Умскул учебник стремится стать лучше! Если вы наткнулись на ошибку или неточность в нашем материале - просто сообщите нам, мы будем благодарны!
Химия

Переходные элементы: медь, хром, железо

3.5.2022
458

На этой странице вы узнаете 

  • Что такое переходные металлы;
  • Основные характеристики меди, хрома и железа;
  • Их физические и химические свойства.

Общая характеристика переходных элементов-металлов

К переходным элементам относятся такие, которые расположены в побочных подгруппах больших периодов периодической системы Д.И. Менделеева. К ним принадлежат d– и f–элементы. Название «переходные» связано с тем, что переходные элементы расположены между s– и р–элементами.

Мы рассмотрим три металла: железо, хром и медь.

Железо — металл VIIIB-группы четвёртого периода. Его особенностью, как и особенностью других переходных металлов, является наличие валентных электронов как на внешнем (4s), так и на предвнешнем (3d) подуровнях.

Хром — металл VIB-группы четвёртого периода. Как и железо, это d-элемент, у которого валентные электроны находятся и на внешнем слое и на предвнешнем подуровне. Помимо этого, в атоме хрома в основном состоянии происходит провал электрона

Железо и хром имеют идентичный набор степеней окисления, а также возможных оксидов и гидроксидов: 0, +2, +3, +6.

Медь — металл IB-группы четвёртого периода. Как и в случае других элементов побочных подгрупп, особенностью для неё является наличие валентных электронов как на внешнем (4s), так и на предвнешнем (3d) подуровнях. Как и у хрома, у меди в электронной конфигурации наблюдается провал электрона.

Степени окисления меди следующие: 

  • низшая степень окисления равна 0, как и у всех металлов; 
  • высшая равна +2; 
  • промежуточная равна +1.

Физические свойства

По физическим свойствам железо и хром — совершенно типичные металлы серебристо-белого цвета, которые не растворяются в воде, а на воздухе покрываются прочной оксидной плёнкой. 

Особенностью железа является его быстрая коррозия (то есть окисление) кислородом во влажном воздухе, а особенностью хрома — высокая твёрдость: он является одним из самых твёрдых металлов. 

Медь же — металл красного цвета, один из четырёх металлов, имеющих явную цветовую окраску, которая отлична от серой или серебристой. 

Способы получения

Основным способом получения меди, хрома и железа является пирометаллургия, то есть различные реакции, происходящие при высоких температурах. 

Химические свойства

  1. Взаимодействие с простыми веществами

Как и другие металлы, железо и хром способны взаимодействовать со своими противоположностями, неметаллами, с образованием различных бинарных соединений. 

При этом неметаллы, являющиеся сильными окислителями, окисляют железо и хром до +3, а неметаллы, являющиеся слабыми окислителями, — только до +2

Железо и хром не реагируют с водородом и азотом ввиду неактивности последних. При взаимодействии с кислородом железо ржавеет: образуется смесь оксидов железа, то есть железная окалина Fe3O4.

Медь способна также окисляться до разных степеней окисления в зависимости от силы окислителя или его избытка/недостатка.

  1. Реакция с водой 

Железо и хром являются металлами, стоящими в ряду активности до водорода, поэтому они могут вытеснять его из воды с образованием оксидов и вытесненного водорода

Так как это металлы средней активности (стоящие в промежутке от алюминия до водорода) они реагируют с водой не при нормальных условиях, а при очень высокой температуре

При взаимодействии с водой железо ржавеет: образуется железная окалина Fe3O4, как и в случае с кислородом.

Медь же находится в ряду активности после водорода, следовательно, она “слабее” водорода и не способна вытеснить такого сильного соперника. 

  1. Реакция с кислотами-неокислителями

Благодаря нахождению железа и хрома до водорода в ряду активности металлов они также способны вытеснять водород из растворов кислот-неокислителей.  

Так же, как и в случае с водой, медь не может вытеснить  “качка”-водорода из таких кислот. 

  1. Реакция с солями

Как и прочие металлы, железо, хром и медь могут вытеснять менее активные металлы из растворов их солей. 

  1. Реакции с окислителями

Из-за низких значений электроотрицательности, железо, хром и медь являются типичными восстановителями, а следовательно, способны реагировать с окислителями. 

Ниже представлены различные способы повышения степеней окисления железа и хрома и основные реагенты, которые используются.

Фактчек

  • Медь, железо и хром относятся к переходным металлам, то есть таким, которые расположены в побочных подгруппах больших периодов;
  • Возможные степени окисления железа и хрома: 0, +2, +3, +6. Возможные степени окисления меди: 0, +1, +2.

Проверь себя 

Задание 1.
У атома какого химического элемента не наблюдается «проскок» электрона? 

  1. Серебро;
  2. Медь;
  3. Железо;
  4. Хром.

Задание 2.
С какой солью будет реагировать медь? 

  1. Хлорид натрия;
  2. Сульфат ртути(II);
  3. Хлорид железа(III);
  4. Фосфат кальция. 

Задание 3.
Для какого металла характерна степень окисления +1? 

  1. Хром;
  2. Кобальт;
  3. Железо;
  4. Медь.

Ответы: 1. —  3; 2. — 2; 3. — 4

Понравилась статья? Оцени:
Читайте также:

Читать статьи — хорошо, а готовиться к экзаменам
в самой крупной онлайн-школе — еще эффективнее.

50 000
Количество
учеников
1510
Количество
стобальников
>15000
Сдали на 90+
баллов