Неорганическая химия. Т. 3, кн. 1. Под ред. Ю.Д. Третьякова (Ю.Д. Третьяков - Неорганическая химия в 3-х томах)

ВЫСШЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ В ТРЕХ ТОМАХ Под редакцией академика Ю.Д.ТРЕТЬЯКОВА ТОМ ~ Химия переходных элементов Книга 1 Допущено Министерством оброзованоя Россойской Федерации в качестве учебнока для студентов вь<сших учебных заведений, обучающокся по направленою 510500 <<Химоя» и специальности 011000 «Хомия» АСА0<<<с А Москва Издатепьскнй центр «Акааемня. 2007 УДК 54(075.8) ББК 24.1я73 Н52 Рецензенты: декан химико-биологического факультета Московского городского педагогически|о университета, д-р хим, наук, профессор В. И. Котов; член-корр. РАН, л-р хим.

наук, профессор А. Б. Ярославцев УДК 54(075.8) ББК 24.1я73 Оригинал-макет данного издания является собственностью Издательского центра «Академия«, и его воспроизведение любым спгкобом без согласия привообладателя запрещается © Дроздов А.А., Зломанов В. П., Мазо Г.

Н., Спиридонов Ф.М., 2007 © Излательский центр «Академия, 2007 15В)Ч 5-7695-2532-0 (т. 3, ки. 1) 1ВВ)Ч 5-7695-3020-0 (т. 3) 1ВВВ) 5-7695-1437-Х Неорганическая химия: в 3 т. / под ред. К).Д.Третьякова. Т. 3: ХиН52 мия переходных элементов. Кн. 1: учебник для студ. выснк учеб. заведенийй! [А.А.

Дроздов, В. П. Зломанов, Г. Н. Мазо, Ф. М. Спиридонов|. — М.: Издательский центр «Академия», 2007. — 352 с. !БВВ) 5-7695-2532-0 Изложено современное состояние химии переходных элементов 4 — 7-й ~рупп, соответствующих длиннопериодной форме Периодической таблицы. Дана общая характеристика групп, полробно описаны строение и свойства простых веществ и соединений элементов. Для стулентов химических факультетов университетов и химических специальностей высших учебных завелений.

ПРЕДИСЛОВИЕ В третьем томе учебника систематически изложена химия Ы- и г'-'элементов. Как и во втором томе, посвященном химии непереходных элементов, последовательность подачи материала соответствует расположению групп в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Нумерация групп дана в соответствии с длиннопериодной формой Периодической таблицы, рекомендованной Международным союзом теоретической и прикладной химии (!пгегпагюпа! ~lп!оп о(' Риге апд Арр!1сг! СЛеш!зггу — ШРАС). Первая глава учебника является вводной и охватывает все важнейшие аспекты химии переходных металлов. Изложенный в ней материал по строению и свойствам координационных соединений дополняет соответствующую главу первого тома, в которой были даны первоначальные понятия.

В процессе работы над книгой обнаружилось, что сведения, традиционно приводимые в учебной литературе по химии, основаны на устаревших представлениях о строении некоторых соединений, а зачастую даже и об их ошибочном составе. В качестве примеров можно привести ацетат марганца(!!!) «Мп(СН,СОО)з 2Н,О», диуранат аммония «()ЧН4)43зО,», растворимые молибденовые сини «Мо«01«» и т.д. Существуют разночтения между данными рентгеноструктурного анализа, содержащимися в банке !СЗР (!погяап1с Сгуыа! бггцсгцге Ра!аЬаве), и сведениями, приводимыми не только в фундаментальных классических монографиях прошлых лет, но и в пятитомной Химической энциклопедии.

Они касаются, например, сведений об основных солях некоторых переходных металлов. Все это заставило нас дать более подробное описание свойств соединений. Чтобы помочь студентам и сделать изложение более наглядным, приведено большое число иллюстраций, использованы крупный и мелкий шрифт, таблицы; дополнительный материал выделен из основного текста в отдельные блоки.

Вопросы и упражнения, приведенные в конце каждой главы, ориентированы не на механическую проверку знаний, а на размышления и анализ, творческий подход, а иногда и работу с дополнительной литературой. Задания тренировочного характера предполагается вынести в задачник, наряду с книгой «Практикум по неорганической химии» (М.: Издательский центр «Академия», 2004), входящий в единый комплект с данным учебником. Как и во втором томе, изложение материала начинается с общей характеристики группы — анализа электронной конфигурации атомов, возможных степеней окисления, выявления общих закономерностей в изменении окислительно-восстановительных и кислотно-основных свойств соединений. Затем приводится описание простых веществ, оксидов, галогенидов, кислородных соединений.

Авторы сочли нецелесообразным отделять'комплексные соединения от солей, многие из которых представляют собой аквакомплексы. Поэтому химия гидроксидов, солей и комплексных соединений рассматрива- ется в ели ном подразделе. В некоторых главах в самостоятельные подразделы вынесены сведения о сульфидах, нитридах, фосфидах, в противном случае информация приведена при изложении свойств простых веществ. Авторы, стремясь показать современное состояние химической науки, ввели в учебник дополнительный материал, посвященный наиболес актуальным проблемам современной неорганической химии и материаловеления — высокотемпературным сверхпроводникам, супрамолскулярной химии, материалам с колоссальным магнетосопротивлением, гомогенному металлокомплексному катализу, бионеорганической химии.

Напомним, что формулы сложных неорганических веществ, приводимые в книге, не предназначены для заучивания наизусть, а служат лишь иллюстрацией основных концепций и закономерностей. Как и во втором томе издания, экспериментальные факты почерпнуты из многотомного справочника Огпейп — Кгацгз Напс1ЬцсЬ бег апогяап!зсйеп СЬепие, послелнего !пятого) излания энциклопедии К)г)с — О!Ьгпег Епсус1оресйа оГ С1зепцса1 Тес!зпо!ояу !Х. У.: байеу-1псегзс!епсс, 2004 — 2005), восьмитомной энциклопелии Епсус!орес)!а оГ!погяап)с СЬегп)яггу (Яцавех: $о!зп-Ъ%!еу, !997)„ второго издания Согпргейепяуе Соогд)паг!оп СЬешилгу !Ашзгегдапк Е!аечег, 2004) и лучших европейских и американских учебников (Со!гоп Р'.А., И)йсгпзоп б., МиггВо С А., Вогйтапп М.

Ас)напсес))погяап)с СЬегп!вггу, — 6"' ед. — $Ч. Уз )ойп байеу апд Яопз, 1999; бгеепвоос! Н.А!., Еагпзйасе А. СЬешгяггу оргйе Е!егпепгк— 2"а ес1. — Ь$. У.: Вцггегсноггй — Не!пегпапп, 1997; Ни$гееу Х. Е., Кейег ЕА., Кеггег В.Х. !погяап)с СЬегп!з!гу. Рппс!р!ев оГ бгпзсгцге апд аеас!!игу. — 4'" ед. — Ь$. У.: Нагрег Сой)пз„1993; Ноизесп)$$ С.Е., 5!гагре А. 1погяап)с СЬегпкхггу — Ь$.У.: Ргепйсе Най, 2001; !)оиК!аз В.Е., Ме0ате! О.Н., А!ехапс$ег ХХ Сопсергв апд Моде!з оГ !погяап)с СЬегп)зггу.

— Зм ес1. — $~. У.: $о!зп байеу апс1 Яопз, 1994; Ка!т И'., Яс$пеес$егзlа В. Вю)погяапк СЬепцвггу: 1погяап)с Е1ещепгв 1п гйе СЬеш!зггу о! Ые.— Ь$. Уз )ойп %бреу апс1 Болз, 2001; !таин!о с$а Я!па ХХ Я., Игсйгатв Я.Х Р, Т!зе В!о!оя)са! СЬегпгвггу оГ гйе Е!егпепск — ОхГогс$: С!агепс$оп Ргезз, 1997; И'о!с! А., !)и!К7гг К. Бойс) Бсаге С!зсгп!зггу. — Ь$. У,; С!заргпап апс1 Най, 2003; РатйаП б. Иг., !Ве! 5.Вс Нопюяепеоцз Сага!уя!сь — 2"' ед. — Ь$.

У.: )ойп %Псу апд Вопя, 1997) либо взяты авторами из оригинальных статей и специальной литературы — в этом случае по тексту приволятся ссылки на источники. Значения энергий ионизации ланы по книгам: Бацанов С. С. Структурная химия, факты и зависимости. — М.: Диалог-МГУ, 2000; Етз!еуХ. Т1зе Е1егпепйь — Зм ед.

— Ох1огс$: Ох$Ьгд $3п1уепйгу Ргезз, 2000. Металлические ралиусы, привеленныс в книге, соответствуют, если не указано иначе, половине кратчайшего межьялерного расстояния в структурах простых веществ с координационным числом 12.

Ионные ралиусы ланы по Шеннону и Прюитту; 5$гаппоп В. $)., Ргеигп С. Т. //Асса Сгузг. В. — 1969. — У. 25.— Р. 925; 1970. — У. 26. — Р. 1046. Авторы надеются, что проделанная работа найдет отклик как у стулентов, так и у преполавателей и ученых, послужит развитию образования и науки в Российской Федерации.

Мы булем рады получить ваши замечания и пожелания по адресу: ! 19899, Москва, Ленинские Горы, МГУ им. М.В.Ломоносова, кафедра неорганической химии, или по электронной почте: дгохдонР1погд.сйешзпвц.гц. А.А.Дроздов, В. РХ Зломанов, Е Н. Мазо, Ф. М. Спиридонов Глава 1 ВВЕДЕНИЕ В ХИМИЮ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ 1Л. ОСОБЕННОСТИ ХИМИИ ПЕРЕХОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Переходными называют элементы, в атомах или ионах которых Н- и у-оболочки частично заполнены электронами.

Этот термин означает, что в атомах этих элементов наблюдается переход от частично заполненного предвнсшнего слоя к устойчивой оболочке, содержащей 18 (а-элементы) или 32 (г-элементы) электрона. Заполнение электронами д-подуровня начинается у элементов 3-й группы (скандия, иттрия, лантана) и формально заканчивается у элементов 11-й группы (меди, серебра, золота). Так, атом серебра имеет электронную конфигурацию [Кг(4г('05з', т.е. его г(-подуровень полностью завершен, и в то же время в определенных условиях он обладает способностью отдавать г(-электроны, например, переходя в степень окисления +2 с конфигурацией (Кг14а', известную в некоторых комплексных соединениях.

Таким образом, серебро является переходным элементом. Элементы следующей 12-й группы (цинк, кадмий, ртуть) с конфигурацией (и — 1)Н'0пз2 не образуют устойчивых соединений в степени окисления выше +2, т.е. не теряют электроны с с(-подуровня и не относятся к переходным. Однако наличие низкого по энергии целиком заполненного д-подуровня делает их химию во многом близкой химии переходных элементов, что позволяет рассматривать их в данном томе, посвященном переходным металлам. В короткопериодном варианте Периодической таблицы переходными считают элементы побочных подгрупп (за исключением подгруппы цинка), а в длиннопериодном варианте — это элементы 3 — 11-й групп.