Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Загрузка...

В периодической системе d-элементы расположены в больших периодах. По вертикали они образуют группы, у короткой форме периодической системы это побочные подгруппы, а в длинноперых-одном варианте - IB-VIIIB группы, то есть до

номера группы добавляется буква В. Кроме того, элементы d-блока также называют элементами вставных декад или переходными металлами.

 

В атомах d-элементов электронами заполняется d-подуровень предпоследнего уровня. Емкость d-подуровня равна десяти.

 

Xd = 2 (21 +1) = 2 (2 ■ 2 +1) = 10

 

Известно более 30 d-элементов, которые в периодической системе элементов образуют три полных вставные декады (Sc - Zn, Y-Cd, La - Hg), и несколько элементов четвертой декады. Заполнение электронами d-подуровня происходит согласно правилу Гунда, т.е. суммарное значение спинового чисел должно быть максимальным.

 

На внешнем уровне атомов d-элементов есть один или два электрона s-состояния (за исключением палладия, у которого s-электронов на внешнем уровне нет). Это можно объяснить исходя из принципа минимальной энергии, потому Ens <E (n-1) d <Enp.

 

Уменьшение количества S-электронов на внешнем уровне к другу происходит вследствие «провала» (или «проскока») электрона с s-внешнего на предпоследней d-подуровень, благодаря чему достигается более устойчивое состояние с низким запасом энергии. Например, в атомах элементов хрома, молибдена, ниобия, серебра, золота и др..

 

В атомах палладия s-электроны внешнего подуровня отсутствуют вследствие двойного «проскока».

 

Для атомов переходных металлов характерны два особо устойчивых состояния: в первом орбитали предпоследнего d-подуровня заполнены на 50% (nd5), а во втором - d-орбитали заполнены полностью (nd10).

 

Элементы, атомы которых имеют от одного до пяти d-элект-нов (в атомах этих элементов отсутствует неразделенная d-электрон-на пара), образуют устойчивые соединения, в которых они проявляют высокий положительный степень окисления. По количеству электронов более п пятки (некоторые d-электроны имеют неразделенную пару) наиболее устойчивыми являются соединения, в которых атомы d-элементов имеют низкий положительный степень окисления, так неразделенная электронная пара недостаточно активно участвует в образовании химических связей.

 

На стабильность d-элементов, атомы которых имеют высшую степень окисления, весомо влияет также увеличение массы атомов переходных элементов. Это особенно проявляется при сравнении свойств оксидов R2O7, т.е. оксидов марганца, технеция и рения, при нагревании. Оксид марганца (VII) не устойчив даже при 0 ° С и при нагревании разлагается со взрывом. Оксид технеция (VII) плавится без разложения при 119,5 ° С, а оксид рения (VII) - прочная соединение, его можно перегонять при температуре выше 220 ° С. Следует отметить, что энергии внешних s-подуровней и предпоследних d-подуровней отличаются незначительно, однако d-электроны участвуют в химической связи только после того, как использованы внешние s-электроны.

 

Уровни заполняются последовательно - сначала по одному электрону на орбитали, а затем на каждой орбитали - пара электронов, накладывает определенный отпечаток на изменение физических свойств переходных металлов. По мнению Л. Полинга, увеличение неразделенных электронных пар (от калия к хрому) приводит к постоянному росту механической твердости металлов. После хрома в том же ряду элементов наблюдается снижение твердости.

 

Небольшие разногласия относительно энергии валентных электронов вызывают типичные оптические свойства соединений переходных металлов, проявляют разную степень окисления.

 

Большинство технических катализаторов содержит d-элементы в виде оксидов, сульфидов и других соединений. Для процесса катализа важно, чтобы промежуточные соединения были слишком лабильными, но не слишком прочными. Тогда они будут относительно легко образовываться, а затем разлагаться. Есть ферменты, выполняют в организме роль биокатализатора и функционируют благодаря наличию в них ионов металлов d-элементов, то есть активно участвуют в биохимических процессах. Благодаря большому заряду ядра и наличия вакантных орбиталей, они входят в состав биологически активных соединений (ферментов, гормонов, витаминов, пигментов и др.), которые имеют высокую специфичность действия.



Загрузка...
Загрузка...
Яндекс.Метрика
Биология      Физика      Химия      Экономика     География
Микробиология      Теоретическая механика     География Белоруссии    География Украины    География Молдавии
Растительность мира      Электротехника    География Грузии    География Армении    География Азербайджана
География Казахстана    География Узбекистана    География Киргизии    География Туркменистана    Природоведение
География Таджикистана    География Эстонии