Всего на сайте:
248 тыс. 773 статей

Главная | Химия

ХИМИЯ d – ЭЛЕМЕНТОВ  Просмотрен 164

К df-элементам относятся все элементы побочных групп Периодической системы (группы IБ – VIIIБ), включая лантаноиды и актиноиды. Эти элементы занимают положение между s- и р-элементами. Поэтому они фактически прерывают постепенное изменение свойств, присущее типическим элементам, и как бы осуществляют переход от типических металлов к типическим неметаллам, за что их называют переходными элементами (или переходными металлами, так как все эти элементы обладают свойствами металлов).

В отличие от типических элементов у переходных металлов валентными являются не только электроны внешнего уровня, но и электроны, а также вакантные орбитали (n – 1)d- и (n – 2)f-подуровней. Благодаря этому эти элементы в своих соединениях проявляют, как правило, разнообразные положительные степени окисления. Как и для элементов главных групп, максимальное положительное значение степени окисления определяется номером группы; однако есть два важных исключения.

1. Для элементов IБ группы (Cu, Ag, Au) более характерна степень окисления +I, по-видимому, потому, что не только электроны внешнего энергетического уровня участвуют в образовании химических связей.

2. Из элементов VIIIБ групп (Fe, Co, Ni, Ru, Pd, Os, ir, Pt) степень окисления (VIII) достигается только в соединениях рутения Ru и осмия Os; остальные элементы проявляют более низкие степени окисления.

Переходные d-элементы являются типичными металлами. Все они (кроме ртути) находятся при обычных условиях в одном агрегатном состоянии, обладают значительной твёрдостью, прочностью, пластичностью, высокими температурами плавления и кипения, высокой электропроводностью и теплопроводностью.

У переходных элементов в пределах одного периода возрастание порядкового номера не сопровождается существенным изменением структуры внешнего электронного слоя, так как электронами заполняется предвнешний слой. В связи с этим химические свойства этих элементов изменяются в периоде хотя и закономерно, но значительно менее резко, чем у элементов главных подгрупп.

Изменение радиусов атомов по периоду у d-элементов более плавное, чем у непереходных элементов. В подгруппах радиусы атомов d-элементов, как правило, увеличиваются.

Однако это увеличение, в основном, заметно при переходе от элементов IV периода к V периоду. Радиусы элементов V и VI периодов примерно одинаковы. Это связано с, так называемым лантаноидным сжатием (уменьшением атомных радиусов в ряду Се – Lu из-за последовательного возрастания заряда ядра и его действия на внешние электроны при заполнении электронами третьей снаружи f-орбитали и неизменном общем числе электронных слоёв).

Характерной особенностью d-элементов является то, что с увеличением заряда ядра у них значение устойчивой степени окисления по подгруппе возрастает, а по периоду – падает. Это обусловлено, соответственно, более эффективным экранированием валентных электронов от воздействия положительного заряда ядра и эффектом d-cжатия.

В низших степенях окисления d-элементы проявляют свойства металлов. С увеличением порядкового номера в подгруппах металлические свойства d-элементов закономерно ослабевают, а окислительные свойства усиливаются. Катионные формы низших степеней окисления в растворах характеризуются основными и восстановительными свойствами.

Для d-элементов с высшей степенью окисления характерно образование в растворах кислородсодержащих анионов, проявляющих кислотные и окислительные свойства.

В промежуточной степени окисления d-элементы проявляют амфотерные свойства.

Соединения переходных d-элементов часто окрашены, что обусловлено, как правило, электронными d-d-переходами.

Переходные d-элементы образуют многочисленные и разнообразные комплексные соединения. Комплексообразующие способности d-элементов обычно значительно выше, чем у непереходных элементов. Это, прежде всего, объясняется возможностями d-элементов быть как донорами, так и акцепторами пары электронов, образующих координационную связь. Наиболее распространённым является координационное число 6 (sp3d2- гибридизация).

Устойчивость комплексных соединений по мере уменьшения ионных радиусов комплексообразователя (при прочих равных условиях) повышается. Высокозарядные ионы d-элементов дают более прочные комплексы, но они менее разнообразны. Наибольшее число различных комплексных соединений 3 d-элементы дают в степени окисления +2 и +3, 4d- и 5d-элементы – в степни окисления +3 и +4.

Суммарное содержание d-элементов в земной коре ~ 5%. Основную долю в нём составляет железо (~4,7%), титан (~),6%) и марганец (~0,1%).

Из d-элементов жизненно важны Fe, Zn, Cu, Mn, Mo, Co. К биогенным элементам относятся титан Ti, ванадий V, хром Cr, никель Ni, серебро Ag, кадмий Cd и ртуть Hg.

 

Предыдущая статья:Сохраняйте порядок водного крещения Следующая статья:D-Элементы IБ группы
page speed (0.0157 sec, direct)