Свойства элементов подгруппы хрома

Атомный номер	Название	Электронная конфигурация	ρ г/см3	t0пл. 0C	t0кип. 0C	ЭО	Атомный радиус, нм	Степень окисления
24	Хром Cr	[Ar] 3d54s1	7,2	1857	2672	1,56	0,125	+1,+2,+3, +4,+5,+6
42	Молибден Mo	[Kr] 4d55s1	10,2	2610	2560	1,3	0,135	+1,+2,+3, +4,+5,+6
74	Вольфрам W	[Xe] 4f145d46s2	19,3	3410	5660	1,4	0,141	+1,+2,+3, +4,+5,+6

Физические свойства

Блестящие, сероватого цвета металлы. С увеличением атомного номера растут температуры плавления и кипения.
Вольфрам - самый тугоплавкий из известных металлов.

Химические свойства

В ряду Cr – Mo – W химическая активность падает.
С увеличением степени окисления элементов у их оксидов и гидроксидов законо-мерно происходит ослабление основных свойств и усиление кислотных. Высшим оксидам RO3 соответствуют кислоты H₂RO₄.
В том же направлении происходит усиление окислительных свойств соединений.

Хром и его соединения

Получение
Алюминотермия: Cr₂O₃ + 2Al Al₂O₃ + 2Cr
Восстановлением оксидов оксидом углерода (II).
Электролизом водных растворов соединений хрома.
При обычных условиях хром реагирует только со фтором. При высоких температурах (выше 600⁰C) взаимодействует с кислородом, галогенами, азотом, кремнием, бором, серой, фосфором.

4Cr + 3O₂   2Cr₂O₃
2Cr + 3Cl₂ 2CrCl₃
2Cr + N₂  2CrN
2Cr + 3S Cr₂S₃

В раскалённом состоянии реагирует с парами воды:

2Cr + 3H₂O Cr₂O₃ + 3H₂

Хром растворяется в разбавленных сильных кислотах (HCl, H₂SO₄)
В отсутствии воздуха образуются соли Cr²⁺, а на воздухе – соли Cr³⁺.

Cr + 2HCl CrCl₂ + H₂
2Cr + 6HCl + O₂2CrCl₃ + 2H₂O + H₂

Наличие защитной окисной плёнки на поверхности металла объясняет его пассив-ность по отношению к концентрированным растворам кислот – окислителей.

Соединения хрома

Соединения двухвалентного хрома

Оксид хрома (II) и гидроксид хрома (II) имеют основной характер.

Cr(OH)₂ + 2HCl CrCl₂ + 2H₂O

Соединения хрома (II) - сильные восстановители; переходят в соединения хрома (III) под действием кислорода воздуха.

2CrCl₂ + 2HCl 2CrCl₃ + H₂
4Cr(OH)₂ + O₂ + 2H₂O 4Cr(OH)₃

Соединения трёхвалентного хрома

Оксид хрома (III)Cr₂O₃ – зелёный, нерастворимый в воде порошок. Может быть получен при прокаливании гидроксида хрома (III) или дихроматов калия и аммония:

2Cr(OH)₃ Cr₂O₃ + 3H₂O
4K₂Cr₂O₇  2Cr₂O₃ + 4K₂CrO₄ + 3O₂
(NH₄)₂Cr₂O₇  Cr₂O₃ + N₂+ 4H₂O

Амфотерный оксид. При сплавлении Cr₂O₃ со щелочами, содой и кислыми солями получаются соединения хрома со степенью окисления (+3):

Cr₂O₃ + 2NaOH2NaCrO₂ + H₂O
Cr₂O₃ + Na₂CO₃ 2NaCrO₂ + CO₂
Cr₂O₃ + 6KHSO₄Cr₂(SO₄)₃ + 3K₂SO₄ + 3H₂O

При сплавлении со смесью щёлочи и окислителя получают соединения хрома в степени окисления (+6):

2Cr₂O₃ + 4KOH + KClO₃ 2K₂Cr₂O₇(дихромат калия) + KCl + 2H₂O

Гидроксид хрома (III) Cr(OH)₃ - нерастворимое в воде вещество зелёного цвета.

Cr₂(SO₄)₃ + 6NaOH 2Cr(OH)₃ + 3Na₂SO₄

Обладает амфотерными свойствами - растворяется как в кислотах, так и в щелочах:

2Cr(OH)₃ + 3H₂SO₄ Cr₂(SO₄)₃ + 6H₂O
Cr(OH)₃ + KOHK[Cr(OH)₄]
(или, упрощая, Cr(OH)₃ + KOH KCrO2(хромат калия) + 2H₂O)

Соли хрома (III) имеют фиолетовую или тёмно-зелёную окраску. По химическим свойствам напоминают бесцветные соли алюминия.
Соединения Cr (III) могут проявлять и окислительные, и восстановительные свойства:

Zn + 2Cr+3Cl₃ 2Cr+2Cl₂ + ZnCl₂
2Cr⁺³Cl₃ + 16NaOH + 3Br₂ 6NaBr + 6NaCl + 8H₂O + 2Na₂Cr⁺⁶O₄

Соединения шестивалентного хрома

 

Оксид хрома (VI) CrO₃ - ярко-красные кристаллы, растворимые в воде.
Получают из хромата (или дихромата) калия и H₂SO₄(конц.).

K₂CrO₄ + H₂SO₄CrO₃ + K₂SO₄ + H₂O
K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄2CrO₃ + K₂SO₄ + H₂O

CrO3 - кислотный оксид, со щелочами образует жёлтые хроматы CrO4^2-:

CrO₃ + 2KOH K₂CrO₄ + H₂O

В кислой среде хроматы превращаются в оранжевые дихроматы Cr₂O₇^2-:

2K₂CrO₄ + H₂SO₄K₂Cr₂O₇ + K₂SO₄ + H₂O

В щелочной среде эта реакция протекает в обратном направлении:

K₂Cr₂O₇ + 2KOH2K₂CrO₄ + H₂O

	кислая среда
2CrO42- + 2H+		Cr2O72- + H2O
	щелочная среда

Все соединения хрома (VI) - сильные окислители.