Некоторые свойства металлов побочной подгруппы IV группы

* Предсказываемые данные.

Способы получения. Титан, цирконий, гафний получают обычно металлотермией из оксидов или галогенидов в вакууме или в атмосфере инертных газов (вследствие высокой химической активности этих металлов при высоких температурах):

ЭCl₄ + 2Mg Э + 2MgCl₂;

ЭО₂ + 2Ca Э + 2СаО.

Высокочистые металлы получают разложением тетраиодидов в вакууме:

ЭI₄ Э + 2I₂.

Резерфордий – также путем ядерного синтеза:

.

Химические свойства. При комнатной температуре металлы покрыты очень прочной оксидной пленкой, поэтому весьма коррозионноустойчивы. Они медленно реагируют только с плавиковой кислотой и смесью плавиковой и азотной кислот. При нагревании, а также при измельчении металлов их химическая активность сильно возрастает. Титан более активен, чем цирконий и гафний. Реакции с простыми веществами:

– с кислородом: Э + О₂ → ЭО₂ (при 150–500°С);

– с галогенами при 150–600°С образуют галогениды: Э + 2Cl₂ → ЭCl₄;

– с серой при нагревании до 700°С – сульфиды состава ЭS₂;

– с азотом при температуре ~1200°С образуют нитриды переменного состава Э_хN_у (кроме Rf);

– с водородом образуют гидриды переменного состава ЭН_2–х (кроме Rf);

– с углеродом при температуре более 1500°С образуют карбиды переменного состава ЭС_1–х.

Реакции со сложными веществами:

– титан при сильном нагревании реагирует с водяным паром:

Ti + 2Н₂О → TiО₂ + 2Н₂;

– при реакции металлов подгруппы с плавиковой кислотой образуются фториды ЭF₄ (титан также образует TiF₃); при реакции со смесью плавиковой и азотной кислот – Н₂[ЭF₆]; титан (в порошкообразном состоянии) способен реагировать при нагревании с соляной, азотной и серной кислотами:

2Ti + 3H₂SO₄ → Ti₂(SO₄)₃ + 3H₂; Ti + 6HCl → 2TiCl₃ + 3H₂;

3Ti + 4HNO_3(конц.) + H₂O → 3H₂TiO₃ (TiO₂× H₂O) + 4NO.