴. МnF₂, MnCl₂, MnBr₂, MnI₂ - кристалічні речовини, крім МnF₂, добре розчиняються у воді. У технеція та ренія більш стійкі галогеніди з елементами у вищих ступенях окиснення, більшість з них мають ковалентний тип зв´язків, леткі, диспропорціюють у воді:

3ReCl₆ + 10H₂O → 2HReO₄ + ReO₂ + 18HCl.

Оксиди

Для мангану і ренію відомі оксиди ЕО, Е₂О₃, ЕО₂, ЕО₃, Е₂О₇; для технецію – ТсО₂ та Тc₂О₇.

Крім рідкого Мn₂О₇, всі оксиди за звичайних умов – тверді речовини. Більшість з них є “нестехіометричними” сполуками, і наведені формули тільки приблизно відповідають їх складу. Всі вони напівпровідники.

Оксиди Мn у ступенях окиснення +2, +3, +4 можна одержати безпосередньою взаємодією елемента з киснем за схемою:

MnO₂ MnO MnO₂ Mn₂O₃ Mn₃O₄.

При взаємодії Tc та Re з киснем утворюються тільки Е₂О₇:

4Re + 7O₂ → 2Re₂O₇.

Як правило, оксиди одержують термічним розкладом гідроксидів, солей, відновленням чи окисненням певних сполук:

Mn(OH)₂ → MnO + H₂O;

Mn(NO₃)₂ → MnO₂ + 2NO₂;

3Mn₂O₃ + KClO₃ → 6MnO₂ + KCl;

ReO₂ + Re₂O₇ 3ReO₃.

Оксиди Мn, Тс та Rе, крім МnО₃, ReO₃ та Е₂О₇, малорозчинні у воді. Оксиди з елементами в нищих ступенях окиснення проявляють основні властивості, а у вищих – кислотні.

МnО₂ проявляє амфотерні властивості. При дії кислот та лугів утворює нестійкі солі мангану (ІV):

MnO₂ + 4HCl_(розб.) → MnCl₄ + 2H₂O;

MnO₂ + 2NaOH → Na₂MnO₃ + H₂O;

МnО₂ проявляє як властивості окисника, так і відновника:

MnO₂ + 4HCl_(конц.) → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O;

6MnO₂ + 2NH₃ → 3Mn₂O₃ + N₂ + 3H₂O;

2MnO₂ + О₂ + 4KOH → 2K₂MnO₄ + 2H₂O;

3MnO₂ + KClO₃ + 6KOH → 3K₂MnO₄ + KCl + 3H₂O.

У порошкоподібному стані МnО₂ каталізує термічний розклад КСlО₃, КМnО₄, Н₂О₂, NаСlО, окиснення NH₃ до HNO₃, перетворення оцтової кислоти в ацетон та проявляє значні адсорбційні властивості: поглинає хлор, оксид сірки (IV), солі барію, радію, алюмінію, срібла та калію.

Mn₂O₇ – нестійка сполука, вибухає, розкладаючись:

Mn₂O₇ → Mn₂O₃ + 2O₂.

Мn₂О₇ – дуже сильний окисник. В присутності Н₂SО₄ за звичайних умов окиснює різні похідні вуглецю.

Tc₂O₇ та Re₂O₇ - стійкі сполуки, слабкі окисники.

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒