Загальна характеристика елементів VI В групи

До d-елементів VI B групи періодичної системи відносяться хром Cr, молібден Mo та вольфрам W. В їх атомах добудовуються (n-1) d-підрівні. У зв’язку з тим, що електронна конфігурація d⁵, яка відповідає наполовину заповненому d-підрівню, є стійкою, d-елементи відповідних періодів прагнуть досягти цього стабільного d⁵-стану. У хрому і молібдену спостерігають проскок одного електрону з ns- на (n-1) d-підрівень. У вольфраму під зовнішнім ns- та передзовнішнім (n-1) d-підрівнями, на яких містяться валентні електрони, знаходиться завершений 4f¹⁴-підрівень. Цей підрівень стабілізує стан атомів без проскоку електрону.

На відміну від р-елементів у d-елементів не спостерігається закономірної зміни енергії іонізації. Так у ряді Cr-Mo-W збільшується перший потенціал іонізації, що зумовлює послаблення металічних властивостей від хрому до вольфраму. Атомні та іонні радіуси молібдену і вольфраму близькі внаслідок лантаноїдного стиску тому вони схожі за фізичними та хімічними властивостями, але істотно відрізняються від хрому.

Згідно з номером групи, в багатьох своїх сполуках хром, молібден та вольфрам знаходяться у ступені окиснення +6, який особливо типовий для молібдену та вольфраму. Крім ступеня окиснення +6, хром має стійкі сполуки у ступені окиснення +2 та +3.

Як і інші d-елементи, хром, молібден та вольфрам утворюють комплексні сполуки з координаційним числом 6 (рідше 4). У нижчому ступені окиснення для них більш характерні катіонні комплекси [Cr(H₂O)₆]²⁺, на проміжному – катіонні та аніонні [Cr(H₂O)₆]³⁺, [Cr(OH)₆]^3-, а у вищому ступені окиснення – тільки аніонні CrO₄^2-, [MoF₆]^2-.

 

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

2.1. Характерні реакції на іони Fe²⁺ і Fe³⁺

Дослід 1. Дія на солі заліза (ІІ) гексацианоферату (ІІІ) калію.

До розчину солі Мора у пробірці додати 1 краплю розчину гексацианоферату (ІІІ) калію (червоної кров’яної солі K₃[Fe(CN)₆]). Відмітити колір осаду, що утворився («турнбулева синь»), вказати хімічну назву. Дана реакція є характерною на іон Fe²⁺:

Написати рівняння реакції в іонному вигляді.

 

Дослід 2. Дія на солі заліза (ІІІ) гексацианоферату (ІІ) калію

Помістити у пробірку 2-3 краплі розчину хлориду заліза (ІІІ) і додати 1 краплю розчину гексацианоферату (ІІ) калію (жовтої кров’яної солі K₄[Fe(CN)₆]). Що спостерігається? Відмітити колір осаду, що утворився («берлінська лазур»), вказати хімічну назву.

У кристалічній структурі KFe[Fe(CN)₆] обидва іони заліза (+2 та +3) знаходяться в октаедричному ціанідному оточенні і кожний ціанід-іон зв’язаний з обома іонами заліза одночасно. Тому, як показали дослідження, «турнбулева синь» та «берлінська лазур» повністю ідентичні KFe[Fe(CN)₆].

 

Дослід 3. Дія тіоціанату (роданіду) на іони Fe²⁺ і Fe³⁺

В одну пробірку наливають 1-2 см³ розчину солі Мора, у другу – такий самий об’єм розчину FeCl₃. У кожну пробірку додають по 2-3 см³ розчину KSCN. Звертають увагу на забарвлення розчинів, записують рівняння реакцій.

Іони Fe³⁺ утворюють з розчинами тіоціанату калію або амонію забарвлений у криваво-червоний колір розчин тіоціанату феруму (ІІІ) Fe(SCN)₃:

У присутності надлишку тіоціанат-іонів утворюються іони [Fe(SCN)₄]^- чи [Fe(SCN)₆]^3-. Ця реакція дуже чутлива і тому забарвлення з’являється при дуже малій концентрації Fe³⁺.

 

2.2. Гідроксиди кобальту (ІІ) і нікелю (ІІ)

Дослід 1. Отримання гідроксиду кобальту (ІІ) і його окиснення

У дві пробірки помістити по 2-3 краплі розчину солі кобальту і додавати по краплям розчин лугу; спочатку з’явиться синій осад основної солі, котрий потім стає рожевим, що вказує на утворення гідроксиду кобальту (ІІ). Осад в одній пробірці ретельно перемішують скляною паличкою, а в другу додати 2-3 краплі 3 % - го розчину пероксиду водню. В якій з пробірок спостерігається окиснення гідроксиду кобальту? Написати рівняння реакцій.

 

 

Дослід 2. Отримання гідроксиду нікелю (ІІ) і його окиснення

У три пробірки помістити по 2-3 краплі розчину солі нікелю і додавати по краплям розчин лугу до випадіння осаду гідроксиду нікелю (ІІ). У першій пробірці осад ретельно розмішати скляною паличкою, у другу додати 2-3 краплі 3 % - го розчину пероксиду водню. Чи спостерігається зміна кольору осаду? Чи відбувається окиснення гідроксиду нікелю (ІІ) киснем повітря та пероксидом водню? У третю пробірку додати 1 краплю бромної води. Що спостерігається? Написати рівняння реакцій.