Общая характеристика элементов VIB подгруппы. Получение и применение хрома, молибдена и вольфрама

В VIB подгруппу Периодической системы входят хром, молибден, вольфрам и сиборгий. Хром открыт французским ученым Л. Вокленом в 1797 г. и получил свое название от греческого слова «крома» благодаря разнообразию окрасок его соединений. Шведский химик К. Шееле в 1778 г. открыл молибден (от греческого «молиб- дос» - подобный свинцу), а в 1781 г. - вольфрам (от немецкого wolf rahm - «волчья пена»), Сиборгий (назван в честь американского ученого Г. Сиборга) получен в 1974 г. в очень малом количестве искусственным путем, все изотопы его радиоактивны.

Важнейшие характеристики хрома, молибдена и вольфрама приведены в табл. 7.1.

Величина радиуса атома заметно увеличивается при переходе от хрома к молибдену, а радиусы атомов молибдена и вольфрама из-за «лантаноидного сжатия» очень близки. Вследствие этого различие в химических свойствах хрома и молибдена более значительно, чем молибдена и вольфрама.

Характеристики элементов VIB подгруппы и распространенность их в природе

Элемент

Электронная формула атома

Радиус

атома,

нм

Основные

степени

окисления

Содержание в земной коре, %

Основные минералы и источники получения

Хром

24СГ

[Ar]3ds4s'

0,126

0; 11; 111; VI

0,01

Сг20.гРеО (хромит или хромистый железняк)

Молибден

42Мо

[Kr]4d55s'

0,140

0; (IV); VI

КГ4

Мо82

(молибденит)

Вольфрам

74W

[Xe]4fJ5c/J6s-

0,141

0; (IV); VI

10~4

Са?()4

  • (шеелит),
  • (Ре,Мп)У04
  • (вольфрамит)

У атомов хрома и молибдена устойчивым состоянием атома является электронная конфигурация (п - 1 )d5ns‘, т.е. имеет место «проскок» одного электрона с S- на d-подуровень. Устойчивость соединений в максимальной степени окисления +VI возрастает от хрома к вольфраму.

Восстановлением хромита получают сплав хрома с железом - феррохром (феррохром используют для введения хрома в стали).

Чистый хром получают в результате ряда операций: окисления хромита кислородом в расплаве щелочи, обработкой получаемого хромата натрия кислотой для перевода в дихромат натрия, далее осуществляют карбогермическое восстановление хрома(У1) до оксида хрома(Ш); из него алюминотермическим восстановлением получают хром:

В процессе производства молибдена и вольфрама получают высшие оксиды этих металлов, при этом для получения оксида молибдена используют обжиг молибденитого концентрата:

Молибден и вольфрам получают, восстанавливая М0О3 и WO3 водородом:

После восстановления водородом получаются порошки металлов; компактные металлы получают методом порошковой металлургии (порошок металла прессуют и спекают в атмосфере водорода или в вакууме).

Хром используют в металлургии при производстве хромистых сталей (инструментальных, шарикоподшипниковых, нержавеющей стали, и др.), для создания защитных и декоративных покрытий (хромирование); соединения хрома применяют в качестве пигментов.

Молибден и вольфрам применяют при производстве сталей специальных марок (для изготовления оружейных стволов, брони, деталей авиационных и автомобильных двигателей). Значительная часть вольфрама идет на производство твердых сплавов (композиция карбид вольфрама-кобальг), служащих для изготовления горнобурового и металлорежущего инструмента. Молибден и вольфрам используют в электротехнике, вольфрам - для изготовления нитей ламп накаливания. Соединения молибдена (халькогениды) - твердые смазки; парамолибдат аммония применяют как стимулятор роста растений.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >