Семинар (2) (791987)
Текст из файла
ИЛЛЮСТРАТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫК СЕМИНАРАМПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИРаздел 2 (второй семестр)Составители: Е.Д. Демидова, В.Д. Долженко,К.О. Знаменков, О.А. Брылев, П.Е. КазинСеминарыстр.Элементы 1 группы2Элементы 2 группы, алюминий5Переходные элементы, элементы 4 и 5 групп(группы титана и ванадия)8Комплексные соединения25Элементы 6 группы (группа хрома)32Элементы 7 группы (группа марганца)38Железо, кобальт, никель45Элементы 11 группы (группа меди)48Элементы 12 группы (группа цинка)51Семинар «Элементы 1 группы»Основные характеристики элементов 1 группыLi11 Na19 K37 Rb55 Cs1111Электронная конфигурация[He]2s [Ne]3s [Ar]4s [Kr]5s [Xe]6s1Металлический радиус, Å1,521,862,272,482,65Ионный радиус (КЧ 6), Å0,761,021,381,521,67Энергия ионизации I1 (кДж/моль)520,2495,8418,8403,0375,7Электроотрицательность по Полингу0,980,930,820,820,79по Оллреду-Рохову 0,971,010,910,890,86-3-3Содержание в земной коре, масс.
%1,8·102,271,847,8·10 2,6·10-43LiNaKRbCsувеличение металлического радиусауменьшение энергии ионизацииуменьшение электроотрицательностиуменьшение температур плавления и кипенияСвойства простых веществ и ионов элементов 1 группыЭнергия атомизации (кДж/моль)Тпл °СТкип °ССтандартная энергия Гиббсагидратации M+ (кДж/моль)Радиус гидратированного иона, ÅСтандартный электродный потенциалE° (M+(aq)/M) (В, отн. H+/H)Li1621801342Na10898883K9064759Rb8240688Cs7828671-477-371-300-275-2533,42,762,322,282,28-3,04-2,71-2,93-2,98-3,03E° (Li+(aq)/Li) < E° (Na+(aq)/Na)E° (Li+(расплав)/Li) > E° (Na+(расплав)/Na)2Малорастворимые соли щелочных металловLi: Li2CO3, Li3PO4, LiFNa: Na[Sb(OH)6]K: KClO4, КHC4H4O6, K2[PtCl6]Структура NaCl (галит)элементарная ячейка кубическая, гранецентрированная, Z=4число ионов натрия в ячейке n(Na+) = 8·1/8 + 6·1/2 = 4число ионов хлора в ячейке n(Cl-) = 12·1/4 +1 = 4Координационное окружение Na+октаэдр (КЧ 6)3Координационное окружение Clоктаэдр (КЧ 6)Структура CsClэлементарная ячейка кубическая, объемоцентрированная, Z=1число ионов цезия в ячейке n(Сs+) = 1число ионов хлора в ячейке n(Cl-) = 8·1/8 =1координационное окружение (Cs+) – куб (КЧ=8)координационное окружение (Cl-) – куб (КЧ=8)4Семинар «Элементы 2 группы, алюминий»Основные характеристики элементов 2 группыBe12 Mg20 Ca22Электронная конфигурация[He]2s [Ne]3s [Ar]4s2Металлический радиус, Å1,121,601,97Ионный радиус (КЧ 6), (Be КЧ 4), Å0,270,721,00Энергия ионизации I1 (кДж/моль)899,5737,7589,8Энергия ионизации I2 (кДж/моль)175714511145Электроотрицательность по Полингу1,571,311,00по Оллреду-Рохову 1,471,231,04-4Содержание в земной коре, масс.
%2·102,764,66Sr56 Ba2[Kr]5s [Xe]6s22,152,221,181,42549,5502,810649650,950,890,990,970,0384 0,0394BeMgCaSr38Baувеличение атомного радиусауменьшение энергии ионизацииуменьшение электроотрицательностиСвойства простых веществ и ионов элементов 2 группыЭнергия атомизации (кДж/моль)Тпл °СТкип °ССтандартная энергия Гиббсагидратации M2+ (кДж/моль)Стандартный электродный потенциалE0 (M2+(aq)/M) (В, отн. H+/H)Be32412892472Mg1466501090Ca1788421494Sr1647691382Ba1787291805-2410-1836-1517-1390-1256-1,97-2,36-2,84-2,89-2,925Be-2,2Mg-2,4-2,6Na-2,8Ca-3,0KSrBa0n+E (M /M) отн.
СВЭ, В-2,0LiRbCsMCO3 (тв.)= MO (тв.) + CO2 (г)КарбонатТемпература (°С),при которой р(СО2) =1 атм.BeCO3250MgCO3540CaCO3900SrCO31289BaCO313602BeSO4 + 2Na2CO3 + H2O=Be(OH)2·BeCO3↓+ 2Na2SO4 + CO2↑5MgSO4 + 5Na2CO3 + 2H2O =Mg(OH)2·3MgCO3↓+ Mg(HCO3)2 + 5Na2SO4Al2(SO4)3 + 3Na2CO3 + 3H2O =2Al(OH)3↓ + 3CO2 + 3Na2SO46Структура CaF2 (флюорит)(зеленым цветом обозначены ионы Ca2+, красным – ионы F-)элементарная ячейка кубическая, гранецентрированная , Z=4n(Ca2+) = 8·1/8 + 6·1/2 = 4n(F-) = 8·1 = 8Координационное окружение Ca2+ - куб (КЧ=8)Координационное окружение F- - тетраэдр (КЧ=4)7Семинар «Переходные элементы, элементы 4 и 5 групп (группытитана, ванадия)»Общая структура периодической системыРасположение энергетических уровней многоэлектронных атомовв зависимости от номера элемента8Изменение устойчивости и окислительных свойствсоединений 3d – элементовScTiVCrMnFeCoNiCuрост устойчивости соединений в степени окисления +2рост устойчивости соединений в высших степенях окислениярост окислительных свойств соединенийв высших степенях окисления9КластерыСтруктуры 2-, 3- и 6-ядерных кластеров в соединенияхпереходных элементовабва - Re2Cl82- (тип М2Х8);б - Re3Cl9 (тип М3Х9) и Re3Cl123- (тип М3Х12);в - Mo6Cl84+ (тип М6Х8) и Nb6Cl122+ (тип М6Х12).10Происхождение σ-, π-, и δ-связывания между двумя атомамиd-элемента, расположенными вдоль оси zСхематическое изображение диаграммы энергетических уровнейМО для связи М-М в биядерном кластере11Строение [Mo2(CH3COO)4]124 группа (группа титана)Основные характеристики элементов 4-ой группыЭлектроннаяконфигурацияМеталлическийрадиус, ÅУсловныйрадиус Э4+, ÅI1, эВСодержание вземной коре,масс.
%Ti[Ar]3d24s2Zr[Kr]4d25s2Hf[Xe]4f 5d26s21,471,601,590,610,720,716,820,636,841,6 . 10-2224072147,52,8 . 10-4Степени окисления, координационные числа и пространственнаяконфигурация соединений элементов группы титанаСтепень ЭлектроннаяПространственная Примерыокисления конфигурация КЧ конфигурациясоединений2+2d6 октаэдрTiO, TiF2, TiCl2+3d16октаэдр[Ti(H2O)6]3+, [TiF6]3-,Ti2O3, TiCl3TiCl4, Ba2TiO4,ZrCl4(г), HfCl4(г)+4d04тетраэдр6октаэдр[TiF6]2-, TiO2,CaTiO3, FeTiO37пентагональнаябипирамида[ZrF7]3-, [HfF7]3-,ZrO2, HfO28квадратнаяантипризма[ZrF8]4-, [HfF8]4-,ZrO2, HfO2,[Zr4(OH)8(H2O)16]8+13Физико-химические константы простых веществгруппы титанаПлотность (25°C), г/смТпл,°СТкип,°СΔН°возг., кДж/моль3Ti4,5016683285471Zr6,518554200608Hf13,122304450703Изменение кислотно-основных свойств элементов в группетитанаусиление основных свойствусилениеосновныхсвойствTiO2.
nH2OZrO2. nH2OHfO2. nH2OTi(OH)3Диаграммы Латимера для титанаpH=00.10-0.37-1.63TiO2+ ----------------> Ti3+ ---------------> Ti2+ ---------------> TiрН=14-1.38-1.95-2.13TiO2 ---------------> Ti2O3 ---------------> TiO---------------> Ti14Диаграмма Фроста (nE0- степень окисления n) для титана(рН = 0 и рН = 14)Полимерные гидроксо- и оксопроизводные Ti(IV)15Цепи (TiO)n2n+Оптический спектр поглощения аквакомплекса [Ti(H2O)6]3+(фиолетовый)16Энергетические уровни [Ti(H2O)6]3+ (стрелками показаныпереходы в возбужденные состояния)Физико-химические константы оксидов Ti(IV) и Zr(IV)TiO2Тпл, оСZrO218702850ΔН0298, кДж/моль-994-1100ΔGо298, кДж/моль-889-104317Структура рутила TiO2(серым цветом обозначены атомы титана, красным – кислорода)элементарная ячейка тетрагональная, Z=2число ионов титана в ячейке n(Ti4+)=8·1/8 + 1 = 2число ионов кислорода в ячейке n(O2-)=4·1/2+2 = 4координационное окружение Ti4+ – октаэдр (КЧ=6)координационное окружение O2- – равнобедренный треугольник(КЧ=3)Перевод химически инертных оксидов в растворимые соединенияСплавление:toTiO2 + 2NaOH -----> Na2TiO3 + H2OtoTiO2 + K2CO3 ------> K2TiO3 + CO2toTiO2 + 4NaHSO4 -------> Ti(SO4)2 + 2Na2SO4 + 2H2OtoTiO2 + 2K2S2O7 ---------> Ti(SO4)2 + 2K2SO4toTiO2 + 2Cl2 + 2C (ССl4)--------> TiCl4 + 2CO (CO2)(то же – ZrO2)185 группа (группа ванадия)Основные характеристики элементов 5 группы23ЭлектроннаяконфигурацияМеталлическийрадиус (КЧ 12), ÅУсловный радиусЭ5+, ÅI1, эВСодержание вземной коре,масс.
%V41Nb73Ta[Ar]3d34s2[Kr]4d45s1[Xe]4f145d36s21,341,461,460,540,640,646,746,887,891,36. 10-22. 10-31,7. 10-4Физико-химические константы простых веществ группыванадияV6,11191533505153Плотность, г/смТпл,оСТкип,оСΔН°возг,кДж/мольNb8,5724684758724Ta16,6529805534782Степени окисления, координационные числа и пространственнаяконфигурация соединений элементов группы ванадияСтепеньокисления+2+3+4Координационное ПространственнаяПримерычислоконфигурация6октаэдр[V(H2O)6]2+, VO4тетраэдр[VCl4]-6октаэдр4тетраэдр[V(H2O)6]3+, [VF6]3-,V2O3VCl46октаэдр[VO(H2O)5]2+, VO219+54тетраэдр5тригональнаябипирамида678VO43-, VOCl3VF5, NbF5, TaF5[VF6]-, NaNbO3,NaTaO3октаэдрпентагональнаябипирамидаквадратнаяантипризма[NbF7]2-, [TaF7]2-,[NbOF6]3[TaF8]3-Кислотно-основные свойства и цвет гидроксидов ванадияГидроксидHVO3(метаванадиеваякислота)VO(OH)2(гидроксидванадила)V(OH)3(гидроксидванадия (III))V(OH)2(гидроксидванадия (II))ОкраскагидроксидаоранжевокрасныйжелтыйзеленыйкоричневыйКислотноПродуктыосновныевзаимодействия сосвойстващелочью и кислотойамфотерный с ванадаты VO3- (мета-)преобладаниемVO43-(орто-),кислотныхсоли ванадина VO2+свойствамфотерныйванадиты VO32-, V4O92соли ванадила VO2+основныйНе взаимодействуетсоли ванадия (III)основныйНе взаимодействуетсоли ванадия (II)20ослабление кислотных свойствусилениеосновныхV2O5.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
