Перехідні метали - малюнок

Перехідні метали — характеристика, властивості, будова



У періодичній таблиці всі елементи поділяються на 4 категорії:

  1. основна;
  2. перехідна;
  3. лантаноїди;
  4. актиноїди.

До основних елементів в групі відносяться активні метали у 2 колонках по крайній лівій частині таблиці Менделєєва і метали, півметали і неметали в 6 стовпцях крайньої правої частини.

Перехідні метали – це металеві елементи, які є своєрідним мостом між сторонами системи. Всі вони застосовуються як каталізатори.

Родини хімічних елементів

Загальне поняття

Перехідні метали утворюють сполуки, в яких проявляють додатні (позитивні) ступені окислення. Найбільш помітна відмінність властивостей в IV-VIII підгрупах, де побічні елементи – це метали, а головні — неметали. Елементи, що знаходяться в самій таблиці позначаються буквою d, а буквою f — лантаноїди і актиноїди. Найбільш виражені з цієї категорії: Cr, Mn, Fe, Cu, Zn, і Ag. Історія відкриття вказує на те, що всі вони у вільному стані є металами. Зовнішній номер електронної оболонки збігається з номером періоду.

До найвідоміших на Землі d-металів відноситься залізо, що стоїть відразу після алюмінію. Велика частина представлена оксидами або сульфідами. У вільному вигляді зустрічається лише мідь. Сполуки d-металів також виявлені на Місяці.

З усіх груп хімічних елементів перехідні метали досить важко ідентифікувати через розбіжності з приводу того, що саме повинно бути в них включено. За однією версією перехідними вважаються речовини з не повністю заповненою d-електронною підоболонкою.

Місце в періодичній таблиці

Перехідні метали розташовані в групах від IB до VIIIB з:

  • 21 (скандія) – по (29).
  • 39 (ітрія) – по 47 (срібло).
  • 57 (лантану) – до 79 (золота).
  • 89 (актинія) – до 112 (коперніція).

Останні представлені лантаноїдами і актиноїдами — f-елементами, що входять в особливу групу. Решта складають d-елементи.

Таблиця перехідних металів

Хімічні властивості

У сполуках атоми використовуються як валентні s- і p, так і d-електрони. Виходячи з цього, d-елементи володіють змінною валентністю, що не спостерігається в основних підгрупах. З цієї причини вони можуть утворювати комплексні сполуки.

Всі перехідні метали за структурою тверді, мають високу температуру плавлення і кипіння.

При переміщенні зліва направо в таблиці у 5d-орбіталей проявляється велика заповнюваність. Через слабкий зв’язок електронів збільшується електропровідність і гнучкість.

Всім їм властива низька енергія іонізації, необхідна при видаленні електрона від вільного атома. Досі вчені сперечаються щодо класифікації елементів на кордоні між основною групою і перехідними металами, розміщеними в правій частині таблиці. Ними є:

  • цинк (Zn);
  • кадмій (Cd);
  • ртуть (Hg).

Зовні вони нагадують метали:

  • Податливі і пластичні.
  • Проводять тепло і електрику.
  • Утворюють позитивні іони.

Схожість фізичних властивостей елементів двох цих груп проявляється в тому, що найкраще електрику проводять перехідний метал мідь і алюміній, що належить до основної групи.

Особливість – елементи основної групи легко утворюють стабільні сполуки з нейтральними молекулами води або аміаку.

Перелік перехідних металів

Значення перехідних елементів

У життєдіяльності людини вони виконують важливу функцію. Без них організм не може існувати:

  • Залізо – головне джерело гемоглобіну.
  • Цинк – виробляє інсулін.
  • Кобальт – основний компонент вітаміну В12.
  • Мідь, марганець і молібден — входять до складу ферментів.
  • Яскраві представники – чавун і сталь, використовувані у важкій промисловості.

У чорній металургії їх отримують із залізної руди. Спочатку виплавляється чавун, а потім з нього — сталь. Вуглецю в чавуні понад 1,7%, а в сталі — менше цього значення.

Завдяки добавкам хрому, марганцю і нікелю створюються сталі різної якості. Так, хром підвищує міцність і стійкість до дії кислот.

Найбільш уживані сплави на основі міді:

  • бронза;
  • латунь;
  • мельхіор.

Особливо широке застосування знайшли: сталь, чавун і бронза. Також велика роль відводиться залізу, адже невипадково саме за його вмістом сплави поділяються на чорні і кольорові.

Перехідні метали в таблиці Менделєєва2

Характеристики заліза

Цей елемент представляє найбільший інтерес, оскільки він складає важливі сполуки, серед яких залізна кислота (сульфат заліза) і солі. Найчастіше не використовується як чиста речовина, а у вигляді сплавів з вуглецем і іншими елементами.

Взаємодіє з:

  • Неметалами – при нагріванні, переважно у вигляді порошку.
  • Киснем – утворення оксидів.
  • Водою – при великій температурі. При підвищеній вологості вступає в реакцію з водяними парами і киснем, при цьому утворюється іржа.
  • Кислотами – з виділенням водню.
  • Розчинами солей – витісняє менш активні метали.

Висновок

Перехідні метали відіграють величезну роль у житті людей.

З цієї причини їх вивчення включено в обов’язковий курс шкільної програми. Найбільш докладно про властивості перехідних металів розповідається на уроках хімії в старших класах при проведенні лабораторних робіт.

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *