1. Элементы с порядковыми номерами 21–30 (скандий – цинк) составляют первое переходное семейство (d-элементы), в которых происходит заполнение 3d-подуровня. Они имеют схожее строение электронных оболочек и проявляют сходные химические свойства.
2. Распределение электронов:
- Хром (Cr, Z=24): $[Ar] 3d^5 4s^1$ (проскок электрона).
- Молибден (Mo, Z=42): $[Kr] 4d^5 5s^1$ (проскок электрона).
- Вольфрам (W, Z=74): $[Xe] 4f^{14} 5d^4 6s^2$.
3. Переходные элементы обладают свойствами металлов благодаря наличию свободных d-орбиталей и делокализованных электронов, которые обеспечивают металлическую связь, высокую тепло- и электропроводность, ковкость и металлический блеск.
4. Структурные формулы (октаэдрические комплексы):
- Ферроцианид: $[Fe(CN)_6]^{4-}$. Ион железа (II) в центре, окружен шестью цианид-ионами, связанными через атомы углерода.
- Феррицианид: $[Fe(CN)_6]^{3-}$. Аналогичная структура, но заряд центрального иона +3.
5. Комплексы кобальта (III) с $NH_3$ и $NO_2^-$ могут иметь изомеры:
- $[Co(NH_3)_4(NO_2)_2]^+$. Возможны цис- и транс-изомеры (относительное расположение нитрогрупп).
6. $[Cr(NH_3)_6](SCN)_3$ и $[Cr(NH_3)_3(SCN)_3]$.
а) Первое соединение — ионное (сильный электролит), хорошо растворимо. Второе — комплекс неэлектролит, растворимость ниже.
б) Ионное соединение имеет более высокую температуру плавления из-за ионной решетки.
в) Раствор первого соединения обладает высокой электропроводностью; второго — очень низкой.
7. $NH_3$ имеет неподеленную пару электронов на атоме азота, которую может предоставить на вакантную орбиталь металла. У иона $NH_4^+$ все электроны азота задействованы в связях (водородная связь), свободных пар нет.
8. Это практическое задание на построение графика. Вам нужно взять график энергии ионизации (обычно по оси X — порядковый номер, по оси Y — энергия) и продлить линию, нанося точки для Ga, Ge, As, Se, Br, Kr, Rb согласно предоставленным значениям.
9. Для вычисления атомных объемов нужно знать плотность элементов ($V = M / \rho$). Задача требует справочных данных по плотностям переходных металлов 4-го периода, которые нужно найти в таблице Менделеева или справочнике и подставить в формулу.
10. Уравнение реакции: $Na_2Cr_2O_7 + 2NH_4Cl \to Cr_2O_3 + 2NaCl + N_2 + 4H_2O$.
Расчет по стехиометрии: 1 моль $Na_2Cr_2O_7$ (262 г/моль) дает 1 моль $Cr_2O_3$ (152 г/моль). Если у вас 100 кг ($10^5$ г) бихромата, то $n = 100000 / 262 \approx 381.7$ моль. Масса $Cr_2O_3 = 381.7 \times 152 \approx 58018$ г, или около 58 кг.
11. а) $Cr(OH)_3 \rightleftharpoons Cr^{3+} + 3OH^-$.
б) В кислоте ионы $H^+$ связывают $OH^-$, смещая равновесие вправо (принцип Ле Шателье), что растворяет осадок.
в) $Cr(OH)_3$ — амфотерный гидроксид, реагирует и с кислотами (как основание), и с щелочами (как кислота).
12. Степени окисления марганца:
- $MnO_4^-$: +7
- $Mn^{2+}$: +2
- $Mn_3O_4$: +8/3 (смешанный оксид)
- $MnO_2$: +4
- $Mn(OH)_2$: +2
- $MnCl_2$: +2
- $MnF_3$: +3
13. Реакция диспропорционирования: $3Mn^{3+} + 2H_2O \to Mn^{2+} + MnO_2 + 4H^+$.
