21.Общая характеристика s-элементов II группы. Магний, кальций.

s -Элементы второй группы включают: бериллий (Ве), магний (Мg) и щелочноземельные ме­таллы – кальций (Са), стронций (Sr), барий (Ва) и радий (Rа). Бе­риллий и магний существенно отличаются от остальных элементов данной группы. Бе­риллий является амфотерным металлом. Магний образует слабое основание, а щелочноземельные металлы – сильные основания. Данные металлы имеют на внешнем уровне по два электрона и сравнительно легко их отдают, превращаясь в двухзарядные катионы. Они имеют большую, чем щелочные металлы, твёрдость и довольно высокие темпера­туры плавления.Данные металлы обладают высокой химической активностью.

МА́ГНИЙ - лёгкийковкий металл серебристо-белого цвета, горящий ярким белым пламенем.

Получают :

электролизом расплава 

MgCl2 (электролиз) = Mg + Cl2. 

Термический способ

MgO + C = Mg + CO 

2Mg + O2 = 2MgO.  Одновременно с оксидом образуется и нитрид магния Mg3N2:  3Mg + N2 = Mg3N2.  C холодной водой  реагирует, но крайне медленно), а с горячей водой он вступает во взаимодействие Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2.  2Mg + CO2 = 2MgO + C.  MgO + 2HNO3 = Mg(NO3)2 + H2O.  2NaOH + MgSO4 = Mg(OH)2 + Na2SO4.  Mg + Br2 = MgBr2. 

Mg + S = MgS.  3Mg + N2= Mg3N2.  Mg3N2 + 6Н2О = 3Mg(ОН)2 + 2NН3. 

КА́ЛЬЦИЙ - металл серебристо-белого цвета, входящий в состав известняков, мрамора и др.

Металлический кальций получают электролизом расплава 4CaO + 2Al = CaAl2O4 + 3Ca. 

Ca + 2Н2О = Ca(ОН)2 + Н2.  2Са + О2= 2СаО; Са + Br2= CaBr2.  кальций вступает вовзаимодействие при нагревании, Са + Н2= СаН2 (гидрид кальция),  Ca + 6B = CaB6 (борид кальция),  3Ca + N2= Ca3N2 (нитрид кальция)  Са + 2С = СаС2 (карбид кальция)  3Са + 2Р = Са3Р2 (фосфид кальция), известны также фосфиды кальция составов СаР и СаР5;  2Ca + Si = Ca2Si (силицид кальция), известны также силициды кальция составов CaSi, Ca3Si4 и CaSi2. СаН2 + 2Н2О = Са(ОН)2 + 2Н2,  Ca3N2 + 3Н2О = 3Са(ОН)2 + 2NН3.  Оксид кальция —  CaCO3 = CaO + CO2.  CaО + Н2О = Ca(ОН)2.  CaО +СО2 = СаСО3; СаО + SO3 = CaSO4.  СаСО3 + СО2+ Н2О = Са(НСО3)2. 

22.Общая характеристика переходных металлов, d-элементы iIгруппы. Цинк.

Все переходные элементы имеют следующие общие свойства: 

Небольшие значения электроотрицательности.

Переменные степени окисления. Почти для всех d-элементов, в атомах которых на внешнем ns-подуровненаходятся 2 валентных электрона, известна степень окисления +2.

Начиная с dэлементов III группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева,элементы в низшей степени окисления образуют соединения, которые проявляют основные свойства, в высшей — кислотные, в промежуточной — амфотерные.

Подгру́ппа ци́нка — химические элементы 12-й группы периодической таблицы химических элементов . В группу входят цинк Zn, кадмий Cd иртуть Hg. Все элементы этой группы являются металлами.

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2­  Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 

2Zn + O2 = 2ZnO

ZnO + C = Zn + CO. 

Оксид цинка (II) ZnO – белые кристаллы, при нагревании приобретают желтую окраску,

ZnO + C = Zn + CO;

ZnO + CO = Zn + CO₂;

ZnO + H₂ = Zn + H₂O.

С водой не взаимодействует.

ZnO + 2HCl = ZnCl₂ + H₂O;

ZnO + 2NaOH + H₂O = Na₂[Zn(OH)₄].

2ZnO + SiO₂ = Zn₂SiO₄,

ZnO + B₂O₃ = Zn(BO₂)₂.

2Zn + O₂ = 2ZnO;

ZnCO₃ = ZnO + CO₂.

Гидроксид цинка (II) Zn(OH)₂ – бесцветное кристаллическое или аморфное вещество

Zn(OH)₂ = ZnO + H₂O.

Гидроксид цинка проявляет амфотерные свойства, легко растворяется в кислотах и щелочах :

Zn(OH)₂ + H₂SO₄ = ZnSO₄ + 2H₂O;

Zn(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Zn(OH)₄];

Zn(OH)₂ + 4NH₃ = [Zn(NH₃)₄](OH)₂.

Получается в виде осадка белого цвета при взаимодействии солей цинка со щелочами:

ZnCl₂ + 2NaOH = Zn(OH)₂ + 2NaCl.

23.d-элементы Iгруппы. Медь. Комплексные соединения меди.

Простые вещества Cu, Ag, Au Медь, серебро и золото мягкие блестящие металлы медь имеет красноватую окраску, золото желтую.Благодаря наличию одного s-электрона во внешнем слое для этих элементов характерна степень окисления 1. В образовании химических связей могут принимать участие также электроны с d-оболочки, поэтому медь проявляет устойчивую степень окисления 2, а золото 3. Химическая активность металлов Сu, Ag, Au сравнительно невелика.

Медь-Ме красного цвета, ковкий и мягкий; хороший проводник тепла и электричества.

Cu2O + H2SO4 = Cu + CuSO4 + H2O. 

CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O 

CuO + 2NaOH = Na2CuO2 + H2O  Cu2O = CuO + Cu.  CuO +СО = Cu + СО2.  CuCl + НCl = H[CuCl2]  H2S + CuSO4 = CuS + H2SO4  2Cu + 4HCl + O2 = 2CuCl2 + 2H2O.  3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O.  Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2+ 2H2O.  2FeCl3 + Cu = CuCl2 + 2FeCl2  Сu(OH)2 + 2HNO3 = Cu(NO3)2 + 2H2O. 

CuSO₄ + 4NH₃ = [Cu(NH₃)₄]SO₄.

Cu(OH)₂ + 2NaOH = Na₂[Cu(OH)₄].

CuCl₂ + 2NaCl = Na₂[CuCl₄].

2Cu + 8NH₃ + 2H₂O + O₂ = 2[Cu(NH₃)₄](OH)₂.

24.d-элементы VI группы. Хром, молибден.

Шестую побочную подгруппу (подгруппа хрома) образуют металлы: хром, молибден, вольфрам

Внешняя электронная оболочка атомов элементов содержит один или два электрона, что обуславливает металлический характер этих элементов .В ряду Сr – Mo – W наблюдается повышение температуры плавления.Максимальная степень окисления у элементов подгруппы хрома +6.

Хром В свободном виде — голубовато-белый металл .один из самых твердых металлов.

Устойчив на воздухе.

Cr₂O₃ + 2NaOH → 2NaCrO₂ + H₂O.

Cr₂O₃ + 6HCl → 2CrCl₃ + 3Н₂О.

2K₂CrO₄ + H₂SO₄ → K₂Cr₂O₇ + K₂SO₄ + Н₂О.

K₂Cr₂O₇ + 2KOH → 2K₂CrO₄ + Н₂О.

H2Cr_nO_3n+1 → H₂О + nCrO₃

2Na₃ + 3H₂O₂ → 2Na₂CrO₄ + 2NaOH + 8H₂O.

Ba + CrO₄ → BaCrO₄↓.

K₂Cr₂O₇ + 14HCl → 2CrCl₃ + 2KCl + 3Cl₂↑ + 7H₂O.

Молибден-твёрдый тугоплавкий металл с серебристо-белым блеском.

Промышленное получение молибдена: 2МоS2 + 7O2 = 2MoO3 + 4SO2

 Mo + 2H2O = MoO2 + 2H2

MoO3 + 3H2 = Mo + 3H2O.

25.d-элементы VII группы. Марганец.

Подгру́ппа ма́рганца — химические элементы 7-й группы периодической таблицы химических элементов. В группу входят переходные металлы марганец Mn, технеций Tc и рений Re.  имеют7 валентных электронов. Все они являются серебристо-белыми тугоплавкими металлами. В ряду Mn — Tc — Re химическая активность понижается.Марганец твердый хрупкий металл. Марганец образует несколько оксидов: MnO, Mn3O4, Mn2O3, MnO2 и Mn2O7.

Mn(NO3)2 + 2NaOH = Mn(OH)2 + 2NaNO3

MnCO₃ = MnO + CO₂ 

4MnO₂ = 2Mn₂O₃ + O₂ 

3MnO₂ = Mn₃O₄ + O₂ 

2KMnO₄ + 2H₂SO₄ = 2KHSO₄ + Mn₂O₇ + H₂O. 

Mn + 2HCl = MnCl₂ + H₂. 

Mn(NO₃)₂ + 2NaOH = Mn(OH)₂ + 2NaNO₃ 

2K₂MnO₄ + Cl₂ = 2KMnO₄ + 2KCl. 

3K₂MnO₄ + 3Н₂О = 2KMnO₄ + MnO₂·Н₂О + 4КОН

2KMnO₄ + 5SO₂ +2H₂O = K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 2H₂SO₄

26.Элементы триады железа.

В триаду железа входят: железо (Fе), кобальт (Со) и никель (Ni) находятся в побочной подгруппе VIII группы. Это основные конструкционные металлы. Для железа наиболее характерны степени окисления +2, +3 и +6, а для кобальта и никеля – +2, +3

Получение железа

В промышленности железо получают восстановлением его из железных руд углеродом (коксом) и оксидом углерода (II)

C + O₂ = CO₂,

CO₂ + C = 2CO.

3Fe₂O₃ + CO = 2Fe₃O₄ + CO₂,

Fe₃O₄ + CO = 3FeO + CO₂,

FeO + CO = Fe + CO₂.

Железо – серебристо серый металл, обладает большой ковкостью, пластичностью и сильными магнитными свойствами.

В реакциях железо является восстановителем.

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃Хлорид железа (III)

3Fe + 2O₂ = Fe₃O₄(FeO  Fe₂O₃)Оксид железа (II,III)

Fe + S = FeSСульфид железа (II)

При очень высокой температуре железо реагирует с углеродом, кремнием и фосфором:

3Fe + C = Fe₃C Карбид железа (цементит)

3Fe + Si = Fe₃Si Силицид железа

3Fe + 2P = Fe₃P₂Фосфид железа (II)

4Fe + 3O₂ + 6H₂O = 4Fe(OH)₃,

3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂

Железо реагирует с разбавленными серной и соляной кислотами

Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

При обычной температуре железо не взаимодействует с концентрированной серной кислотой, так как пассивируется ею. При нагревании концентрированная H₂SO₄ окисляет железо до сульфита железа (III):

2Fe + 6H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 3SO₂ + 6H₂O.

Fe + 4HNO₃ = Fe(NO₃)₃ + NO + 2H₂O.

Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu, Fe⁰ + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu⁰.

Соединения железа (II)

Оксид железа (II) FeO – черное кристаллическое вещество, нерастворимое в воде. получают :

Fe₃O₄ + CO = 3FeO + CO₂.

FeO + 2HCl = FeCl₂ + H₂O

Гидроксид железа (II) Fe(OH)2 – порошок белого цвета, не растворяется в воде. Получают :

FeSO₄ + 2NaOH = Fe(OH)₂ + Na₂SO₄,

Fe(OH)₂ + 2HCl = FeCl₂ + 2H₂O,

Fe(OH)₂ = FeO + H₂O.

Соединения железа (III)

Оксид железа (III) Fe₂O₃ – порошок бурого цвета, не растворяется в воде. получают:

А) разложением гидроксида железа (III):

2Fe(OH)₃ = Fe₂O₃ + 3H₂O

Б) окислением пирита (FeS₂):

Оксид железа (III) проявляет амфотерные свойства:

Fe₂O₃ + 2NaOH = 2NaFeO2 + H₂O,

Fe₂O₃ + Na₂CO₃ = 2NaFeO₂ + CO₂.

Кобальт — серебристо-белый, слегка желтоватый металл с розоватым или синеватым отливом

CoSO4 + H2S = CoS + H2SO4 

Со3О4 + 4Н2 = 3Со + 4Н2О. 

Никель- Серебристый металл

3Ni + 8HNO3 = 3Ni(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Ni(NO3)2 + 2NaOH = Ni(OH)2 + 2NaNO3

2Ni(OH)2 + 2NaOH + Br2 = 2Ni(OH)3 + 2NaBr