第19章遷移金属と錯体化学

Key Concepts and Summary重要概念とまとめ

The transition metals are elements with partially filled d orbitals, located in the d-block of the periodic table. The reactivity of the transition elements varies widely from very active metals such as scandium and iron to almost inert elements, such as the platinum metals. The type of chemistry used in the isolation of the elements from their ores depends upon the concentration of the element in its ore and the difficulty of reducing ions of the elements to the metals. Metals that are more active are more difficult to reduce.

遷移金属は、部分的に満たされたd軌道を持つ元素であり、周期表のdブロックに位置する。遷移元素の反応性は、スカンジウムや鉄のような非常に活性な金属から、白金族金属のようなほぼ不活性な元素まで、大きく異なる。鉱石から元素を単離するために使う化学の種類は、鉱石中の元素濃度と、元素のイオンを金属へ還元する難しさによって決まる。活性の高い金属ほど、還元するのが難しい。

Transition metals exhibit chemical behavior typical of metals. For example, they oxidize in air upon heating and react with elemental halogens to form halides. Those elements that lie above hydrogen in the activity series react with acids, producing salts and hydrogen gas. Oxides, hydroxides, and carbonates of transition metal compounds in low oxidation states are basic. Halides and other salts are generally stable in water, although oxygen must be excluded in some cases. Most transition metals form a variety of stable oxidation states, allowing them to demonstrate a wide range of chemical reactivity.

遷移金属は、金属に典型的な化学的挙動を示す。たとえば、空気中で加熱すると酸化され、単体のハロゲンと反応してハロゲン化物を作る。活性系列で水素より上にある元素は、酸と反応し、塩と水素ガスを生成する。低い酸化状態の遷移金属化合物の酸化物、水酸化物、炭酸塩は塩基性である。ハロゲン化物や他の塩は一般に水中で安定だが、場合によっては酸素を除外しなければならない。遷移金属の大部分は、さまざまな安定な酸化状態を作るため、幅広い化学的反応性を示すことができる。

Chemistry End of Chapter Exercises章末問題

Exercises 1–25練習問題 1–25

Exercise 1問題 1

Write the electron configurations for each of the following elements:

次の各元素の電子配置を書きなさい。

(a) Sc

(b) Ti

(d) Fe

(e) Ru

Solution解き方

(a) Sc: [Ar]4s²3d¹; (b) Ti: [Ar]4s²3d²; (c) Cr: [Ar]4s¹3d⁵; (d) Fe: [Ar]4s²3d⁶; (e) Ru: [Kr]5s²4d⁶

Exercise 2問題 2

Write the electron configurations for each of the following elements and its ions:

次の各元素とそのイオンの電子配置を書きなさい。

(a) Ti

(b) Ti²⁺

(d) Ti⁴⁺

Exercise 3問題 3

Write the electron configurations for each of the following elements and its 3+ ions:

次の各元素と、その3+イオンの電子配置を書きなさい。

(a) La

(b) Sm

Solution解き方

(a) La: [Xe]6s²5d¹, La³⁺: [Xe]; (b) Sm: [Xe]6s²4f⁶, Sm³⁺: [Xe]4f⁵; (c) Lu: [Xe]6s²4f¹⁴5d¹, Lu³⁺: [Xe]4f¹⁴

Exercise 4問題 4

Why are the lanthanoid elements not found in nature in their elemental forms?

ランタノイド元素が、自然界で単体の形で見つからないのはなぜか。

Exercise 5問題 5

Which of the following elements is most likely to be used to prepare La by the reduction of La₂O₃: Al, C, or Fe? Why?

La₂O₃を還元してLaを調製するのに最も使われそうな元素は、Al、C、Feのうちどれか。なぜか。

Solution解き方

Al is used because it is the strongest reducing agent and the only option listed that can provide sufficient driving force to convert La(III) into La.

Alを用いる。最も強い還元剤であり、挙げられた選択肢の中で、La(III)をLaに変えるために十分な駆動力を与えられる唯一のものであるためである。

Exercise 6問題 6

Which of the following is the strongest oxidizing agent:

{VO}_{4}^{3},

{CrO}_{4}^{2−},

{MnO}_{4}^{−} ?

{VO}_{4}^{3},

、

{CrO}_{4}^{2−},

、

{MnO}_{4}^{−} ?

のうち、最も強い酸化剤はどれか。

Exercise 7問題 7

Which of the following elements is most likely to form an oxide with the formula MO₃: Zr, Nb, or Mo?

MO₃という式の酸化物を最も作りそうな元素は、Zr、Nb、Moのうちどれか。

Solution解き方

Exercise 8問題 8

The following reactions all occur in a blast furnace. Which of these are redox reactions?

次の反応は、すべて高炉内で起こる。このうち、酸化還元反応はどれか。

(a)

{3Fe}_{2} O_{3} (s) + CO (g) ⟶ {2Fe}_{3} O_{4} (s) + {CO}_{2} (g)

(a)

{3Fe}_{2} O_{3} (s) + CO (g) ⟶ {2Fe}_{3} O_{4} (s) + {CO}_{2} (g)

(b)

{Fe}_{3} O_{4} (s) + CO (g) ⟶ 3FeO (s) + {CO}_{2} (g)

(b)

{Fe}_{3} O_{4} (s) + CO (g) ⟶ 3FeO (s) + {CO}_{2} (g)

(c)

FeO (s) + CO (g) ⟶ Fe (l) + {CO}_{2} (g)

(c)

FeO (s) + CO (g) ⟶ Fe (l) + {CO}_{2} (g)

(d)

C (s) + O_{2} (g) ⟶ {CO}_{2} (g)

(d)

C (s) + O_{2} (g) ⟶ {CO}_{2} (g)

(e)

C (s) + {CO}_{2} (g) ⟶ 2CO (g)

(e)

C (s) + {CO}_{2} (g) ⟶ 2CO (g)

(f)

{CaCO}_{3} (s) ⟶ CaO (s) + {CO}_{2} (g)

(f)

{CaCO}_{3} (s) ⟶ CaO (s) + {CO}_{2} (g)

(g)

CaO (s) + {SiO}_{2} (s) ⟶ {CaSiO}_{3} (l)

(g)

CaO (s) + {SiO}_{2} (s) ⟶ {CaSiO}_{3} (l)

Exercise 9問題 9

Why is the formation of slag useful during the smelting of iron?

鉄の溶融製錬中に、スラグが形成されることはなぜ有用なのか。

Solution解き方

The CaSiO₃ slag is less dense than the molten iron, so it can easily be separated. Also, the floating slag layer creates a barrier that prevents the molten iron from exposure to O₂, which would oxidize the Fe back to Fe₂O₃.

CaSiO₃のスラグは、溶融鉄より密度が低いため、容易に分離できる。また、浮かんだスラグ層は、溶融鉄がO₂にさらされるのを防ぐ障壁となる。酸素にさらされると、Feが再びFe₂O₃へ酸化される。

Exercise 10問題 10

Would you expect an aqueous manganese(VII) oxide solution to have a pH greater or less than 7.0? Justify your answer.

英語のヒント

酸化マンガン(VII)の水溶液のpHは、7.0より大きいと予想するか、小さいと予想するか。答えの根拠を示しなさい。

Exercise 11問題 11

Iron(II) can be oxidized to iron(III) by dichromate ion, which is reduced to chromium(III) in acid solution. A 2.5000-g sample of iron ore is dissolved and the iron converted into iron(II). Exactly 19.17 mL of 0.0100 M Na₂Cr₂O₇ is required in the titration. What percentage of the ore sample was iron?

鉄(II)は、酸性溶液中でクロム(III)へ還元される二クロム酸イオンによって、鉄(III)へ酸化できる。2.5000 gの鉄鉱石試料を溶解し、鉄を鉄(II)へ変える。滴定には、0.0100 MのNa₂Cr₂O₇が正確に19.17 mL必要である。鉱石試料の何パーセントが鉄であったか。

Solution解き方

2.57%

Exercise 12問題 12

How many cubic feet of air at a pressure of 760 torr and 0 °C is required per ton of Fe₂O₃ to convert that Fe₂O₃ into iron in a blast furnace? For this exercise, assume air is 19% oxygen by volume.

高炉でFe₂O₃を鉄に変えるには、Fe₂O₃の1トン当たり、圧力760 torr、0 °Cの空気が何立方フィート必要か。この問題では、空気の酸素の体積割合を19%と仮定しなさい。

Exercise 13問題 13

Find the potentials of the following electrochemical cell:

次の電気化学電池の電位を求めなさい。

Cd | Cd²⁺, M = 0.10 ‖ Ni²⁺, M = 0.50 | Ni

Solution解き方

0.167 V

Exercise 14問題 14

A 2.5624-g sample of a pure solid alkali metal chloride is dissolved in water and treated with excess silver nitrate. The resulting precipitate, filtered and dried, weighs 3.03707 g. What was the percent by mass of chloride ion in the original compound? What is the identity of the salt?

純粋な固体のアルカリ金属塩化物の試料2.5624 gを水に溶かし、過剰の硝酸銀で処理する。生じた沈殿をろ過・乾燥すると、質量は3.03707 gであった。元の化合物の塩化物イオンの質量百分率はいくらか。この塩は何か。

Exercise 15問題 15

The standard reduction potential for the reaction

{[Co {(H_{2} O)}_{6}]}^{3+} (a q) + e^{-} ⟶ {[{Co (H}_{2} O)_{6}]}^{2+} (a q)

is about 1.8 V. The reduction potential for the reaction

{[Co {({NH}_{3})}_{6}]}^{3+} (a q) + e^{-} ⟶ {[Co {({NH}_{3})}_{6}]}^{2+} (a q)

is +0.1 V. Calculate the cell potentials to show whether the complex ions, [Co(H₂O)₆]²⁺ and/or [Co(NH₃)₆]²⁺, can be oxidized to the corresponding cobalt(III) complex by oxygen.

反応

{[Co {(H_{2} O)}_{6}]}^{3+} (a q) + e^{-} ⟶ {[{Co (H}_{2} O)_{6}]}^{2+} (a q)

の標準還元電位は、約1.8 Vである。反応

{[Co {({NH}_{3})}_{6}]}^{3+} (a q) + e^{-} ⟶ {[Co {({NH}_{3})}_{6}]}^{2+} (a q)

の還元電位は+0.1 Vである。錯イオン[Co(H₂O)₆]²⁺と[Co(NH₃)₆]²⁺の一方または両方が、酸素によって対応するコバルト(III)錯体へ酸化されるかどうかを示すため、電池電位を計算しなさい。

Solution解き方

E° = −0.6 V, E° is negative so this reduction is not spontaneous. E° = +1.1 V

E° = −0.6 V。E°が負なので、この還元は自発的ではない。E° = +1.1 V。

Exercise 16問題 16

Predict the products of each of the following reactions. (Note: In addition to using the information in this chapter, also use the knowledge you have accumulated at this stage of your study, including information on the prediction of reaction products.)

次の各反応の生成物を予測しなさい。（注：この章の情報に加えて、反応生成物の予測に関する情報も含め、これまでの学習で蓄えた知識も使いなさい。）

(a)

{MnCO}_{3} (s) + HI (a q) ⟶

(a)

{MnCO}_{3} (s) + HI (a q) ⟶

(b)

CoO (s) + O_{2} (g) ⟶

(b)

CoO (s) + O_{2} (g) ⟶

(c)

La (s) + O_{2} (g) ⟶

(c)

La (s) + O_{2} (g) ⟶

(d)

V (s) + {VCl}_{4} (s) ⟶

(d)

V (s) + {VCl}_{4} (s) ⟶

(e)

Co (s) + {x s F}_{2} (g) ⟶

(e)

Co (s) + {x s F}_{2} (g) ⟶

(f)

{CrO}_{3} (s) + CsOH (a q) ⟶

(f)

{CrO}_{3} (s) + CsOH (a q) ⟶

Exercise 17問題 17

(a)

Fe (s) + H_{2} {SO}_{4} (a q) ⟶

(a)

Fe (s) + H_{2} {SO}_{4} (a q) ⟶

(b)

{FeCl}_{3} (a q) + NaOH (a q) ⟶

(b)

{FeCl}_{3} (a q) + NaOH (a q) ⟶

(c)

Mn {(OH)}_{2} (s) + HBr (a q) ⟶

(c)

Mn {(OH)}_{2} (s) + HBr (a q) ⟶

(d)

Cr (s) + O_{2} (g) ⟶

(d)

Cr (s) + O_{2} (g) ⟶

(e)

{Mn}_{2} O_{3} (s) + HCl (a q) ⟶

(e)

{Mn}_{2} O_{3} (s) + HCl (a q) ⟶

(f)

Ti (s) + x s F_{2} (g) ⟶

(f)

Ti (s) + x s F_{2} (g) ⟶

Solution解き方

(a)

Fe (s) + 2 H_{3} O^{+} (a q) + {SO}_{4}^{2−} (a q) ⟶ {Fe}^{2+} (a q) + {SO}_{4}^{2−} (a q) + H_{2} (g) + 2 H_{2} O (l);

(b)

{FeCl}_{3} (a q) + {3Na}^{+} (a q) + {3OH}^{−} (a q) ⟶ Fe {(OH)}_{3} (s) + {3Na}^{+} (a q) + {3Cl}^{+} (a q);

(c)

Mn {(OH)}_{2} (s) + 2 H_{3} O^{+} (a q) + {2Br}^{−} (a q) ⟶ {Mn}^{2+} (a q) + {2Br}^{−} (a q) + 4 H_{2} O (l);

(d)

4Cr (s) + 3 O_{2} (g) ⟶ 2 {Cr}_{2} O_{3} (s);

(e)

{Mn}_{2} O_{3} (s) + 6 H_{3} O^{+} (a q) + {6Cl}^{−} (a q) ⟶ 2 {MnCl}_{3} (s) + 9 H_{2} O (l);

(f)

Ti (s) + x s F_{2} (g) ⟶ {TiF}_{4} (g)

(a)

Fe (s) + 2 H_{3} O^{+} (a q) + {SO}_{4}^{2−} (a q) ⟶ {Fe}^{2+} (a q) + {SO}_{4}^{2−} (a q) + H_{2} (g) + 2 H_{2} O (l);

(b)

{FeCl}_{3} (a q) + {3Na}^{+} (a q) + {3OH}^{−} (a q) ⟶ Fe {(OH)}_{3} (s) + {3Na}^{+} (a q) + {3Cl}^{+} (a q);

(c)

Mn {(OH)}_{2} (s) + 2 H_{3} O^{+} (a q) + {2Br}^{−} (a q) ⟶ {Mn}^{2+} (a q) + {2Br}^{−} (a q) + 4 H_{2} O (l);

(d)

4Cr (s) + 3 O_{2} (g) ⟶ 2 {Cr}_{2} O_{3} (s);

(e)

{Mn}_{2} O_{3} (s) + 6 H_{3} O^{+} (a q) + {6Cl}^{−} (a q) ⟶ 2 {MnCl}_{3} (s) + 9 H_{2} O (l);

(f)

Ti (s) + x s F_{2} (g) ⟶ {TiF}_{4} (g)

Exercise 18問題 18

Describe the electrolytic process for refining copper.

銅を精製する電解過程を説明しなさい。

Exercise 19問題 19

Predict the products of the following reactions and balance the equations.

次の反応の生成物を予測し、反応式の係数を整えなさい。

(a) Zn is added to a solution of Cr₂(SO₄)₃ in acid.

(a) 酸中のCr₂(SO₄)₃溶液に、Znを加える。

(b) FeCl₂ is added to a solution containing an excess of

{Cr}_{2} O_{7}^{2−}

in hydrochloric acid.

(b) 塩酸中に過剰の

{Cr}_{2} O_{7}^{2−}

を含む溶液へ、FeCl₂を加える。

{Cr}_{2} O_{7}^{2−}

in acid solution.

{Cr}_{2} O_{7}^{2−}

に、Cr²⁺を加える。

(d) Mn is heated with CrO₃.

(d) CrO₃とともにMnを加熱する。

(e) CrO is added to 2HNO₃ in water.

(e) 水中の2HNO₃にCrOを加える。

(f) FeCl₃ is added to an aqueous solution of NaOH.

(f) NaOH水溶液にFeCl₃を加える。

Solution解き方

(a)

{Cr}_{2} {({SO}_{4})}_{3} (a q) + 2Zn (s) + {2H}_{3} O^{+} (a q) ⟶ {2Zn}^{2+} (a q) + H_{2} (g) + {2H}_{2} O (l) + {2Cr}^{2+} (a q) + {3SO}_{4}^{2−} (a q);

(b)

{4TiCl}_{3} (s) + {CrO}_{4}^{2−} (a q) + {8H}^{+} (a q) ⟶ {4Ti}^{4+} (a q) + Cr (s) + {4H}_{2} O (l) + {12Cl}^{−} (a q);

{CrO}_{4}^{2−}

forms

{HCrO}_{4}^{−},

which is in equilibrium with dichromate ion. The reaction is

{2HCrO}_{4}^{−} (a q) ⟶ {Cr}_{2} O_{7}^{2−} (a q) + H_{2} O (l) .

At other acidic pHs, the reaction is

{3Cr}^{2+} (a q) + {CrO}_{4}^{2−} (a q) + {8H}_{3} O^{+} (a q) ⟶ {4Cr}^{3+} (a q) + {12H}_{2} O (l);

(d)

{8CrO}_{3} (s) + 9Mn (s) \overset{Δ}{⟶} {4Cr}_{2} O_{3} (s) + {3Mn}_{3} O_{4} (s);

(e)

CrO (s) + {2H}_{3} O^{+} (a q) + {2NO}_{3}^{−} (a q) ⟶ {Cr}^{2+} (a q) + {2NO}_{3}^{−} (a q) + {3H}_{2} O (l);

(f)

{CrCl}_{3} (s) + 3NaOH (a q) ⟶ Cr {(OH)}_{3} (s) + {3Na}^{+} (a q) + {3Cl}^{−} (a q)

(a)

{Cr}_{2} {({SO}_{4})}_{3} (a q) + 2Zn (s) + {2H}_{3} O^{+} (a q) ⟶ {2Zn}^{2+} (a q) + H_{2} (g) + {2H}_{2} O (l) + {2Cr}^{2+} (a q) + {3SO}_{4}^{2−} (a q);

(b)

{4TiCl}_{3} (s) + {CrO}_{4}^{2−} (a q) + {8H}^{+} (a q) ⟶ {4Ti}^{4+} (a q) + Cr (s) + {4H}_{2} O (l) + {12Cl}^{−} (a q);

{CrO}_{4}^{2−}

は

{HCrO}_{4}^{−},

を作り、これは二クロム酸イオンと平衡にある。反応は

{2HCrO}_{4}^{−} (a q) ⟶ {Cr}_{2} O_{7}^{2−} (a q) + H_{2} O (l) .

である。他の酸性pHでは、反応は

{3Cr}^{2+} (a q) + {CrO}_{4}^{2−} (a q) + {8H}_{3} O^{+} (a q) ⟶ {4Cr}^{3+} (a q) + {12H}_{2} O (l);

である。(d)

{8CrO}_{3} (s) + 9Mn (s) \overset{Δ}{⟶} {4Cr}_{2} O_{3} (s) + {3Mn}_{3} O_{4} (s);

(e)

CrO (s) + {2H}_{3} O^{+} (a q) + {2NO}_{3}^{−} (a q) ⟶ {Cr}^{2+} (a q) + {2NO}_{3}^{−} (a q) + {3H}_{2} O (l);

(f)

{CrCl}_{3} (s) + 3NaOH (a q) ⟶ Cr {(OH)}_{3} (s) + {3Na}^{+} (a q) + {3Cl}^{−} (a q)

Exercise 20問題 20

What is the gas produced when iron(II) sulfide is treated with a nonoxidizing acid?

硫化鉄(II)を酸化作用のない酸で処理すると生じる気体は何か。

Exercise 21問題 21

Predict the products of each of the following reactions and then balance the chemical equations.

次の各反応の生成物を予測し、その後、化学反応式の係数を整えなさい。

(a) Fe is heated in an atmosphere of steam.

(a) 水蒸気雰囲気中でFeを加熱する。

(b) NaOH is added to a solution of Fe(NO₃)₃.

(b) Fe(NO₃)₃溶液にNaOHを加える。

(d) Fe is added to a dilute solution of H₂SO₄.

(d) H₂SO₄の希薄溶液にFeを加える。

(e) A solution of Fe(NO₃)₂ and HNO₃ is allowed to stand in air.

(e) Fe(NO₃)₂とHNO₃の溶液を、空気中に静置する。

(f) FeCO₃ is added to a solution of HClO₄.

(f) HClO₄溶液にFeCO₃を加える。

(g) Fe is heated in air.

(g) 空気中でFeを加熱する。

Solution解き方

(a)

3Fe (s) + {4H}_{2} O (g) ⟶ {Fe}_{3} O_{4} (s) + {4H}_{2} (g);

(b)

3NaOH (a q) + Fe {({NO}_{3})}_{3} (a q) \overset{H_{2} O}{\to} Fe {(OH)}_{3} (s) + {3Na}^{+} (a q) + 3 {NO}_{3}^{−} (a q);

(c)

MnO^{4−} + 5 {Fe}^{2+} + 8 H^{+} ⟶ Mn^{2+} + 5 {Fe}_{3} + 4 H_{2} O;

(d)

Fe (s) + {2H}_{3} O^{+} (a q) + {SO}_{4}^{2−} (a q) ⟶ {Fe}^{2+} (a q) + {SO}_{4}^{2−} (a q) + H_{2} (g) + {2H}_{2} O (l);

(e)

{4Fe}^{2+} (a q) + O_{2} (g) + {4HNO}_{3} (a q) ⟶ {4Fe}^{3+} (a q) + {2H}_{2} O (l) + {4NO}_{3}^{−} (a q);

(f)

{FeCO}_{3} (s) + {2HClO}_{4} (a q) ⟶ Fe {({ClO}_{4})}_{2} (a q) + H_{2} O (l) + {CO}_{2} (g);

(g)

3Fe (s) + {2O}_{2} (g) \overset{Δ}{⟶} {Fe}_{3} O_{4} (s)

(a)

3Fe (s) + {4H}_{2} O (g) ⟶ {Fe}_{3} O_{4} (s) + {4H}_{2} (g);

(b)

3NaOH (a q) + Fe {({NO}_{3})}_{3} (a q) \overset{H_{2} O}{\to} Fe {(OH)}_{3} (s) + {3Na}^{+} (a q) + 3 {NO}_{3}^{−} (a q);

(c)

MnO^{4−} + 5 {Fe}^{2+} + 8 H^{+} ⟶ Mn^{2+} + 5 {Fe}_{3} + 4 H_{2} O;

(d)

Fe (s) + {2H}_{3} O^{+} (a q) + {SO}_{4}^{2−} (a q) ⟶ {Fe}^{2+} (a q) + {SO}_{4}^{2−} (a q) + H_{2} (g) + {2H}_{2} O (l);

(e)

{4Fe}^{2+} (a q) + O_{2} (g) + {4HNO}_{3} (a q) ⟶ {4Fe}^{3+} (a q) + {2H}_{2} O (l) + {4NO}_{3}^{−} (a q);

(f)

{FeCO}_{3} (s) + {2HClO}_{4} (a q) ⟶ Fe {({ClO}_{4})}_{2} (a q) + H_{2} O (l) + {CO}_{2} (g);

(g)

3Fe (s) + {2O}_{2} (g) \overset{Δ}{⟶} {Fe}_{3} O_{4} (s)

Exercise 22問題 22

Balance the following equations by oxidation-reduction methods; note that three elements change oxidation state.

Co {({NO}_{3})}_{2} (s) ⟶ {Co}_{2} O_{3} (s) + {NO}_{2} (g) + O_{2} (g)

酸化還元法によって、次の反応式の係数を整えなさい。三つの元素の酸化状態が変化することに注意しなさい。

Co {({NO}_{3})}_{2} (s) ⟶ {Co}_{2} O_{3} (s) + {NO}_{2} (g) + O_{2} (g)

Exercise 23問題 23

Dilute sodium cyanide solution is slowly dripped into a slowly stirred silver nitrate solution. A white precipitate forms temporarily but dissolves as the addition of sodium cyanide continues. Use chemical equations to explain this observation. Silver cyanide is similar to silver chloride in its solubility.

ゆっくりかき混ぜた硝酸銀溶液へ、希薄なシアン化ナトリウム溶液をゆっくり滴下する。一時的に白い沈殿が生じるが、シアン化ナトリウムの添加を続けると溶ける。この観察結果を、化学反応式を用いて説明しなさい。シアン化銀の溶解度は、塩化銀に似ている。

Solution解き方

As CN⁻ is added,

{Ag}^{+} (a q) + {CN}^{−} (a q) ⟶ AgCN (s)

As more CN⁻ is added,

\begin{array}{l} {Ag}^{+} (a q) + 2 {CN}^{−} (a q) ⟶ {[Ag {(CN)}_{2}]}^{−} (a q) \\ AgCN (s) + {CN}^{−} (a q) ⟶ {[Ag {(CN)}_{2}]}^{−} (a q) \end{array}

CN⁻を加えると、

{Ag}^{+} (a q) + {CN}^{−} (a q) ⟶ AgCN (s)

。さらにCN⁻を加えると、

\begin{array}{l} {Ag}^{+} (a q) + 2 {CN}^{−} (a q) ⟶ {[Ag {(CN)}_{2}]}^{−} (a q) \\ AgCN (s) + {CN}^{−} (a q) ⟶ {[Ag {(CN)}_{2}]}^{−} (a q) \end{array}

。

Exercise 24問題 24

Predict which will be more stable, [CrO₄]²⁻ or [WO₄]²⁻, and explain.

[CrO₄]²⁻と[WO₄]²⁻のどちらがより安定かを予測し、説明しなさい。

Exercise 25問題 25

Give the oxidation state of the metal for each of the following oxides of the first transition series. (Hint: Oxides of formula M₃O₄ are examples of mixed valence compounds in which the metal ion is present in more than one oxidation state. It is possible to write these compound formulas in the equivalent format MO·M₂O₃, to permit estimation of the metal’s two oxidation states.)

英語のヒント

次の第一遷移系列の各酸化物について、金属の酸化状態を示しなさい。（ヒント：式M₃O₄の酸化物は、金属イオンが複数の酸化状態で存在する、混合原子価化合物の例である。これらの化合物の式は、金属の二つの酸化状態を推定するため、等価な形式MO·M₂O₃で書くことができる。）

(a) Sc₂O₃

(b) TiO₂

(d) CrO₃

(e) MnO₂

(f) Fe₃O₄

(g) Co₃O₄

(h) NiO

(i) Cu₂O

Solution解き方

(a) Sc³⁺; (b) Ti⁴⁺; (c) V⁵⁺; (d) Cr⁶⁺; (e) Mn⁴⁺; (f) Fe²⁺ and Fe³⁺; (g) Co²⁺ and Co³⁺; (h) Ni²⁺; (i) Cu⁺

(a) Sc³⁺。(b) Ti⁴⁺。(c) V⁵⁺。(d) Cr⁶⁺。(e) Mn⁴⁺。(f) Fe²⁺とFe³⁺。(g) Co²⁺とCo³⁺。(h) Ni²⁺。(i) Cu⁺。

actinide series

アクチノイド系列

(also, actinoid series) actinium and the elements in the second row or the f-block, atomic numbers 89–103

アクチナイド系列ともいう。アクチニウムと、fブロックの第2行の元素。原子番号89～103。

coordination compound

配位化合物

stable compound in which the central metal atom or ion acts as a Lewis acid and accepts one or more pairs of electrons

中心の金属原子やイオンがルイス酸として働き、一組以上の電子対を受け取る安定な化合物。

d-block element

dブロック元素

one of the elements in groups 3–11 with valence electrons in d orbitals

d軌道に価電子を持つ、3～11族の元素の一つ。

f-block element

fブロック元素

(also, inner transition element) one of the elements with atomic numbers 58–71 or 90–103 that have valence electrons in f orbitals; they are frequently shown offset below the periodic table

内部遷移元素ともいう。f軌道に価電子を持つ、原子番号58～71または90～103の元素の一つ。周期表の下に離して示されることが多い。

first transition series

第一遷移系列

transition elements in the fourth period of the periodic table (first row of the d-block), atomic numbers 21–29

周期表の第4周期（dブロックの第1行）の遷移元素。原子番号21～29。

fourth transition series

第四遷移系列

transition elements in the seventh period of the periodic table (fourth row of the d-block), atomic numbers 89 and 104–111

周期表の第7周期（dブロックの第4行）の遷移元素。原子番号89および104～111。

hydrometallurgy

湿式冶金

process in which a metal is separated from a mixture by first converting it into soluble ions, extracting the ions, and then reducing the ions to precipitate the pure metal

まず金属を可溶性イオンに変え、そのイオンを抽出し、次に還元して純粋な金属を沈殿させることで、混合物から金属を分離する過程。

lanthanide series

ランタノイド系列

(also, lanthanoid series) lanthanum and the elements in the first row or the f-block, atomic numbers 57–71

ランタナイド系列ともいう。ランタンと、fブロックの第1行の元素。原子番号57～71。

platinum metals

白金族金属

group of six transition metals consisting of ruthenium, osmium, rhodium, iridium, palladium, and platinum that tend to occur in the same minerals and demonstrate similar chemical properties

同じ鉱物中に存在する傾向があり、似た化学的性質を示す六つの遷移金属のグループ。ルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金からなる。

rare earth element

希土類元素

collection of 17 elements including the lanthanides, scandium, and yttrium that often occur together and have similar chemical properties, making separation difficult

ランタノイド、スカンジウム、イットリウムを含む17元素の集合。共存することが多く、化学的性質が似ているため、分離が難しい。

second transition series

第二遷移系列

transition elements in the fifth period of the periodic table (second row of the d-block), atomic numbers 39–47

周期表の第5周期（dブロックの第2行）の遷移元素。原子番号39～47。

smelting

溶融製錬

process of extracting a pure metal from a molten ore

溶融した鉱石から純粋な金属を抽出する過程。

steel

鋼

material made from iron by removing impurities in the iron and adding substances that produce alloys with properties suitable for specific uses

鉄の不純物を除き、特定の用途に適した性質を持つ合金を生じさせる物質を加えて、鉄から作る材料。

superconductor

超伝導体

material that conducts electricity with no resistance

抵抗なしに電気を通す材料。

third transition series

第三遷移系列

transition elements in the sixth period of the periodic table (third row of the d-block), atomic numbers 57 and 72–79

周期表の第6周期（dブロックの第3行）の遷移元素。原子番号57および72～79。