elementi bloka d in njihove spojine

Question 1

prehodni elementi
značilnosti

Answer 1

skupine 3 do 11
po definiciji: elementi, ki imajo delno zasedene d ali f orbitale v katerem koli oksidacijskem stanju
12. skupina ne sodi med prehodne elemente, so pa to elementi bloka d

skupne značilnosti:
-vsi so kovine
-trdi, visoka tališča, vrelišča, dobro prevajajo elektriko in toploto
-tvorijo zlitine
-večina se jih raztaplja v organskih kislinah
-na zadnji obli se d-elementom polnijo 3d, 4d ali 5d orbitale, lantanoidom 4f, aktinoinom 5f
-zaradi delno zasedenih orbital so spojine pogosto paramagnetne (samski elektroni, nesparjeni spini)
-različna oksidacijska števila imajo pogosto značilno barvo
(npr. vanadij od +5 do +2: rumena, modra, zelena, vijolična)

Question 2

vpliv elektronske ovojnice na lastnosti elementov prehoda

Answer 2

d orbitale so v bolj zunanjem delu elektronske lupine
močan vpliv okolice → zelo različne lastnosti

4f orbitale v notranjosti elektronske lupine
zaščitene pred okolico →kemija teh elementov zelo podobna

5f orbitale slabše senčijo vpliv jedra kot 4f orbitale
vpliv jedra večji kot na 3d, 4d in 5d orbitale
zelo različna oksidacijska števila

Question 3

kovine prehoda 1., 2. in 3. vrsta

Answer 3

ker se zaradi polnjenja orbital med La in Hf vrinejo lantanoidi, navadno izključimo 3. skupino in v treh “vrstah” obravnavamo:
Ti - Cu
Zr - Ag
Hf - Au

Question 4

prva vrsta kovin prehoda

Answer 4

lastnosti teh elementov se razlikujejo od lastnosti elementov v istih skupinah v 2. in 3. vrsti prehoda

-tvorijo binarne spojine z oksidacijskim št. +2 (ionske spijine: oksidi, hslidi)
-v vodnih razt. tvorijo ione [M(H2O)6]’2+, razen Ti’2+
-vsi tvorijo spojine z oksidacijskim št. +3 (pri Cu je to najvišje oksidacijsko)
-kloridi imajo že delno kavalentni značaj (FeCl3)
-vsi elementi od Ti do Co tvorijo ione [M(H2O)6]’3+
Co- in Mn- hidratirani ioni imajo tendenco, da se reducirajo
[Fe(H2O)6]’3+ obstojni samo v zelo kislih raztopinah

Question 5

prva vrsta kovin prehoda oksidacijsko število +4

maksimalna oksidacijska št.

Answer 5

pri Ti najstabilnejše oksidacijsko število: TiO2, TiCl4
pri V: VO’2+ ioni
pri elementih od Cr do Ni so znani fluoridi in fluorido kompleksi

maksimalna oksidacijska št.:
Ti+4, V+5, Cr+6, Mn+7, Fe+6, Co+6, Ni+4, Cu+3
stabilnost maksimalnega oksidacijskega po vrsti desno pada

oksidi so oksidacijskega št. +4 so oktaedrični
oksoanioni (Ti+4, V+5, Cr+6, Mn+7) so tetraedrični

Question 6

kakšne spojine tvorijo elementi 1. vste prehoda

kislost oksidov istega elementa

kovalenti značaj halogenidov

v vodnih raztopinah

Answer 6

večkrat tvorijo spojine z enako stehiometrijo in podobnimi lastnostmi
(TiO, MnO, FeO, CoO, NiO,…)

pri istem elementu se kislost oksida veča z večjim oksidacijskim š.

pri halogenidih se z večjim oksidacijskim veča kovalentni značaj in nagnjenje k hidrolizi

ti elementi v različnih oksidacijskih stanjih v vodnih raztopinah tvorijo koordinacijske spojine, običajno s koordinacijskim št. 6 ali 4

Question 7

druga in tretja vrsta kovin prehoda

MnO4-
TcO4-
ReO4-
CrO4’2-
MoO4’2-
WO4’2-

RuO4, WCl6, PtF6

Answer 7

višja oksidacijska stanja so mnogo bolj stabilna kot v 1. vrsti kovin prehoda
oksoanioni Mo, W, Tc, Re so zelo stabilni in jih težko reduciramo
(podobne spojine 1. vrste kovin prehoda so močni oksidanti)
MnO4- razpada→ MnO2 + O2
TcO4-
ReO4- obstojni brezbarvni raztopini

CrO4’2- močen oksidant

MoO4’2-
WO4’2- obstojna

RuO4, WCl6, PtF6 podobne spojine v 1. vrsti niso znane
spojine z oksidacijskim +2 in +3 so neobstojne in jih težko pripravimo
vez kovina-kovina (elementi 1. vrste vezi nimajo ali pa so šibke)

četverna vez med dvema d orbitalama