|
전이 원소의 특성
1) 전이 원소 : 주기율표의 3 ∼ 11족에 속하은 원소들
2) 전이 원소의 전자배치
3) 전이원소의 특성
① m.p , b.p 이 높고 밀도가 크며 열과 전기전도성이 좋다(금속)
② 같은 주기의 원소들은 원자반지름 , 이온화에너지가 비슷
③ d 오비탈의 전자도 결합에 참여 여러 가지 산화수를 갖음
3d와 4s 오비탈의 에너지 준위가 비슷 (4s 가 3d보다 낮음)
④ 전이원소의 이온이나 화합물은 색을 띰
(d 오비탈의 전자가 가시광선을 흡수 방출하기 때문)
⑤ 활성이 작아 촉매로 많이 쓰임
⑥ 이온 형성시 최외각 전자껍질의 전자부터 잃음
착화합물
1) 금속이온에 리간드가 배위결합하여 생긴 이온 → 착이온 생긴 화합물 → 착화합물
① 배위결합 : 비공유 전자쌍을 가진 원자나 분자가 그 전자쌍을 일방적으로 제공하여 형성된 공유결합
② 리간드(배위자) : 비공유 전자쌍을 가지 원자나 분자, 이온
(NH3, H2O, Cl-, CN-, 등)
2) 착이온의 생성
+NH4OH +NH4OH
Ag+ --------> AgO --------> [Ag(NH3)2]+
+2 OH
(갈색) (수용액)
+NH4OH +NH4OH
Zn2+ --------> Zn(OH)2 --------> [Zn(NH3)4]2+
+2 OH
(흰색) (수용액)
+NH4OH +NH4OH
Cu2+ --------> Cu(OH)2 --------> [Cu(NH3)4]2+
+2 OH
(청백색) (진청색, 수용액)
가열 → CuO (검은색)
① 배위수 ; 하나의 중심 원자에 결합되어 있는 리간드의 수
② 착이온의 전하 : 중심 금속이온과 리간드의 전하를 합한 값
① 배위수가 2인 경우 → [Ag(NH3)2]+ → sp 혼성 → 직선형 → Ag+, Au+의 경우
4d 5s 5p
47 Ag : [36Kr]
Ag+ : [36Kr]
[Ag(NH3)2]+ : [36Kr]
NH3 NH3
② 배위수가 4인 경우
* Zn2+ → sp3 혼성 → 정사면체형
3d 4s 4p
30Zn : [18Ar]
30Zn2+ : [18Ar]
[Zn(NH3)4]2+: [18Ar]
4 NH3
* Cu2+ → dsp2 혼성 → 평면사각형
3d 4s 4p
29Cu : [18Ar]
29Cu2+ : [18Ar]
들뜬상태 : [18Ar]
[Cu(NH3)4]2+ : [18Ar] (상자기성)
4 NH3
③ 배위수가 6인 경우 → 리간드수 6개 → d2sp3 → 정팔몉체
3d 4s 4p
27Co : [18Ar]
27Co3+ : [18Ar]
들뜬상태 : [18Ar]
[Co(NH3)6]3+ : [18Ar]
6NH3
4) 착이온의 이름
① 리간드의 수와 이름을 쓴다
중심 금속 이름의 이름을 쓴다
금속이온의 원자가를 ()안에 로마숫자로 쓴다
② 착이온이 음이온인 경우 : 중심금속 이름 다음의 어미에 -산 (ate)를 붙여 읽음
NH3 : 암민 H2O : 아쿠아 CN- : 시아노
Cl- : 클로로 S2O32- : 티오술파토
5) 킬레이트 화합물
1) 중심이온 (중심금속) : 착이온의 중심에 있는 금속 이온
2) 킬레이트 : 리간드로 작용하는 분자나 이온에 2개 이상의 비공유 전자쌍이 있을 때
1개의 리간드가 금속 이온의 두 자리 이상에서 배위
하여 이루어지는 고리모양의 착화물
3) 킬레이트제 (여러 자리 리간드) : 2개 이상의 비공유 전자쌍을 갖는 리간드
① 에틸렌디아민 (2자리)
‥ ‥
H2N - CH - CH - NH2
② EDTA (6자리) : 하나가 중심 이온 한 개를 완전히 둘러싸서 여러 금속이온과 매우 안정한 킬레이트 착물을 형성
: 금속이온의 정량 및 사람이 중금속 중독이 되었을 때 중금속 이온을 제거하는데 쓰임
- OOC - CH CH - COO-
N-CH-CH-N
- OOC - CH CH - COO-
1) 티탄(Ti) : 지표상에 널리 분포(0.6%)
① 주로 +2,3,4 의 산화상태를 갖음 (+4가 가장 흔함 TiO2 , TiCl4)
② 비교적 밀도가 작고 강도가 높다, 가볍고 고온과 화학반응에도 잘 견딤
구조물, 제트엔젠, 화학산업의 파이프, 펌프, 반응용기의 재료로 쓰임
2) 구리(Cu) : 붉은색 광택의 금속 연성과 전성이 큼
은 다음으로 전기전도성이 커서 전선으로 쓰임
열 전도성이 커서 온수 배관에도 이용
CuSO4·5H2O --------> CuSO4·H2O -------> CuSO4
△ △
② 무수 황산구리는 석유나 알코올 중의 수분 검출 (①의 역반응)
3) 철과 그화합물
① 회백색의 금속으로 적철광(FeO), 자철광(FeO)등으로 산출
용광로에서 탄소로 환원 시켜 얻음
② 묽은 황산과 반응 → Fe2+를 포함한 엷은 녹색의 수용액
→(증발) 녹색의 황산철(II) 7수화물 :녹반
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
(엷은 녹색) → 증발 → 녹반
③ Fe2+를 포함한 수용액에 암모니아수, 수산화나트륨 수용액첨가 →녹색침전(수산화철(II))
FeCl2 + 2 NaOH → Fe(OH)2↓ + 2 NaCl
(녹색 침전)
④ Fe2+ 는 쉽게 산화 → Fe3+
⑤ Fe3+수용액에 암모니아수나 수산화나트륨을 가하면
→ 적갈색의 수산화철(III) 침전
Fe2(SO4)3 + 6 NaOH → 3 Na2SO4 + 2 Fe(OH)3↓
(적갈색 침전)
⑥ Fe3+ 검출반응 → 황혈염(페로시안화칼륨) : 육시아노철산(II)칼륨
K4[Fe(CN)6] → 진푸른색 침전
K4[FeII(CN)6] + Fe3+ → KFeIII[FeII(CN)6]↓ + 3 K+
① 단단하며 은백색의 광택
② 산화물(Cr2O3)은 부식 방지 → 강철의 보호막, 스테인레스 강
③ 중크롬산칼륨 (K2Cr2O7)
· 산성 용액에서 강력한 산화제
· 주황색 결정으로 물에 잘녹으며
· 염기성 용액에서 노란색의 크롬산 이온으로
Cr2O72- + 2 OH- → 2 CrO42- + H2O
주황색 노란색
④ 크롬산칼륨(KCrO4)
·노란색 결정으로 물에 잘 녹으며
·산성용액에서 주황색의 중크롬산 이온으로
2 CrO4 + 2 H+ → Cr2O72- + H2O
노란색 주황색
·Pb2+ , Ag+ 와 반응 → 침전 형성
PbCrO4(노란색 침전), Ag2CrO4(적갈색 침전)