Федеральное агентство по образованию

Уфимский государственный авиационный технический университет

Кафедра химии

Контролируемая самостоятельная работа

по теме:

«Химия металлов»

Выполнил:

Проверил:

Уфа-2007

Содержание

1. Структура простых веществ в подгруппе, периоде 3

2. Закономерности изменения химических свойств веществ по группе, периоду 3

3. Структура и физические свойства кадмия 4

4. Взаимодействие кадмия с простыми окислителями 7

5. Взаимодействие кадмия со сложными окислителями 7

6. Двухэлементные соединения кадмия 7

7. Трехэлементные соединения кадмия 9

8. Комплексные соединения кадмия 9

9. Список использованной литературы 10

Схема «Свойство — порядковый номер элемента»

Зависимость физических свойств по периоду и подгруппе, к которым относится кадмий

Структура простых веществ в подгруппе, периоде

Закономерности изменения химических свойств веществ по группе, периоду

Структура и физические свойства кадмия

Взаимодействие кадмия с простыми окислителями

Двухэлементные соединения кадмия

Взаимодействие кадмия со сложными окислителями

Трехэлементные соединения кадмия

Нестехиометрические соединения элемента

Комплексные соединения элемента

1. Структура простых веществ в подгруппе, периоде.

Все элементы подгруппы кадмия — металлы. Структура простых веществ в подгруппе отличается только добавлением дополнительного электронного слоя от цинка к ртути. Электронная конфигурация цинка – 3d¹⁰4s², кадмия – 4d¹⁰5s², ртути – 5d¹⁰6s². В периоде кадмия всеs-элементы,p-элементы до теллура и всеd-элементы — металлы, теллур и следующие элементы — неметаллы. По периоду кадмия у каждого следующего элемента начиная с рубидия на внешний уровень добавляется один электрон согласно правилу Клечковского.

2. Закономерности изменения химических свойств веществ по группе, периоду.

По химической активности кадмий и металлы его подгруппы уступают щелочно-земельным металлам. При этом в противоположность подгруппе кальция в подгруппе кадмия с ростом атомной массы химическая активность металлов понижается. Об этом, в частности, свидетельствуют ΔG˚_f дихлоридов и характер изменения их значений в зависимости от порядкого номера элементов. Об этом же свидетельствуют значения электродных потенциалов металлов: цинк и кадмий в электрохимическом ряду напряжений расположены до водорода, ртуть — после. Цинк — химически активный металл, легко растворяется в кислотах и при нагревании в щелочах:

Zn + 2OH₃⁺+ 2H₂O = H₂ + [Zn(OH₂)₄]²⁺

Zn + 2H₂O + 2OH^– = H₂ + [Zn(OH₂)₄]^2–

Кадмий в щелочах практически не растворяется, а в кислотах — менее энергично чем цинк; ртуть же растворяется только в кислотах, являющихся достаточно сильными окислителями за счет своих анионов. При этом могут получиться производные как Hg(II), так иHg(I). Например, при действии наHgконцентрированной азотной кислоты получаетсяHg(NO₃)₂:

Hg + 4HNO₃ = Hg(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

При действии на избыток HgразбавленнойHNO₃получаетсяHg₂(NO₃)₂:

6Hg + 8HNO₃ = 3Hg₂(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Цинк и кадмий по отношению к HNO₃и концентрированнойH₂SO₄ведут себя значительно активнее. Цинк, например, очень разбавленнуюHNO₃ восстанавливает до иона аммония:

4Zn + 10HNO₃ = 4Zn(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

При нагревании кадмий и металлы его подгруппы весьма энергично взаимодействуют с активными неметаллами. Интересно, что ртуть взаимодействует с серой и йодом даже в обычных условиях.