Тема 2.12. Побочная подгруппа VIII группы

Содержание учебного материала: Общая характеристика элементов. Строение атомов. Изменение по группе атомных радиусов и ионизационных потенциалов. Валентность и степени окисления атомов. Окислительно-восстановительные свойства соединений в разных степенях окисления атомов. Характер химических связей в соединениях.Характеристика железа, исходя из его положения в периодической системе, с точки зрения теории строения атома, степени окисления, распространение в природе, получение, свойства железа и его соединений. Соединения железа. Оксиды. Гидроксиды. Соли железа. Качественные реакции на катионы железа (II, III).Сплавы железа. Биологическая роль железа. Применение железа и его соединений в медицине и фармации.

Основные понятия: химический элемент, атом, химическая связь, электроотрицательность, валентность,степень окисления, основные типы реакций в неорганической химии; комплексные соединения.

Основные законы химии: Периодический закон Д.И. Менделеева.

Основные теории химии: Теории строения атома, химической связи, строения неорганических соединений

Методические рекомендации: При изученииматериала необходимо отметить, какие элементы относятся к побочной подгруппе VIII группы. Обратите внимание на строение электронных уровней элементов. Также рассмотрите физические и химические свойства соединений элементов.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Общая характеристика элементов VIII В группы периодической системы Д. И. Менделеева.

Побочная подгруппа восьмой группы периодической системы охватывает три триады d -элементов и два искусственно полученных и мало исследованных элемента.

Первую триаду образуют элементы железо, кобальт и никель, вторую триаду - рутений, родий и палладий и третью триаду - осмий, иридий и платина. Искусственно полученные элементы хасий и  мейтнерий с малым временем жизни замыкают известный на сегодня ряд самых тяжелых элементов.

Большинство элементов рассматриваемой подгруппы имеют два электрона на внешней электронной оболочке атома; все они представляют собой металлы. Кроме наружных электронов в образовании химических связей принимают участие также электроны из предыдущей недостроенной электронной оболочки.

Из-за увеличения заряда ядра последний элемент каждой триады имеет характерную степень окисления, ниже, чем первый элемент. В то же время увеличение номера периода, в котором располагается элемент, сопровождается увеличением характерной степени окисления

Характерные степени окисления элементов восьмой побочной подгруппы представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Наиболее часто встречающиеся степени окисления элементов в их соединениях выделены в таблице жирным шрифтом.

Данные элементы иногда делят на три подгруппы: подгруппу железа (Fe, Ru, Os), подгруппу кобальта (Со, Rh, Ir) и подгруппу никеля (Ni, Pd, Pt).      

В пользу такого деления говорят характерные степени окисления элементов и некоторые другие свойства. Например, все элементы подгруппы железа являются активными катализаторами синтеза аммиака, а подгруппы никеля – реакций гидрирования органических соединений. Для элементов подгруппы кобальта характерно образование комплексных соединений состава [Э (NН₃) ₆] Г₃, где Г ­галоген-ион.

Сравнение физических и химических свойств элементов восьмой группы показывает, что железо, кобальт и никель, находящиеся в первом большом периоде, очень сходны между собой и в то же время сильно отличаются от элементов двух других триад. Поэтому их обычно выделяют в семейство железа.

Остальные шесть стабильных элементов восьмой группы объединяются под общим названием платиновых металлов.