Свойства соединений d-металлов

Марганец, проявляя в соединениях степени окисления +2, +3, +4, +6 и +7, образует следующие оксиды, соответствующие им гидроксиды и соли:

+2 MnO	+3 Mn2O3	+4 MnO2	+6 MnO3	+7 Mn2O7
Mn(OH)2	Mn(OH)3	Mn(OH)4	H2MnO4	HMnO4
основные	амфотерные	кислотные
MnSO4	Mn2(SO4)3	Mn(NO3)4 Na4MnO4	K2MnO4	KMnO4

Кислотно-основные свойства этих соединений изменяются с ростом степени окисления от основных через амфотерные к кислотным. Причина такого изменения свойств объясняется изменением сравнительной прочности связей Ме–О и О–Н. С увеличением степени окисления металла и уменьшением его радиуса происходит упрочнение связи Me–О и ослабление связи О–Н.

Окислительно-восстановительные свойства соединений d-металлов также изменяются с повышением степени окисления. Соединения d-металлов в высшей степени окисления проявляют только окислительные свойства:

2KMnO₄ + 10KI + 8H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5I₂ + 6K₂SO₄ + 8H₂O,

окислитель – KMnО₄.

Соединения, содержащие d-элемент в промежуточной степени окисления, могут проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства:

MnO₂ + 2KI + 2H₂SO₄ = MnSO₄ + I₂ + K₂SO₄ + 2H₂O,

окислитель – MnO₂.

MnO₂ + NaBiO₃ + HNO₃ → HMnO₄ + BiONO₃ + NaNO₃ + H₂O,

Восстановитель – MnO₂.

У соединений, содержащих d-элемент в низшей положительной степени окисления (+1, +2), преобладают восстановительные свойства, например, гидроксид железа (II) легко окисляется на воздухе:

4Fe(OH)₂ + О₂ + 2Н₂О = 4Fe(OH)₃

Восстановитель – Fe(OH)₂.

Некоторые соединения d-элементов в промежуточной степени окисления способны к диспропорционированию (самоокислению-самовосстановлению).

3K₂МnO₄ + 2Н₂О = 2KMnO₄ + MnO₂ + 4KOH

Окислительно-восстановительные свойства соединений d-элементов зависят от их устойчивости. С повышением устойчивости соединений в высшей степени окисления их окислительные свойства ослабевают:

Особым свойством d-элементов является их способность к комплексообразованию.

Контрольные вопросы

1. Опишите особенности электронного строения металлов побочных подгрупп.

2. Опишите общие физические свойства d-элементов.

3. Охарактеризуйте окислительно-восстановительные свойства соединений d-металлов в различных степенях окисления.

4. Проанализируйте изменение прочности связи Mn–O в оксидах: MnO, Mn₂O₃, MnO₂, Mn₂O₇.

4. Охарактеризуйте изменение кислотно-основных свойств соединений d-металлов с повышением степени окисления элемента.

5. Рассмотрите способы получения d-металлов.