D -металлы III группы

Вопрос № 3

Кадмий применяется в щелочных аккумуляторах, для кадмирования стальных изделий, как компонент некоторых сплавов, в ядерных реакторах для регулирования скорости цепной реакции. Сульфид кадмия применяется для получения желтой краски и цветных стекол. Все соединения кадмия ядовиты.

Ртуть - единственный металл, который при обычных условиях находится в жидком состоянии. Ртуть способна растворять в себе многие металлы, образуя с ними сплавы - амальгамы. Особенно легко образуется амальгама золота. Железо не образует амальгаму, поэтому ртуть можно перевозить в стальных сосудах. На воздухе ртуть не окисляется, но при температуре кипения образует НgО. Важными соединениями ртути являются: каломель Нg₂С1₂ и сулема НgСl₂. Пары ртути и все растворимые соли ртути - сильные яды.

Составьте уравнения реакций, протекающих при осуществлении следующих превращений Cu→Cu(NO₃)₂→Cu(OH)₂ →CuSO₄.

Приведите названия продуктов данных реакций. Для окислительно-восстановительных реакций привести электронный баланс, а для ионно-обменных – ионные формы.

Cu⁰ + 4НN⁺⁵О₃ (конц.) = Cu²⁺(NО₃)₂ + 2N⁺⁴О₂ + 2Н₂О,

электронные уравнения:

Cu⁰ - 2е = Cu⁺² × 1,

N⁺⁵ + 1е = N⁺⁴ × 2.

Cu(NO₃)₂ + 2КОН → Cu(OH)₂ + 2КNO₃,

Cu⁺² + 2NO₃^- + 2К⁺ + 2ОН^- → Cu(OH)₂ + 2К⁺ + 2NO₃^-,

Cu⁺² + 2ОН^- → Cu(OH)₂.

Cu(OH)₂ + Н₂SO₄→ CuSO₄ +2Н₂О,

Cu(OH)₂ + 2Н⁺ + SO₄^2– ® Cu⁺² + SO₄^2–→ 2Н₂О,

Cu(OH)₂ + 2Н⁺ ® Cu⁺² + 2Н₂О,

ЛЕКЦИЯ № 23

«d-ЭЛЕМЕНТЫ III, IV, V, VI ГРУПП»

К d -металлы II группы относятся: скандий(Sс), иттрий(Y), лантан (Lа) и актиний(Ас). За лантаном и актинием в периодической таблице находятся по 14 элементов, называемых соответственно лантаноидами и актиноидами. Скандий, иттрий и лантаноиды принято называть редкоземельными металлами. Скандий, иттрий, лантан и лантаноиды, за исключением прометия, имеют устойчивые изотопы. Актиний и актиноиды не имеют устойчивых изотопов. У лантаноидов и актиноидов происходит заполнение третьего снаружи f-слоя, поэтому в данных семействах химические свойства элементов очень близки между собой. У лантаноидов, за исключением европия и иттербия, в отличие от главных подгрупп происходит уменьшение радиусов атомов, называемое лантаноидным сжатием, что приводит к увеличению плотности и уменьшению восстановительной активности. Данное явление присуще актиноидам и называется соответственно актиноидным сжатием. Основная валентность для данных элементов равна 3. Редкоземельные металлы по значениям электродных потенциалов находятся между Аl и Мg, т.е. являются химически активными металлами. Актиноиды более сильные восстановители чем лантаноиды. Данные металлы реагируют с водой и легко растворяются в кислотах.

Скандий близок по свойствам с алюминием, но c температурой плавления примерно на 750⁰ выше, что делает перспективным применение его в авиа- и ракетостроении. Добавки данных металлов к сплавам в ряде случае приводят к существенному улучшению их механических и физико-химических характеристик. Лантаноиды хорошие поглотители кислорода, водорода и других газов. Вследствие близости химических свойств разделение лантаноидов сложная технически сложная задача, поэтому на практике сплав редкоземельных металлов, называемый мишметеллом. Применение данных металлов разнообразно, но из-за сложности получения ограничено.

Электронная конфигу­рация данных элементов имеет вид - (n-1)d¹⁰ns², поэтому в своих со­единениях они двухвалентны. Цинк и кадмий имеют постоянную степень окисления +2. Эта же степень окисле­ния характерна и для ртути, однако ртуть может образовывать соединения типа Cl-Hg-Hg-Cl, в которых она двухвалентна, но имеет степень окисления +1.