Понятие переходный элемент обычно используется для обозначения любого элемента с валентными d- или f-электронами. Эти элементы занимают в периодической таблице переходное положение между электроположительными s-элементами и электроотрицательными p-элементами.
d-Элементы принято называть главными переходными элементами. Их атомы характеризуются внутренней застройкой d-подоболочек. Дело в том, что s-орбиталь их внешней оболочки обычно заполнена уже до того, как начинается заполнение d-орбиталей в предшествующей электронной оболочке. Это означает, что каждый новый электрон, добавляемый в электронную оболочку очередного d-элемента, в соответствии с принципом заполнения, попадает не на внешнюю оболочку, а на предшествующую ей внутреннюю подоболочку. Химические свойства этих элементов определяются участием в реакциях электронов обеих указанных оболочек.
d-Элементы образуют три переходных ряда - в 4-м, 5-м и 6-м периодах соответственно. Первый переходный ряд включает 10 элементов, от скандия до цинка. Он характеризуется внутренней застройкой 3d-орбиталей. Орбиталь 4s заполняется раньше, чем орбиталь 3d, потому что имеет меньшую энергию (правило Клечковского).
Следует, однако, отметить существование двух аномалий. Хром и медь имеют на своих 4s-орбиталях всего по одному электрону. Дело в том, что полузаполненные или полностью заполненные подоболочки обладают большей устойчивостью, чем частично заполненные подоболочки.
В атоме хрома на каждой из пяти 3d-орбиталей, образующих 3d-подоболочку, имеется по одному электрону. Такая подоболочка является полузаполненной. В атоме меди на каждой из пяти 3d-орбиталей находится по паре электронов. Аналогичная аномалия наблюдается у серебра.
Все d-элементы являются металлами.
Электронные конфигурации элементов четвертого периода от скандия до цинка:
Хром
Хром находится в 4-м периоде, в VI группе, в побочной подгруппе. Это металл средней активности. В своих соединениях хром проявляет степени окисления +2, +3 и +6. CrO - типичный основный оксид, Cr 2 O 3 - амфотерный оксид, CrO 3 - типичный кислотный оксид со свойствами сильного окислителя, т. е. рост степени окисления сопровождается усилением кислотных свойств.
Железо
Железо находится в 4-м периоде, в VIII группе, в побочной подгруппе. Железо - металл средней активности, в своих соединениях проявляет наиболее характерные степени окисления +2 и +3. Известны также соединения железа, в которых оно проявляет степень окисления +6, которые являются сильными окислителями. FeO проявляет основные, а Fe 2 O 3 - амфотерные с преобладанием основных свойств.
Медь
Медь находится в 4-м периоде, в I группе, в побочной подгруппе. Ее наиболее устойчивые степени окисления +2 и +1. В ряду напряжений металлов медь находится после водорода, ее химическая активность не очень велика. Оксиды меди: Cu2O CuO. Последний и гидроксид меди Cu(OH)2 проявляют амфотерные свойства с преобладанием основных.
Цинк
Цинк находится в 4-м периоде, во II-группе, в побочной подгруппе. Цинк относится к металлам средней активности, в своих соединениях проявляет единственную степень окисления +2. Оксид и гидроксид цинка являются амфотерными.
Элементов 4-го периода Периодической таблицы
| n э | Электронная конфигурация элемента | КР | t пл, о С | DН пл, кДж/моль | НВ, МПа | t кип, о С | DН кип, кДж/моль | |
| K | s 1 | ОЦК | 63,55 | 2,3 | - | 89,4 | ||
| Ca | s 2 | ГЦК | 8,4 | |||||
| Sc | s 2 d 1 | Гекс. | 14,1 | |||||
| Ti | s 2 d 2 | ГПУ | ||||||
| V | s 2 d 3 | ОЦК | 23,0 | |||||
| Cr | s 1 d 5 | ОЦК | 21,0 | |||||
| Mn | s 2 d 5 | ОЦК | 12,6 | - | ||||
| Fe | s 2 d 6 | ОЦК | 13,77 | |||||
| Co | s 2 d 7 | Гекс. | 16,3 | |||||
| Ni | s 2 d 8 | ГЦК | 17,5 | |||||
| Cu | s 1 d 10 | ГЦК | 12,97 | |||||
| Zn | s 2 d 10 | ГПУ | 419,5 | 7,24 | - | |||
| Ga | s 2 d 10 p 1 | Ромб. | 29,75 | 5,59 | ||||
| Ge | s 2 d 10 p 2 | ПК | 958,5 | - | ||||
| As | s 2 d 10 p 3 | Гекс. | 21,8 | - | Cубл. | |||
| Se | s 2 d 10 p 4 | Гекс. | 6,7 | 685,3 | ||||
| Br | s 2 d 10 p 5 | -7,25 | 10,6 | - | 59,8 | 29,6 | ||
| Kr | s 2 d 10 p 6 | -157 | 1,64 | - | -153 | 9,0 |
Рис. 3.8. Зависимость температуры плавления (t пл) и кипения (t кип), энтальпии плавления (DН пл) и кипения (DН кип), твердости по Бринелю простых веществ 4-го периода от числа электронов на внешнем энергетическом уровне (число электронов сверх полностью заполненной оболочки благородного газа Ar)
Как было отмечено, для описания химической связи, возникающей между атомами металлов, можно использовать представления метода валентных связей. Подход к описанию можно проиллюстрировать на примере кристалла калия. Атом калия на внешнем энергетическом уровне имеет один электрон. В изолированном атоме калия этот электрон находится на 4s -орбитали. В тоже самое время в атоме калия имеются не сильно отличающиеся по энергии от 4s -орбитали свободные, не занятые электронами орбитали, относящиеся к 3d , 4p -подуровням. Можно предположить, что при образовании химической связи валентный электрон каждого атома может располагаться не только на 4s -орбитали, но и на одной из свободных орбиталей. Один валентный электрон атома позволяет ему реализовать одну единичную связь с ближайшим соседом. Наличие в электронной структуре атома мало различающихся по энергии свободных орбиталей позволяет предположить, что атом может ʼʼзахватитьʼʼ электрон от своего соседа на одну из свободных орбиталей и тогда у него появится возможность образовать две единичные связи с ближайшими соседями. В силу равенства расстояний до ближайших соседей и неразличимости атомов возможны различные варианты реализации химических связей между соседними атомами. Если рассмотреть фрагмент кристаллической решетки из четырех соседних атомов, то возможные варианты показаны на рис. 3.9.
Элементов 4-го периода Периодической таблицы - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Элементов 4-го периода Периодической таблицы" 2015, 2017-2018.
В длинноватых периодах системы Менделеева, включающих так называемые вставные декады, содержится по десять элементов, у каких число электронов в наружной оболочке равно двум (два -электрона) и которые различаются лишь числом -электронов во второй снаружи оболочке. Такими элементами являются, например, элементы от скандия до цинка или от иттрия до кадмия.
Вторая снаружи оболочка играет меньшую роль в проявлении химических свойств, чем наружная оболочка, ибо связь электронов наружной оболочки с ядром слабее, чем во второй снаружи . Поэтому элементы, в атомах которых наружные оболочки построены одинаково и различны лишь вторые снаружи оболочки, гораздо меньше различаются друг от друга по химическим свойствам, чем элементы с различным строением наружных оболочек. Так, все элементы вставных декад, образующие в совокупности так называемые побочные подгруппы основных восьми групп менделеевской системы, являются металлами они все характеризуются переменной валентностью. В шестом периоде системы Менделеева , кроме вставной декады, имеются ещё 14 следующих за лантаном элементов, у каких различие в строении электронных оболочек проявляется лишь в третьей снаружи электронной оболочке (идёт заполнение /-мест в четвёртой оболочке при наличии заполненных мест Эти элементы (лантаниды) на-23
В результате опытов по определению зарядов атомных ядер к 4 г. общее число известных элементов - от водорода (Z=1) до урана (Z = 92) - составило 86. Пропущенными в системе оказались шесть элементов с атомными номерами = 43, 61, 72, 75, 85, 87. Однако, несмотря на эти пробелы, было уже ясно, что в первом периоде системы Менделеева должны находиться два элемента - водород и гелий, во 2-м и третьем - по восемь элементов, в четвёртом и пятом - по восемнадцать, в шестом - тридцать два элемента.13
До выяснения строения шестого периода системы Менделеева элемент № 72 искали среди редкоземельных элементов, и даже отдельные учёные объявляли уже об открытии этого элемента. Когда выяснилось, что в шестом периоде системы Менделеева
содержатся 32 элемента, из них 14 редкоземельных, то Н. Бор указал, что элемент № 72 стоит уже за редкоземельными, в четвёртой группе, и является, как ожидал Менделеев, аналогом циркония.
Точно так же Бор указал, что элемент № 75 стоит в седьмой группе и является предсказанным Менделеевым аналогом марганца. Действительно, в 3 г. в цирконовых рудах был открыт элемент № 72, названный гафнием, причём оказалось, что всё, называвшееся до того цирконием, было по сути смесью циркония и гафния.
В том же 3 г. были предприняты поиски элемента № 75 в разных минералах, где, исходя из родства с марганцем, ожидалось наличие этого элемента. Химические операции для выделения этого элемента также основывались на предполагаемой близости его по свойствам к марганцу. Поиски увенчались в 5 г. открытием нового элемента, названного рением.24
Но это не исчерпывало ещё всех возможностей искусственного получения новых элементов. Граница периодической системы в области лёгких ядер задана водородом, ибо не может быть элемента с зарядом ядра меньше единицы.
Но в области тяжёлых ядер эта граница отнюдь не задана ураном. По правде, отсутствие в природе более тяжёлых, чем уран, элементов говорит только о том, что периоды полураспада таких элементов значительно меньше возраста Земли. Поэтому среди трёх древ естественного радиоактивного распада, включающих изотопы с массовыми числами А = 4п, 4л- -2 и 4 4-3, сохранились лишь ветви, начинающиеся долгопериодными изотопами ТЬ, и 2 и Все короткопериодные ветви, образно выражаясь, высохли и отвалились в незапамятные времена. Кроме того, полностью высохло и погибло четвёртое древо радиоактивного распада, включающее изотопы с массовыми числами Л = 4га + 1, если когда-либо и были на Земле изотопы этого ряда.
Как известно, в четвёртом и пятом периодах системы Менделеева содержится по 18 элементов, в шестом же периоде находится 32 элемента, ибо между элементом третьей группы лантаном (№ 57) и элементом четвёртой группы гафнием (№ 72) стоят ещё четырнадцать схожих с лантаном редкоземельных элементов.
После выяснения строения седьмого периода системы Д. И. Менделеева стало ясно, что в периодической системе за первым периодом из двух элементов следуют два периода по восьми элементов, затем два периода по восемнадцати элементов и два периода по тридцать два элемента. Во 2-м таком периоде, который должен заканчиваться элемен-. том № , пока нехватает ещё семнадцати элементов из них двух нехватает для завершения семейства актинидов, а элемент № должен уже располагаться в четвёртой группе периодической системы, являясь аналогом гафния.
При п + / = 5 заполняются уровни л = 3, 1 = 2 (М), л = 4, / = 1 (4р) и, наконец, л = 5, / = О (55). Если до кальция заполнение электронных уровней шло в порядке возрастания номеров электронных оболочек (15, 25, 2р, Зз, Зр, 45), то после заполнения 5-мест четвёртой электронной оболочки вместо продолжения заполнения этой оболочки /7-электронами начинается заполнение предыдущей, третьей, оболочки -электронами. Всего в каждой оболочке может быть, как ясно из сказанного выше, 10 -электронов. Соответственно этому за кальцием в периодической системе следуют 10 элементов от скандия (3 452) до цинка (3 452), в атомах которых заполняется -слой третьей оболочки, и лишь затем заполняется р-слой четвёртой оболочки-от галлия (3(Щз р) до криптона ЗйЩз р). В рубидии и стронции, начинающих пятый период, появляются 55- и 552-электроны.19
Исследования последних пятнадцати лет привели к искусственному получению ряда короткопериодных. изотопов ядер элементов от ртути до урана, к воскрешению давно погибших в природе родителей урана, протактиния и тория - заурановых элементов от № 93 до № -и к воссозданию четвёртого ряда распада, включающего изотопы с массовыми числами /4 = 4ге- -1. Этот ряд можно условно назвать рядом распада нептуния, потому что самым долгоживущим в ряду омвзался изотоп элемента № 93 - период полураспада которого близок к 2 млн. лет.
Шестой период начинается заполнением двух мест для s-электронов в шестой оболочке, так что строение наружных оболочек атомов элемента № 56 - бария - имеет вид 4s j0 d 05s2p66s2. Очевидно, что при дальнейшем увеличении числа электронов в атомах элементов, следующих за барием, может итти заполнение оболочек или 4/-, или bd- или, наконец, бр-электронами. Уже в четвёртом и пятом периодах системы Менделеева , содержащих по 18 элементов, заполнение d-мест второй снаружи оболочки происходило раньше заполнения р-мест наружной оболочки. Так и в шестом периоде заполнение 6/7-мест начинается только с элемента № 81-таллия.- В атомах же двадцати четырёх элементов, расположенных между барием и таллием, идёт заполнение четвёртой оболочки /-электронами и пятой оболочки d-элек-тронами.
Закономерности изменения активности d-элементов в периоде
Рубрики
Выберите рубрику 1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НЕФТИ, ПРИРОДНОГО ГАЗА 3. ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ЭКСПЛУАТА 3.1. Фонтанная эксплуатация нефтяных скважин 3.4. Эксплуатация скважин погружными электроцентробежны 3.6. Понятие о разработке нефтяных и газовых скважин 7. МЕТОДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПРИЗАБОЙНУЮ ЗОНУ ПЛАСТА ОСНОВНЫЕ УЗЛЫ ИСПЫТАТЕЛЯ ПЛАСТОВ ВИНТОВЫЕ ЗАБОЙНЫЕ ДВИГАТЕЛИ АВАРИЙНЫЕ И ОСОБЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ АГРЕГАТЫ ДЛЯ РЕМОНТА И БУРЕНИЯ СКВАЖИН АНАЛИЗ ПРИЧИН МАЛОДЕБИТНОСТИ СКВАЖИН АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ КАПИТАЛЬНЫХ РЕМОНТОВ СКВАЖИН Арматура устьевая АСФАЛЬТОСМОЛО-ПАРАФИНОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ Без рубрики БЕЗДЫМНОЕ СЖИГАНИЕ ГАЗА БЕСШТАНГОВЫЕ СКВАЖИННЫЕ НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ блогун БЛОКИ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ. борьба с гидратами БОРЬБА С ОТЛОЖЕНИЕМ ПАРАФИНА В ПОДЪЕМНЫХ ТРУБАХ бурение Бурение боковых стволов БУРЕНИЕ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН Бурение скважин БУРИЛЬНАЯ КОЛОННА БУРОВЫЕ АВТОМАТИЧЕСКИЕ СТАЦИОНАРНЫЕ КЛЮЧИ БУРОВЫЕ АГРЕГАТЫ И УСТАНОВКИ ДЛЯ ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ БУРОВЫЕ ВЫШКИ БУРОВЫЕ НАСОСЫ БУРОВЫЕ НАСОСЫ БУРОВЫЕ РУКАВА БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ В МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ПОРОДАХ (ММП) ВЕНТИЛИ. ВИДЫ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ СТРОЕНИЯ НЕФТЯНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ Виды скважин ВИНТОВЫЕ ПОГРУЖНЫЕ НАСОСЫ С ПРИВОДОМ НА УСТЬЕ ВЛАГОСОДЕРЖАНИЕ И ГИДРАТЫ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ СОСТАВ ГИДРАТ Влияние различных факторов на характеристики ВЗД ВОПРОСЫ ОПТИМИЗАЦИИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ПЛАСТ — УЭЦН ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ И РЕЖИМА РАБОТЫ УЭЦН ВЫБОР СТАНКА-КАЧАЛКИ Газлифтная установка ЛН Газлифтная эксплуатация нефтяных скважин Газлифтный способ добычи нефти ГАЗЫ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ИХ СВОЙСТВА ГИДРАТООБРАЗОВАНИЕ В ГАЗОКОНДЕНСАТНЫХ СКВАЖИНАХ ГИДРАТООБРАЗОВАНИЕ В СИСТЕМЕ СБОРА НЕФТИ гидрозащита погружного электродвигателя ГИДРОКЛЮЧ ГКШ-1500МТ гидропоршневой насос Глава 8. СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ГРАДУИРОВКИ И ПОВЕРКИ РАСХОДОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ГЛУБИННЫЕ НАСОСЫ Горизонтальное бурение ГОРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ БУРЕНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ (МЕХАНИЧЕСКИЙ) СОСТАВ ПОРОД ДАЛЬНИЙ ТРАНСПОРТ НЕФТИ И ГАЗА ДЕФОРМАЦИОННЫЕ МАНОМЕТРЫ Диафрагменные электронасосы ДИЗЕЛЬ-ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ АГРЕГАТ САТ-450 ДИЗЕЛЬНЫЕ И ДИЗЕЛЬ-ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ АГРЕГАТЫ ДИНАМОМЕТРИРОВАНИЕ УСТАНОВОК ДНУ С ЛМП КОНСТРУКЦИИ ОАО «ОРЕНБУРГНЕФТЬ» добыча нефти добыча нефти в осложненых условиях ДОБЫЧА НЕФТИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ШСНУ ЖИДКОСТНЫЕ МАНОМЕТРЫ ЗАБОЙНЫЕ ДВИГАТЕЛИ Закачка растворов кислот в скважину ЗАПОРНАЯ АРМАТУРА. ЗАЩИТа НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОТ КОРРОЗИИ ЗАЩИТА ОТ КОРРОЗИИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ ИЗМЕНЕНИЕ КУРСА СТВОЛА СКВАЖИНЫ измерение давления, расхода, жидкости, газа и пара ИЗМЕРЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА ЖИДКОСТЕЙ, ГАЗОВ И ПАРОВ ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ ЖИДКОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОДУКЦИИ МАЛОДЕБИТНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В НЕФТЕГАЗОДОБЫЧЕ ИСПЫТАНИЕ СКВАЖИННЫХ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ Исследование глубинно-насосных скважин ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ кабель УЭЦН капитальный ремонт скважин Комплекс оборудования типа КОС и КОС1 КОНСТРУКЦИЯ ВИНТОВОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА КОНСТРУКЦИЯ КЛАПАННОГО УЗЛА коррозия Краны. КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН КТППН МАНИФОЛЬДЫ Маятниковая компоновка Меры безопасности при приготовлении растворов кислоты МЕТОДИКА РАСЧЕТА БУРИЛЬНЫХ КОЛОНН МЕТОДЫ БОРЬБЫ С ОТЛОЖЕНИЯМИ ПАРАФИНА В ФОНТАННЫХ СКВАЖИНАХ Методы воздействия на призабойную зону для увеличения нефтеотдачи пластов МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТЕЙ Методы изучения разрезов скважин. МЕТОДЫ КОСВЕННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ МЕТОДЫ УДАЛЕНИЯ СОЛЕЙ МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДВИЖЕНИЯ И ВЫРАВНИВАНИЯ БУРОВЫХ УСТАНОВОК МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И ВЫРАВНИВАНИЯ МЕХАНИЗМЫ ПРИ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ ПРИ БУРЕНИИ НАГРУЗКИ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА УСТАНОВКУ Наземное оборудование Насосная эксплуатация скважин НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫЕ ТРУБЫ неоднородный пласт Нефть и нефтепродукты Новости портала НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОЦЕССОВ ДОБЫЧИ ОБОРУДОВАНИЕ ГАЗЛИФТНЫХ СКВАЖИН ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЗАЦИИ СПУСКО-ПОДЪЕМНЫХ ОПЕРАЦИЙ Оборудование для нефти и газа ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРЕДУСМОТРЕНИЯ ОТКРЫТЫХ ФОНТАНОВ ОБОРУДОВАНИЕ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ Оборудование ствола скважины, законченной бурением ОБОРУДОВАНИЕ УСТЬЯ КОМПРЕССОРНЫХ СКВАЖИН ОБОРУДОВАНИЕ УСТЬЯ СКВАЖИНЫ Оборудование устья скважины для эксплуатации УЭЦН ОБОРУДОВАНИЕ ФОНТАННЫХ СКВАЖИН ОБОРУДОВАНИЕ ФОНТАННЫХ СКВАЖИН обработка призабойной зоны ОБРАЗОВАНИЕ ГИДРАТОВ И МЕТОДЫ БОРЬБЫ С НИМИ ОБРАЗОВАНИЕ КРИСТАЛЛОГИДРАТОВ В НЕФТЯНЫХ СКВАЖИНАХ ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ПОДЗЕМНОМ И КАПИТАЛЬНОМ РЕМОНТЕ ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О СТРОИТЕЛЬСТВЕ СКВАЖИН ОГРАНИЧЕНИЕ ПРИТОКА ПЛАСТОВЫХ ВОД Опасные и вредные физические факторы ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА ВЫХОДЕ НАСОСА ОПРОБОВАНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГОРИЗОНТОВ ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ШСНУ ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДНУ С ГИБКИМ ТЯГОВЫМ ЭЛЕМЕНТОМ ОСВОЕНИЕ И ИСПЫТАНИЕ СКВАЖИН ОСВОЕНИЕ И ПУСК В РАБОТУ ФОНТАННЫХ СКВАЖИН ОСЛОЖНЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ УГЛУБЛЕНИЯ СКВАЖИНЫ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПОЛОЖЕНИЯ ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ПОЛОЖЕНИЯ ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О НЕФТЯНЫХ, ГАЗОВЫХ И ГАЗОКОНДЕНСАТНЫ ОСНОВЫ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ В БУРЕНИИ ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН ОСНОВЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ОЧИСТКА БУРЯЩЕЙСЯ СКВАЖИНЫ ОТ ШЛАМА ОЧИСТКА ПОПУТНЫХ ГАЗОВ пайка и наплавка ПАКЕР ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ДВУХМАНЖЕТНЫЙ ПГМД1 ПАКЕРЫ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЕ, ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ ПАКЕРЫ ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КОЛОНН ПАКЕРЫ РЕЗИНОВО-МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ПЕРЕКРЫТИЯ ПРМП-1 ПАКЕРЫ И ЯКОРИ ПАРАМЕТРЫ И КОМПЛЕКТНОСТЬ ЦИРКУЛЯЦИОННЫХ СИСТЕМ Параметры талевых блоков для работы с АСП ПЕРВИЧНОЕ ВСКРЫТИЕ ПРОДУКТИВНЫХ ПЛАСТОВ ПЕРВИЧНЫЕ СПОСОБЫ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ ПЕРЕДВИЖНЫЕ НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ И АГРЕГАТЫ ПЕРЕРАБОТКА ЛОВУШЕЧНЫХ НЕФТЕЙ (НЕФТЕШЛАМОВ) ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ГАЗЛИФТ ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДНУ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ШСНУ Погружение насосов под динамический уровень Подземное оборудование фонтанных скважин ПОДЪЕМ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ ПО ЗАТРУБНОМУ ПРОСТРАНСТВУ СКВАЖИНЫ ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЕ ИНСТРУМЕНТЫ ПОРШНЕВЫЕ МАНОМЕТРЫ Потери давления при движении жидкости по нкт Правила безопасности при эксплуатации скважин Правила ведения ремонтных работ в скважинах РД 153-39-023-97 ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ СОЛЕЙ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АСПО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ АСПО при работе ШГН ПРЕИМУЩЕСТВА ДЛИННОХОДОВЫХ Приготовление растворов кислот. ПРИГОТОВЛЕНИЕ, ОЧИСТКА БУРОВЫХ РАСТВОРОВ ПРИМЕНЕНИЕ СТРУЙНЫХ КОМПРЕССОРОВ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ПРИМЕНЕНИЕ УЭЦН В СКВАЖИНАХ ОАО «ОРЕНБУРГНЕФТЬ» ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ ДНУ С ЛМП ПРИЧИНЫ И АНАЛИЗ АВАРИЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОТЛОЖЕНИЯ НОС ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ОБУСТРОЙСТВО И АНАЛИЗ РАЗРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Производительность насоса ПРОМЫВКА СКВАЖИН И БУРОВЫЕ РАСТВОРЫ ПРОМЫСЛОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОМЫСЛОВЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОН ОБРАЗОВАНИЯ НОС ПРОМЫСЛОВЫЙ СБОР И ПОДГОТОВКА НЕФТИ, ГАЗА И ВОДЫ ПРОТИВОВЫБРОСОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СКВАЖИН РАЗМЕЩЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ И НАГНЕТАТЕЛЬНЫХ СКВАЖИН НА Разное РАЗРУШЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБРЫВОВ ПО ДЛИНЕ КОЛОННЫ ШТАНГ РАСЧЕТ ДНУ РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ДНУ Регулирование свойств цементного раствора и камня с помощью реагентов Режимы добывающих и нагнетательных скважин. РЕЗЕРВЫ СНИЖЕНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИ РЕМОНТЫ ПО ЭКОЛОГИЧЕСКОМУ ОЗДОРОВЛЕНИЮ ФОНДА СКВАЖИН РОЛЬ ФОНТАННЫХ ТРУБ САМОХОДНЫЕ УСТАНОВКИ С ПОДВИЖНЫМ… СЕТКА РАЗМЕЩЕНИЯ СКВАЖИН СИСТЕМЫ УЛАВЛИВАНИЯ ЛЕГКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ Скважинные уплотнители (пакеры) Скважинные центробежные насосы для добычи нефти СОСТАВ И НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ВОД НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТ СПЕЦИАЛЬНЫЙ НЕВСТАВНОЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС СПОСОБЫ ДОБЫЧИ НЕФТИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ОАО СПОСОБЫ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ПЗП СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ НАСОСНЫХ УСТАНОВОК СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ПОВЕРКИ СЧЕТЧИКОВ КОЛИЧЕСТВА ГАЗОВ СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ПОВЕРКИ СЧЕТЧИКОВ КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТЕЙ СТАДИИ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Станки-качалки Струйные насосы струйный насос СЧЕТЧИКИ КОЛИЧЕСТВА ГАЗОВ СЧЕТЧИКИ КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТЕЙ ТАЛЕВЫЕ МЕХАНИЗМЫ ТЕМПЕРАТУРА И ДАВЛЕНИЕ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ И СКВАЖИНАХ Теоретические основы безопасности ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА Техническая физика ТРАЕКТОРИЮ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЗАБОЯ СКВАЖИНЫ Трубы УКАЗАНИЯ ПО РАСЧЕТУ ТОКОВ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ УСЛОВИЯ ПРИТОКА ЖИДКОСТИ И ГАЗА В СКВАЖИНЫ Установки гидропоршневых насосов для добычи нефти Установки погружных винтовых электронасосов Установки погружных диафрагменных электронасосов Устьевое оборудование УТЯЖЕЛЕННЫЕ БУРИЛЬНЫЕ ТРУБЫ УЭЦН уэцн полностью ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ОБРАЗОВАНИЯ АСПО Физико-механические свойства пород-коллекторов ФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГАЗОВ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТ ФИЛЬТРЫ Фонтанный способ добычи нефти ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СКВАЖИН ЦИРКУЛЯЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ БУРОВЫХ УСТАНОВОК Шлакопесчаные цементы Шлакопесчаные цементы совместного помола Штанги насосные (ШН) ШТАНГОВЫЕ НАСОСНЫЕ УСТАНОВКИ (ШСНУ) ШТАНГОВЫЕ НАСОСЫ ДЛЯ ПОДЪЕМА ВЯЗКОЙ НЕФТИ ШТАНГОВЫЕ СКВАЖИННЫЕ НАСОСЫ Штанговые скважинные насосы ШСН ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГАЗОВЫХ СКВАЖИН эксплуатация малодебитных скважин ЭКСПЛУАТАЦИЯ МАЛОДЕБИТНЫХ СКВАЖИН НА НЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОБВОДНЕННЫХ ПАРАФИНСОДЕРЖАЩИХ СКВАЖИН ЭКСПЛУАТАЦИЯ СКВАЖИН ЭКСПЛУАТАЦИЯ СКВАЖИН УЭЦН ЭЛЕКТРОДЕГИДРАТОР. ЭЛЕКТРОДИАФРАГМЕННЫЙ НАСОС энергосбережение скважинного электронасосного агрегата ЯКОРИЦель работы - изучение химических свойств некоторых переходных металлов и их соединений.
Металлы побочных подгрупп, так называемые переходные элементы относятся к d - элементам, поскольку в их атомах заполняются электронами d- орбитали.
У переходных металлов валентные электроны находятся на d - орбитали предвнешнего уровня и S - орбитали внешнего электронного уровня. Металличность переходных элементов объясняется наличием одного или двух электронов во внешнем электронном слое.
Незавершенный d-подуровень предвнешнего электронного слоя обуславливает многообразие валентных состояний металлов побочных подгрупп, что в свою очередь объясняет существование большого количества их соединений.
В химических реакциях электроны d - орбитали участвуют после того, как оказываются использованными S - электроны внешней орбитали. В образовании химических соединений могут участвовать все или часть электронов d - орбиталей предпоследнего электронного уровня. При этом образуются соединения, соответствующие различным валентным состояниям. Переменная валентность переходных металлов является их характерным свойством (исключение составляют металлы II и III побочных подгрупп). Металлы побочных подгрупп IV, V, VI, VII групп могут входить в состав соединений как в высшем валентном состоянии (которое соответствует номеру группы), так и в более низких валентных состояниях. Так, например, для титана характерны 2-, 3-, 4- валентные состояния, а для марганца 2-, 3-, 4-, 6- и 7- валентные состояния.
Оксиды
и гидроксиды переходных металлов, в
котором последние находятся в низшем
валентном состоянии, проявляют обычно
основные свойства, например
иFe(OH) 2 .
Высшие оксиды и гидроксиды характеризуются
амфотерными свойствами, например TiO 2 ,
Ti(OH) 4
или кислотными, например
и
.
Окислительно-восстановительные свойства соединений рассматриваемых металлов также связаны с валентным состоянием металла. Соединена с низшей степенью окисления обычно проявляют восстановительные свойства, а с высшей степенью окисления - окислительные.
Например, для оксидов и гидроксидов марганца окислительно-восстановительные свойства изменяются следующим образом:
Комплексные соединения.
Характерной особенностью соединений переходных металлов является способность к комплексообразованию, что объясняется наличием у ионов металла достаточного числа свободных орбиталей во внешнем и предвнешнем электронных уровнях.
В молекулах подобных соединений в центре находится комплексообразователь. Вокруг него координируются ионы, атомы или молекулы, называемые лигандами. Число их зависит от свойств комплексообразователя, степени его окисленности и называется координационным числом:
Комплексообразователь координирует вокруг себя лигандры двух типов: анионные и нейтральные. Образуются комплексы при соединении нескольких различных молекул в одну более сложную:
сульфотетраамин меди (II) гексацианноферрат (III) калия.
В водных растворах комплексные соединения диссоциируют, образуя комплексные ионы:
Сами комплексные ионы так же способны к диссоциации, но обычно в очень небольшой степени. Например:
Этот процесс протекает обратимо и равновесие его резко сдвинуто влево. Следовательно, согласно закону действия масс,
Константа Кн в подобных случаях называется константой нестойкости комплексных ионов. Чем больше величина константы, тем сильнее способность иона диссоциировать на составные части. Величины Кн приводятся в таблице:
Опыт
1. Окисление ионов Mn 2+
в ионы
.
Внесите
в пробирку немного двуокиси свинца, так
чтобы было покрыто только дно пробирки,
добавьте туда же несколько капель
концентрированной
и одну каплю раствора
.
Нагрейте раствор и наблюдайте появление
ионов
.
Составьте уравнение реакции. Раствор
соли марганца следует брать в небольшом
количестве, так как избыток ионов
восстанавливает
до
.
Опыт
2. Окисление ионами
в кислом, нейтральном и щелочном
растворах.
Продукты
восстановления ионов
различны и зависят от РН раствора. Так,
в кислых растворах ион
восстанавливается в ионы
.
В
нейтральных, слабокислых и слабощелочных
растворах, т.е. в интервале РН от 5 до 9,
ион
восстанавливается с образованием
марганцовистой кислоты:
В
сильнощелочных растворах и при недостатке
восстановителя ион
восстанавливается до иона
.
Налейте
в три пробирки по 5-7 капель раствора
перманганата калия
.
В одну из них добавьте такой же объем
разбавленной серной кислоты, в другую
ничего не добавляете, а в третью -
концентрированного раствора щелочи.
Во все три пробирки прибавьте по каплям,
взбалтывая содержимое пробирки, раствор
сульфита калия или натрия до тех пор,
пока первой пробирке раствор не
обесцветится, во второй выпадет бурый
осадок, а в третьей раствор окрасится
в зеленый цвет. Составьте уравнение
реакций, имея в виду, что ион
превращается в ионы
.
Дайте оценку окислительной способности
в различных средах по таблице
окислительно-восстановительных
потенциалов.
Опыт 3. Взаимодействие перманганата калия с перекисью водорода. Поместите в пробирку 1 мл. перекиси водорода, добавьте несколько капель раствора серной кислоты и несколько капель раствора перманганата калия. Какой газ выделяется? Испытайте его тлеющей лучиной. Составьте уравнение реакции и объясните его на основе окислительно-восстановительных потенциалов.
Опыт 4. Комплексные соединения железа.
А)
Получение берлинской лазури. К 2-3 каплям
раствора соли железа (III) добавьте каплю
кислоты, несколько капель воды и каплю
раствора гексационно - (П) феррата калия
(желтой кровяной соли). Наблюдайте
появления осадка берлинской лазури.
Составьте уравнение реакции. Эта реакция
используется для обнаружения ионов
.
Если
взять в избытке, то вместо осадка
берлинской лазури может образоваться
его коллоидная растворимая форма.
Исследуйте
отношение берлинской лазури к действию
щелочи. Что наблюдается? Что лучше
диссоциирует. Fе(ОН) 2
или комплексный ион
?
Б)
Получение роданида железа III. К нескольким
каплям раствора соли железа добавьте
каплю раствора роданида калия или
аммония
.
Составьте уравнение реакции.
Исследуйте
отношение роданида
к щелочам и объясните наблюдаемое
явление. Эта реакция, как и предыдущая,
используется для обнаружения иона
.
Опыт 5. Получение комплексного соединения кобальта.
Поместите
в пробирку 2 капли насыщенного раствора
соли кобальта и добавьте 5-6 капель
насыщенного раствора аммония: учесть,
что при этом образуется раствор
комплексной соли
.
Комплексные ионы
окрашены в синий цвет, а гидратированные
ионы
- в розовый. Опишите наблюдаемые явления:
1. Уравнение получения комплексной соли кобальта.
2. Уравнение диссоциации комплексной соли кобальта.
3. Уравнение диссоциации комплексного иона.
4. Выражение константы нестойкости комплексного иона.
Контрольные вопросы и задачи.
1. Какие свойства (окислительные или восстановительные) проявляют соединения с высшей степенью окисления элемента? Составьте электронно-ионное и молекулярное уравнение реакции:
2. Какие свойства проявляют соединения с промежуточной степенью окисления элемента? Составьте электронно-ионные и молекулярные уравнения реакций:
3. Укажите отличительные и сходные свойства железа, кобальта, никеля. Почему Д. И. Менделеев поместил в периодической системе элементов кобальт между железом и никелем, несмотря на значение его атомного веса?
4. Напишите формулы комплексных соединений железа, кобальта, никеля. Чем объясняется хорошая комплексообразующая способность этих элементов?
5. Как изменяется характер оксидов марганца? Чем это обусловлено? Какие окислительные числа может иметь марганец в соединениях?
6. Есть ли сходство в химии марганца и хрома? В чем оно выражается.
7. На каких свойствах марганца, железа, кобальта, никеля, хрома основано их применение в технике?
8.
Дайте оценку окислительной способности
ионов
и восстановительной способности ионов
.
9. Чем объяснить, что окислительные числа Си, Ag, Аu бывает больше +17.
10. Объясните почернение серебра со временем на воздухе, позеленение меди на воздухе.
11. Составьте уравнение реакций, протекающих по схеме.
