Viiа группа элементов

Химические свойства. Оксиды ртути – основные свойства, цинка и кадмия – амфотерные. Оксиды ртути проявляют окислительные, цинка и кадмия – восстановительные свойства: HgO+Fe FeO+Hg; ZnO+C Zn+CO;
CdO+H₂ Cd+H₂O
Hg₂O – в зависимости от условий способны к диспропорционированию: Hg₂O Hg+HgO
С серой (сульфиды) типа ЭS, практически нерастворимы в воде, термически устойчивы, тугоплавки. Получают:
Э(NO₃)₂+ Na₂S=S+2NaNO₃ (=Zn, Cd, Hg)
HgS – способен к образованию комплексов: HgS+K₂S=K₂[HgS₂], HgS растворяется в царской водке:
ZnS – в разбавленных кислотах, CdS – в концентрированных. 3HgS+6HCI +8HNO₃ 3HgCI₂ +8NO+3H₂SO₄+4H₂O
ZnS+2HCI=ZnCI₂+H₂S.
Гидроксиды ртути (+1, +2) неустойчивы при своем образовании (см. получение). Гидроксиды известны для цинка и кадмия, их получают при действии щелочей на растворы солей, они легко растворяются в аммиаке с образованием аминокомплексов: Zn(OH)₂+4NH₃=[Zn(NH₃)₄](OH)₂
Применение. Цинк и кадмий – в производстве сплавов, для защиты металлов от коррозии. Ртуть как катод при электрохимическом получении щелочей и хлора, в амальгамной металлурги для получения ряда металлов и сплавов тугоплавких металлов, для изготовления ламп дневного света, ртутных манометров и термометров. Соединения цинка и его аналогов применяются в производстве минеральных красок, в медицине, фотографии, в производстве пергамента.


8.3. Химия металлов IIIB группы
К этой группе относятся: скандий, иттрий, лантан, актиний. Электронное строение: Sc: ….3d¹, 4s²; Y: ….4d¹, 5s²;
La: …5d¹, 6s², Ac…6d¹, 7s² Возможные степени окисления: для Sc: +3; для Y: +3; для La: +2, +3, +4; Ac: +3.


8.3.1. Способы получения
Обычно электролизом расплавов хлоридов или металлотермическая обработка хлоридов и оксидов: Э₂О₃+3Mg 2Э+3MgO; 2ЭCI₃+3Са 2Э+3СаCI₂; AcF₃+3Li Ac+3LiF


8.3.2. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Все металлы – активные, уступая по активности лишь щелочным и щелочноземельным. С основными кислотами реагируют уже на холоде, медленно окисляются на воздухе, активность увеличивается при нагревании. Реакционная активность растет в ряду Sc-Ac. Sc – активен, но пассивируется как алюминий. Лантан активнее скандия: La+H₂O=La(OH)₃+H₂. Не реагируют со щелочами, пассивируют при взаимодействии с HF и со смесью HF+HNO₃.
Э+H₂ ЭH₂, (ЭH₃); Э+Г₂ ЭГ₃; Э+О₂ Э₂О₃;
Э+S ЭS, Э₂S₃; Э+N₂ ЭN; Э+Р ЭР; Э+С ЭС, Э₂С₃, ЭС₂, Э+Me сплавы.
Э+HCI= ЭCI₃+H₂; Э(Sc, Y)+H₂O Э(OH)₃,
Э+H₂SO_4(конц.)=Э₂(SO₄)₃+ SO₂+Н₂О
Э+H₂SO_4(разб.)=Э₂(SO₄)₃+ Н₂
Э+6HNO_3(конц.)=Э(NO₃)₃ +3NO₂+3H₂O
8Э+30HNO_3(разб.)=8Э(NO₃)₃ +3NH₄NO₃+9H₂O


8.3.3. СОЕДИНЕНИЯ элементов
Практически во всех соединениях элементы проявляют степень окисления +3, устойчивость их от Sc до Ac растет. Чаще всего это белые кристаллические вещества.
С водородом (гидриды) ЭН₂ (при недостатке водорода) и ЭН₃ (при избытке). Гидриды ЭН₂ легко окисляются кислородом и водой: ЭН₂ +6Н₂О=2Э(ОН)₃+5Н₂
С галогенами (галогениды) ЭГ₃ (CI, Br, J) гидролизуются:
ЭГ₃ +3Н₂О=Э(ОН)₃+3НГ, фториды – нерастворимы в воде.
С кислородом (оксиды) – белые кристаллические вещества, плохо растворимы в воде и щелочах, хорошо в разбавленных кислотах, особенно при нагревании. В ряду Sc₂О₃–Ac₂О₃ усиление основных свойств, с водой реагируют: Э₂О₃+3Н₂О=2Э(ОН)₃
Скандий и его аналоги образуют с бором, углеродом, кремнием, азотом, фосфором, серой тугоплавкие соединения, часто с металлическими свойствами. Cпособны к комплексообразованию: к.ч. Sc=6, La и Sc=7,8. При обработке солей элементов растворами щелочей получают белые студнеобразные гидроксиды, трудно растворимые в воде, но растворимые в минеральных кислотах. Sc(OH)₃ – амфотерный гидроксид, остальные – сильные основания.