D corespunde elementului 4 al tabelului periodic. Caracteristicile generale ale elementelor d
Acest articol nu are link-uri către surse de informații. Informațiile trebuie să fie verificabile, altfel pot fi puse sub semnul întrebării și șterse. Poți... Wikipedia
Șir de punct tabel periodic elemente chimice, succesiunea atomilor în funcție de creșterea sarcinii nucleare și umplerea învelișului electronilor exterioară cu electroni. Tabelul periodic are șapte perioade. Prima perioadă care conține 2 elemente... Wikipedia
104 Laurencium ← Rutherfordium → Dubnium ... Wikipedia
D. I. Mendeleev, clasificarea naturală a elementelor chimice, care este o expresie tabelară (sau altă expresie grafică) lege periodică Mendeleev (Vezi legea periodică a lui Mendeleev). P.S. e. dezvoltat de D.I Mendeleev în 1869... Marea Enciclopedie Sovietică
Mendeleev Dmitri Ivanovici- (Dmitri Ivanovici Mendeleev) Biografia lui Mendeleev, activitatea științifică a lui Mendeleev Informații despre biografia lui Mendeleev, activitatea științifică a lui Mendeleev Cuprins Cuprins 1. Biografie 2. Membru al poporului rus 3. Activitati stiintifice Periodic... Enciclopedia investitorilor
Tabelul periodic al elementelor chimice (tabelul lui Mendeleev) clasificarea elementelor chimice, stabilind dependența diferitelor proprietăți ale elementelor de sarcină nucleul atomic. Sistemul este o expresie grafică a legii periodice, ... ... Wikipedia
Sistemul periodic de elemente chimice (tabelul lui Mendeleev) este o clasificare a elementelor chimice care stabilește dependența diferitelor proprietăți ale elementelor de sarcina nucleului atomic. Sistemul este o expresie grafică a legii periodice, ... ... Wikipedia
Sistemul periodic de elemente chimice (tabelul lui Mendeleev) este o clasificare a elementelor chimice care stabilește dependența diferitelor proprietăți ale elementelor de sarcina nucleului atomic. Sistemul este o expresie grafică a legii periodice, ... ... Wikipedia
Elementele chimice (tabelul periodic) clasificarea elementelor chimice, stabilindu-se dependența diferitelor proprietăți ale elementelor de sarcina nucleului atomic. Sistemul este o expresie grafică a legii periodice stabilite de... ... Wikipedia rusă
DEFINIŢIE
Potasiu- primul element al perioadei a patra. Este situat în Grupa I a subgrupului principal (A) al Tabelului Periodic.
Se referă la elemente ale familiei s. Metal. Elementele metalice incluse în acest grup sunt numite colectiv alcaline. Denumire - K. Număr de ordine - 19. Relativ masa atomica- 39.102 a.m.u.
Structura electronică a atomului de potasiu
Atomul de potasiu este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv (+19), în interiorul căruia se află 19 protoni și 20 neutroni, iar 19 electroni se mișcă pe 4 orbite.
Fig.1. Structura schematică a atomului de potasiu.
Distribuția electronilor între orbiti este următoarea:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 .
Nivelul de energie exterior al atomului de potasiu conține 1 electron, care este un electron de valență. Starea de oxidare a potasiului este +1. Diagrama energetică a stării fundamentale ia următoarea formă:
Stare emoționată, în ciuda prezenței vacantei 3 p- și 3 d-nu sunt orbitali.
Exemple de rezolvare a problemelor
EXEMPLUL 1
| Exercita | Un atom al unui element are următoarea configurație electronică 1 s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3. Indicați: a) sarcină nucleară; b) numărul de niveluri de energie finalizate din învelișul de electroni a acestui atom; c) gradul maxim posibil de oxidare; d) valenţa atomului în combinaţie cu hidrogenul. |
| Soluţie | Pentru a răspunde la aceste întrebări, trebuie mai întâi să determinați numărul total de electroni dintr-un atom element chimic. Acest lucru se poate realiza prin însumarea tuturor electronilor prezenți în atom, fără a lua în considerare distribuția lor pe niveluri de energie: 2+2+6+2+6+10+2+3 = 33. Acesta este arsenul (As). Acum să răspundem la întrebări: a) sarcina nucleară este +33; b) atomul are patru niveluri, dintre care trei sunt complete; c) notează diagrama energetică pentru electronii de valență ai atomului de arsen în starea fundamentală. Arsenicul este capabil să intre într-o stare excitată: electroni s-subnivelurile se abur și unul dintre ele se mută într-unul liber d-orbital. Cinci electroni nepereche indică faptul că starea maximă posibilă de oxidare a arsenului este +5; d) Valența arsenicului în combinație cu hidrogenul este III (AsH 3). |
Scopul lucrării este de a studia proprietățile chimice ale unor metale de tranziție și ale compușilor acestora.
Metalele subgrupurilor laterale, așa-numitele elemente de tranziție, aparțin elementelor d, deoarece orbitalii d din atomii lor sunt umpluți cu electroni.
În metalele de tranziție, electronii de valență sunt localizați în orbitalul d al nivelului cel mai exterior și orbitalul S al nivelului electronic cel mai exterior. Metalicitatea elementelor de tranziție se explică prin prezența unuia sau a doi electroni în stratul exterior de electroni.
Subnivelul d incomplet al stratului electronic pre-extern determină varietatea stărilor de valență ale metalelor subgrupurilor laterale, ceea ce explică, la rândul său, existența unui număr mare de compuși ai acestora.
Electronii din orbitalul d participă la reacții chimice după ce sunt folosiți electronii S din orbitalul exterior. Toți sau o parte din electronii orbitalilor d ai penultimului nivel electronic pot participa la formarea compușilor chimici. În acest caz, se formează compuși corespunzători diferitelor stări de valență. Valența variabilă a metalelor de tranziție este proprietatea lor caracteristică (cu excepția metalelor din subgrupele secundare II și III). Metalele subgrupurilor laterale IV, V, VI, VII ale grupelor pot fi incluse în compuși atât în starea de valență cea mai mare (care corespunde numărului de grup), cât și în stările de valență inferioare. De exemplu, titanul este caracterizat prin stări 2-, 3-, 4-valență, iar manganul este caracterizat prin stări 2-, 3-, 4-, 6- și 7-valență.
Oxizii și hidroxizii metalelor de tranziție, în care acestea din urmă sunt în starea cea mai scăzută de valență, prezintă de obicei proprietăți de bază, de exemplu Fe(OH)2. Oxizi mai mariși hidroxizii sunt caracterizați prin proprietăți amfotere, de exemplu TiO2, Ti(OH)4 sau acide, de exemplu 
Şi 
.
Proprietățile redox ale compușilor metalelor în cauză sunt, de asemenea, legate de starea de valență a metalului. Compușii cu cea mai scăzută stare de oxidare prezintă de obicei proprietăți reducătoare, iar cei cu cea mai mare stare de oxidare - proprietăți oxidante.
De exemplu, pentru oxizi și hidroxizi de mangan, proprietățile redox se modifică după cum urmează:
Conexiuni complexe.
O trăsătură caracteristică a compușilor metalelor de tranziție este capacitatea de a forma complecși, care se explică prin prezența unui număr suficient de orbitali liberi în nivelurile electronice exterioare și pre-externe ale ionilor metalici.
În moleculele unor astfel de compuși, un agent de complexare este situat în centru. În jurul său coordonează ioni, atomi sau molecule numite liganzi. Numărul lor depinde de proprietățile agentului de complexare, de gradul de oxidare a acestuia și se numește număr de coordonare:
Agentul de complexare coordonează în jurul său două tipuri de liganzi: anionici și neutri. Complexele se formează atunci când mai multe molecule diferite se combină într-una mai complexă:
sulfotetraamină de cupru (II), hexacianoferat de potasiu (III).
În soluții apoase, compușii complecși se disociază, formând ioni complecși:
Ionii complecși înșiși sunt, de asemenea, capabili de disociere, dar de obicei într-o măsură foarte mică. De exemplu:
Acest proces este reversibil și echilibrul său este deplasat brusc spre stânga. Prin urmare, conform legii acțiunii în masă,
Constanta Kn în astfel de cazuri se numește constanta de instabilitate a ionilor complecși. Cu cât constanta este mai mare, cu atât este mai puternică capacitatea ionului de a se disocia în părțile sale constitutive. Valorile Kn sunt date în tabel:
Experimentul 1. Oxidarea ionilor Mn 2+ în ioni 
.
Adăugați puțin dioxid de plumb în eprubetă, astfel încât doar fundul eprubetei să fie acoperit, adăugați câteva picături de concentrat 
și o picătură de soluție 
. Încălziți soluția și observați apariția ionilor 
. Scrieți o ecuație pentru reacție. O soluție de sare de mangan trebuie luată în cantități mici, deoarece excesul de ioni 
reface 
la 
.
Experimentul 2. Oxidarea cu ioni 
în soluții acide, neutre și alcaline.
Produse reducătoare de ioni 
sunt diferite și depind de pH-ul soluției. Deci, în solutii acide ion 
se reduce la ioni 
.
În soluții neutre, ușor acide și ușor alcaline, de ex. în intervalul de pH de la 5 la 9, ion 
se reduce pentru a forma acid permangan:
În soluții puternic alcaline și în absența unui agent reducător, ionul 
se reduce la un ion 
.
Se toarnă 5-7 picături de soluție de permanganat de potasiu în trei eprubete 
. Adăugați același volum de acid sulfuric diluat la unul dintre ele, nu adăugați nimic la celălalt și o soluție alcalină concentrată la al treilea. Adăugați o soluție de sulfit de potasiu sau de sodiu picătură cu picătură în toate cele trei eprubete, scuturând conținutul eprubetei, până când soluția devine incoloră în prima eprubetă, se formează un precipitat maro în a doua, iar soluția devine verde în al treilea. Scrieți o ecuație de reacție, ținând cont de faptul că ionul 
se transformă în ioni 
. Dați o estimare a capacității de oxidare 
V medii diferite conform tabelului potențialelor redox.
Experimentul 3. Interacțiunea permanganatului de potasiu cu peroxidul de hidrogen. Pune 1 ml într-o eprubetă. peroxid de hidrogen, se adaugă câteva picături de soluție de acid sulfuric și câteva picături de soluție de permanganat de potasiu. Ce gaz se eliberează? Testați-l cu o lanternă care mocnește. Scrieți o ecuație pentru reacție și explicați-o pe baza potențialelor redox.
Experimentul 4. Compuși complecși ai fierului.
A) Obținerea albastrului prusac. La 2-3 picături dintr-o soluție de sare de fier (III), se adaugă o picătură de acid, câteva picături de apă și o picătură de soluție de ferat de potasiu (P) hexat (sare galbenă de sânge). Observați aspectul sedimentului albastru prusac. Scrieți o ecuație pentru reacție. Această reacție este utilizată pentru a detecta ioni 
. Dacă 
luate în exces, apoi în locul unui precipitat de albastru prusac se poate forma forma sa coloidală solubilă.
Investigați relația dintre albastrul prusac și acțiunea alcaline. Ce se observă? Care se disociază mai bine? Fe(OH)2 sau ion complex 
?
B) Prepararea tiocianatului de fier III. La câteva picături dintr-o soluție de sare de fier, adăugați o picătură de soluție de tiocianat de potasiu sau de amoniu 
. Scrieți o ecuație pentru reacție.
Cercetare raportul tiocianat 
la alcalii si explica fenomenul observat. Această reacție, ca și cea anterioară, este folosită pentru a detecta ionul 
.
Experimentul 5. Prepararea unui compus complex de cobalt.
Puneți 2 picături dintr-o soluție saturată de sare de cobalt într-o eprubetă și adăugați 5-6 picături dintr-o soluție saturată de amoniu: rețineți că aceasta va forma o soluție complexă de sare 
. Ioni complexi 
sunt colorate în albastru și ioni hidratați 
- în roz. Descrieți fenomenele observate:
1. Ecuația de obținere a sării complexe de cobalt.
2. Ecuația de disociere a unei săruri complexe de cobalt.
3. Ecuația de disociere a unui ion complex.
4. Exprimarea constantei de instabilitate a unui ion complex.
Testați întrebări și sarcini.
1. Ce proprietăți (oxidante sau reducătoare) au compușii cel mai înalt grad oxidarea unui element? Scrieți o ecuație electron-ionică și moleculară pentru reacție:
2. Ce proprietăți prezintă compușii cu o stare intermediară de oxidare a unui element? Alcătuiți ecuațiile reacțiilor electron-ionice și moleculare:
3. Indicați proprietățile distinctive și similare ale fierului, cobaltului, nichelului. De ce a plasat D.I Mendeleev cobaltul între fier și nichel în tabelul periodic al elementelor, în ciuda valorii greutății sale atomice?
4. Scrieți formulele compușilor complecși de fier, cobalt, nichel. Ce explică capacitatea bună de complexare a acestor elemente?
5. Cum se schimbă caracterul oxizilor de mangan? Care este motivul pentru aceasta? Ce numere de oxidare poate avea manganul în compuși?
6. Există asemănări în chimia manganului și a cromului? Cum se exprimă?
7. Pe ce proprietăți ale manganului, fierului, cobaltului, nichelului, cromului se bazează utilizarea lor în tehnologie?
8. Oferiți o evaluare a capacității de oxidare a ionilor 
și capacitatea de reducere a ionilor 
.
9. Cum putem explica că numerele de oxidare ale Cu, Ag, Au pot fi mai mari decât +17.
10. Explicați înnegrirea argintului în timp în aer, înverzirea cuprului în aer.
11. Scrieți o ecuație pentru reacțiile care au loc conform schemei.
Elemente ale perioadei a 4-a a tabelului periodic
| n uh | Configurația electronică a elementului | KR | t pl, o C | D N pl, kJ/mol | NV, MPa | t kip, oh C | D N kip, kJ/mol | |
| K | s 1 | BCC | 63,55 | 2,3 | - | 89,4 | ||
| Ca | s 2 | GCC | 8,4 | |||||
| Sc | s 2 d 1 | Hex. | 14,1 | |||||
| Ti | s 2 d 2 | GPU | ||||||
| V | s 2 d 3 | BCC | 23,0 | |||||
| Cr | s 1 d 5 | BCC | 21,0 | |||||
| Mn | s 2 d 5 | BCC | 12,6 | - | ||||
| Fe | s 2 d 6 | BCC | 13,77 | |||||
| Co | s 2 d 7 | Hex. | 16,3 | |||||
| Ni | s 2 d 8 | GCC | 17,5 | |||||
| Cu | s 1 d 10 | GCC | 12,97 | |||||
| Zn | s 2 d 10 | GPU | 419,5 | 7,24 | - | |||
| Ga | s 2 d 10 p 1 | Romb. | 29,75 | 5,59 | ||||
| Ge | s 2 d 10 p 2 | PC | 958,5 | - | ||||
| Ca | s 2 d 10 p 3 | Hex. | 21,8 | - | Subl. | |||
| Se | s 2 d 10 p 4 | Hex. | 6,7 | 685,3 | ||||
| Br | s 2 d 10 p 5 | -7,25 | 10,6 | - | 59,8 | 29,6 | ||
| Kr | s 2 d 10 p 6 | -157 | 1,64 | - | -153 | 9,0 |
Orez. 3.8. Dependența temperaturii de topire ( t pl) și fierbere ( t kip), entalpia de fuziune (D N pl) și fierbere (D N kip), duritatea Brinell a substanțelor simple din perioada a 4-a din numărul de electroni din nivelul de energie externă (numărul de electroni în exces față de învelișul complet umplut al gazului nobil Ar)
După cum sa menționat, pentru a descrie legătura chimică care apare între atomii de metal, se pot folosi reprezentările metodei legături de valență. Abordarea descrierii poate fi ilustrată folosind exemplul unui cristal de potasiu. Atomul de potasiu are un electron la nivelul energetic exterior. Într-un atom de potasiu izolat, acest electron este situat la 4 s-orbitali. În același timp, atomul de potasiu conține niveluri de energie care nu diferă foarte mult de 4 s-orbitalii sunt liberi, orbitalii neocupați de electroni, înrudiți cu 3 d, 4p-subniveluri. Se poate presupune că atunci când se formează o legătură chimică, electronul de valență al fiecărui atom poate fi situat nu numai pe 4 s-orbitali, dar si intr-unul din orbitalii liberi. Un electron de valență al unui atom îi permite să formeze o singură legătură cu cel mai apropiat vecin. Prezența în structura electronică a unui atom de orbitali liberi care diferă puțin în energie sugerează că un atom poate „captura” un electron de la vecinul său într-unul dintre orbitalii liberi și apoi va avea ocazia să formeze două legături simple cu vecinii cei mai apropiati. Datorită egalității distanțelor față de cei mai apropiați vecini și indistinguirii atomilor, sunt posibile diferite opțiuni de implementare legături chimiceîntre atomii vecini. Dacă luăm în considerare un fragment dintr-o rețea cristalină constând din patru atomi vecini, atunci opțiunile posibile sunt prezentate în Fig. 3.9.
Elemente din perioada a 4-a a Tabelului Periodic - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Elemente din perioada a IV-a a Tabelului Periodic” 2015, 2017-2018.
Concept element de tranziție folosit de obicei pentru a se referi la orice element cu electroni de valență d sau f. Aceste elemente ocupă o poziție de tranziție în tabelul periodic între elementele s electropozitive și elementele p electronegative.
elementele d sunt de obicei numite elemente de tranziție principale. Atomii lor sunt caracterizați de structura internă a sub-cochiliilor d. Faptul este că orbitalul s al învelișului lor exterior este de obicei umplut înainte de a începe umplerea orbitalilor d din învelișul electronic anterior. Aceasta înseamnă că fiecare nou electron adăugat în învelișul de electroni al următorului element d, în conformitate cu principiul de umplere, nu ajunge în învelișul exterior, ci în subînvelișul interior care îl precede. Proprietăți chimice dintre aceste elemente sunt determinate de participarea electronilor din ambele învelișuri la reacții.
d-Elementele formează trei serii de tranziție - în perioada a 4-a, a 5-a și, respectiv, a 6-a. Prima serie de tranziție include 10 elemente, de la scandiu la zinc. Se caracterizează prin configurația internă a orbitalilor 3d. Orbital 4s este umplut mai devreme decât orbital 3d, deoarece are mai puțină energie (regula lui Klechkovsky).
Trebuie remarcat însă că există două anomalii. Cromul și cuprul au fiecare un singur electron în orbitalii 4s. Faptul este că învelișurile semi-umplute sau complet umplute sunt mai stabile decât învelișurile parțial umplute.
Atomul de crom are câte un electron în fiecare dintre cei cinci orbitali 3d care formează subînvelișul 3d. Acest subshell este umplut pe jumătate. Într-un atom de cupru, fiecare dintre cei cinci orbitali 3d conține o pereche de electroni. O anomalie similară este observată în argint.
Toate elementele d sunt metale.
Configurații electronice ale elementelor din perioada a patra de la scandiu la zinc: 
Crom
Cromul se află în perioada a 4-a, în grupa VI, într-un subgrup secundar. Acesta este metal activitate medie. În compușii săi, cromul prezintă stări de oxidare +2, +3 și +6. CrO - oxid bazic tipic, Cr 2 O 3 - oxid amfoter, CrO 3 - tipic oxid acid cu proprietățile unui agent oxidant puternic, adică o creștere a gradului de oxidare este însoțită de o creștere a proprietăților acide.
Fier
Fierul se află în perioada a 4-a, în grupa VIII, în subgrupul secundar. Fierul este un metal cu activitate medie, în compușii săi, prezintă cele mai caracteristice stări de oxidare de +2 și +3. Sunt cunoscuți și compușii de fier în care acesta prezintă o stare de oxidare de +6, care sunt agenți oxidanți puternici. FeO prezintă proprietăți de bază, iar Fe 2 O 3 prezintă proprietăți amfotere cu o predominanță a proprietăților de bază.
Cupru
Cuprul este în perioada a 4-a, în grupa I, în subgrupa secundară. Cele mai stabile stări de oxidare sunt +2 și +1. În seria tensiunilor metalelor, cuprul este situat după hidrogen, activitatea sa chimică nu este foarte mare. Oxizi de cupru: Cu2O CuO. Acesta din urmă și hidroxidul de cupru Cu(OH)2 prezintă proprietăți amfotere cu predominanța celor bazice.
Zinc
Zincul este în perioada a 4-a, în grupa II, în subgrupul secundar. Zincul este un metal cu activitate medie în compușii săi, prezintă o singură stare de oxidare de +2. Oxidul și hidroxidul de zinc sunt amfoteri.
