+ Расположение переходных металлов в периодической системе химических элементов H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc RuRhPdAg Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La * Hf Ta W Re OsIrPtAu Hg Tl Pb Bi Po At Rn Fr Ra Ac ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og * Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ** Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Перехо́дные мета́ллы (перехо́дные элеме́нты) — элементы побочных подгрупп Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, в атомах которых появляются электроны на d- и f-орбиталях. В общем виде электронное строение переходных элементов можно представить следующим образом: . На ns-орбитали содержится один или два электрона, остальные валентные электроны находятся на -орбитали. Поскольку число валентных электронов заметно меньше числа орбиталей, то простые вещества, образованные переходными элементами, являются металлами.
+ Таблица переходных металлов Группа →Период ↓ III IV V VI VII VIII I II 4 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 5 39Y 40Zr 41Nb 42Mo 43Tc 44Ru 45Rh 46Pd 47Ag 48Cd 6 * 72Hf 73Ta 74W 75Re 76Os 77Ir 78Pt 79Au 80Hg 7 ** 104Rf 105Db 106Sg 107Bh 108Hs 109Mt 110Ds 111Rg 112Cn Лантаноиды * 57La 58Ce 59Pr 60Nd 61Pm 62Sm 63Eu 64Gd 65Tb 66Dy 67Ho 68Er 69Tm 70Yb 71Lu Актиноиды ** 89Ac 90Th 91Pa 92U 93Np 94Pu 95Am 96Cm 97Bk 98Cf 99Es 100Fm 101Md 102No 103Lr
Общая характеристика переходных элементов Все переходные элементы имеют следующие общие свойства: Небольшие значения электроотрицательности. Переменные степени окисления. Почти для всех d-элементов, в атомах которых на внешнем ns-подуровне находятся 2 валентных электрона, известна степень окисления +2. Начиная с d-элементов III группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, элементы в низшей степени окисления образуют соединения, которые проявляют основные свойства, в высшей — кислотные, в промежуточной — амфотерные. Например:
Формула соединенияХарактер соединенияMn(OH)2Основание средней силыMn(OH)3Слабое основаниеMn(OH)4Амфотерный гидроксидH2MnO4Сильная кислотаHMnO4Очень сильная кислота
Для всех переходных элементов характерно образование комплексных соединений.
Подгруппа меди Подгруппа меди, или побочная подгруппа I группы Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, включает в себя элементы: медь Cu, серебро Ag и золото Au.
Свойства металлов подгруппы меди Атомный номерНазвание, символЭлектронная конфигурацияСтепени окисленияp, г/см3tпл, °Ctкип, °C29Медь Cu[Ar] 3d104s10, +1, +28,961083254347Серебро Ag[Kr] 4d105s10, +1, +310,5960,8216779Золото Au[Xe] 4f145d106s10, +1, +3, +519,31063,42880
Для всех металлов характерны высокие значения плотности, температур плавления и кипения, высокая тепло- и электропроводностьИмеется в виду только подгруппа меди, а не металлы в целом..
Особенностью элементов подгруппы меди является наличие заполненного предвнешнего -подуровня, достигаемое за счёт перескока электрона с ns-подуровня. Причина такого явления заключается в высокой устойчивости полностью заполненного d-подуровня. Эта особенность обусловливает химическую инертность простых веществ, их химическую неактивность, поэтому золото и серебро называют благородными металлами.
Медь
Медь представляет собой довольно мягкий металл красно-жёлтого цвета. В электрохимическом ряду напряжений металлов она стоит правее водорода, поэтому растворяется только в кислотах-окислителях (в азотной кислоте любой концентрации и в концентрированной серной кислоте):
В отличие от серебра и золота, медь окисляется с поверхности кислородом воздуха уже при комнатной температуре. В присутствии углекислого газа и паров воды её поверхность покрывается зелёным налётом, представляющим собой основный карбонат меди(II).
Для меди наиболее характерна степень окисления +2, однако существует целый ряд соединений, в которых она проявляет степень окисления +1.
Оксид меди(II)
Оксид меди(II) CuO — вещество чёрного цвета. Под действием восстановителей при нагревании он превращается в металлическую медь:
Растворы всех солей двухвалентной меди окрашены в голубой цвет, который им придают гидратированные ионы .
При действии на растворимые соли меди раствором кальцинированной соды образуется малорастворимый основной карбонат меди (II) — малахит:
Гидроксид меди(II)
Гидроксид меди(II) Cu(OH)2 образуется при действии щелочей на растворимые соли меди(II)Это «классический» способ получения нерастворимых оснований:
Это малорастворимое в воде вещество голубого цвета. Гидроксид меди(II) — амфотерный гидроксид с преобладанием основных свойств. При сильном нагревании или стоянии под маточным раствором он разлагается:
При добавлении аммиака Cu(OH)2 растворяется с образованием ярко-синего комплекса:
Соединения одновалентной меди Соединения одновалентной меди крайне неустойчивы, поскольку медь стремится перейти либо в Cu2+, либо в Cu0. Стабильными являются нерастворимые соединения CuCl, CuCN, Cu2S и комплексы типа .
Серебро
Серебро более инертно, чем медь, но при хранении на воздухе оно чернеет из-за образования сульфида серебра:
Серебро растворяется в кислотах-окислителях:
Наиболее устойчивая степень окисления серебра +1. В аналитической химии широкое применение находит растворимый нитрат серебра AgNO3, который используют как реактив для качественного определения ионов Cl−, Br−, I−:
При добавлении к раствору AgNO3 раствора щёлочи образуется тёмно-коричневый осадок оксида серебра Ag2O:
Многие малорастворимые соединения серебра растворяются в веществах-комплексообразователях, например, аммиаке и тиосульфате натрия:
Золото
Золото представляет собой металл, сочетающий высокую химическую инертность и красивый внешний вид, что делает его незаменимым в производстве ювелирных украшений. В отличие от меди и серебра, золото крайне инертно по отношению к кислороду и сере, но реагирует с галогенами при нагревании:
Чтобы перевести золото в раствор, необходим сильный окислитель, поэтому золото растворимо в смеси концентрированных соляной и азотной кислот («царской водке»):
Платиновые металлы
Платиновые металлы — семейство из 6 химических элементов побочной подгруппы VIII группы Периодической системы, включающее рутений Ru, родий Rh, палладий Pd, осмий Os, иридий Ir и платину Pt. Эти металлы подразделяются на две триады: лёгкие — триада палладия (Ru, Rh, Pd) и тяжёлые — триада платины (Os, Ir, Pt).
Значение переходных металлов Без переходных металлов наш организм существовать не может. Железо — действующее начало гемоглобина. Цинк участвует в выработке инсулина. Кобальт — центр витамина В-12. Медь, марганец и молибден, а также некоторые другие металлы входят в состав ферментов.
Многие переходные металлы и их соединения используются в качестве катализаторов. Например, реакция гидрирования алкенов на платиновом или палладиевом катализаторе. Полимеризация этилена проводится с помощью титансодержащих катализаторов.
Большое использование сплавов переходных металлов: сталь, чугун, бронза, латунь, победит.
См. также
Благородные металлы Постпереходные металлы Металлы Щелочные металлы Щёлочноземельные металлы
Примечания
Литература
Ссылки
* Категория:Группы химических элементов