Övergångsmetaller

Placering av övergångsmetaller i det periodiska systemet för kemiska grundämnen

han

Vara

Som

Obs

jag

På

centimeter

jfr

Nej

Övergångsmetaller (övergångselement) är element i sidoundergrupper av det periodiska systemet av kemiska element av D. I. Mendeleev , i vars atomer elektroner förekommer i d- och f -orbitaler [1] . I allmänhet kan den elektroniska strukturen av övergångselement representeras enligt följande: . ns-orbitalen innehåller en eller två elektroner , de återstående valenselektronerna finns i -orbitalen. Eftersom antalet valenselektroner är märkbart mindre än antalet orbitaler, bildas enkla ämnen genom övergång ${\displaystyle (n-1)d^{x}ns^{y))$ $(n-1)d$ element är metaller .

Tabell över övergångsmetaller

Grupp →
Period ↓

III

VII

VIII

jag

fyra

21 sc
_

22
Ti

23V
_

24Cr
_

25
Mn

26 Fe
_

27Co
_

28
Ni

29
Cu

30
Zn

39Y
_

40
Zr

41Nb
_

42må
_

43
Tc

44
Ru

45
Rh

46
Pd

47
Ag

48
CD

72
hf

73
Ta

74W
_

75
Re

76
Os

77
Ir

78
Pt

79
Au

80
Hg

104
RF

105db
_

106Sg
_

107
Bh

108
Hs

109
Mt

110
Ds

111Rg
_

112
Cn

Lantanider *

57la
_

58
Ce

59
Pr

60Nd
_

61
pm

62 cm
_

63
Eu

64
Gd

65TB
_

66
Dy

67
Ho

68
Er

69
Tm

70
Yb

71
Lu

Aktinider **

89
Ac

90:e
_

91Pa
_

92
U

93
Np

94
Pu

95
på morgonen

96 cm
_

97
bk

98
jfr

99
Es

100
fm

101
Md

102
nr

103Lr
_

Allmänna egenskaper hos övergångselement

Alla övergångselement har följande gemensamma egenskaper: [2]

Små värden för elektronegativitet .
Varierande oxidationstillstånd . För nästan alla d-element, i vars atomer det finns 2 valenselektroner på den yttre ns-subnivån , är oxidationstillståndet +2.
Med utgångspunkt från d-elementen i grupp III i det periodiska systemet för kemiska grundämnen av D. I. Mendeleev bildar element i det lägsta oxidationstillståndet föreningar som uppvisar grundläggande egenskaper , i det högsta sura , i det mellanliggande amfotera . Till exempel:

Sammansatt formel	Förbindelsens natur
Mn(OH) 2	Bas av medium styrka
Mn(OH) 3	Svag grund
Mn(OH) 4	amfotär hydroxid
H2MnO4 _ _ _	stark syra
HMnO 4	Mycket stark syra

Alla övergångselement kännetecknas av bildandet av komplexa föreningar.

Kopparundergrupp

Kopparundergruppen , eller en sidoundergrupp av grupp I i det periodiska systemet för kemiska grundämnen av D. I. Mendeleev , inkluderar elementen : koppar Cu, silver Ag och guld Au.

Egenskaper hos metaller i kopparundergruppen [3]

atomnummer _	Namn, symbol	Elektronisk konfiguration	Oxidationstillstånd _	p, g/cm³	t pl , °C	t bal , °C
29	koppar Cu	[Ar] 3d 10 4s 1	0, +1, +2	8,96 [4] [5]	1083 [4] [5]	2543 [4] [5]
47	Silver Ag	[Kr] 4d 10 5s 1	0, +1, +3	10,5 [6]	960,8 [6]	2167 [6]
79	Au guld	[Xe] 4f 14 5d 10 6s 1	0, +1, +3, +5	19.3 [7]	1063,4 [7]	2880 [7]

Alla metaller kännetecknas av höga värden på densitet , smält- och kokpunkter , hög termisk och elektrisk ledningsförmåga . [åtta]

En egenskap hos elementen i kopparundergruppen är närvaron av en fylld pre-extern -subnivå , uppnådd på grund av elektronhoppningen från ns-subnivån. Anledningen till detta fenomen är den höga stabiliteten hos den helt fyllda d-subnivån. Denna funktion bestämmer den kemiska trögheten hos enkla ämnen , deras kemiska inaktivitet, därför kallas guld och silver ädelmetaller . [9] $(n-1)d$

Koppar

Koppar är en ganska mjuk röd-gul metall [ 10] . I den elektrokemiska serien av spänningar av metaller är den till höger om väte , därför löses den endast i oxiderande syror (i salpetersyra oavsett koncentration och i koncentrerad svavelsyra ):

{\mathrm {Cu+2H_{2}SO_{4}\longrightarrow CuSO_{4}+SO_{2}\uparrow +2H_{2}O))

{\mathrm {Cu+4HNO_{3}\longrightarrow Cu(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\uparrow +2H_{2}O))

{\mathrm {3Cu+8HNO_{3}\longrightarrow 3Cu(NO_{3})_{2}+2NO\uparrow +4H_{2}O))

Till skillnad från silver och guld oxideras koppar från ytan av atmosfäriskt syre redan vid rumstemperatur . I närvaro av koldioxid och vattenånga är dess yta täckt med en grön beläggning, som är det grundläggande koppar(II)karbonatet .

För koppar är det mest typiska oxidationstillståndet +2 [11] , men det finns ett antal föreningar där det uppvisar ett oxidationstillstånd på +1.

Koppar(II)oxid

Koppar(II) oxid CuO är ett svart ämne. Under verkan av reduktionsmedel , när den värms upp, förvandlas den till metallisk koppar :

{\mathrm {CuO+CO\longrightarrow Cu+CO_{2}\uparrow }}

{\mathrm {CuO+H_{2}\longrightarrow Cu+H_{2}O))

Lösningar av alla salter av tvåvärd koppar är färgade blå, som ges till dem av hydratiserade joner . $[Cu(H_{2}O)_{6}]^{2+}$

När den utsätts för lösliga kopparsalter med en lösning av soda bildas en svårlöslig basisk kopparkarbonat (II) - malakit :

{\mathrm {2CuSO_{4}+2Na_{2}CO_{3}+H_{2}O\longrightarrow (CuOH)_{2}CO_{3}\downarrow +2Na_{2}SO_{4}+CO_{ 2}\uparrow}}

Koppar(II)hydroxid

Koppar(II)hydroxid Cu(OH) 2 bildas genom inverkan av alkalier på lösliga koppar(II) salter [12] :

{\mathrm {CuSO_{4}+2NaOH\longrightarrow Cu(OH)_{2}\downarrow +Na_{2}SO_{4}}}

Det är ett blått ämne, något lösligt i vatten . Koppar(II) hydroxid är en amfotär hydroxid med övervägande basegenskaper. När den värms upp kraftigt eller står under moderluten sönderdelas den:

{\mathrm {Cu(OH)_{2}\longrightarrow CuO+H_{2}O}}

När ammoniak tillsätts löses Cu(OH) 2 för att bilda ett ljusblått komplex:

{\mathrm {Cu(OH)_{2}+4NH_{3}\longrightarrow [Cu(NH_{3})_{4}](OH)_{2))}

Monovalenta kopparföreningar

Monovalenta kopparföreningar är extremt instabila, eftersom koppar tenderar att gå antingen till Cu 2+ eller till Cu 0 . Olösliga föreningar CuCl, CuCN, Cu 2 S och komplex av typen är stabila . [13] ${\displaystyle [Cu(NH_{3})_{2}]^{+))$

Silver

Silver är mer inert än koppar [14] , men det svartnar när det lagras i luft på grund av bildandet av silversulfid :

{\mathrm {2Ag+H_{2}S\longrightarrow Ag_{2}S+H_{2}\uparrow ))

Silver löser sig i syror - oxidationsmedel :

{\mathrm {2Ag+2H_{2}SO_{4}\longrightarrow Ag_{2}SO_{4}+SO_{2}\uparrow +2H_{2}O))

{\mathrm {Ag+2HNO_{3}\longrightarrow AgNO_{3}+NO_{2}\uparrow +H_{2}O))

{\mathrm {3Ag+4HNO_{3}\longrightarrow 3AgNO_{3}+NO\uparrow +2H_{2}O))

Det mest stabila oxidationstillståndet för silver är +1. Inom analytisk kemi används i stor utsträckning lösligt silvernitrat AgNO 3 , som används som reagens för kvalitativ bestämning av joner Cl- , Br- , I- :

{\mathrm {Ag^{{+}}+Cl^{{-}}\longrightarrow AgCl\downarrow }}

När en alkalilösning tillsätts till en AgNO 3 -lösning bildas en mörkbrun fällning av silveroxid Ag 2 O:

{\mathrm {2AgNO_{3}+2NaOH\longrightarrow Ag_{2}O\downarrow +2NaNO_{3}+H_{2}O))

Många svårlösliga silverföreningar löses i komplexbildande ämnen, till exempel ammoniak och natriumtiosulfat :

{\mathrm {AgCl+2NH_{3}\longrightarrow [Ag(NH_{3})_{2}]Cl))

{\mathrm {Ag_{2}O+4NH_{3}+H_{2}O\longrightarrow 2[Ag(NH_{3})_{2}]OH))

{\mathrm {AgBr+2Na_{2}S_{2}O_{3}\longrightarrow Na_{3}[Ag(S_{2}O_{3})_{2}]+NaBr))

Guld

Guld är en metall som kombinerar hög kemisk tröghet och vackert utseende, vilket gör den oumbärlig vid tillverkning av smycken [15] . Till skillnad från koppar och silver är guld extremt inert mot syre och svavel , men reagerar med halogener när det värms upp:

{\mathrm {2Au+3Cl_{2}\longrightarrow Au_{2}Cl_{6))}

För att få guld i lösning behövs ett starkt oxidationsmedel , så guld är lösligt i en blandning av koncentrerad saltsyra och salpetersyra (" regjeringvatten "):

{\mathrm {Au+HNO_{3}+4HCl\longrightarrow H[AuCl_{4}]+NO\uparrow +2H_{2}O))

Platinametaller

Platinametaller är en familj av 6 kemiska grundämnen i en sekundär undergrupp av grupp VIII i det periodiska systemet , inklusive rutenium Ru, rodium Rh, palladium Pd, osmium Os, iridium Ir och platina Pt. Dessa metaller är uppdelade i två triader: lätt - triaden av palladium (Ru, Rh, Pd) och tung - triaden av platina (Os, Ir, Pt).

Betydelsen av övergångsmetaller

Utan övergångsmetaller kan vår kropp inte existera. Järn är hemoglobinets aktiva beståndsdel . Zink är involverat i produktionen av insulin . Kobolt är centrum för vitamin B-12. Koppar , mangan och molybden , samt några andra metaller, ingår i enzymerna .

Många övergångsmetaller och deras föreningar används som katalysatorer. Till exempel hydreringsreaktionen av alkener på en platina- eller palladiumkatalysator. Polymerisationen av eten utförs med titaninnehållande katalysatorer .

Stor användning av övergångsmetallegeringar: stål , gjutjärn , brons , mässing , kommer att vinna .

Se även

Anteckningar

↑ Yandex.Dictionaries: Transitional elements // Great Soviet Encyclopedia : [i 30 volymer] / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M . : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
↑ [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3252.html XuMuK.Ru - Övergångselement] . Hämtad 27 juni 2009. (ryska)
↑ Egenskaper för element i kopparundergruppen på Alhimikov.Net (otillgänglig länk) . Arkiverad från originalet den 22 februari 2012. (ryska)
↑ 1 2 3 [www.xumuk.ru/spravochnik/239.html Koppars fysikaliska egenskaper på XuMuK.Ru] . Hämtad 27 juni 2009. (ryska)
↑ 1 2 3 Koppars fysikaliska egenskaper på Yandex Ordböcker // Great Soviet Encyclopedia : [i 30 volymer] / kap. ed. A. M. Prokhorov . - 3:e uppl. - M . : Soviet Encyclopedia, 1969-1978.
↑ 1 2 3 [www.xumuk.ru/spravochnik/257.html Fysiska egenskaper hos silver på XuMuK.Ru] . Hämtad: 28 juni 2009. (ryska)
↑ 1 2 3 [www.xumuk.ru/spravochnik/289.html Fysiska egenskaper hos guld på XuMuK.Ru] . Hämtad: 28 juni 2009. (ryska)
↑ Endast en undergrupp av koppar avses, inte metaller i allmänhet.
↑ Kemi omkring oss: ädla metaller . Hämtad 27 juni 2009. Arkiverad från originalet 1 mars 2012. (ryska)
↑ Kemi. Föreläsningar och elektroniska läroböcker på Xenoid.Ru . Hämtad 27 juni 2009. Arkiverad från originalet 10 februari 2012. (ryska)
↑ Kemi för d-element i grupp I (otillgänglig länk) . Arkiverad från originalet den 22 februari 2012. (ryska)
↑ Detta är det "klassiska" sättet att få olösliga baser
↑ Kemi av koppar . Hämtad 28 juni 2009. Arkiverad från originalet 25 februari 2012. (ryska)
↑ Om silver - silvers egenskaper (otillgänglig länk) . Hämtad 28 juni 2009. Arkiverad från originalet 22 februari 2012. (ryska)
↑ Funktioner av guld, moderna idéer om guld, intressanta fakta om guld (otillgänglig länk) . Hämtad 29 juni 2009. Arkiverad från originalet 15 juni 2009. (ryska)

Litteratur

Akhmetov N. S. Allmän och oorganisk kemi. - M . : Högre skola, 2001.
Eremina E. A., Ryzhova O. N. Kapitel 17. Övergångselement // Schoolchildren's Handbook of Chemistry. - M . : Exam, 2009. - S. 250-275. — 512 sid. - 5000 exemplar. - ISBN 978-5-377-01472-0 .
Kuzmenko N. E., Eremin V. V., Popkov V. A. Kemins början. En modern kurs för sökande till universitet. - M . : Examen, 1997-2001.
Lidin R. A., Andreeva L. L., Molochko V. A. Handbook of oorganisk kemi. — M .: Kemi, 1987.
Nekrasov BV Grunderna i allmän kemi. — M .: Kemi, 1974.
Rabinovich V. A., Khavin Z. Ya. Kort kemisk referensbok. - L. , 1977. - S. 98.
Spitsyn V.I., Martynenko L.I. Oorganisk kemi. - M. : MGU, 1991, 1994.
Turova N. Ya Oorganisk kemi i tabeller. Handledning. - M .: Högre kemiska högskola vid Ryska vetenskapsakademin, 1997.

Länkar

Ordböcker och uppslagsverk

I bibliografiska kataloger
BNE : XX529438 BNF : 11962024k GND : 4078494-0 J9U : 987007546112105171 LCCN : sh85136954 NDL : 00570664 NKC : ph198752

Periodiskt system av kemiska element av D. I. Mendeleev

ett

tio

ett

han

Vara

fyra

Som

Obs

jag

På

centimeter

jfr

Nej

alkaliska metaller	alkaliska jordartsmetaller	Lantanider	Aktinider	övergångsmetaller
lättmetaller _	Halvmetaller	icke-metaller	Halogener	ädelgaser

Periodiska systemet
Dmitri Ivanovich Mendeleev Periodisk lag Elementgrupper
Format	kort Genom block Förlängd förstorad Elektroniska konfigurationer Elektronnegativitet Alternativ Isotoper av element
Objektlistor efter	...Namn ... Etymologier ...öppnings tid ...oxidationstillstånd ... Hårdhet ... Prevalens hos människan : spårelement makronäringsämnen Organogener ... Värdet av standard elektrokemiska potentialer
Grupper	ett 2 3 fyra 5 6 7 åtta 9 tio elva 12 13 fjorton femton 16 17 arton
Perioder	ett 2 3 fyra 5 6 7 åtta
Familjer av kemiska grundämnen	icke-metaller Halvmetaller (metalloider) Metaller Intransitiva element övergångsmetaller Metaller efter övergång Inre övergångsmetaller Lantanider Aktinider Transuran superövergångsmetaller lättmetaller Tungmetaller Supertunga grundämnen (transaktinoider) Eldfasta metaller Platinagruppens metaller ädla metaller Icke-järnmetaller radioaktiva grundämnen konstgjorda element Sällsynta föremål sällsynta jordartsmetaller Spårelement Monoisotopiska element Polyisotopiska element
Periodiska systemet block	s-element p-element d-element f-element g-element
Övrig	Lantanidkontraktion aktinoidkontraktion Förutspådda element Symboler för kemiska grundämnen lista
Periodiska systemet Kategori:Periodiskt system Portal: Kemi {{ Periodiskt system av element }}