Transcript Прелазни метали (Б. Кујовић)

Прелазни метали
Бранка Кујовић
d-елементи
4s
3d
Прелазни
метали
• Налазе се у
периодном систему
елемената између
• s- елемената
• p -елемената
• или кажемо да
припадају B подгрупи
Periodni sistem elemenata
s-elementi
d-elementi
p-elementi
f-elementi
plemeniti gasovi
Co(NO3)2
K2Cr2O7
K2CrO4
NiCl2
CuSO4
Имају обојена
једињења
KMnO4
Камелеон
• Учествовање d електрона у стварању
хемијских веза d-метала омогућава им велики
број рaзличитих okсидационих стања у
једињењима.
• Већина једињења d-метала je oбојена што је
последица прелазака d-eлектрона са нижих на
више eнергетске нивоекоји су праћени
апсорпцијом видљивог дела светлости .
Реакције
прелазнихметала
Натријум
хидроксид
Бакар
сулфат
Талог
бакар
хидроксида
Напишите
једначину•
•
•
•
•
Cu SO4 + 2NaOH Cu(OH)2 + Na2SO4
A jонску једначину?
Cu2+ +SO4 2- + 2Na+ +2OH- 
Cu(OH)2 + 2Na+ +SO4 2Cu2+ +2OH-  Cu(OH)2
Многа једињења су
нерастворна у води
• Настају талози као докази појединих јона
• Прелазни метали граде велики број једињења
• Могу имати више оксидационих стања
•
Cu: +1,+2
•
Mn: +2,+3,+4,+6,+7
•
Cr; +2,+3,+6
Комплексна
једињења
• d-метали граде koмплексна једињења.
• У електронским конфигурацијама њихових јона види се
да нису све орбитале попуњене.
• Немају стабилну конфигурацију најближег
племенитог гаса. непопуњене s,p i d oрбитале теже да
их попуне везивањем анјона или молекула са
слободним електронским паровима.
Koмплексна (kooрдинациона)
jeдињења
• Комплексна једињења
• садрже koмплексне јоне.
• кoмплексно једињење садржи
• централни joн (градитељ koмплекса)
• и лиганди (aденди) .
• Централни joни су од прелазних метала
Централни
јони
• Cu2+,Fe2+,Fe3+,Co2+,Ni2+,Cr3+,Ag+
• Имају непопуњене s и p d-oрбитале примаоци
електронских парова.
• Лиганди су анјони
• (F-- ,Cl-,OH-,CN-,CNS-,CO32- )
• Или неутрални поларни молекули (CO,H2O,NH3донори електрона)
• са слободним електронским паром.
• Централни атом (примаоц електрона) и лиганади
(даваоци eлekтрона) успостаставља се
kooрдинативнa koвалентна веза.
/Zn(NH3)4/2+
• Комплексни јон цинка настаје:
• Електронска конфигурација aтома
цинка je:
1s2 2s22p6 3s23p63 d10 4s2
• Јона цинка (Zn2+) je
• 1s2 2s22p6 3s23p63 d10 .
• Joн цинка у овом комплексу прима 8
електрона , 2 у непопуњену s орбиталу
и 6 у p- oрбиталама.
• Сваки молекул амонијака има слободан
електронски пар: 8 електрона који
граде комплекс.
Координативн
а веза
•
• NH3
•
• NH3
NH3
Zn
NH3
/Cu(NH3)4/(OH)2 = /Cu(NH3)4/2+ +2OH- ;
Na/HgJ3/→Na++/HgJ3/+ ;
дисоцијација је
потпуна
• /Cu(NH3)4/(OH)2 и Na/HgJ3/ комплекси
• /Cu(NH3)4/2+ и /HgJ3/ + комплексни јони
a OH- и Na+ спољашњи јони.
• Градитељи комплекса централни јони су
Cu2+ i Hg+ јони.
• Moлекули NH3 и јони J- су лиганди
• Kooрдинацоини број бакра je 4 a живе 3 .
Сличности и разлике
• Елементи који припадају истој
периоди су сличнији по особинама
него елементи који припадају истој
групи!!!!!
• Елементи 4 периде се разликују од
елемената 5 периоде
Граде оксиде
• Базне-метали имају
ниже о.б.
• Амфотерне
• Неутралне
• Киселе- метали
имају највише о.б.
Бакар
Хром
Технологија
• Обојена
металургија
• Легуре
?
кобалт
злато
Употреба
?????
• “Хоћете да
кажете да
цинк ацетат
не може да
излечи моју
глупу
прехладу?"
“Да!"
Maнган
• +2.+3.+4.+6.+7
• Веома велики број
једињења
• МnО2 –руда
ПИРОЛУЗИТ
• Мn3О4- хаусманит
Биолошка улога
• Манган је интересантан у биохемијским
односима.
• Налази се у свим биљкама и животињама
• Садржи га лист цвекле до 0,03%, у организму
мрава - до 0,05%, а у неким бактеријама до
неколико процената .
• У организму човека (до 0,0004%) садржи срце,
јетра и надбубрежне жлезде. Важан је за
раст,квалитет крви и функцију полних жлезда.
• Недостатак мангана може да доведе до тешких
поремећаја нервног система ,рада срца.....
Антиоксиданс
»
• Антиоксиданс –неопходан за
репарацију оштећења изазваних
слободним радикалима
• Потребан је за очување хрскавице и
костију.
• Ензими које активира манган
одговорни су за процесе
метаболизма холестерола.
Манган
• помаже активирању фермената за правилно
коришћење биотина, витамина B и С.
• Неопходан за нормалну структуру костију.
• Манган је важан за образовање тироксина главног хормона штитне жлезде.
• Манган помаже, побољшању мишићних
рефлекса , повећава памћење , смањује нервну
раздражљивост.
• Дневна доза за одраслог је 5-10 мг.
•
• Зарастање рана је веома важно за
организам и задужени су многи
ензими.
• Манган је укључен у производњу
колагена
• Када је кожа оштећена колаген
помаже да зарасте а ту је неопходан
манган.
• Има улогу у синтези млека
• -за синтезу масти
Једињења
манганa (II)
•
•
•
•
МnО
Мn(ОH)2
МnSО4
МnCl2
• При дејству оксидационих средстава
• Mn (II) показује редукционе особине
• Mn(OH)2 у базној средини лако везује
кисеоник из ваздуха па настали талог
Mn(OH)2,
• добијен као светао-беж брзо тамни:
• 6Mn(OH)2 + O2 = 2Mn2MnO4 + 6H2O
Алуминотермија
• 2Аl + 3MnO2  Al2O3 +3 Mn
• У јако базној средини оксидује се до
манганата (VI) - MnO42-:
• +2
+5
+6 -1
3MnSO4 + 2KClO3 + 12KOH = 3K2MnO4 + 2KCl
+3K2SO4 + 6H2O
Докази
• PbO2 (оксидује се у киселој средини),
преводи Mn (II) у пермангананти (VII) MnO-4:
• +2
+4
+7
+2
+2
• 2MnSO4 + 5PbO2 + 6HNO3 = 2HMnO4 + 3Pb(NO3)2 + 2PbSO4 + 2H2O
• Доказна реакција за једињења мангана
6. Јединења Mn (III)
• При загревању оксида или хидроксида мангана
до 10000 C
• Настаје црни кристални хаусманит Mn3O4.
• Смеша ( Mn(II)Mn(III))2O4 оксида.
• При оксидацији Mn(OH)2 на ваздуху образује се
хидратисани оксид, MnO(OH)2.
• Јон тровалентног мангана у раствору може се
добити оксидацијом Mn2+, а редукцијом MnO-4.
• У слабокиселим растворима хидролизује и
диспропорционише:
• 2Mn3+ + 2H2O = Mn2+ + MnO2 + 4H+
• оксидацијом Mn2+ кисеоником или хлором
у базној средини настаје тамни Мn3+.
• Дејством KMnO4 на ацетат Mn2+ у
сирћетној киселини, оксидују се алкени.
•
• Комплекси тро- и четворовалентног
мангана имају, важну улогу у фотосинтези,
где издвајање кисеоника зависи од
количине мангана.
Mn(VI)
• MnO3 манган-оксид
• H2MnO4 манганова
киселина
• K2MnO4 калијум
манганат
ЈЕДИЊЕЊА Мn(VII)
• Mn2O7-манганоксид
• HMnO4-перманганова
киселина
• KMnO4-калијум
перманганат
•
KMnO4 у разблаженој сумпорној киселини даје
Mn2O7;
• Хлороводонична киселина са KMnO4 даје хлор.
• Шта ће настати у оксидоредукционој реакцији
зависи од pH раствора:
• У КИСЕЛОЈ средини до [Mn(H2O)6]2+,
• бледо розе боје
или безбојне Mn2+ јоне;
• У НЕУТРАЛНОЈ до црног МnО2;
• У БАЗНОЈ Mn до +6 и даће K2MnO4 зелене
боје
• Органски реагенс,
• Толуен се оксидује у присуству калијум
перманганата до бензоеве киселине:
C6H5CH3→ C6H5COOH + H2
Глицерол редукује манган до KMnO3 а сам
даје C3H6O4.
Боја раствора прелази
из љубичасте у
црвену,
KMnO4 + C3H8O3 → C3H6O4 + KMnO3
.
Водени раствори калијум
перманганата са 80% водоник
пероксидом се користе као
покретач у торпедима.
Благи раствор KMnO4 се
користи за уклањање гвожђа и
водоник сулфида из бунарске
воде
• У комплетима за преживљавање KMnO4
је обавезан јер са глицеролом или
глукозом може лако напраити ватру.
• Најважнији је због стерилизације рана и
воде за пиће
• Користи се као противотров при тровању
фосфором.
Физичке особине
Љубичасти кристали
Лако растворан у води и даје
тамнољубичасту боју.
Слатког укуса и без мириса.
M= 158.04 g/mol,
Хемијске
особине
•
Јако оксидационо средство јер из +7 прелази у нижа
оксидациона стања.
• 6KMnO4 + 9H2SO4 → 6MnSO4 +
3K2SO4 + 9H2O + 5O3
Опасности
• Благи раствор није опасан.
• KMnO4 у контакту са концентрованим
киселинама даје веома опасне
производе.
Оставља мрље на одећи и рукама.
• Са одеће се могу скинути сирћетном
коселином
• Са коже нестају у року од 48.
Смртоносан ако се унесе више од10g.
• Примена
У индустрији и лабораторијама као благо
оксидационо средство.
Благи раствори су добра дезинфекциона
средства(1%-) против гљивичних инфекција коже.
• За испирање рана
• Као дезифиcијенс у дезодорансима
• За поврће и воду за пиће.