ქრომი, ნიკელიდა მოლიბდენიარის ყველაზე მნიშვნელოვანი შენადნობის ელემენტები ფოლადები. ისინი გამოიყენება სხვადასხვა კომბინაციებში და მიიღება სხვადასხვა კატეგორიის შენადნობი ფოლადები: ქრომი, ქრომ-ნიკელი, ქრომ-ნიკელ-მოლიბდენი და მსგავსი შენადნობის ფოლადები.
ქრომის გავლენა ფოლადების თვისებებზე
ქრომის ტენდენცია კარბიდების წარმოქმნისკენ სხვათა შორის საშუალოაკარბიდის შემქმნელი შენადნობის ელემენტები. რკინასთან შედარებით ქრომის შემცველობის დაბალი Cr/C თანაფარდობით წარმოიქმნება მხოლოდ (Fe,Cr) ტიპის ცემენტიტი. 3 C. Cr/C ფოლადში ქრომისა და ნახშირბადის შემცველობის თანაფარდობის გაზრდით, ჩნდება ფორმის ქრომის კარბიდები (Cr,Fe). 7 C 3 ან (Cr, Fe) 2 3C 6 ან ორივე. ქრომი ზრდის ფოლადების თერმულად გამაგრების უნარს, მათ წინააღმდეგობას კოროზიისა და დაჟანგვის მიმართ, უზრუნველყოფს გაზრდილ სიმტკიცეს ამაღლებულ ტემპერატურაზე და ასევე ზრდის მაღალი ნახშირბადოვანი ფოლადების აბრაზიული ცვეთის წინააღმდეგობას.
ქრომის კარბიდები ასევე მდგრადია აცვიათ. ისინი არიან ისინი, ვინც უზრუნველყოფენ ფოლადის პირებს - ტყუილად არ არის დანის პირები დამზადებულია ქრომირებული ფოლადისგან. რთული ქრომ-რკინის კარბიდები ძალიან ნელა შედიან აუსტენიტის მყარ ხსნარში - ამიტომ, გამკვრივებისთვის ასეთი ფოლადების გაცხელებისას საჭიროა გათბობის ტემპერატურაზე უფრო ხანგრძლივი ექსპოზიცია. ქრომი სამართლიანად ითვლება ფოლადების ყველაზე მნიშვნელოვან შენადნობ ელემენტად. ფოლადებში ქრომის დამატება იწვევს მინარევებისაგან, როგორიცაა ფოსფორი, კალა, ანტიმონი და დარიშხანი მარცვლების საზღვრებში სეგრეგაციას, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ფოლადების სიმყიფე.
ნიკელის გავლენა ფოლადების თვისებებზე
ნიკელი არ ქმნის კარბიდებს ფოლადებში. ფოლადებში ეს არის ელემენტი, რომელიც ხელს უწყობს ფორმირებას და შენარჩუნებასავსტენიტი . ნიკელი ზრდის ფოლადების გამკვრივებას. ქრომთან და მოლიბდენთან ერთად, ნიკელი კიდევ უფრო ზრდის ფოლადების თერმული გამკვრივების უნარს და ხელს უწყობს ფოლადების გამძლეობისა და დაღლილობის სიძლიერის გაზრდას. იშლება შევიდაფერიტი ნიკელი ზრდის მის სიბლანტეს. ნიკელი ზრდის ქრომ-ნიკელის ავსტენიტური ფოლადების კოროზიის წინააღმდეგობას არაჟანგვის მჟავას ხსნარებში.
მოლიბდენის გავლენა ფოლადების თვისებებზე
მოლიბდენი ადვილად აყალიბებს კარბიდებს ფოლადებში. ის მხოლოდ ოდნავ იხსნება ცემენტიტში. მოლიბდენი აყალიბებს მოლიბდენის კარბიდებს მას შემდეგ, რაც ფოლადის ნახშირბადის შემცველობა საკმარისად მაღალი გახდება. მოლიბდენს შეუძლია უზრუნველყოს დამატებითი თერმული გამკვრივება გამაგრებული ფოლადების წრთობისას. ის ზრდის დაბალი შენადნობის ფოლადების მცოცავ წინააღმდეგობას მაღალ ტემპერატურაზე.
მოლიბდენის დანამატები ხელს უწყობს ფოლადის მარცვლის დახვეწას, გაზრდის ფოლადების გამკვრივებას თერმული დამუშავებით და ზრდის ფოლადების დაღლილობის სიმტკიცეს. შენადნობის ფოლადები, რომლებიც შეიცავს 0,20-0,40% მოლიბდენს ან იგივე რაოდენობის ვანადიუმს, ანელებს ტემპერამენტის მტვრევადობას, მაგრამ სრულად არ აცილებს მას. მოლიბდენი აუმჯობესებს ფოლადების კოროზიის წინააღმდეგობას და, შესაბამისად, ფართოდ გამოიყენება მაღალი შენადნობით ფერრიტულ უჟანგავი ფოლადებში და ქრომ-ნიკელის აუსტენიტურ უჟანგავი ფოლადებში. მოლიბდენის მაღალი შემცველობა ამცირებს უჟანგავი ფოლადის მგრძნობელობას ორმოიანი კოროზიის მიმართ. მოლიბდენს აქვს ძალიან ძლიერი მყარი ხსნარის გამაძლიერებელი ეფექტი აუსტენიტურ ფოლადებზე, რომლებიც გამოიყენება მაღალ ტემპერატურაზე.
პერიოდული ცხრილის ელემენტების მეექვსე ჯგუფში შედის ქრომი 24 Cr, მოლიბდენი 42 Mo, ვოლფრამი 74 W და რადიოაქტიური ლითონი seaborgium 106 Sg. ქრომი ბუნებაში გვხვდება ოთხი სტაბილური იზოტოპის სახით, რომელთაგან ჭარბობს 52 Cr (83,8%). ბუნებრივი მოლიბდენი და ვოლფრამი არის შვიდი და ხუთი იზოტოპისგან შემდგარი რთული ნაზავი, რომელთა უმეტესობა დედამიწის ქერქში შედარებითი რაოდენობით გვხვდება. ამრიგად, დომინანტური ნუკლიდი მოლიბდენი-98 შეადგენს მოლიბდენის ატომების მთლიანი რაოდენობის მხოლოდ 24%-ს.
1778 წელს შვედმა ქიმიკოსმა K. Scheele-მა მიიღო ოქსიდი MoO 3 მოლიბდენიტის მინერალიდან MoS 2, რომლის რედუქციისას ნახშირით ოთხი წლის შემდეგ რ. ჰჯელმმა გამოყო ახალი ელემენტი - მოლიბდენი. მისი სახელი მომდინარეობს ბერძნული "molybdos" - ტყვიიდან. დაბნეულობა გამომდინარეობს იქიდან, რომ რბილი მასალები, როგორიცაა გრაფიტი, ტყვია და მოლიბდენიტი MoS 2, ადრე გამოიყენებოდა როგორც საწერი. ეს ასოცირდება გრაფიტის სახელთან "შავი ტყვია" - შავი ტყვია.
1781 წელს კ.შელემ და ტ.ვერგმანმა გამოაყოლეს ახალი ელემენტის ოქსიდი მინერალური CaWO 4-დან (შეელიტი). ორი წლის შემდეგ ესპანელმა ქიმიკოსებმა - ძმებმა J. და F. d'Eloire-მა აჩვენეს, რომ იგივე ელემენტი არის მინერალის (Fe, Mn)WO 4 - ვოლფრამიტის განუყოფელი ნაწილი. მისი სახელი მომდინარეობს გერმანული Wolf Rahm-ისგან - მგლის ქაფი. თუნუქის დნობისას დიდი რაოდენობით ლითონი იკარგებოდა, წიდად იქცევა. ეს გამოწვეული იყო იმით, რომ ვოლფრამიტი, თანმხლები კასიტერიტი, ხელს უშლიდა კალის შემცირებას. შუასაუკუნეების მეტალურგები ამბობდნენ, რომ ვოლფრამიტი ჭამს კალას, როგორც მგელი ჭამს ცხვარს. ვოლფრამიტის ნახშირით შემცირებით მათ მიიღეს ახალი ლითონი, სახელად ვოლფრამი.
1797 წელს ფრანგმა ქიმიკოსმა ლ. ვაუკლენმა შეისწავლა ნარინჯისფერ-წითელი მინერალის კროკოიტის PbCrO 4-ის თვისებები, რომელიც მას ციმბირიდან გაუგზავნა რუსი გეოლოგი მ.პალასი. როდესაც მინერალს ადუღებდნენ კალიუმთან ერთად, ის წარმოქმნიდა ნარინჯისფერ-წითელ ხსნარს
3PbCrO 4 +3K 2 CO 3 + H 2 O = Pb 3 (CO 3) 2 (OH) 2 ¯ + 3K 2 CrO 4, + CO 2,
საიდანაც მან გამოყო კალიუმის ქრომატი, შემდეგ ქრომის ანჰიდრიდი და ბოლოს, CrO 3-ის შემცირებით ნახშირით - ახალი ლითონის ქრომი. ამ ელემენტის სახელი მომდინარეობს ბერძნული "chroma" - ფერიდან და ასოცირდება მისი ნაერთების ფერების მრავალფეროვნებასთან. მინერალური ქრომიტი, ყველაზე მნიშვნელოვანი თანამედროვე ნედლეული ქრომის წარმოებისთვის, აღმოაჩინეს ურალში 1798 წელს.
Seaborgium პირველად 1974 წელს მიიღეს ამერიკელმა მეცნიერებმა ალბერტ გიორსოს ხელმძღვანელობით ბერკლიში (აშშ). ელემენტის სინთეზი რამდენიმე ატომის ოდენობით განხორციელდა რეაქციების მიხედვით:
18 O + 249 Cf 263 106 Sg + 4 1 n,
248 Cf + 22 Ne 266 106 Sg + 4 1 n
ყველაზე ხანგრძლივი იზოტოპის 266 Sg ნახევარგამოყოფის პერიოდი შეადგენს 27,3 წმ-ს. ელემენტს ამერიკელი ფიზიკოსისა და ქიმიკოსის გლენ სიბორგის სახელი ეწოდა.
d-ქვედონის შევსების ზოგადი ტენდენციების შემდეგ მეექვსე ჯგუფის ელემენტების პერიოდზე გადაადგილებისას, საჭირო იქნება ვივარაუდოთ ვალენტური ელექტრონების კონფიგურაცია საბაზისო მდგომარეობაში (n-1)d 4 ns 2, რომელიც, თუმცა რეალიზდება მხოლოდ ვოლფრამის შემთხვევაში. ქრომისა და მოლიბდენის ატომებში ენერგიის მომატება, რომელიც გამოწვეულია ნახევრად შევსებული ქვედონის სტაბილიზაციით და დაწყვილების ენერგიის დესტაბილიზაციის წვლილის სრული არარსებობით, უფრო მაღალია ვიდრე ენერგია, რომელიც უნდა დაიხარჯოს ერთ-ერთი ს. -ელექტრონები d-ქვედონეზე. ეს იწვევს ელექტრონის "ნახტომს" (იხ. განყოფილება 1.1) და ელექტრონული კონფიგურაციის (n-1)d 5 ns 1 ქრომის და მოლიბდენის ატომებისთვის. ატომებისა და იონების რადიუსი (ცხრილი 5.1) იზრდება ქრომიდან მოლიბდენზე გადასვლისას და პრაქტიკულად არ იცვლება ვოლფრამზე შემდგომი გადასვლისას; მოლიბდენისა და ვოლფრამის მათი ახლო მნიშვნელობები არის ლანთანიდის შეკუმშვის შედეგი. ამავდროულად, ამის მიუხედავად, თვისებებში განსხვავება ამ ორ ელემენტს შორის ბევრად უფრო შესამჩნევია, ვიდრე მეოთხე და მეხუთე ჯგუფის 4d და 5d ელემენტებს შორის (ცირკონიუმი და ჰაფნიუმი, ნიობიუმი და ტანტალი): როცა შორდებით. გავლენის მესამე ჯგუფიდან ლანთანიდის შეკუმშვა ატომების თვისებებზე სუსტდება. პირველი იონიზაციის ენერგიების მნიშვნელობები ქრომიდან ვოლფრამზე გადასვლისას იზრდება, რაც შეეხება მე-5 ჯგუფის ელემენტებს.
ცხრილი 5.1. მე-6 ჯგუფის ელემენტების ზოგიერთი თვისება
| Თვისებები | 24 კრ | 42 თვე | 74 ვ |
| სტაბილური იზოტოპების რაოდენობა | |||
| ატომური მასა | 51.9961 | 95.94 | 183.84 |
| ელექტრონული კონფიგურაცია | 3d 5 4s 1 | 4d 5 5s 1 | 4f 14 5d 4 6s 2 |
| ატომური რადიუსი *, (ნმ) | 0.128 | 0.139 | 0.139 |
| იონიზაციის ენერგია, კჯ/მოლი: | |||
| პირველი (I 1) | 653,20 | 684,08 | 769,95 |
| მეორე (I 2) | 1592,0 | 1563,1 | 1707,8 |
| მესამე (I 3) | 2991,0 | 2614,7 | |
| მეოთხე (I 4) | 4737,4 | 4476,9 | |
| მეხუთე (I 5) | 6705,7 | 5258,4 | |
| მეექვსე (I 6) | 8741,5 | 6638,2 | |
| იონური რადიუსი**, ნმ: | |||
| E(VI) | 0.044 | 0.059 | 0.060 |
| E (V) | 0.049 | 0.061 | 0.062 |
| E (IV) | 0.055 | 0.065 | 0.066 |
| E (III) | 0.061 | 0.069 | – |
| E (II) *** | 0.073 (ns), 0.080 (s) | – | – |
| ელექტრონეგატიურობა პაულინგის მიხედვით | 1.66 | 2.16 | 2.36 |
| ელექტრონეგატიურობა ალრედ-როხოვის მიხედვით | 1.56 | 1.30 | 1.40 |
| ჟანგვის მდგომარეობა **** | (–4), (–2), (–1), (+2), +3, (+4), (+5), +6 | (–2), (–1), (+2), +3, (+4), (+5), +6 | (–2), (–1), (+2), (+3), (+4), +5, +6 |
* საკოორდინაციო ნომრისთვის CN = 12.
** საკოორდინაციო ნომრისთვის CN = 6.
*** რადიუსი მითითებულია დაბალი- (ns) და მაღალი ტრიალის (hs) მდგომარეობებზე.
**** არასტაბილური ჟანგვის მდგომარეობები მითითებულია ფრჩხილებში.
სხვადასხვა ნაერთებში ელემენტები ქრომი, მოლიბდენი და ვოლფრამი ავლენენ ჟანგვის მდგომარეობებს -4-დან +6-მდე (ცხრილი 5.1). როგორც გარდამავალი ლითონების სხვა ჯგუფებში, უმაღლესი ჟანგვის მდგომარეობის მქონე ნაერთების სტაბილურობა, ისევე როგორც კოორდინაციის რიცხვი, იზრდება ქრომიდან ვოლფრამამდე. ქრომს, ისევე როგორც სხვა d-მეტალებს, ქვედა ჟანგვის მდგომარეობებში აქვს კოორდინაციის რიცხვი 6, მაგალითად, 3+, –. ჟანგვის ხარისხის მატებასთან ერთად, ლითონის იონური რადიუსი გარდაუვლად მცირდება, რაც იწვევს მისი კოორდინაციის რაოდენობის შემცირებას. სწორედ ამიტომ, ჟანგბადის ნაერთებში უფრო მაღალი ჟანგვის მდგომარეობებში, ქრომს აქვს ტეტრაედრული გარემო, რომელიც რეალიზებულია, მაგალითად, ქრომატებსა და დიქრომატებში, მიუხედავად გარემოს მჟავიანობისა. ქრომატის იონების პოლიკონდენსაციის პროცესი, რომელიც თანმიმდევრულად იწვევს დიქრომატებს, ტრიქრომატებს, ტეტრაქრომატებს და, ბოლოს, ჰიდრატირებულ ქრომის ანჰიდრიდს, არის მხოლოდ თანმიმდევრული ზრდა CrO 4 ტეტრაჰედრების ჯაჭვში, რომლებიც დაკავშირებულია საერთო წვეროებით. მოლიბდენისა და ვოლფრამის შემთხვევაში, ტეტრაჰედრული ანიონები, პირიქით, სტაბილურია მხოლოდ ტუტე გარემოში და მჟავიანობისას ისინი ზრდიან კოორდინაციის რიცხვს ექვსამდე. შედეგად მიღებული ლითონ-ჟანგბადის ოქტაჰედრა MO 6 კონდენსირდება საერთო კიდეებით რთულ იზოპოლიანიონებად, რომლებსაც არ გააჩნიათ ანალოგი ქრომის ქიმიაში. ჟანგვის ხარისხის მატებასთან ერთად იზრდება მჟავე და ჟანგვითი თვისებები. ამრიგად, Cr(OH)2 ჰიდროქსიდი ავლენს მხოლოდ ძირითად თვისებებს, Cr(OH)3 – ამფოტერულ თვისებებს, ხოლო H2CrO4 – მჟავე თვისებებს.
ქრომის(II) ნაერთები ძლიერი შემცირების აგენტებია, რომლებიც მყისიერად იჟანგება ატმოსფერული ჟანგბადით (ნახ. 5.1. ქრომის, მოლიბდენის და ვოლფრამის ყინვის დიაგრამა). მათი შემცირების აქტივობა (E o (Cr 3+ /Cr 2+) = –0,41 V) შედარებულია ვანადიუმის მსგავს ნაერთებთან.
ცხრილი 5.2. ზოგიერთი Cr, Mo და W ნაერთების სტერეოქიმია
| ჟანგვის მდგომარეობა | საკოორდინაციო ნომრები | სტერეომეტრია | კრ | მო, ვ |
| -4 (დ 10) | ტეტრაედონი | Na 4 | ||
| -2 (დ 8) | ტრიგონალური ბიპირამიდა | Na 2 | Na 2 | |
| -1 (დ 7) | ოქტაედონი | Na 2 | Na 2 | |
| 0 (d 6) | ოქტაედონი | [Сr(CO) 6] | ||
| +2 (d 4) | ბინა-კვადრატი | - | ||
| კვადრატული პირამიდა | - | 4 - | ||
| ოქტაედონი | K 4 CrF 2, CrS | Me 2 W (PMe 3) 4 | ||
| +3(d 3) | ტეტრაედონი | - | 2– | |
| ოქტაედონი | 3+ | 3 - | ||
| +4(დ 7) | ოქტაედონი | K2 | 2 - | |
| დოდეკაედონი | - | 4 - | ||
| +5(d 1) | ოქტაედონი | K2 | - | |
| +6(d o) | ტეტრაედონი | CrO 4 2 - | MO 4 2 - | |
| ოქტაედონი | CrF 6 | იზოპოლიურ ნაერთებში | ||
| ? | - | 2 - |
ქრომის ყველაზე დამახასიათებელი დაჟანგვის მდგომარეობაა +3 (ნახ. 5.1). Cr(III) ნაერთების მაღალი სტაბილურობა დაკავშირებულია ორივე თერმოდინამიკურ ფაქტორთან - სიმეტრიულ d 3 კონფიგურაციასთან, რომელიც უზრუნველყოფს Cr(III) - ლიგანდის კავშირის მაღალ სიმტკიცეს კრისტალური ველის (ESF) მიერ სტაბილიზაციის მაღალი ენერგიის გამო. ლიგანდების ოქტაედრული ველი () და ოქტაედრული ქრომის(III) კათიონების კინეტიკური ინერტულობით. მოლიბდენისა და ვოლფრამის ნაერთებისგან განსხვავებით მაღალი დაჟანგვის მდგომარეობებში, ქრომის(VI) ნაერთები ძლიერი ჟანგვის აგენტებია E 0 (/Cr 3+) = 1,33 ვ. ქრომატის იონები შეიძლება შემცირდეს წყალბადით მარილმჟავას ხსნარში Cr2-მდე გამოყოფის დროს. + იონები, მოლიბდატები - მოლიბდენის(III) ნაერთებს და ვოლფრატების - ვოლფრამის(V) ნაერთებს.
მოლიბდენისა და ვოლფრამის ნაერთები ქვედა ჟანგვის მდგომარეობებში შეიცავს ლითონ-ლითონის ობლიგაციებს, ანუ ისინი არიან მტევანი. ყველაზე ცნობილია ოქტაედრული მტევნები. მაგალითად, მოლიბდენის დიქლორიდი შეიცავს Mo 6 Cl 8: Cl 4 ჯგუფებს. ლიგანდები, რომლებიც ქმნიან კასეტურ იონს, ბევრად უფრო მჭიდროდ არიან შეკრული, ვიდრე გარე, ამიტომ, ვერცხლის ნიტრატის ალკოჰოლური ხსნარის ზემოქმედებისას, შესაძლებელია ქლორის ატომების მხოლოდ ერთი მესამედის დალექვა. ლითონ-ლითონის ბმები ასევე გვხვდება ქრომის (II) ზოგიერთ ნაერთში, როგორიცაა კარბოქსილატები.
მიუხედავად ქრომის მეექვსე ჯგუფისა და გოგირდის ჯგუფის ელემენტების ნაერთების მჭიდრო სტექიომეტრიისა, რომელთა ატომები შეიცავს იგივე რაოდენობის ვალენტურ ელექტრონებს, მათ შორის მხოლოდ შორეული მსგავსება შეინიშნება. მაგალითად, სულფატ იონს აქვს იგივე ზომები, რაც ქრომატს და შეუძლია იზომორფულად შეცვალოს იგი ზოგიერთ მარილში. ქრომის(VI) ოქსოქლორიდი მსგავსია გოგირდის ქლორიდის ჰიდროლიზის უნარით. ამავდროულად, წყალხსნარებში სულფატის იონები პრაქტიკულად არ ავლენენ ჟანგვის თვისებებს, ხოლო სელენატებსა და ტელურატებს არ აქვთ იზოპოლინაერთების წარმოქმნის უნარი, თუმცა ამ ელემენტების ცალკეული ატომები შეიძლება შევიდეს მათ შემადგენლობაში.
მეოთხე და მეხუთე ჯგუფის d-ელემენტებთან შედარებით, ქრომის, მოლიბდენის და ვოლფრამის კათიონები ხასიათდება პირსონის გაცილებით მაღალი „რბილით“, რაც ჯგუფში მატულობს. ამის შედეგია სულფიდური ნაერთების მდიდარი ქიმია, განსაკუთრებით განვითარებული მოლიბდენსა და ვოლფრამში. ქრომსაც კი, რომელსაც ჯგუფის სხვა ელემენტებთან შედარებით ყველაზე დიდი სიმტკიცე აქვს, შეუძლია ჟანგბადის გარემო გოგირდის ატომებით ჩანაცვლება: მაგალითად, ქრომის(III) ოქსიდის კალიუმის თიოციანატთან შერწყმით, შეიძლება მიღებულ იქნას KCrS 2 სულფიდი.
5.2. გავრცელება ბუნებაში. მარტივი ნივთიერებების მომზადება და გამოყენება.
მეექვსე ჯგუფის ელემენტები ლუწია და ამიტომ უფრო ხშირია, ვიდრე მე-5 და მე-7 ჯგუფის კენტი ელემენტები. მათი ბუნებრივი გალაქტიკა შედგება იზოტოპების დიდი რაოდენობით (ცხრილი 5.1). ქრომი ბუნებაში ყველაზე გავრცელებულია. მისი შემცველობა დედამიწის ქერქში არის 0,012% wt და შედარებულია ვანადიუმის (0,014% wt) და ქლორის (0,013% wt) სიმრავლესთან. მოლიბდენი (3×10 -4% მასა) და ვოლფრამი (1×10 -4% მასა) იშვიათი და კვალი ლითონებია. ყველაზე მნიშვნელოვანი სამრეწველო ქრომის მინერალია ქრომის რკინის საბადო FeCr 2 O 4 . სხვა მინერალები ნაკლებად გავრცელებულია - კროკოიტი PbCrO 4, ქრომის ოხერი Cr 2 O 3. ბუნებაში მოლიბდენისა და ვოლფრამის გაჩენის ძირითადი ფორმაა ფელდსპარები და პიროქსენი. მოლიბდენის მინერალებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანია მოლიბდენიტი MoS 2, ძირითადად იმის გამო, რომ ის არ შეიცავს მნიშვნელოვან რაოდენობას სხვა ლითონებს, რაც მნიშვნელოვნად უწყობს ხელს მადნის გადამუშავებას. ბუნებრივ პირობებში მისი დაჟანგვის პროდუქტებია ვულფენიტი PbMoO 4 და პოველიტი CaMoO 4 . ვოლფრამის ყველაზე მნიშვნელოვანი მინერალებია შეელიტი CaWO 4 და ვოლფრამიტი (Fe,Mn)WO 4, მაგრამ მადნებში ვოლფრამის საშუალო შემცველობა უკიდურესად დაბალია - არაუმეტეს 0,5%. მოლიბდენისა და ვოლფრამის მსგავსი თვისებების გამო, არსებობს CaMoO4-CaWO4 და PbMoO4-PbWO4 სრული მყარი ხსნარები.
მრავალი ტექნიკური მიზნისთვის, არ არის საჭირო რკინისა და ქრომის გამიჯვნა, რომელიც შეიცავს ქრომის რკინის მადანს. შენადნობი წარმოიქმნება ელექტრო ღუმელებში ნახშირით შემცირებისას
FeCr 2 O 4 + 4C Fe + 2Cr + 4CO,
ფეროქრომი ფართოდ გამოიყენება უჟანგავი ფოლადების წარმოებაში. თუ სილიციუმი გამოიყენება როგორც შემცირების აგენტი, მიიღება ფეროქრომი დაბალი ნახშირბადის შემცველობით, რომელიც გამოიყენება ძლიერი ქრომირებული ფოლადების წარმოებისთვის.
სუფთა ქრომი სინთეზირდება Cr 2 O 3 ოქსიდის ალუმინის შემცირებით
Сr 2 O 3 + 2Al = 2Cr + Al 2 O 3
ან სილიკონი
2Cr 2 O 3 + 3Si = 4Cr + 3SiO 2.
ალუმოთერმული მეთოდით ქრომის(III) ოქსიდისა და ალუმინის ფხვნილის წინასწარ გახურებული ნაზავი ჟანგვის დანამატებთან ერთად (სქოლიო: ქრომის ოქსიდის ალუმინის რედუქციის დროს გამოთავისუფლებული სითბო არ არის საკმარისი იმისათვის, რომ პროცესი სპონტანურად მოხდეს. კალიუმის დიქრომატი, ბარიუმის პეროქსიდი ქრომის ანჰიდრიდი გამოიყენება ჟანგვის აგენტად) იტვირთება ჭურჭელში. რეაქცია იწყება ალუმინის და ნატრიუმის პეროქსიდის ნარევის ანთებით. მიღებული ლითონის სისუფთავე განისაზღვრება ორიგინალური ქრომის ოქსიდში მინარევების შემცველობით, აგრეთვე შემცირების აგენტებში. როგორც წესი, შესაძლებელია 97-99% სისუფთავის ლითონის მიღება, რომელიც შეიცავს მცირე რაოდენობით სილიციუმს, ალუმინს და რკინას.
ოქსიდის მისაღებად, ქრომის რკინის საბადო ექვემდებარება ჟანგვითი დნობას ტუტე გარემოში.
4FeCr 2 O 4 + 8Na 2 CO 3 + 7O 2 8Na 2 CrO 4 + 2Fe 2 O 3 + 8CO 2,
და მიღებული Na 2 CrO 4 ქრომატი მუშავდება გოგირდის მჟავით.
2Na 2 CrO 4 + 2H 2 SO 4 = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaHSO 4 + H 2 O
ზოგიერთ სამრეწველო ქარხანაში ნახშირორჟანგი გამოიყენება გოგირდმჟავას ნაცვლად, რომელიც ახორციელებს პროცესს ავტოკლავებში 7 - 15 ატმოსფერო წნევის ქვეშ.
2Na 2 CrO 4 + H 2 O + 2CO 2 = Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaHCO 3.
ნორმალურ წნევაზე რეაქციის წონასწორობა გადადის მარცხნივ.
შემდეგ კრისტალიზებული ნატრიუმის ბიქრომატის Na 2 Cr 2 O 7 × 2H 2 O დეჰიდრატირებულია და მცირდება გოგირდით ან ნახშირით
Na 2 Cr 2 O 7 + 2C Cr 2 O 3 + Na 2 CO 3 + CO.
მრეწველობაში ყველაზე სუფთა ქრომი მიიღება ან გოგირდმჟავაში ქრომის ანჰიდრიდის კონცენტრირებული წყალხსნარის, ქრომის(III) სულფატის Cr2 (SO 4) 3 ან ქრომო-ამონიუმის ალუმის ხსნარის ელექტროლიზით. 99%-ზე მეტი სიწმინდის ქრომი გამოიყოფა ალუმინის ან უჟანგავი ფოლადისგან დამზადებულ კათოდზე. ლითონის სრული გაწმენდა აზოტის ან ჟანგბადის მინარევებისაგან მიიღწევა ლითონის წყალბადის ატმოსფეროში შენახვით 1500 °C ტემპერატურაზე ან დისტილაციით მაღალ ვაკუუმში. ელექტროლიტური მეთოდი საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ ქრომის თხელი ფენები, რის გამოც იგი გამოიყენება ელექტრული საფარით.
მოლიბდენის მისაღებად ფლოტაციით გამდიდრებულ მადანს წვავენ
900 – 1000 ºС
2MoS 2 + 7O 2 = 2MoO 3 + 4SO 2.
მიღებული ოქსიდი გამოხდება რეაქციის ტემპერატურაზე. შემდეგ იგი შემდგომ იწმინდება სუბლიმაციით ან იხსნება ამიაკის წყალხსნარში
3MoO 3 + 6NH 3 + 3H 2 O = (NH 4) 6 Mo 7 O 24,
ხელახლა კრისტალიზდება და ჰაერში კვლავ იშლება ოქსიდამდე. ლითონის ფხვნილი მიიღება ოქსიდის წყალბადის შემცირებით:
MoO 3 + 3H 2 = Mo + 3H 2 O,
დაჭერით და დნება რკალის ღუმელში ინერტული აირის ატმოსფეროში ან გარდაიქმნება ინგოტად ფხვნილის მეტალურგიის გამოყენებით. მისი არსი მდგომარეობს წვრილი ფხვნილისგან პროდუქციის წარმოებაში ცივი დაჭერით ჩამოსხმით და შემდგომში მაღალტემპერატურული დამუშავებით. ლითონის ფხვნილებისაგან პროდუქციის წარმოების ტექნოლოგიური პროცესი მოიცავს ნარევის მომზადებას, ბლანკების ან პროდუქტების ჩამოსხმას და მათ შედუღებას. ჩამოსხმა ხორციელდება ცივი წნევით მაღალი წნევის ქვეშ (30–1000 მპა) ლითონის ყალიბებში. ლითონის ერთგვაროვანი ფხვნილების პროდუქტების შედუღება ხორციელდება ტემპერატურებზე, რომელიც აღწევს ლითონის დნობის ტემპერატურის 70-90%. დაჟანგვის თავიდან ასაცილებლად, აგლომერაცია ხორციელდება ინერტულ, შემცირებულ ატმოსფეროში ან ვაკუუმში. ამგვარად, მოლიბდენის ფხვნილი პირველად დაჭერილია ფოლადის ყალიბებში . წყალბადის ატმოსფეროში წინასწარი აგლომერაციის შემდეგ (1000-1200 °C-ზე), სამუშაო ნაწილაკები (ნაკვთები) თბება 2200-2400 °C-მდე. ამ შემთხვევაში, ცალკეული კრისტალიტები დნება ზედაპირიდან და ერთმანეთს ეწებება, ქმნიან ერთიან ჯოხს, რომელიც ექვემდებარება გაყალბებას.
ვოლფრამის წარმოების საწყისი მასალაა მისი ოქსიდი WO 3. მის მისაღებად, მადანი (შეელიტი CaWO 4 ან ვოლფრამიტი FeWO 4), რომელიც ადრე გამდიდრებული იყო სურფაქტანტების ხსნარებში ფლოტაციით, ექვემდებარება ტუტე ან მჟავას გახსნას. ტუტე დისექცია ხორციელდება კონცენტრატის დაშლით ავტოკლავებში სოდა ხსნარით 200 °C ტემპერატურაზე.
CaWO 4 + Na 2 CO 3 = Na 2 WO 4 + CaCO 3 ¯ .
წონასწორობა მარჯვნივ გადადის სოდის სამჯერ ჭარბი გამოყენებისა და კალციუმის კარბონატის დალექვის გამო. სხვა მეთოდის მიხედვით, ვოლფრამიტის კონცენტრატები იშლება კაუსტიკური სოდას ძლიერი ხსნარით გაცხელებით ან 800-900 °C-ზე სოდასთან შედუღებით.
CaWO 4 + Na 2 CO 3 = Na 2 WO 4 + CO 2 + CaO.
ყველა შემთხვევაში, საბოლოო დაშლის პროდუქტი არის ნატრიუმის ვოლფრამი, რომელიც გამოირეცხება წყლით. მიღებულ ხსნარს ამჟავებენ და აყრიან ვოლფრას მჟავას
Na 2 WO 4 + 2HCl = H 2 WO 4 ¯ + 2NaCl.
შეელიტის მჟავე დისექცია ასევე წარმოქმნის ვოლფრას მჟავას:
CaWO 4 + 2HCl = H 2 WO 4 ¯ + CaCl 2.
გამოთავისუფლებული ვოლფრას მჟავას ნალექი დეჰიდრატირებულია
H 2 WO 4 = WO 3 + H 2 O.
შედეგად მიღებული ოქსიდი მცირდება წყალბადით
WO 3 + 3H 2 = W + 3H 2 O.
ოქსიდი, რომელიც გამოიყენება მაღალი სისუფთავის ვოლფრამის წარმოებისთვის, წინასწარ იწმინდება ამიაკის დაშლით, ამონიუმის პარატუნგსტატის კრისტალიზაციისა და მისი შემდგომი დაშლის გზით.
როდესაც ოქსიდი მცირდება, ვოლფრამის ლითონი ასევე მიიღება ფხვნილის სახით, რომელიც დაპრესილი და აგლომერირებულია 1400 ºС-ზე, შემდეგ კი ღერო თბება 3000 ºС-მდე, წყალბადის ატმოსფეროში გადის მასში ელექტრული დენი. ამ გზით მომზადებული ვოლფრამის ღეროები იძენენ პლასტიურობას; მათგან, მაგალითად, ვოლფრამის ძაფები ამოღებულია ინკანდესენტური ელექტრო ნათურებისთვის. დიდი კრისტალური ვოლფრამის და მოლიბდენის ინგოტები წარმოიქმნება ელექტრონული სხივის დნობით ვაკუუმში 3000-3500 o C ტემპერატურაზე.
ქრომი გამოიყენება მეტალურგიაში უჟანგავი ფოლადების წარმოებაში, რომლებსაც აქვთ უნიკალური კოროზიის წინააღმდეგობა. რკინაში ქრომის მხოლოდ რამდენიმე პროცენტის დამატება ლითონს უფრო მგრძნობიარეს ხდის თერმული დამუშავების მიმართ. ქრომი გამოიყენება ფოლადების შენადნობისთვის, რომლებიც გამოიყენება ზამბარების, ზამბარების, ხელსაწყოების და საკისრების დასამზადებლად. ფოლადში ქრომის შემცველობის შემდგომი ზრდა იწვევს მისი მექანიკური მახასიათებლების მკვეთრ ცვლილებას - აცვიათ წინააღმდეგობის დაქვეითებას და მტვრევადობის გაჩენას. ეს გამოწვეულია იმით, რომ როდესაც ფოლადში ქრომის შემცველობა 10% -ზე მეტია, მასში შემავალი მთელი ნახშირბადი გადადის კარბიდების სახით. ამავდროულად, ასეთი ფოლადი პრაქტიკულად არ ექვემდებარება კოროზიას. უჟანგავი ფოლადის ყველაზე გავრცელებული კლასი შეიცავს 18% ქრომს და 8% ნიკელს. მასში ნახშირბადის შემცველობა ძალიან დაბალია - 0,1%-მდე. უჟანგავი ფოლადი გამოიყენება ტურბინის პირების, წყალქვეშა ნავის კორპუსის, აგრეთვე მილების, ლითონის ფილების და დანაჩანგალისთვის. ქრომის მნიშვნელოვანი რაოდენობა გამოიყენება კოროზიისადმი მდგრადი დეკორატიული საფარისთვის, რომელიც არა მხოლოდ აძლევს პროდუქტებს ლამაზ გარეგნობას და ზრდის მათ მომსახურების ხანგრძლივობას, არამედ ზრდის მანქანების ნაწილებისა და ხელსაწყოების აცვიათ წინააღმდეგობას. ქრომის საფარი სპილენძისა და ნიკელის ქვედა ფენით კარგად იცავს ფოლადს კოროზიისგან, რაც პროდუქტებს აძლევს ლამაზ იერს. მანქანების, ველოსიპედებისა და მოწყობილობების ნაწილები ექვემდებარება დამცავ და დეკორატიულ ქრომირებას; გამოყენებული ფილმის სისქე ჩვეულებრივ არ აღემატება 5 მიკრონს. არეკვლის თვალსაზრისით, ქრომის საფარები მეორე ადგილზეა მხოლოდ ვერცხლის და ალუმინის შემდეგ, რის გამოც ისინი ფართოდ გამოიყენება სარკეების და პროჟექტორების წარმოებაში. გამათბობელი ელემენტების დასამზადებლად გამოიყენება ნიკელის შენადნობები, რომლებიც შეიცავს 20%-მდე ქრომს (ნიკრომს) - მათ აქვთ მაღალი წინააღმდეგობა და ძალიან ცხელდებიან დენის გავლისას. ასეთ შენადნობებში მოლიბდენის და კობალტის დამატება მნიშვნელოვნად ზრდის მათ სითბოს წინააღმდეგობას; გაზის ტურბინის პირები მზადდება ასეთი შენადნობებისგან. ნიკელთან და მოლიბდენთან ერთად, ქრომი ლითონის კერამიკის ნაწილია, მასალა, რომელიც გამოიყენება სტომატოლოგიურ პროთეზიაში. ქრომის ნაერთები გამოიყენება მწვანე (Cr 2 O 3, CrOOH), ყვითელი (PbCrO 4, CdCrO 4) და ნარინჯისფერი პიგმენტების სახით. ბევრი ქრომატები და დიქრომატები გამოიყენება როგორც კოროზიის ინჰიბიტორები (CaCr 2 O 7, Li 2 CrO 4, MgCrO 4), ხის კონსერვანტები (CuCr 2 O 7), ფუნგიციდები (Cu 4 CrO 7 × xH 2 O), კატალიზატორები (NiCrO4). ZnCr 2 O 4). ქრომის მსოფლიო წარმოება ამჟამად წელიწადში 700 ათას ტონას აჭარბებს.
მოლიბდენი ასევე გამოიყენება მეტალურგიაში მყარი და აცვიათ მდგრადი, ქიმიურად მდგრადი და სითბოს მდგრადი სტრუქტურული შენადნობების შესაქმნელად, როგორც ჯავშანტექნიკის შენადნობი დანამატი. მოლიბდენის და ზოგიერთი სახის მინის თერმული გაფართოების კოეფიციენტები (მათ უწოდებენ "მოლიბდენის მინას") ახლოს არის, ამიტომ მინის ელექტრო ვაკუუმური მოწყობილობების შეყვანა და მძლავრი სინათლის წყაროების ნათურები მზადდება მოლიბდენისგან. შედარებით მცირე თერმული ნეიტრონის დაჭერის განივი კვეთის გამო (2.6 ბეღელი), მოლიბდენი გამოიყენება როგორც სტრუქტურული მასალა ბირთვულ რეაქტორებში. . მოლიბდენის მავთული, ლენტები და წნელები ემსახურება როგორც გამათბობელ ელემენტებს და სითბოს ფარებს ვაკუუმურ დანადგარებში. ტიტანის, ცირკონიუმის, ნიობიუმის და ვოლფრამის შენადნობის მოლიბდენი გამოიყენება ავიაციასა და რაკეტაში გაზის ტურბინებისა და ძრავის ნაწილების დასამზადებლად.
ვოლფრამი საუკეთესო მასალაა ძაფებისა და სპირალებისთვის ინკანდესენტურ ნათურებში, რადიო მილების კათოდებში და რენტგენის მილებში. მაღალი ოპერაციული ტემპერატურა (2200-2500 o C) უზრუნველყოფს უფრო დიდ შუქს, ხოლო აორთქლების დაბალი სიჩქარე და ფორმის შენარჩუნების უნარი (არ იკეცება 2900 o C-მდე გაცხელებისას) უზრუნველყოფს ძაფების ხანგრძლივ სიცოცხლეს. ვოლფრამი ასევე გამოიყენება მყარი, აცვიათ მდგრადი და სითბოს მდგრადი შენადნობების შესაქმნელად მექანიკურ ინჟინერიასა და რაკეტაში. 20% ვოლფრამის შემცველ ფოლადებს აქვთ თვითგამაგრების უნარი - მათგან მზადდება საჭრელი ხელსაწყოების პირები. ვოლფრამის შენადნობები უპირატესად აერთიანებს სითბოს წინააღმდეგობას და სითბოს წინააღმდეგობას არა მხოლოდ ტენიან ჰაერში, არამედ ბევრ აგრესიულ გარემოში. მაგალითად, როდესაც ნიკელს 10% ვოლფრამი ემატება, მისი კოროზიის წინააღმდეგობა 12-ჯერ იზრდება. ვოლფრამი-რენიუმის თერმოწყვილები იძლევა ტემპერატურის გაზომვის საშუალებას 3000 °C-მდე.
ამ სტატიაში განიხილება ქრომი და მისი ქვეჯგუფი: მოლიბდენი და ვოლფრამი. დედამიწის ქერქში შემცველობის თვალსაზრისით, ქრომი (6∙10 -3%), მოლიბდენი (3∙10 -4%) და ვოლფრამი (6∙10 -4%) საკმაოდ გავრცელებული ელემენტებია. ისინი გვხვდება ექსკლუზიურად ნაერთების სახით.ქრომის ძირითადი საბადო არის ბუნებრივი ქრომის რკინის მადანი (FeO∙Cr 2 O 3). მოლიბდენის მადნებიდან ყველაზე მნიშვნელოვანი მინერალია მოლიბდენიტი (MoS 2), ვოლფრამის მადნები - მინერალები ვოლფრამიტი (xFeWO 4 ∙zMnWO 4) და სქეელიტი (CaWO 4). ბუნებრივი ქრომი შედგება იზოტოპებისაგან მასობრივი რიცხვებით 50 (4.3%), 52 (83.8%), 53 (9.5%), 54 (2.4%), მოლიბდენი - იზოტოპებიდან 92 (15.9%), 94 (9.1%), 95 ( 15.7%), 96 (16.5%), 97 (9.5%), 98 (23.7%), 100 (9.6%) და ვოლფრამი - იზოტოპებიდან 180 (0.1%), 182 (26.4%), 183 (14.4%). , 184 (30.7%), 186 (28.4%).
ფიზიკური თვისებები:
|
სიმკვრივე, გ/სმ 3 |
|||
|
დნობის წერტილი, °C |
|||
|
დუღილის წერტილი, °C |
შეკუმშვისას ელემენტები მონაცრისფრო-თეთრი მბზინავი ლითონებია. ძალიან სუფთა ლითონები კარგად ერგება დამუშავებას, მაგრამ მინარევების კვალი მათ სიმტკიცესა და მტვრევადობას ანიჭებს.
ქვითარი:
ელემენტარული ქრომის მისაღებად მოსახერხებელია მისი ოქსიდის (Cr 2 O 3) ალუმინის ფხვნილის ნარევიდან დაწყება. რეაქცია, რომელიც იწყება გაცხელებით, მიმდინარეობს განტოლების მიხედვით (ალუმინოთერმია):
Cr 2 O 3 +2Аl =Al 2 O 3 +2Сr+129 კკალ
ალუმოთერმული ქრომის წარმოებისას საწყის Cr 2 O 3-ს ჩვეულებრივ ემატება ცოტა CrO 3 (პროცესის უფრო ენერგიული რომ გახდეს). რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება ორი ფენა, რომელთაგან ზედა შეიცავს წითელ (ქრომის ოქსიდის კვალიდან) ალუმინის ოქსიდს, ხოლო ქვედა შეიცავს დაახლოებით 99,5% ქრომს. MoO 3 და WO 3 წყალბადით ლითონებამდე დაყვანა ადვილად ხდება 500 °C-ზე ზემოთ.
მოლიბდენისა და ვოლფრამის მიღება შესაძლებელია მათი ოქსიდების მაღალ ტემპერატურაზე ნახშირის ან წყალბადის შემცირებით. ქრომის მიღება შესაძლებელია ანალოგიურად:
Cr 2 O 3 +3H 2 → 2Cr + 3H 2 O
WO 3 +3H 2 →W+3H 2O
MoO 3 +3H 2 →Mo+3H 2 O
მოლიბდენიტი გარდაიქმნება MoO 3-ად ჰაერში სროლით: 2MoS 2 + 70 2 = 4S0 2 +2MoO 3
ასევე, ქრომის მიღების ერთ-ერთი გზაა ქრომის რკინის მადნის შემცირება ნახშირით:
Fe(Cr0 2) 2 +2С→2С0 2 +Fe+2Cr (მიიღება რკინისა და ქრომის შენადნობი - ფეროქრომი).
ქრომის რკინის საბადოდან განსაკუთრებით სუფთა ქრომის მისაღებად, ჯერ იღებენ ქრომატს, შემდეგ გარდაიქმნება დიქრომატად (მჟავე გარემოში), შემდეგ დიქრომატს ამცირებენ ნახშირით (ქრომის ოქსიდის III წარმოქმნით), შემდეგ კი ალუმინოთერმია:
4Fe(Cr0 2) 2 +8Na 2 CO 3 +70 2 →8Na 2 CrO 4 +2Fe 2 O 3 +8С0 2
Na 2 Cr 2 O 7 +2C→Cr 2 O 3 +Na 2 CO 3 +C0
Cr 2 O 3 +2Аl=Al 2 O 3 +2Сr+129 kka ლ
ლაბორატორიაში ხშირად ტარდება განსხვავებული რეაქცია:
(NH 4) 2 Cr 2 O 7 → N 2 + Cr 2 O 3 + 4H 2 O, და შემდეგ დაყვანილია ქრომამდე, როგორც ზემოთ აღწერილი.
Ეს საინტერესოა:
ძალიან სუფთა ქრომის მიღება შესაძლებელია, მაგალითად, ელექტროლიტურად დეპონირებული ლითონის მაღალი ვაკუუმის ქვეშ გამოხდით. ის პლასტიკურია, თუმცა ჰაერში შენახვის დროსაც შთანთქავს აირების კვალს (0 2, N 2, H 2) და კარგავს პლასტიურობას. მადნებიდან Cr, Mo და W ჩვეულებრივ დნება არა სუფთა ლითონებისგან, არამედ მათი მაღალი პროცენტული შენადნობებისგან რკინისგან. ფეროქრომის მომზადების საწყისი მასალა (მინიმუმ 60% Cს) არის უშუალოდ ქრომის რკინის მადანი. მოლიბდენიტი პირველად გარდაიქმნებამოO 3, საიდანაც შემდეგ მზადდება ფერომოლიბდენი (მინიმუმ 55% Mo). მანგანუმით ღარიბი ვოლფრამიტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ფეროტუნგფრამის მისაღებად (65-80% ვტ). .
ქიმიური თვისებები:
ჰაერთან და წყალთან მიმართებაში Cr, Mo და W საკმაოდ სტაბილურია ნორმალურ პირობებში. ნორმალურ პირობებში სამივე ლითონი შესამჩნევად რეაგირებს მხოლოდ ფტორთან, მაგრამ საკმარისი გაცხელებით ისინი მეტ-ნაკლებად ენერგიულად ერწყმის სხვა ტიპურ მეტალოიდებს. მათ საერთო აქვთ წყალბადთან ქიმიური ურთიერთქმედების არარსებობა. ქვეჯგუფში ზემოდან ქვემოთ (Cr-Mo-W) გადაადგილებისას ლითონების ქიმიური აქტივობა მცირდება. ეს განსაკუთრებით გამოხატულია მჟავებისადმი მათ დამოკიდებულებაში. ქრომი ხსნადია განზავებულ HCI-სა და H2SO4-ში. მათ არ აქვთ გავლენა მოლიბდენზე, მაგრამ ეს ლითონი იხსნება ცხელ, ძლიერ H2SO4-ში. ვოლფრამი მდგრადია ყველა ჩვეულებრივი მჟავისა და მათი ნარევების მიმართ (გარდა ჰიდროფლუორული და აზოტის მჟავების ნარევისა). მოლიბდენისა და ვოლფრამის ხსნად ნაერთად გადაქცევა ყველაზე მარტივად მიიღწევა ნიტრატითა და სოდაით შენადნობით შემდეგი სქემის მიხედვით:
E+ 3NaNO 3 + Na 2 CO 3 = Na 2 EO 4 + 3 NaNO 2 + C0 2
ნატრიუმის ვოლფრამი, რომელიც მიიღება ვოლფრამიტისგან სოდასთან მსგავსი შერწყმის შედეგად, იშლება მარილმჟავასთან და გამოთავისუფლებული H2WO4 კალცინდება, სანამ არ გარდაიქმნება WO 3-ად.
ყველა ლითონი ქმნის ამფოტერულ ოქსიდებს:
4Cr+30 2 →2Cr 2 O 3
Ეს საინტერესოა :
Cr 2 O 3 არის ძალიან ცეცხლგამძლე მუქი მწვანე ნივთიერება, უხსნადი არა მხოლოდ წყალში, არამედ მჟავებშიც (ის რეაგირებს ტუტეებთან მხოლოდ დნობით, მჟავებთან მხოლოდ ძლიერებთან (მაგ.HCl დაH 2 SO 4) და მხოლოდ წვრილად გაფანტულ მდგომარეობაში), მაგალითები მოცემულია ქვემოთ. ინტენსიური ფერისა და ატმოსფერული ზემოქმედებისადმი დიდი გამძლეობის გამო, ქრომის ოქსიდი შესანიშნავი მასალაა ზეთის საღებავების წარმოებისთვის („ქრომის მწვანე“).
2W+30 2 →2W0 3
2Mo+30 2 →2Mo0 3
4СrO 3 →2Cr 2 O 3 +30 2
ყველა ელემენტი ქმნის შესაბამის ჰალოიდებს პირდაპირი ურთიერთქმედებით, სადაც ისინი აჩვენებენ +3 დაჟანგვის მდგომარეობას:
2E+3Hal 2 →2EHal 3
წყალში Mo0 3 და W0 3 ხსნადობა ძალიან დაბალია, მაგრამ ტუტეებში ისინი იხსნება მოლიბდისა და ვოლფრას მჟავების მარილების წარმოქმნით. ეს უკანასკნელი თავისუფალ მდგომარეობაში არის თეთრი (H 2 Mo0 4) ან ყვითელი (H 2 W0 4) ფერის თითქმის უხსნადი ფხვნილები. გაცხელებისას ორივე მჟავა ადვილად იშლება წყალი და გარდაიქმნება შესაბამის ოქსიდებად.
Mo0 3 +2NaOH→Na 2 MoO 4 +H 2 O
W0 3 +2NaOH→Na2WO4 +H2O
მსგავსი მარილების მიღება ასევე შესაძლებელია ლითონების ტუტეებთან შერწყმით ჟანგვის აგენტების თანდასწრებით:
2W+4NaOH+30 2 →2Na 2 WO 4 +2H 2 O
W+2NaOH+3NaNO 3 →Na 2 WO 4 +3NaNO 2 +H 2 O
ანალოგიურად მოლიბდენისთვის
2Mo+4NaOH+30 2 →2Na 2 MoO 4 +2H 2 O
Mo+2NaOH+3NaNO 3 →Na 2 MoO 4 +3NaNO 2 +H 2 O
Cr-Mo-W სერიის მიხედვით, H 2 EO 4 მჟავების სიძლიერე მცირდება. მათი მარილების უმეტესობა წყალში ოდნავ ხსნადია. ყველაზე გავრცელებული ლითონების წარმოებულებიდან ყველაზე ხსნადია: ქრომატები - მხოლოდ Na +, K +, Mg 2+ და Ca 2+, მოლიბდატები და ვოლფრატები - მხოლოდ Na + და K +. ქრომატის მარილები ჩვეულებრივ შეღებილია ღია ყვითელი, CrO 4 2- ion, Cr 2 O 7 2- - ნარინჯისფერი; მოლიბდის მჟავა და ვოლფრას მჟავა უფეროა.
ვოლფრამი იხსნება მხოლოდ კონცენტრირებული აზოტისა და ჰიდროფლორის მჟავების ნარევში :
W+10HF+4HNO 3 →WF 6 +WOF 4 +4NO+7H 2 O
კონცენტრირებული გოგირდის მჟავა ასევე მოქმედებს მოლიბდენზე:
2Mo+6H 2 SO 4 (კონს.) → Mo 2 (SO 4) 3 +3SO 2 +6H 2 O
ქრომზე გავლენას ახდენს როგორც HCl, ასევე H 2 SO 4 (განზავებული) და H 2 SO 4 (კონცენტრირებული), მაგრამ კონცენტრირებული - მხოლოდ გაცხელებისას, რადგან ქრომი პასიურდება კონცენტრირებული გოგირდის მჟავით:
27H 2 SO 4 (კონს.) +16Cr=8Cr 2 (SO 4) 3 +24H 2 O+3H 2 S
2Cr+6HCl→2CrCl 3 +3H 2
3H 2 SO 4 +2Cr→Cr 2 (SO 4) 3 +3H 2
როგორც ტიპიური მჟავა ანჰიდრიდი, CrO 3 იხსნება წყალში და წარმოქმნის ქრომის მჟავას, რომელიც ხასიათდება საშუალო სიძლიერით - H 2 CrO 4 (CrO 3-ის ნაკლებობით) (ან დიქრომის მჟავა, CrO 3 -H 2 Cr 2 O 7 ჭარბით. ქრომის ანჰიდრიდი შხამიანი და ძალიან ძლიერი ჟანგვის აგენტია.
H 2 O + 2 СrO 3 (g) → H 2 Cr 2 O 7
H 2 O + CrO 3 (კვირა) → H 2 CrO 4
2СrO 3 +12HCl→2CrCl 3 +3Cl 2 +6H 2 O
გარდა მჟავებისა, როგორიცაა H 2 CrO 4 (ქრომატული მარილები), ქრომისა და მისი ანალოგებისთვის ასევე არის ისეთები, რომლებიც შეესაბამება ზოგად ფორმულას H 2 Cr 2 O 7 (ბიქრომატის მარილები).
დიქრომატების ხსნარები აჩვენებენ მჟავე რეაქციას იმის გამო, რომ Cr 2 O 7 2- იონი რეაგირებს წყალთან სქემის მიხედვით
H 2 O + Cr 2 O 7 2- → 2НCrO 4 → 2Н + +2CrO 4 2-
როგორც განტოლებიდან ჩანს, ხსნარში მჟავების (H + იონების) დამატებამ წონასწორობა უნდა გადაიტანოს მარცხნივ, ხოლო ტუტეების (OH - იონების) დამატებამ მარჯვნივ. ამის შესაბამისად, ადვილია ქრომატების მიღება ბიქრომატებისგან და პირიქით, მაგალითად, რეაქციებით:
Na 2 Cr 2 O 7 + 2NaOH = 2Na 2 CrO 4 + H 2 O
2K 2 CrO 4 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 O
მჟავე გარემოში ქრომის მჟავების მარილები ძლიერი ჟანგვის აგენტებია. მაგალითად, ისინი აჟანგებენ HI-ს სიცივეში, ხოლო გაცხელებისას, HBr და HCl, რეაქციის განტოლება ზოგად ფორმაშია:
Na 2 CrO 4 +14НHal = 2NaHal + 2СrHal 3 +3Hal 2 +7H 2
Ეს საინტერესოა:
სიცივეში გაჯერებული ხსნარის თანაბარი მოცულობის ნარევი ძალიან ძლიერი ჟანგვის ეფექტითK 2 Cr 2 O 7 და კონცენტრირებულიH2SO4 ("ქრომის ნარევი") გამოიყენება ლაბორატორიებში ქიმიური მინის ჭურჭლის გასარეცხად.
როდესაც CrO 3 ურთიერთქმედებს წყალბადის ქლორიდთან, იქმნება ქლორიდი კოჭლი(CrO 2 Cl 2), რომელიც წითელ-ყავისფერი სითხეა. ამ შემადგენლობის ნაერთები ასევე ცნობილია Mo და W. ყველა მათგანი წყალთან ურთიერთქმედებს შემდეგი სქემის მიხედვით:
EO 2 Cl 2 +2H 2 O→H 2 EO 4 +2HCl
ეს ნიშნავს, რომ ქრომილის ქლორიდი არის ქრომის მჟავას მჟავა ქლორიდი. ქრომილ ქლორიდი არის ძლიერი ჟანგვის აგენტი.
CrO 2 Cl 2 + H 2 O + KCl → KCrO 3 Cl + 2 HC
ქრომი ავლენს რამდენიმე დაჟანგვის მდგომარეობას (+2, +3, +4, +6) ნაწილობრივ განიხილება მოლიბდენის და ვოლფრამის წარმოებულები, მხოლოდ ის, სადაც ეს ლითონები ავლენენ ძირითად ჟანგვის მდგომარეობას: +6.
Ეს საინტერესოა :
ნაერთები, სადაც ქრომი და მისი ანალოგები ავლენენ +2 და +4 ჟანგვის მდგომარეობებს, საკმაოდ ეგზოტიკურია.ჟანგვის მდგომარეობა +2 შეესაბამება ძირითადს CrO ოქსიდი (შავი). Cr 2+ მარილები (ლურჯი ხსნარები) მიიღება Cr 3+ მარილების შემცირებით ან დიქრომატები თუთიასთან ერთად მჟავე გარემოში („წყალბადთან ერთად გამოშვების დროს“).
ქრომის ანალოგი დიოქსიდები - ყავისფერი Mo0 2 დავ0 2 - წარმოიქმნება შუალედური პროდუქტების სახით შესაბამისი ლითონების ჟანგბადთან ურთიერთქმედების დროს და ასევე შეიძლება მიღებულ იქნეს მათი უმაღლესი ოქსიდების შემცირებით აირისებრი ამიაკით (ისინი წყალში უხსნადია და ჰაერში გაცხელებისას ადვილად გარდაიქმნება.ვსამი ღერძი):
Mo0 3 +H 2 →MoO 2 +H 2 O
3W0 3 +2NH 3 →N 2 +3H 2 O+3W0 2
2W0 3 +C→CO 2 +2W0 2
ასევე, ოთხვალენტიანი ქრომის ოქსიდის მისაღებად, შეიძლება გამოყენებულ იქნას შემდეგი რეაქცია:
2СrO 3 →2CrO 2 +0 2
დიოქსიდების ძირითადი ფუნქციაა ოთხვალენტიანი მოლიბდენის და ვოლფრამის ჰალოგენიდები. ჩამოყალიბდა Mo0-ის ურთიერთქმედების შედეგად 2 ქლორთან ერთად გაცხელებისას ქვანახშირის ყავისფერი MoC-ის თანდასწრებითლ 4 ადვილად ამაღლდება, როგორც ყვითელი ორთქლი:
Mo0 2 +2Cl 2 +2C→MoCl 4 +2CO
როგორც ზემოთ აღინიშნა, ნაერთები, სადაც ქრომი ავლენს ჟანგვის მდგომარეობას +:6 ან +3, უფრო ტიპიურია.
დიქრომის ტრიოქსიდი მზადდება რეაქციით:
4Cr+30 2 →2Cr 2 O 3
მაგრამ, უფრო ხშირად, Cr 2 O 3 და ქრომის მჟავას შესაბამისი მარილები ჩვეულებრივ მიიღება არა ლითონისგან, არამედ ექვსვალენტური ქრომის წარმოებულების შემცირებით, მაგალითად, რეაქციით:
K 2 Cr 2 O 7 +3S0 2 + H 2 SO 4 = K 2 SO 4 + Cr 2 SO 4) 3 + H 2 O
მცირე რაოდენობით ტუტეს მოქმედებამ Cr 2 (SO 4) 3 ხსნარზე შეიძლება წარმოქმნას ქრომის ოქსიდის ჰიდრატის Cr(OH) 3 მუქი ლურჯი ნალექი, რომელიც ოდნავ ხსნადია წყალში. ამ უკანასკნელს მკაფიოდ გამოხატული ამფოტერული ხასიათი აქვს. მჟავებთან ერთად იძლევა ქრომის ოქსიდის მარილებს და ჭარბი ტუტეების მოქმედებით ქმნის კომპლექსს [Cr(OH) 6] 3- ანიონთან, ანუ ქრომიტის მარილები. მაგალითად:
Cr(OH) 3 +3HCl=CrCl3 +3H2O
Cr(OH) 3 + KOH=K 3 [Cr(OH) 6 ] + 2H 2 O
Cr(OH) 3 + KOH = KCrO 2 + 2H 2 O
2NaCrO 2 +3Br 2 +8NaOH=6NaBr+2Na 2 CrO 4 +4H 2 O
Cr 2 (SO 4) 3 +ЗH 2 0 2 +10NaOH=3Na 2 SO 4 +2Na 2 CrO 4 +8H 2 O
5Cr 2 O 3 +6NaBrO 3 +2H 2 O = 3Na 2 Cr 2 O 7 +2H 2 Cr 2 O 7 +3Br 2
ქრომის +6 დაჟანგვის მდგომარეობა შეესაბამება ქრომის ოქსიდს: CrO 3. მისი მიღება შესაძლებელია რეაქციით:
K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → 2CrO 3 + K 2 SO 4 + H 2 O
ამ ოქსიდს, როგორც ზემოთ იყო აღწერილი, აქვს 2 მჟავა: ქრომული და დიქრომული. ამ მჟავების ძირითადი წარმოებულები, რომლებიც საჭიროვიცი -K 2 Cr 2 O 7 და Na 2 CrO 4 ან Na 2 Cr 2 O 7 და K 2 CrO 4. ორივე მარილი ძალიან კარგი ჟანგვის აგენტია:
2K 2 CrO 4 +3(NH 4) 2 S+8H 2 O=2Cr(OH) 3 +3S+4KOH+ 6NH 4 OH
K 2 Cr 2 O 7 +7H 2 SO 4 +6NaI→K 2 SO 4 +(Cr 2 SO 4) 3 +3Na 2 SO 4 +7H 2 O+3I 2
4H 2 0 2 +K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 → CrO 5 + K 2 SO 4 + 5H 2 O
CrO 5 მოლეკულას აქვს სტრუქტურა. ეს არის წყალბადის ზეჟანგის მარილი.
Na 2 CrO 4 + BaCl 2 → BaCrO 4 ↓ + 2 NaCl (ხარისხობრივი რეაქცია ბარიუმის 2+ კატიონზე, ყვითელი ნალექი)
K 2 Cr 2 O 7 +3Na 2 SO 3 +4H 2 SO 4 →Cr 2 (SO 4) 3 +K 2 SO 4 +3Na 2 SO 4 +4H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 +7H 2 SO 4 +3Na 2 S→3S +Cr 2 (SO 4) 3 +K 2 SO 4 +3Na 2 SO 4 +7H 2 O
K 2 Cr 2 O 7 +4 H 2 SO 4 +3C 2 H 5 OH→ Cr 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 +3CH3COH+7 H 2 O
3H 2 C=CH-CH 2 -CH 3 +5 K 2 Cr 2 O 7 +20 H 2 SO 4 =
3H 3 C-CH 2 -COOH + 3C 0 2 +5 Cr 2 (SO 4) 3 +5 K 2 SO 4 + 23 H 2 O
ექვსვალენტური ქრომის ყველა წარმოებული ძალიან ტოქსიკურია. კანთან ან ლორწოვან გარსებთან შეხებისას ისინი იწვევენ ადგილობრივ გაღიზიანებას (ზოგჯერ წყლულების წარმოქმნით), ხოლო შესხურებულ მდგომარეობაში შესუნთქვისას ხელს უწყობენ ფილტვის კიბოს განვითარებას. სამრეწველო შენობების ჰაერში მაქსიმალური დასაშვები შემცველობა ითვლება 0,0001 მგ/ლ.
განაცხადი:
Cr, Mo და W-ის შეყვანა ფოლადების შემადგენლობაში მნიშვნელოვნად ზრდის მათ სიმტკიცეს. ასეთი ფოლადები ძირითადად გამოიყენება თოფის და იარაღის ლულების, ჯავშანტექნიკის ფირფიტების, ზამბარების და საჭრელი იარაღების წარმოებაში. როგორც წესი, ეს ფოლადები ასევე ძალიან მდგრადია სხვადასხვა ქიმიური გავლენის მიმართ.
Ეს საინტერესოა:
მოლიბდენი აღმოაჩინეს ძველ იაპონურ ხმლებში, ვოლფრამი კი დამასკოს ხანჯლებში. მოლიბდენის მცირე დამატებაც კი (დაახლოებით 0,25%) მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს თუჯის მექანიკურ თვისებებს.
ფოლადი, რომელიც შეიცავს 15-18% W, 2-5% Cu და 0.6-0.8% C-ს, შეიძლება ძალიან გაცხელდეს სიხისტის დაკარგვის გარეშე. 10% Cr-ზე მეტი შემცველობით, ფოლადი თითქმის არ ჟანგდება. ამიტომ, კერძოდ, მისგან მზადდება ტურბინის პირები და წყალქვეშა ნავების კორპუსი. 35% Fe, 60% Cr და 5% Mo-ის შენადნობი გამოირჩევა მჟავაგამძლეობით. ეს უფრო მეტად ეხება Mo და W შენადნობებს, რომლებიც ხშირ შემთხვევაში შეიძლება იყოს პლატინის შემცვლელი. შენადნობი W ალთან („პარტინიუმი“) გამოიყენება საავტომობილო და თვითმფრინავების ძრავების წარმოებაში. მოლიბდენზე დაფუძნებული შენადნობები ინარჩუნებენ მექანიკურ სიმტკიცეს ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე (მაგრამ საჭიროებენ ჟანგვის დამცავ საფარს). გარდა მისი შეყვანისა სპეციალურ ფოლადებში, ქრომი გამოიყენება ლითონის პროდუქტების დასაფარად, რომელთა ზედაპირი უნდა უზრუნველყოფდეს ცვეთა მდგრადობას (კალიბრები და ა.შ.). . ასეთი ქრომირებული მოპირკეთება ხორციელდება ელექტროლიტურად, ხოლო გამოყენებული ქრომის ფილმების სისქე, როგორც წესი, არ აღემატება 0,005 მმ. მოლიბდენის ლითონი ძირითადად გამოიყენება ელექტრო ვაკუუმის ინდუსტრიაში. ჩვეულებრივ გამოიყენება ელექტრო ნათურის ძაფებისთვის გულსაკიდი დასამზადებლად. ვინაიდან ვოლფრამი ყველა ლითონს შორის ყველაზე ცეცხლგამძლეა, ის განსაკუთრებით შესაფერისია ნათურების ძაფების, გარკვეული ტიპის ალტერნატიული დენის გამსწორებლების (ე.წ. კენოტრონები) და მაღალი სიმძლავრის რენტგენის მილების ანტიკათოდების დასამზადებლად. ვოლფრამი ასევე დიდი მნიშვნელობა აქვს სხვადასხვა ზემყარი შენადნობების წარმოებისთვის, რომლებიც გამოიყენება საჭრელების, საბურღი და ა.შ.
ქრომის ოქსიდის მარილები ძირითადად გამოიყენება ქსოვილების შესაღებად და ქრომირებული ტყავის შესაღებად. მათი უმეტესობა წყალში ძალიან ხსნადია. ქიმიური მხრივ ეს მარილები საინტერესოა იმით, რომ მათი ხსნარების ფერი იცვლება პირობებიდან (ხსნარის ტემპერატურა, მისი კონცენტრაცია, მჟავიანობა და სხვ.) მწვანედან მეწამულამდე.
რედაქტორი: გალინა ნიკოლაევნა ხარლამოვა
პროგრამა
ლითონების ქიმიური აქტივობა ქრომის ქვეჯგუფიდან. ძირითადი ვალენტური მდგომარეობები. ქრომის კომპლექსური ნაერთები, სტრუქტურა და მნიშვნელობა. ჰიდრატის იზომერიზმი. ქრომის (II), (III) და (VI) ნაერთების მჟავატუტოვანი და რედოქსური თვისებები. პოლიკავშირები. ქრომის პეროქსო ნაერთები. ქრომის ქვეჯგუფის ელემენტების ანალიტიკური რეაქციები. ქრომის ქვეჯგუფის ელემენტების უმაღლესი ჟანგბადის ნაერთების სტაბილურობის, მჟავა-ტუტოვანი და რედოქს თვისებების შედარება.
ქრომის ქვეჯგუფს ქმნიან მეექვსე ჯგუფის მეორადი ქვეჯგუფის ლითონები - ქრომი, მოლიბდენი და ვოლფრამი. ქრომის ქვეჯგუფის ელემენტების ატომების გარე ელექტრონული ფენა შეიცავს ერთ ან ორ ელექტრონს, რაც განსაზღვრავს ამ ელემენტების მეტალის ბუნებას და მათ განსხვავებას ძირითადი ქვეჯგუფის ელემენტებისაგან. ბინარულ ნაერთებში Cr, Mo და W გამოფენილია ყველა დაჟანგვის მდგომარეობა 0-დან +6-მდე, ვინაიდან გარე ელექტრონების გარდა, ობლიგაციების წარმოქმნაში ასევე შეუძლია მონაწილეობა მიიღოს დაუმთავრებელი წინა ფენის ელექტრონების შესაბამის რაოდენობას. Cr-სთვის ყველაზე სტაბილური ჟანგვის მდგომარეობებია +3 და +6, Mo და W +6. უფრო მაღალი ჟანგვის მდგომარეობებში ნაერთები, როგორც წესი, კოვალენტური და მჟავე ხასიათისაა, ისევე როგორც შესაბამისი გოგირდის ნაერთები. ჟანგვის მდგომარეობის დაქვეითებით, ნაერთების მჟავე ხასიათი სუსტდება.
სერიაში Cr - Mo - W იონიზაციის ენერგია იზრდება, ე.ი. ატომების ელექტრონული გარსები უფრო მკვრივი ხდება, განსაკუთრებით ძლიერად Mo-დან W-ზე გადასვლისას. ვოლფრამი, ლანთანიდის შეკუმშვის გამო, აქვს ატომური და იონური რადიუსები მო-სთან ახლოს. ამიტომ, Mo და W თვისებებით უფრო ახლოს არიან ერთმანეთთან, ვიდრე Cr.
Cr, Mo და W თეთრი მბზინავი ლითონებია. ისინი ძალიან მყარი (ნაკაწრი მინა) და ცეცხლგამძლეა. Cr, Mo და W-ის მოდიფიკაციები, რომლებიც სტაბილურია ნორმალურ პირობებში, აქვთ სხეულზე ორიენტირებული კუბის სტრუქტურა. ვოლფრამი არის ყველაზე ცეცხლგამძლე ლითონები. Cr – Mo – W სერიაში შეინიშნება დნობის ტემპერატურისა და ატომიზაციის (სუბლიმაციის) სიცხის მატება, რაც აიხსნება ლითონის კრისტალში კოვალენტური ბმის გაძლიერებით, რომელიც წარმოიქმნება გამო. დ- ელექტრონები.
მიუხედავად იმისა, რომ Cr, Mo და W არიან სტრესის სერიაში წყალბადამდე, ისინი ნაკლებად მგრძნობიარენი არიან კოროზიის მიმართ ზედაპირზე ოქსიდის ფირის წარმოქმნის გამო. ოთახის ტემპერატურაზე ეს ლითონები ოდნავ რეაქტიულია.
Cr, Mo და W არ ქმნიან სტოქიომეტრულ ნაერთებს წყალბადთან, მაგრამ გაცხელებისას ისინი შთანთქავენ მას მნიშვნელოვანი რაოდენობით მყარი ხსნარების წარმოქმნით. თუმცა, გაციებისას, აბსორბირებული წყალბადი (განსაკუთრებით Mo და W) ნაწილობრივ გამოიყოფა. როგორც სხვა ქვეჯგუფებში დ-ელემენტები, Cr-Mo-W სერიის ელემენტის რიგითი რიცხვის მატებასთან ერთად, ქიმიური აქტივობა მცირდება. ამრიგად, ქრომი ანაცვლებს წყალბადს განზავებული HCl-დან და H2SO4-დან, ხოლო ვოლფრამი იხსნება მხოლოდ ჰიდროფლუორული და აზოტის მჟავების ცხელ ნარევში:
E o + 2HNO 3 + 8HF = H 2 [E +6 F 8 ] + 2NO + 4H 2 O
ანიონური კომპლექსების წარმოქმნის გამო EO 4 2-მოლიბდენი და ვოლფრამი ასევე ურთიერთქმედებენ ტუტეებთან შენადნობისას ჟანგვის აგენტის თანდასწრებით:
E o + 3NaN +5 O 3 + 2NaOH = Na 2 E +6 O 4 + 3NaN +3 O 2 + H 2 O
კონცენტრირებულ HNO 3 და H 2 SO 4 ქრომი პასივირებულია.
Cr, Mo და W ქმნიან მრავალ ნაერთს S, Se, N, P, As, C, Si, B და სხვა არალითონებთან. ყველაზე საინტერესოა კარბიდები: Cr 3 C 2, MoC, W 2 C, WC, რომლებიც სიმტკიცეში მხოლოდ ალმასის შემდეგ არიან და აქვთ მაღალი დნობის წერტილები, გამოიყენება განსაკუთრებით მძიმე შენადნობების დასამზადებლად.
ჰალოგენებთან უშუალო ურთიერთქმედებისას ქრომი აყალიბებს მხოლოდ დი-, ტრი- და ტეტრაჰალიდებს, ხოლო მოლიბდენს და ვოლფრამს - და უფრო მაღალი - პენტა- და ჰექსაჰალიდებს. ელემენტების ჰალოიდების უმეტესობა ქვედა ჟანგვის მდგომარეობებში არის ძლიერი შემცირების აგენტები და ადვილად ქმნიან რთულ ნაერთებს. Mo და W დიამიდები არის კასეტური ტიპის ნაერთები MeMe ბმებით. უფრო მაღალი დაჟანგვის მდგომარეობებში ელემენტების ჰალოიდები, როგორც წესი, არის აქროლადი ნაერთები კოვალენტური ბმებით, რომლებიც ადვილად ჰიდროლიზდება წყალში, ჩვეულებრივ, ოქსოჰალიდების წარმოქმნით:
MoCl 5 + H 2 O MoOCl 3 + 2HCl
ქრომის ქვეჯგუფის ელემენტები ქმნიან უამრავ ოქსიდურ ნაერთს, რომლებიც შეესაბამება ძირითად ჟანგვის მდგომარეობას. ყველა ოქსიდი ნორმალურ პირობებში არის მყარი. ქრომისთვის ყველაზე სტაბილურია Cr 2 O 3, ხოლო Mo და W - MoO 3 და WO 3. Cr - W სერიაში მჟავე ოქსიდების EO 3 თერმოდინამიკური სტაბილურობა იზრდება. ქვედა ოქსიდები ძლიერი შემცირების აგენტებია და ავლენენ ძირითად ხასიათს. ჟანგვის ხარისხის ზრდას თან ახლავს მჟავე თვისებების ზრდა. ამრიგად, Cr 2 O 3 არის ამფოტერული ოქსიდი, ხოლო CrO 3 (EO 3) არის ტიპიური მჟავე ოქსიდი ძლიერი ჟანგვის აგენტის თვისებებით. ერთადერთი უაღრესად ხსნადი ოქსიდი - CrO 3 - წყალში გახსნისას წარმოქმნის ქრომის მჟავას:
CrO 3 + H 2 O H 2 CrO 4 .
MoO 3 და WO 3 წყალში ცუდად ხსნადია და მათი მჟავე ბუნება ვლინდება ტუტეებში გახსნისას:
2KON + EO 3 K 2 EO 4 + H 2 O.
E(OH) 2 ტიპის ჰიდროქსიდებიდან ცნობილია მხოლოდ ცუდად ხსნადი ფუძე Cr(OH) 2, რომელიც წარმოიქმნება Cr 2+ მარილების ტუტეებით დამუშავებისას. Cr(OH) 2 და Cr 2+ მარილები არის ძლიერი შემცირების აგენტები, რომლებიც ადვილად იჟანგება ატმოსფერული ჟანგბადით და თუნდაც წყლით Cr 3+ ნაერთებამდე. Mo 2+ და W 2+ ჰიდროქსიდები არ გამოიყოფა წყალთან მათი მყისიერი დაჟანგვის გამო.
ნაცრისფერ-ლურჯი ჰიდროქსიდი Cr(OH) 3, რომელიც დალექილია Cr 3+ მარილების ხსნარებიდან, აქვს ცვლადი შემადგენლობა Cr 2 O 3 ნ H 2 O. ეს არის ფენიანი მრავალბირთვული პოლიმერი, რომელშიც ლიგანდების როლს ასრულებენ OH - და OH 2, ხოლო ხიდების როლს OH - ჯგუფები.
მისი შემადგენლობა და სტრუქტურა დამოკიდებულია წარმოების პირობებზე. ახლად მიღებული Cr(OH) 3 ძალიან ხსნადია მჟავებსა და ტუტეებში, რომლებიც იწვევენ ობლიგაციების რღვევას ფენოვან პოლიმერში:
3+ Cr(OH) 3 3-
Mo(OH) 3, რომელიც ცუდად იხსნება წყალში და მჟავებში, მიიღება Mo 3+ ნაერთების ტუტეებით ან ამიაკით დამუშავებით. ეს არის ძლიერი შემცირების აგენტი (აფუჭებს წყლის გამომყოფ წყალბადს). ყველაზე ცნობილია ჰიდროქსიდის წარმოებულები Cr +6, Mo +6 და W +6. ეს არის, უპირველეს ყოვლისა, H 2 EO 4 და H 2 E 2 O 7 ტიპის მჟავები და მათი შესაბამისი მარილები. ქრომის H 2 CrO 4 და დიქრომული H 2 Cr 2 O 7 მჟავები საშუალო სიძლიერისაა და არსებობს მხოლოდ წყალხსნარებში, მაგრამ მათ შესაბამისი მარილებია ყვითელი ქრომატები (CrO 4 2- ანიონი) და ნარინჯისფერი დიქრომატები (Cr 2 O 7 2). - ანიონი), სტაბილურია და შეიძლება იზოლირებული იყოს ხსნარებისგან.
ქრომატისა და დიქრომატის ურთიერთგადასვლები შეიძლება გამოისახოს განტოლებით:
2CrO 4 2- + 2H + 2HCrO 4 - Cr 2 O 7 2- + H 2 O
ქრომატები და დიქრომატები ძლიერი ჟანგვის აგენტებია. მოლიბდის და ვოლფრას მჟავები წყალში ოდნავ ხსნადია. როდესაც ტუტეები მოქმედებენ H 2 MoO 4-ზე (H 2 WO 4), ან როდესაც MoO 3 (WO 3) დნება ტუტეებთან, რეაგენტების რაოდენობის თანაფარდობიდან გამომდინარე, წარმოიქმნება მოლიბდატები (ვოლფრატები) ან იზოპოლიმოლიბდატები (იზოპოლიტუნგსტატები):
MoO 3 + 2NaOH Na 2 MoO 4 + H 2 O
3MoO 3 + NaOH Na 2 Mo 3 O 10 + H 2 O
იზოპოლინაერთებს Mo +6 აქვთ სხვადასხვა შედგენილობა: M 2 + Mo n O 3 n +1 (n=2, 3, 4); M 6 + Mon O 3 n +3 (n = 6, 7); M 4 + Mo 8 O 26. იზრდება ქრომიდან ვოლფრამამდე პოლიმერიზაციის ტენდენცია. Mo და W ხასიათდება ჰეტეროპოლიმჟავების წარმოქმნით, ე.ი. ანიონში ჟანგბადისა და მოლიბდენის გარდა (ვოლფრამი) შემცველი პოლიმჟავები, სხვა ელემენტი: P, Si, B, Te და ა.შ. ჰეტეროპოლინაერთები წარმოიქმნება მარილების ნარევის მჟავიანობით და შესაბამისი მჟავების შერევით, მაგალითად:
12Na 2 EO 4 + Na 2 SiO 3 + 22HNO 3 Na 4 + 22NaNO 3 + 11H 2 O.
Cr +6, Mo +6 და W +6 ხასიათდება პეროქსო ნაერთების წარმოქმნით. ცნობილია პეროქსიდი CrO 5, რომელსაც აქვს სტრუქტურა CrO(O 2) 2. ეს არასტაბილური მუქი ლურჯი ნაერთი, რომელიც არსებობს ხსნარებში, მიიღება ქრომატების ან დიქრომატების ხსნარების დიეთილის ეთერით და H 2 O 2 და H 2 SO 4 ნარევით დამუშავებით. ეს რეაქცია აღმოაჩენს ქრომს (Cr +6) თუნდაც მცირე რაოდენობით. მიღებულია პეროქსოქრომატები K[(Cr(O 2) 2 O)OH)] H 2 O, M 3, M= Na, K, NH 4 +.
