Меню Главная Случайная статья Настройки Переходные металлы Материал из https://ru.wikipedia.org 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 Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au 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 Переходные металлы (переходные элементы) — элементы побочных подгрупп Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, в атомах которых появляются электроны на d- и f-орбиталях[1]. В общем виде электронное строение переходных элементов можно представить следующим образом: ${\displaystyle (n-1)d^{x}ns^{y}}$. На ns-орбитали содержится один или два электрона, остальные валентные электроны находятся на ${\displaystyle (n-1)d}$-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 21 Sc 22 Ti 23 V 24 Cr 25 Mn 26 Fe 27 Co 28 Ni 29 Cu 30 Zn 5 39 Y 40 Zr 41 Nb 42 Mo 43 Tc 44 Ru 45 Rh 46 Pd 47 Ag 48 Cd 6 * 72 Hf 73 Ta 74 W 75 Re 76 Os 77 Ir 78 Pt 79 Au 80 Hg 7 ** 104 Rf 105 Db 106 Sg 107 Bh 108 Hs 109 Mt 110 Ds 111 Rg 112 Cn Лантаноиды * 57 La 58 Ce 59 Pr 60 Nd 61 Pm 62 Sm 63 Eu 64 Gd 65 Tb 66 Dy 67 Ho 68 Er 69 Tm 70 Yb 71 Lu Актиноиды ** 89 Ac 90 Th 91 Pa 92 U 93 Np 94 Pu 95 Am 96 Cm 97 Bk 98 Cf 99 Es 100 Fm 101 Md 102 No 103 Lr Содержание 1 Общая характеристика переходных элементов 2 Подгруппа меди 2.1 Медь 2.1.1 Оксид меди(II) 2.1.2 Гидроксид меди(II) 2.1.3 Соединения одновалентной меди 2.2 Серебро 2.3 Золото 3 Платиновые металлы 4 Значение переходных металлов 5 См. также 6 Примечания 7 Литература 8 Ссылки Общая характеристика переходных элементов Все переходные элементы имеют следующие общие свойства:[2] 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 соединения Характер соединения Mn(OH)2 Основание средней силы Mn(OH)3 Слабое основание Mn(OH)4 Амфотерный гидроксид H2MnO4 Сильная кислота HMnO4 Очень 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[3] Атомный номер Название, символ Электронная конфигурация Степени окисления p, г/см3 tпл, °C tкип, °C 29 Медь Cu [Ar] 3d104s1 0, +1, +2 8,96[4][5] 1083[4][5] 2543[4][5] 47 Серебро Ag [Kr] 4d105s1 0, +1, +3 10,5[6] 960,8[6] 2167[6] 79 Золото Au [Xe] 4f145d106s1 0, +1, +3, +5 19,3[7] 1063,4[7] 2880[7] Для всех металлов характерны высокие значения плотности, температур плавления и кипения, высокая тепло- и электропроводность[8]. Особенностью элементов подгруппы меди является наличие заполненного предвнешнего ${\displaystyle (n-1)d}$-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[9]. Медь Медь представляет собой довольно мягкий металл красно-жёлтого цвета[10]. 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): ${\displaystyle \mathrm {Cu+2H_{2}SO_{4}\longrightarrow CuSO_{4}+SO_{2}\uparrow +2H_{2}O} }$ ${\displaystyle \mathrm {Cu+4HNO_{3}\longrightarrow Cu(NO_{3})_{2}+2NO_{2}\uparrow +2H_{2}O} }$ ${\displaystyle \mathrm {3Cu+8HNO_{3}\longrightarrow 3Cu(NO_{3})_{2}+2NO\uparrow +4H_{2}O} }$ 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[11], однако существует целый ряд соединений, в которых она проявляет степень окисления +1. Оксид меди(II) CuO — вещество чёрного цвета. Под действием восстановителей при нагревании он превращается в металлическую медь: ${\displaystyle \mathrm {CuO+CO\longrightarrow Cu+CO_{2}\uparrow } }$ ${\displaystyle \mathrm {CuO+H_{2}\longrightarrow Cu+H_{2}O} }$ Растворы всех солей двухвалентной меди окрашены в голубой цвет, который им придают гидратированные ионы ${\displaystyle [Cu(H_{2}O)_{6}]^{2+}}$. При действии на растворимые соли меди раствором кальцинированной соды образуется малорастворимый основной карбонат меди (II) — малахит: ${\displaystyle \mathrm {2CuSO_{4}+2Na_{2}CO_{3}+H_{2}O\longrightarrow (CuOH)_{2}CO_{3}\downarrow +2Na_{2}SO_{4}+CO_{2}\uparrow } }$ Гидроксид меди(II) Cu(OH)2 образуется при действии щелочей на растворимые соли меди(II)[12]: ${\displaystyle \mathrm {CuSO_{4}+2NaOH\longrightarrow Cu(OH)_{2}\downarrow +Na_{2}SO_{4}} }$ 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: ${\displaystyle \mathrm {Cu(OH)_{2}\longrightarrow CuO+H_{2}O} }$ При добавлении аммиака Cu(OH)2 растворяется с образованием ярко-синего комплекса: ${\displaystyle \mathrm {Cu(OH)_{2}+4NH_{3}\longrightarrow [Cu(NH_{3})_{4}](OH)_{2}} }$ 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 ${\displaystyle [Cu(NH_{3})_{2}]^{+}}$[13]. Серебро Серебро более инертно, чем медь[14], но при хранении на воздухе оно чернеет из-за образования сульфида серебра: ${\displaystyle \mathrm {2Ag+H_{2}S\longrightarrow Ag_{2}S+H_{2}\uparrow } }$ Серебро растворяется в кислотах-окислителях: ${\displaystyle \mathrm {2Ag+2H_{2}SO_{4}\longrightarrow Ag_{2}SO_{4}+SO_{2}\uparrow +2H_{2}O} }$ ${\displaystyle \mathrm {Ag+2HNO_{3}\longrightarrow AgNO_{3}+NO_{2}\uparrow +H_{2}O} }$ ${\displaystyle \mathrm {3Ag+4HNO_{3}\longrightarrow 3AgNO_{3}+NO\uparrow +2H_{2}O} }$ 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: ${\displaystyle \mathrm {Ag^{+}+Cl^{-}\longrightarrow AgCl\downarrow } }$ При добавлении к раствору AgNO3 раствора щёлочи образуется тёмно-коричневый осадок оксида серебра Ag2O: ${\displaystyle \mathrm {2AgNO_{3}+2NaOH\longrightarrow Ag_{2}O\downarrow +2NaNO_{3}+H_{2}O} }$ Многие малорастворимые соединения серебра растворяются в веществах-комплексообразователях, например, аммиаке и тиосульфате натрия: ${\displaystyle \mathrm {AgCl+2NH_{3}\longrightarrow [Ag(NH_{3})_{2}]Cl} }$ ${\displaystyle \mathrm {Ag_{2}O+4NH_{3}+H_{2}O\longrightarrow 2[Ag(NH_{3})_{2}]OH} }$ ${\displaystyle \mathrm {AgBr+2Na_{2}S_{2}O_{3}\longrightarrow Na_{3}[Ag(S_{2}O_{3})_{2}]+NaBr} }$ Золото Золото представляет собой металл, сочетающий высокую химическую инертность и красивый внешний вид, что делает его незаменимым в производстве ювелирных украшений[15]. В отличие от меди и серебра, золото крайне инертно по отношению к кислороду и сере, но реагирует с галогенами при нагревании: ${\displaystyle \mathrm {2Au+3Cl_{2}\longrightarrow Au_{2}Cl_{6}} }$ Чтобы перевести золото в раствор, необходим сильный окислитель, поэтому золото растворимо в смеси концентрированных соляной и азотной кислот («царской водке»): ${\displaystyle \mathrm {Au+HNO_{3}+4HCl\longrightarrow H[AuCl_{4}]+NO\uparrow +2H_{2}O} }$ 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). Рутений Родий Палладий Осмий Иридий Платина 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 Яндекс.Словари: Переходные элементы // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978. [www.xumuk.ru/encyklopedia/2/3252.html XuMuK.Ru - Переходные элементы]  (рус.). Дата обращения: 27 июня 2009. Свойства элементов подгруппы меди на Alhimikov.Net  (рус.). Архивировано из оригинала 22 февраля 2012 года. 1 2 3 [www.xumuk.ru/spravochnik/239.html Физические свойства меди на XuMuK.Ru]  (рус.). Дата обращения: 27 июня 2009. 1 2 3 Физические свойства меди на Яндекс.Словари // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978. 1 2 3 [www.xumuk.ru/spravochnik/257.html Физические свойства серебра на XuMuK.Ru]  (рус.). Дата обращения: 28 июня 2009. 1 2 3 [www.xumuk.ru/spravochnik/289.html Физические свойства золота на XuMuK.Ru]  (рус.). Дата обращения: 28 июня 2009. Имеется в виду только подгруппа меди, а не металлы в целом. Химия вокруг нас: благородные металлы  (рус.). Дата обращения: 27 июня 2009. Архивировано 1 марта 2012 года. Химия. Лекции и электронные учебники на Xenoid.Ru  (рус.). Дата обращения: 27 июня 2009. Архивировано 10 февраля 2012 года. Химия d-элементов I группы  (рус.). Архивировано из оригинала 22 февраля 2012 года. Это «классический» способ получения нерастворимых оснований Химия меди  (рус.). Дата обращения: 28 июня 2009. Архивировано 25 февраля 2012 года. Про серебро - свойства серебра  (рус.). Дата обращения: 28 июня 2009. Архивировано из оригинала 22 февраля 2012 года. Функции золота, современные представления о золоте, интересные факты о золоте  (рус.). Дата обращения: 29 июня 2009. Архивировано из оригинала 15 июня 2009 года. Литература Ерёмина Е. А., Рыжова О. Н. Глава 17. Переходные элементы // Справочник школьника по химии. — М.: Экзамен, 2009. — С. 250—275. — 512 с. — 5000 экз. — ISBN 978-5-377-01472-0. Ссылки