Содержание
Электрический заряд на ионе переходного металла зависит от количества электронов, которые он потерял для других атомов в химической реакции. Чтобы определить заряд на данном атоме переходного металла, вы должны рассмотреть, какой это элемент, заряды на других атомах в молекуле и суммарный заряд на самой молекуле. Заряды всегда являются целыми числами, а сумма всех атомных зарядов равна заряду молекулы.
Множественные состояния окисления
Когда атом теряет электроны в химической реакции, химик называет этот процесс окислением. Заряд на атоме переходного металла равен его степени окисления и может варьироваться от +1 до +7. Переходные металлы могут терять электроны быстрее, чем другие элементы, потому что они имеют нестабильные электроны на своих внешних орбиталях. Некоторые состояния окисления являются более распространенными, чем другие, для различных переходных металлов, поскольку эти состояния относительно стабильны. Например, железо, или Fe, имеет возможные степени окисления +2, +3, +4, +5 и +6, но его обычные состояния окисления составляют +2 и +3. Когда выписаны формулы для переходных металлов, за названием переходного металла следует римская цифра его степени окисления в скобках, так что FeO, в котором Fe имеет степень окисления +2, записывается как железо (II) оксид.
Нейтральные Соединения
Вы можете легко определить заряд ионов переходных металлов в нейтральных соединениях, при условии, что вы знаете заряд или степень окисления атомов, которые взаимодействуют с переходным металлом. Например, MnCl2 содержит два хлорид-иона, а хлорид-ион, как известно, имеет заряд или степень окисления –1. Два хлорид-иона добавляют до –2, что говорит о том, что марганец в MnCl2 должен иметь заряд +2, чтобы сделать соединение нейтральным.
Заряженные комплексы
Ионы переходных металлов могут соединяться с другими типами атомов с образованием положительно или отрицательно заряженных молекулярных комплексов. Примером такого комплекса является перманганатный ион, MnO4–, Кислород имеет степень окисления или заряд –2, поэтому четыре атома кислорода составляют в сумме –8. Поскольку общий заряд перманганат-иона равен -1, марганец должен иметь заряд +7.
Растворимые Соединения
Нейтральные соединения переходных металлов, которые растворимы в воде, имеют заряд +3 или меньше. Степень окисления, превышающая +3, приводит к осаждению соединения или к реакции иона переходного металла с водой с образованием иона, образующего комплекс с кислородом. Например, соединение с ванадием в степени окисления +4 или +5 будет реагировать с водой с образованием иона, состоящего из одного атома ванадия (IV) и одного атома кислорода с зарядом +2, или иона, состоящего из одного ванадия ( V) атом с двумя атомами кислорода и зарядом +1.