4.1.2. Селен. Телур. Полоній

Історія відкриття та походження назв. Положення в Періодичній системі хімічних елементів. Будова атому. Характерні валентні стани.

Розповсюдженість та форми знаходження в природі. Ізотопи. Селен і Телур як розсіяні елементи, Полоній – рідкісний елемент. Біологічна роль.

Отримання простих речовин. Виділення полонію.

Фізичні властивості. Поліморфізм Селену і Телуру. Червоний і сірий селен. Поведінка халькоґенів при топленні і випаровуванні. Кристалічні модифікації Полонію: кубічна і гексагональна. Радіоактивність Полонію. Напівпровідникові властивості селену і телуру.

Хімічні властивості простих речовин. Оксидаційно-відновні властивості. Реакційна здатність. Відношення до металів і неметалів, води, кислот, лугів. Координаційна геометрія Селену, Телуру, Полонію. Багатоатомні катіони та аніони Селену і Телуру. Зіставлення властивостей і будови найважливіших сполук Сульфуру, Селену і Телуру.

Гідриди типу Н₂Е. Фізичні властивості. Зміна температур топлення і кипіння. Хімічні властивості. Оксидаційно-відновні і кислотні властивості. Загальні принципи отримання гідридів. Токсичність гідроґенових сполук Селену, Телуру. Правила техніки безпеки при роботі з ними.

Халькоґеніди металів (селеніди, телуриди, полоніди), отримання і властивості. Гідроліз халькоґенідів. Поліхалькоґеніди.

Оксиди. Оксиди Селену (IV) і Телуру (IV). Оксиди Селену (VI) і Телуру (VI). Фізичні властивості, отримання, хімічні властивості. Нестехіометричні оксиди. Зміна кислотно-основних властивостей в ряду SeO₂ – TeO₂ – PoO₂. Застосування.

Оксиґенвмісні кислоти і їх солі. Селенітна і телуритна кислоти. Селенатна і телуратна кислоти. Будова молекул і аніонів кислот. Поліметателуратна кислота (Н₂ТеО₄)_n (n ≈ 10). Ортотелуратна кислота H₆TeO₆. Кислотні і оксидаційні властивості. Солі кислот. Селенати. Телурати. Ортотелурати.

Галоґеніди. Способи отримання, структура та хімічні властивості. Галоґенідні комплекси. Оксогалоґеніди та псевдогалоґеніди. Будова молекул. Гідроліз. Порівняльна стійкість різних оксогалоґенідів Сульфуру, Селену, Телуру.

Застосування простих речовин та їх сполук. Використання халькоґенідів металів в якості напівпровідників. Ксерографія – важлива область застосування елементарного Селену. Ізотоп ²¹⁰Ро – джерело α-частинок. Токсичність простих речовин та сполук елементів підґрупи Селену.

4.2. D-елементи VI ґрупи

Історія відкриття та походження назв. Загальна характеристика елементів підґрупи Хрому. Будова атомів. Зміна атомних радіусів і енергії йонізації по ґрупі. Валентність і ступені оксидації атомів. Зміна стійкості сполук у вищому ступені оксидації по ґрупі. Схильність до утворення катіонної і аніонної форм, комплексоутворення. Координаційні числа та стереохімія сполук Хрому, Молібдену і Вольфраму. Нестехіометричні сполуки. Кластерні сполуки. Схожість властивостей Молібдену і Вольфраму. Вплив лантаноїдного стиснення на властивості атомів.

Розповсюдженість та знаходження у природі. Мінеральна сировина Хрому. Мінерали Молібдену і Вольфраму. Ізотопи. Біологічна роль Хрому, Молібдену, Вольфраму.

Методи отримання металів. Принципи переробки хромистого залізняка. Отримання хрому алюмотермією (реакція Бекетова). Методи виділення Молібдену і Вольфраму. Отримання металів високої чистоти.

Фізичні властивості металів. Кристалічна структура. Причини тугоплавкости молібдену і вольфраму. Електронні спектри та магнітні властивості Хрому(+3). Рубіновий лазер.

Хімічні властивості простих речовин. Хімічна активність при звичайній і високій температурах. Відношення до кисню, галоґенів, води, кислот і лугів.

Оксиди. Оксиди Хрому (II, III, IV). Їх порівняльна стійкість. Кислотно-основні і оксидаційно-відновні властивості. Відношення до води, кислот, лугів. Принципи отримання. Оксиди Молібдену і Вольфраму в ступені оксидації атомів нижче шести. Оксиди Молібдену і Вольфраму (VI). Відношення до води, кислот, лугів. Принципи отримання. Зміна стійкості, оксидаційної здатности і кислотного характеру у ряді оксидів Хрому – Вольфраму (VI).

Гідроксиди. Гідроксиди Хрому (II, III, VI). Склад і особливості будови хром (III) гідроксиду. Хромові кислоти. Ізополікислоти Хрому. Стійкість гідроксидів. Кислотно-основні і оксидаційно-відновні властивості. Відношення до води, кислот, лугів. Принципи отримання. Молібдатна і вольфраматна кислоти. Стійкість, розчинність, кислотні і оксидаційні властивості в ряду хроматна – вольфраматна кислоти. Полімеризація молібдатної і вольфраматної кислот в підкислених розчинах їх солей. Ізополімолібдати, ізополівольфрамати, їх отримання "сухим" шляхом і у водних розчинах. Гетерополісполуки на основі молібдатної і вольфраматної кислот, отримання, будова, властивості і застосування.

Солі. Солі Хрому (II): хлорид, сульфат, ацетат. Стійкість і відновні властивості. Принципи отримання. Кластерні сполуки. Солі Хрому (III). Солі в катіонній і аніонній формах. Хроміти. Безводі солі і кристалогідрати. Комплексні сполуки. Гідратна ізомерія солей Хрому (III). Дихроїзм. Подвійні солі. Галуни. Структура безводого хлориду. Гідроліз. Солі Хрому (VI). Хромати і поліхромати. Процеси поліконденсації хромат-йонів. Механізм окиснення і відновлення йонів хрому. Оксидаційні властивості хроматів і дихроматів. Рівновага у водному розчині між хромат- і дихромат-йонами. Принцип дії хромової суміші. Солі Молібдену і Вольфраму (VI). Молібдати і вольфрамати. Полімолібдати і полівольфрамати. Склад молібдат- і вольфрамат-йонів в розчині залежно від рН. Оксидаційні властивості в ряду хромати – вольфрамати. Молібденова і вольфрамова "сині". Молібденові і вольфрамові бронзи. Сполуки елементів у ступенях оксидації +4, +5.

Гетерополіметалати. Вплив співвідношення числа гетероатомів і числа вихідних атомів на стереохемію гетероатома. Основні класи – 1:12 (тетраедричний), 2:18 (тетраедричний), 1:6 (октаедричний). Приклади сполук, їх властивості. Гетерополісполуки d-елементів VI ґрупи. Якісне визначення фосфат-йонів. Сполуки зі структурою Кеггіна, Доусона, Андерсона. Гетероатоми в гетерополісполуках.

Галоґеніди. Зміна складу вищого галоґеніду в ряду Хром – Вольфрам. Галоґеніди Хрому (II, III). Галоґеніди Молібдену і Вольфраму (VI). Фізичні властивості та методи отримання. Кластерні галоґеніди Молібдену і Вольфраму. Карбоніли та металоорганічні сполуки. Сендвічеві структури. Хромоцен. Оксогалоґеніди. Диоксодихлориди Хрому (хлористий хроміл), Молібдену, Вольфраму. Зміна властивостей в ряду. Гідроліз.

Пероксиди та пероксидні комплекси елементів VIВ групи. Хром пероксид. Пероксохроматні кислоти і солі. Особливості будови. Стійкість і оксидаційні властивості. Ізополіпероксоаніони.

Сульфурвмісні сполуки Хрому, Молібдену, Вольфраму: сульфіди, оксосульфіди, тіосолі (тіомолібдати і тіовольфрамати). Отримання. Кристалічна структура. Фізичні та хімічні властивості. Матеріали на основі оксидів і халькоґенідів Хрому. Фази Шевреля та інші тіомолібденові кластери. Карбіди, нітриди, бориди елементів VIВ ґрупи. Отримання. Кристалічна структура. Нестехіометрія.

Застосування металів та їх сполук. Хромування металів. Молібден і вольфрам як основа виробництва жароміцних і твердих стопів. «Молібденове скло». Токсичність простих речовин та сполук елементів VIВ ґрупи.