Тема: елементи підгрупи хрому

VIВ групу періодичної системи утворюють перехідні метали: хром, молібден, вольфрам. В їх атомах добудовуються d -підрівні передостаннього рівню. При цьому у атомів хрому та молібдену електронна конфігурація d⁵s¹, а у атому вольфраму d⁴s­². Хімічний зв’язок цих елементів здійснюється за рахунок втрачання s -електронів зовнішнього рівню та d -електронів передостаннього. Максимальний ступень окислення у всіх металів цієї групи +6, проте стійки також сполуки хрому, в яких його ступень окислення +2, +3. для молібдену та вольфраму характерні ступені окислення +4, +6. Атомні та особливо іонні радіуси молібдену і вольфраму близькі в зв’язку з лантаноїдним стягуванням. Тому молібден і вольфрам подібні за фізичними і хімічними властивостями, Але істотно різняться з хромом.

Хром – тугоплавкий, стійкий до атмосферної корозії метал. Як відновник він реагує з розведеними хлороводневою та сірчаною кислотами з виділенням Гідрогену. Нітратна кислота пасивує хром. При високих температурах хром взаємодіє з галогенами (пента-, тетрагалогеніди), з Нітрогеном, Силіцієм, Сульфуром, Карбоном.

Стійкий оксид хрому (ІІ) виявляє основні властивості. При збільшенні ступеню окислення зменшується йонність зв’язку і зростає кислотність оксидів. Тому оксид хрому (ІІІ) – амфотерний, а оксид хрому (VI) – кислотний. Сполуки, де хром виявляє ступень окислення +2 легко окислюються та майже не мають практичного значення.

Cr₂O₃ нерозчинний у воді утворюється при термічному розкладенні дихромату амонію, розчиняється в кислотах та лугах. Гідроксид хрому (ІІІ) осаджується за дії лугів на солі хрому (ІІІ). В надлишку лугів осад розчиняється з утворенням комплексної сполуки Na₃[Cr(OH)₆]. Більшість солей хрому (ІІІ) розчинні, а їх розчини в залежності від температури мають зелений або сине-фіолетовий колір.

CrO₃ – речовина темно-червоного кольору, сильний окисник. При розчиненні у воді утворює слабку хромову кислоту:

CrO₃ + H2O = H₂CrO₄

Хромова та дихромова ( H₂Cr₂O₇) кислоти існують лише у водних розчинах. У вільному стані відомі більш стійки солі цих кислот – хромати та дихромати. Розчини перших мають жовте забарвлення, других – жовте-гаряче. Хромати стійки в нейтральному та лужному середовищі, дихромати – в кислому. При зміні реакції середовища відбувається перехід хроматів до дихроматів і навпаки:

2CrO₄^2- + 2H⁺ ↔ Cr₂O₇^2- + H₂O

Cr₂O₇^2- + 2OH^- ↔ 2CrO₄^2- + H₂O

Хромати та дихромати – сильні окисники. Найбільш сильно окисні властивості виявляються в кислому середовищі, при цьому сполуки хрому (VI) відновлюються до сполук хрому (ІІІ):

K₂Cr₂O₇ + 3H₂S + 4H₂SO₄ = 3S + Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 7H₂O