План лекции: Международная система единиц Атомно-молекулярное учение Стехиометрия химических реакций

Соединения Ti (IV), Zr (IV), Hf (IV). Для титана и его аналогов известны тетрагалиды ЭНа1₄, диоксиды ЭО₂, дисульфиды ЭS₂, дисульфаты Э(SO₄)₂ и т.п. Кроме того, известны многочисленные производные анионных комплексов Э (IV) — титанаты, цирконаты и гафнаты:

Для титана (IV) наиболее характерно координационное число 6 и реже 4. Цирконий (IV) и гафний (IV), кроме того, проявляют координационные числа 7 и 8.
Диоксиды ЭО₂ имеют координационные кристалличе­ские решетки. В одной из моди­фикаций TiO₂ — рутиле — ко­ординационное число титана равно 6; в крис­таллах ZrO₂ и HfО₂ координа­ционные числа Zr и Hf дости­гают 7 и 8.
Диоксиды ЭО₂ — тугоплавкие белые вещества с высокими эн­тальпиями и энергиями Гиббса образования:

Химически они довольно инертны. В воде, холодных разбавленных кислотах (кроме HF) и щелочах не растворяются. Лишь при дли­тельном нагревании ЭО₂ медленно взаимодействуют с кислотами, а при сплавлении — со щелочами. Из диоксидов наиболее широкое применение находит TiO₂. Вследствие химической инертности TiO₂ используется в качестве наполнителя в производстве пластмасс, красок, резины, a ZrO₂ — для изготовления огнеупорных тиглей и плит.
Из тетрагалидов ЭНа1₄ хлориды, бромиды и иодиды в твердом состоянии имеют молекулярные решетки. Устойчивость тетраэдрических молекул ЭНа1₄ обусловливается π -связями, образо­ванными за счет свободных орбиталей атомов Э и неподеленных элект­ронных пар атомов галогенов:

Галиды Э (IV) обычно получают накаливанием ЭО₂ с углем в ат­мосфере галогена:
ЭО₂ + 2С + 2С1₂ = ЭС1₂ + 2СО.
Тетрагалиды молекулярной структуры летучи, химически ак­тивны. Например, они склонны к присоединению донорных молекул, легко гидролизуются. Из них наиболее широко используется TiCl₄, в основном для получения металлического титана. Иодиды Э (IV) при высоких температурах (1000…1400° С) распадаются на иод и металл, что используется для получения особо чистых Ti, Zr и Hf.
Гидроксиды Э (IV) — студенистые осадки переменного со­става ЭО₂•nН₂О. Свежеполученные осадки (α-форма) имеют от­носительно большое число ОН-групп. Поэтому они более реакционноспособны (растворимы в кислотах), чем состарившиеся осадки (β-форма). Гидроксид титана (IV) растворим в концентрированных щелочах, гидроксиды циркония (IV) и гафния (IV) с щелочами практически не взаимо­действуют.