Побочная подгруппа VIII группы

Содержание

Слайд 2

Побочная подгруппа 8 группы периодической системы охватывает три триады d – элементов.

Первую

Побочная подгруппа 8 группы периодической системы охватывает три триады d – элементов.
триаду образуют элементы:
Fe,
Co,
Ni.

Слайд 3

Вторую триаду образуют элементы:
Ru (рутений),
Rh (родий),
Pd (палладий).

Вторую триаду образуют элементы: Ru (рутений), Rh (родий), Pd (палладий).

Слайд 4

Третью триаду:
Os (осмий),
Ir (иридий),
Pt (платина).

Третью триаду: Os (осмий), Ir (иридий), Pt (платина).

Слайд 5

Общая электронная формула: […] ns 0÷2 (n–1)d 6÷10

Общая электронная формула: […] ns 0÷2 (n–1)d 6÷10

Слайд 6

Степени окисления

Степени окисления

Слайд 7

Простые вещества

Простые вещества

Слайд 8

Распространение в природе и важнейшие минералы

4. Fe – 4,65%
22. Ni –

Распространение в природе и важнейшие минералы 4. Fe – 4,65% 22. Ni
0,015%
30. Co – 0,0037%
71. Ru
72. Os
73. Pd
76. Pt
79. Ir
80. Rh

Гематит Fe2O3
Магнетит (FeIIFe2III)O4
Гётит FeO(OH)
Сидерит FeCO3
Лимонит Fe2O3. nH2O

Слайд 9

Халькогениды

Пирротин Fe0,877S
Пирит FeS2
Смальтин (Ni,Co,Fe)As2
Кобальтин CoAsS
Арсенопирит NiAsS
Никелин NiAs
Хлоантит (Co,Ni)As2
Пентландит (Fe,Ni)9S8

Халькогениды Пирротин Fe0,877S Пирит FeS2 Смальтин (Ni,Co,Fe)As2 Кобальтин CoAsS Арсенопирит NiAsS Никелин
Эритрин Co3(AsO4)2. 8H2O
Гарниерит (Mg,Ni)6(Si4O10)(OH)8
Платиновые металлы: самородные сплавы.

Слайд 10

Семейство железа: Fe, Co и Ni

Простые в-ва:
пирофорность высокодисперсн. порошков, получаемых

Семейство железа: Fe, Co и Ni Простые в-ва: пирофорность высокодисперсн. порошков, получаемых
по р-ции (способность твёрдого материала в мелкораздробленном состоянии к самовоспламенению на воздухе при отсутствии нагрева.):
FeC2O4 = Fe + 2CO2
В кислотах-окисл. на холоду Fe, Co и Ni пассивируются.
Склонность к коррозии (только железо):
4Fe + 2O2 + 3H2O = 4FeO(OH)

Слайд 11

Химические свойства Fe, Co и Ni

Взаимодействие с O2:
Fe + O2 (150

Химические свойства Fe, Co и Ni Взаимодействие с O2: Fe + O2
°C) → «Fe3O4» ≡ (FeIIFe2III)O4
Co + O2 (900 °C) → «Co3O4» ≡ (CoIICo2III)O4
Ni + O2 → NiO
В ЭХРН: Ga, Fe, Cd … Co, Ni … Sn… H
Взаимодействие с кислотами-неокислителями:
M + 2 H3O+ + 4 H2O → [M(H2O)6]2+ + H2↑
С конц. р-рами щелочей (Fe, Co):
M + 2 OH– + 4 H2O → [M(OH)4]2– + H2↑

[M(OH)6]4–

Слайд 12

Семейство железа :

Fe [Ar] 4 s2 3d6
Co [Ar] 4 s2 3d7
Ni [Ar]

Семейство железа : Fe [Ar] 4 s2 3d6 Co [Ar] 4 s2
4 s2 3d8

Максимальное число валентных электронов 6
Максимальное число валентных электронов 5
Максимальное число валентных электронов 4

Слайд 13

Железо один из наиболее распространенных элементов в земной коре (4,65%). Встречается в

Железо один из наиболее распространенных элементов в земной коре (4,65%). Встречается в
виде скоплений железных руд, и очень редко встречается самородное железо. Находится в природе в свободном состоянии только в метеоритах.

Слайд 14

Железо входит в состав следующих минералов:

Fe2 O3
Fe2 O3 · H2O
Fe3 O4
Fe

Железо входит в состав следующих минералов: Fe2 O3 Fe2 O3 · H2O
CO3
FeS2

красный железняк
бурый железняк
магнитный железняк
шпатовый железняк
железный колчедан (пирит)

Слайд 15

Fe(II) может образовывать комплексные соединения.
Координационное число для Fe (II) = 6.

Fe(II) может образовывать комплексные соединения. Координационное число для Fe (II) = 6.

При растворении в воде солей Fe (II) образуется [Fe(H2O)6] 2+ - октаэдрический комплексный катион.
При взаимодействии :
Fe2+ + 2CN¯ → Fe(CN)2 ↓
белый осадок
который в избытке CN¯ растворяется:
Fe(CN)2 + 4 CN¯→ [Fe(CN)6 ] 4‾

Слайд 16

Наиболее широко применяется
K4 [Fe(CN)6 ] · 3H2O – желтая кровяная соль.

Наиболее широко применяется K4 [Fe(CN)6 ] · 3H2O – желтая кровяная соль.
Она служит реактивом для качественного обнаружения Fe3+ .
4 Fe3+ + 3[Fe(CN)6 ] 4‾ → Fe4 [Fe(CN)6 ]3 ↓
интенсивно синего цвета осадок, мало растворим, берлинская лазурь
FeCl3 + K4 [Fe(CN)6 ] → KFe [Fe(CN)6 ] ↓+ 3KCl
Известно комплексное соединение
[Fe(NH3)6] Cl2 устойчивое в твердом состоянии.

Слайд 17

Соли Fe(II) – восстановители.
10 Fe S O4 +2KMnO4 + 8 H2SO4→
5Fe2

Соли Fe(II) – восстановители. 10 Fe S O4 +2KMnO4 + 8 H2SO4→
(S O4 )3 + 2MnSO4 +K2SO4 +8 H2O
Эта реакция лежит в основе количественного определения солей Fe2+ методом перманганатометрии.
Fe (II) образует соли почти со всеми анионами. Распространенной солью является (NH4)2Fe (SO4)2· 6H2O – соль Мора, она более устойчива к окислению кислородом воздуха, чем соль FeSO4· 7H2O.

Слайд 18

Соединения Fe (III)

Fe2O3 - красно-бурый порошок, нерастворимый в воде, входит в

Соединения Fe (III) Fe2O3 - красно-бурый порошок, нерастворимый в воде, входит в
состав краски охры, амфотерный.
спекание
Fe2O3 + 6 HCl → 2 FeCl3 + 3H2O
Fe2O3 + 2NaOH → 2Na FeO2 + H2O
феррит натрия
FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl

Слайд 19

Fe(OH)3 – очень слабое основание, обладает аморфными свойствами. Доказать аморфные свойства Fe(OH)3

Fe(OH)3 – очень слабое основание, обладает аморфными свойствами. Доказать аморфные свойства Fe(OH)3
можно:
Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O
Fe(OH)3 + 3NaOH → Na3[Fe(OH)6]
H3FeO3 – ортожелезистая кислота
HFeO2 – метажелезистая кислота
Fe(OH)3 + 3HCl + 3H2O → [Fe(H2O)6]Cl3

Слайд 20

Соли Fe(III) гидролизируются сильнее, чем соли Fe (II), при этом окраска растворов

Соли Fe(III) гидролизируются сильнее, чем соли Fe (II), при этом окраска растворов
становится желто-коричневой. Например, гидролиз соли FeCl3:
[Fe(H2O)6]3+ + H2O ↔ [Fe(H2O)5 OH]2+ + H3O+
к. о. с.о. с.к.
[Fe(H2O)5 OH]2+ + H2O ↔ [Fe(H2O)4 (OH) 2]+ + H3O+
к. о. с.о. с.к.
[Fe(H2O)4(OH) 2]+ + H2O↔[Fe(H2O)3 (OH) 3] + H3O+
к. о. с.о. с.к.

Слайд 21

Соединения Fe (VI)
Для соединений Fe (VI) известна H2FeO4 – железная кислота, но

Соединения Fe (VI) Для соединений Fe (VI) известна H2FeO4 – железная кислота,
она не может быть выделена, так как мгновенно разлагается с выделением O2 . Устойчивые соли ее – ферраты. Они образуются при окислении Fe(OH)3 в щелочной среде сильными окислителями:
2Fe(OH)3 + 3Br2 + 10KOH→2K2FeO4+ 6KBr + 8H2O
феррат калия

Слайд 22

Ферраты, кристаллические вещества, имеют окраску от пурпурно-красной до фиолетовой, при нагревании разлагаются.

Ферраты, кристаллические вещества, имеют окраску от пурпурно-красной до фиолетовой, при нагревании разлагаются.
Ферраты – сильные окислители, сильнее, чем KMnO4 :
2K2FeO4 + 2NH4OH → 2Fe(OH)3 + N2 + 4KOH

Слайд 23

КОБАЛЬТ

КОБАЛЬТ

Слайд 24

Был получен в 1735 году шведским химиком Брандтом. В природе чисто кобальтовые

Был получен в 1735 году шведским химиком Брандтом. В природе чисто кобальтовые
руды встречаются редко. Распространенным является CoASS – кобальтовый блеск (кобальтин) минерал.
Степени окисления - +2, +3, +5.
Блестящий белый с сероватым оттенком металл. По сравнению с Fe более тверд и хрупок. В обычных условиях он довольно устойчив. При нагревании взаимодействует почти со всеми неметаллами. К кислотам кобальт несколько устойчивее железа, HNO3 – пассивирует, с водой, со щелочами практическими не взаимодействует.

Слайд 25

Соединения кобальта (II)
CoO (II) – серо-зеленые кристаллы. Получают термическим разложением CoCO3 →

Соединения кобальта (II) CoO (II) – серо-зеленые кристаллы. Получают термическим разложением CoCO3
CoO + CO2
холод
При действии: CoCl2 + NaOH → CoOHCl↓ + NaCl
синий осадок
основной соли
а при нагревании:
CoOHCl + NaOH → Co(OH)2↓ + NaCl
розовый цвет
4Co(OH)2 + 2 H2O + O2 → 4Co(OH)3↓
бурый осадок
Co(OH)2 - в воде не растворим.

Слайд 26

При действии соли Co2+ и избытка NH4OH в присутствии NH4Cl образуются :

При действии соли Co2+ и избытка NH4OH в присутствии NH4Cl образуются :

[Co(NH3)6]2+ → [Co(NH3)6]3+
легко окисляется в аммиакат Co(III).
Для Co2+ характерно координационные числа 6 и 4.
В водном растворе Co2+ образует высокоспиновые катионные октаэдрические комплексы [Co(H2O)6]2+.

Слайд 27

Аквакомплексы [Co(H2O)6]2+ розового цвета. Эта же окраска характерна для кристаллогидратов CoCl2∙6 H2O,

Аквакомплексы [Co(H2O)6]2+ розового цвета. Эта же окраска характерна для кристаллогидратов CoCl2∙6 H2O,
CoSO4∙6 H2O, но безводная соль CoCl2 – синего цвета.
Анионные комплексы Co2+ обычно имеют тетраэдрическую структуру [Co Cl4]2─, которые имеют синюю и фиолетовую окраску.
Аналитической качественной реакцией на ионы Co2+ :
CoCl2 + 4 NH4SCN → (NH4)2[Co(SCN)4] + 2NH4Cl
ярко-синего цвета
тетратиоциоцианокобальтат (II) аммония

Слайд 28

Соединения кобальта(III)

Известно ограниченное число простых соединений Co3+. Они не устойчивы, обладают

Соединения кобальта(III) Известно ограниченное число простых соединений Co3+. Они не устойчивы, обладают
окислительными свойствами и легко гидролизуются.
Co2O3 – черные кристаллы, окисляют HCl до Cl2:
Co2O3 + 6HCl → CoCl2 + Cl2 + 3H2O
Co(OH)3 образуется при окислении Co(OH)2:
4Co(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Co(OH)3
2Co(OH)2 + NaClO + H2O → 2Co(OH)3 + NaCl

Слайд 29

Амфотерные свойства Co(OH)3 выражены гораздо слабее, чем у Fe(OH)3. При действии на

Амфотерные свойства Co(OH)3 выражены гораздо слабее, чем у Fe(OH)3. При действии на
Co(OH)3 кислород содержащих кислот, соли Co3+ не образуются, а выделяется O2 и соль Co2+:
4Co(OH)3 + 4H2SO4 → 4CoSO4 + 10H2O + O2↑
При обезвоживании Co(OH)3 нагреванием не получается Co2O3, а образуется Co3O4 – это смешанный оксид CoCo2O4. Этот оксид сильный окислитель.

Слайд 30

Для Co3+ характерны многочисленные комплексные соединения:
[Co(H2O)6]Cl3 – катионные
Na3[Co(NO2)6] – анионные
[Co(NH3)3(NO2)3] –

Для Co3+ характерны многочисленные комплексные соединения: [Co(H2O)6]Cl3 – катионные Na3[Co(NO2)6] – анионные
нейтральные
Строение:
Co - [Ar] 4S2 3d7
Co3+ - [Ar] 4S0 3d6

Слайд 31

sp3d2 – гибридизация, если лигандом является H2O, то образуется внешнеорбитальный высокоспиновый комплекс.
d2sp3

sp3d2 – гибридизация, если лигандом является H2O, то образуется внешнеорбитальный высокоспиновый комплекс.
– гибридизация, если лигандом является CN- , то образуется внутримолекулярный низкоспиновый комплекс.
Многочисленность комплексных соединений Co3+ обусловлены наличием изомерии к. с. кобальта.

Слайд 32

Например:
гидратная [Co(NH3)4 Cl2] Cl ∙ H2O – розовый
[Co(NH3)4 Cl∙ H2O]

Например: гидратная [Co(NH3)4 Cl2] Cl ∙ H2O – розовый [Co(NH3)4 Cl∙ H2O]
Cl2 – коричневый
ионизационная [Co(NH3)5 SO4] Br – красный
[Co(NH3)5 Br] SO4 – красно- фиолетовый
геометрическая (пространственная)
NH3 NO2
↑ ↑
(NH3)2 ← Co → (NO2)2 (NH3)2 ← Co →(NH3)2
↓ ↓
NH3 NO2
транс-изомер, коричневый цис-изомер, желтый

Слайд 33

НИКЕЛЬ

НИКЕЛЬ

Слайд 34

Впервые был получен в 1751г. Кронштадтом. Никель довольно распространен на земле. Содержится

Впервые был получен в 1751г. Кронштадтом. Никель довольно распространен на земле. Содержится
обычно в сульфидных медно-никелевых рудах, но встречается и в самородном состоянии NiS.
Ni – блестящий белый с серебристым оттенком металл. По химической активности уступает Fe и Co.
С кислородом начинает взаимодействовать при 5000 С. при нагревании легко взаимодействует с галогенами, S, P, N. По отношению к кислотам и щелочам ведет себя подобно Fe и Co.
Степень окисления - +2, +3, +4 (не характерна).

Слайд 35

Соединения Ni (II)

NiO (II) – оксид, зеленые кристаллы, нерастворимые в воде, образуются

Соединения Ni (II) NiO (II) – оксид, зеленые кристаллы, нерастворимые в воде,
при термическом разложении карбоната никеля
NiCO3 → NiO + CO2
NiO применяется в качестве катализатора и зеленого пигмента в керамической промышленности.
NiCl2 + 2NaOH → Ni(OH)2↓ + 2NaCl
зеленый
Ni(OH)2 плохо растворяется в воде и концентрированных растворах щелочей, растворяется в NH4OH:
Ni(OH)2 + 6NH4OH → [Ni(NH3)6](OH)2 + 6H2O

Слайд 36

Из катионных комплексов Ni2+ устойчивы октаэдрические аква и аминокомплексы. Аквакомплекс [Ni(H2O)6]2+ имеет

Из катионных комплексов Ni2+ устойчивы октаэдрические аква и аминокомплексы. Аквакомплекс [Ni(H2O)6]2+ имеет
ярко-зеленую окраску, образуется при растворении в воде солей Ni2+ . Такая же окраска характерна для шестиводных кристаллогидратов солей никеля - NiSO4 ∙ 6 H2O. Безводные соли Ni2+ обычно желтого цвета, например: NiCl2, NiSO4. Аминокомплекс [Ni(NH3)6]2+ имеет интенсивно синюю окраску. Известно также много комплексов Ni2+ с кратным числом = 4. Причем комплексы со слабовзаимодействующими лигандами имеет форму тетраэдра [NiCl4]2-, а с сильным – плоского квадрата [Ni(CN)4]2-.

Слайд 37

Соединения Ni (III)

Ni(OH)2 зеленого цвета, проявляет основные свойства, не окисляется кислородом воздуха,

Соединения Ni (III) Ni(OH)2 зеленого цвета, проявляет основные свойства, не окисляется кислородом
поэтому получить Ni(OH)3 можно только действием очень сильных окислителей:
2Ni(OH)2 + Br2 + 2KOH → 2Ni(OH)3 + 2KBr
черный
Имя файла: Побочная-подгруппа-VIII-группы.pptx
Количество просмотров: 65
Количество скачиваний: 2