Химические элементы хром и железо находятся в 4 четвертом большом периоде, в 4 ряду. У атомов элементов больших периодов заполнение электронных оболочек идет сложнее чем у атомов малых периодов. Начиная с третьего элемента у атомов идет заполнение предпоследнего энергетического уровня до , а на внешнем уровне находится 1 или 2 электрона: Изобразим электронные формулы хрома и железа и увидим, что идет заполнение предпоследнего уровня d-подуровня: ₊₂₄Cr 1s²2²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ ₊₂₆Fe 1s²2²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s² Имея такое строение в химических реакциях атомы хрома и железа могут отпускать электроны с последнего и предпоследнего уровня, при этом они могут проявлять разные степени окисления: Хром в соединениях чаще всего проявляет степени окисления +3 и +6. Примеры соединений хрома со степенью окисления +3 – оксид хрома (III) Сr₂О₃, хлорид хрома (III) СrСI₃, сульфат хрома (III) Сr₂(SO₄)₃.Примеры соединений хрома со степенью окисления +6: оксид хрома (VI) СrО₃, хромовая кислота H₂CrO₄, хромат натрия Na₂CrO₄, бихромат калия К₂Сr₂О₇. Но существуют соединения в которых атомы хрома проявляют степени окисления +2 - оксид хрома(II) CrO , гидроксид хрома(II) Cr(OH)₂; +4 - оксид хрома(IV) оксид хрома(II)CrO₂ , гидроксида не существует. CrO -оксид хрома(II), основной оксид Сr₂О₃, хлорид хрома (III), амфотерный оксид CrO₂ оксид хрома(II), несолеобразующий оксид СrО₃ оксид хрома (VI), кислотный оксид
Восстановительные свойства Cr2O3: Будучи соединением хрома в промежуточной степени окисления, Cr2O3 в присутствии сильного окислителя (в щелочной среде) окисляется до хромата:t, Cr₂O₃ + 3KNO₃ + 2Na₂CO₃ → 2Na₂Cr⁺⁶O₄ + 3KNO₂ + 2CO₂ Cr⁺³ - 3е⁻ → Сr⁺⁶ восстановитель, процесс окисления N⁺⁵+ 2e⁻ → N⁺³ окислитель, процесс восстановления Окислительные свойства: Сильные восстановители восстанавливают оксид хрома(III): Cr₂O₃ + 2Al = 2CrO + Al₂O₃ Cr⁺³ + 6e → 2CrO окислитель. восстановление Al⁰ - 3e → Al⁺³ восстановитель. окисление
Железо в соединениях всего проявляет степени окисления +2,+3.Степень окисления железа Fe зависит от окислительной реагирующего вещества. У сильных окислителей таких как хлор, азотная кислота железо принимает степень окисления +3, у более слабых окислителей таких как сера, растворы серной и соляной кислоты +2. С кислородом и водой железо может иметь степень окисления и +2, и +3 2Fe⁰ + 3CI₂⁰ = 2Fe⁺³CI₃⁻ Fe⁰ -3e⁻ ⇒ Fe⁺³ восстановитель, процесс окисления CI + e⁻ ⇒CI⁻ окислитель, процесс восстановления
2Ca + O2 = 2CaO
nCa = nCaO = m/M = 46/56 = 0,82моль
mCa = 40*0.82 = 32.8г
nO2 = 0,5*nCa = 0.5*0.82 = 0.41моль
mO2 = 16*0.41 = 6.56г