Каталог
  

Платина в таблице менделеева


ТаблицаМенделеева

Таблица Менделеева, (или периодическая система химических элементов) - это таблица, которая квалифицирует химические элементы по различным свойствам, зависящим от заряда атомного ядра. Эта система выражает, в виде таблицы, периодический закон химических элементов, который в 1869 году открыл Русский ученый химик Д.И. Менделеев. Самый первый вариант таблицы, был разработан Менделеевым в 1869-1871 годах, он определял зависимость свойств химических элементов, от атомной массы (в то время это называлось атомным весом). Было предложено несколько сотен различных вариантов изображения свойств химических элементов, от аналитических кривых графиков, и до различных геометрических фигур. Но ученые, в конце концов, сошлись во мнении, что самым удобным вариантом будет изображение в виде двухмерной таблицы, в которой каждый столбик будет указывать на физико-химические свойства того или иного элемента, а периоды элементов приближенных друг к другу, будут определять строки таблицы.

Открытие, сделанное Русским химиком Менделеевым, сыграло (безусловно) наиболее важную роль в развитии науки, а именно в развитии атомно-молекулярного учения. Это открытие позволило получить наиболее понятные, и простые в изучении, представления о простых и сложных химических соединениях. Только благодаря таблице мы имеем те понятия об элементах, которыми пользуемся в современном мире. В ХХ веке проявилась прогнозирующая роль периодической системы при оценке химических свойств, трансурановых элементов, показанная еще создателем таблицы.

Разработанная в ХIХ веке, периодическая таблица Менделеева в интересах науки химии, дала готовую систематизацию типов атомов, для развития ФИЗИКИ в ХХ веке (физика атома и ядра атома). В начале ХХ века, ученые физики, путем исследований установили, что порядковый номер, (он же атомный), есть и мера электрического заряда атомного ядра этого элемента. А номер периода (т.е. горизонтального ряда), определяет число электронных оболочек атома. Так же выяснилось, что номер вертикального ряда таблицы определяет квантовую структуру внешней оболочки элемента, (этим самым, элементы одного ряда, обязаны сходством химических свойств).

Открытие Русского ученого, ознаменовало собой, новую эру в истории мировой науки, это открытие позволило не только совершить огромный скачек в химии, но так же было бесценно для ряда других направлений науки. Таблица Менделеева дала стройную систему сведений об элементах, на основе её, появилась возможность делать научные выводы, и даже предвидеть некоторые открытия.

Одна из особенностей периодической таблицы Менделеева, состоит в том, что группа (колонка в таблице), имеет более существенные выражения периодической тенденции, чем для периодов или блоков. В наше время, теория квантовой механики и атомной структуры объясняет групповую сущность элементов тем, что они имеют одинаковые электронные конфигурации валентных оболочек, и как следствие, элементы которые находятся в пределах одой колонки, располагают очень схожими, (одинаковыми), особенностями электронной конфигурации, со схожими химическими особенностями. Так же наблюдается явная тенденция стабильного изменения свойств по мере возрастания атомной массы. Надо заметить, что в некоторых областях периодической таблицы, (к примеру, в блоках D и F), сходства горизонтальные, более заметны, чем вертикальные.

Таблица Менделеева содержит группы, которым присваиваются порядковые номера от 1 до 18 (с лева, на право), согласно международной системе именования групп. В былое время, для идентификации групп, использовались римские цифры. В Америке существовала практика ставить после римской цифры, литер «А» при расположении группы в блоках S и P, или литер «В» - для групп находящихся в блоке D. Идентификаторы, применявшиеся в то время, это то же самое, что и последняя цифра современных указателей в наше время (на пример наименование IVB, соответствует элементам 4 группы в наше время, а IVA – это 14 группа элементов). В Европейских странах того времени, использовалась похожая система, но тут, литера «А» относилась к группам до 10, а литера «В» - после 10 включительно. Но группы 8,9,10 имели идентификатор VIII, как одна тройная группа. Эти названия групп закончили свое существование после того как в 1988 году вступила в силу, новая система нотации ИЮПАК, которой пользуются и сейчас.

Многие группы получили несистематические названия травиального характера, (к примеру – «щелочноземельные металлы», или «галогены», и другие подобные названия). Таких названий не получили группы с 3 по 14, из за того что они в меньшей степени схожи между собой и имеют меньшее соответствие вертикальным закономерностям, их обычно, называют либо по номеру, либо по названию первого элемента группы (титановая, кобальтовая и тому подобно).

Химические элементы относящиеся к одной группе таблицы Менделеева проявляют определенные тенденции по электроотрицательности, атомному радиусу и энергии ионизации. В одной группе, по направлению сверху вниз, радиус атома возрастает, по мере заполнения энергетических уровней, удаляются, от ядра, валентные электроны элемента, при этом снижается энергия ионизации и ослабевают связи в атоме, что упрощает изъятие электронов. Снижается, так же, электроотрицательность , это следствие того, что возрастает расстояние между ядром и валентными электронами. Но из этих закономерностей так же есть исключения, на пример электроотрицательность возрастает, вместо того чтобы убывать, в группе 11, в направлении сверху вниз. В таблице Менделеева есть строка, которая называется «Период».

Среди групп, есть и такие у которых более значимыми являются горизонтальные направления (в отличии от других, у которых большее значение имеют вертикальные направления), к таким группам относится блок F, в котором лантаноиды и актиноиды формируют две важные горизонтальные последовательности.

Элементы показывают определенные закономерности в отношении атомного радиуса, электроотрицательности, энергии ионизации, и в энергии сродства к электрону. Из-за того, что у каждого следующего элемента количество заряженных частиц возрастает, а электроны притягиваются к ядру, атомный радиус уменьшается в направлении слева направо, вместе с этим увеличивается энергия ионизации, при возрастании связи в атоме - возрастает сложность изъятия электрона. Металлам, расположенным в левой части таблицы, характерен меньший показатель энергии сродства к электрону, и соответственно, в правой части показатель энергии сродства к электрону, у не металлов, этот показатель больше, (не считая благородных газов).

Разные области периодической таблицы Менделеева, в зависимости от того на какой оболочке атома, находится последний электрон, и в виду значимости электронной оболочки, принято описывать как блоки.

В S-блок, входит две первые группы элементов, (щелочные и щелочноземельные металлы, водород и гелий).

В P-блок, входят шест последних групп, с 13 по 18 (согласно ИЮПАК, или по системе принятой в Америке - с IIIA до VIIIA), этот блок так же включает в себя все металлоиды.

Блок - D, группы с 3 по 12 (ИЮПАК, или с IIIB до IIB по-американски), в этот блок включены все переходные металлы.

Блок – F, обычно выносится за пределы периодической таблицы, и включает в себя лантаноиды и актиноиды.

tablica-mendeleeva.ru

Иридий - 77 элемент таблицы Менделеева

Атомная масса элемента №77 равна 192,2. В таблице Менделеева он находится между осмием и платиной. И в природе он встречается главным образом в виде осмистого иридия – частого спутника самородной платины. Самородного иридия в природе нет.

Иридий – серебристо-белый металл, очень твердый, тяжелый и прочный. По данным фирмы «Интернейшнл Никель и Ко», это самый тяжелый элемент: его плотность 22,65 г/см3, а плотность его постоянного спутника – осмия, второго по тяжести 22,61 г/см3. Правда, большинство исследователей придерживаются иной точки зрения: они считают, что иридий все-таки немного легче осмия.

Естественное свойство иридия (он же платиноид!) – высокая коррозионная стойкость. На него не действуют кислоты ни при нормальной, ни при повышенной температуре. Даже знаменитой царской водке монолитный иридий «не по зубам». Только расплавленные щелочи и перекись натрия вызывают окисление элемента №77.

Иридий стоек к действию галогенов. Он реагирует с ними с большим трудом и только при повышенной температуре. Хлор образует с иридием четыре хлорида: IrCl, IrCl2, IrCl3 и IrCl4. Треххлористый иридий получается легче всего из порошка иридия, помещенного в струю хлора при 600°C. Единственное галоидное соединение, в котором иридий шестивалентен, – это фторид IrF6. Тонкоизмельченный иридий окисляется при 1000°C и в струе кислорода, причем в зависимости от условий могут получаться несколько соединений разного состава.

Как и все металлы платиновой группы, иридий образует комплексные соли. Среди них есть и соли с комплексными катионами, например [Ir(NН3)6]Cl3 и соли с комплексными анионами, например K3[IrCl3] · 3h3O. Как комплексообразователь иридий похож на своих соседей по таблице Менделеева.

Чистый иридий получают из самородного осмистого иридия и из остатков платиновых руд (после того как из них извлечены платина, осмий, палладий и рутений). О технологии получения иридия распространяться не будем, отослав читателя к статьям «Родий», «Осмий» и «Платина».

Иридий получают в виде порошка, который затем прессуют в полуфабрикаты и сплавляют или же порошок переплавляют в электрических печах в атмосфере аргона. Чистый иридий в горячем состоянии можно ковать, однако при обычной температуре он хрупок и не поддается никакой обработке.

tablica-mendeleeva.ru

ПЛАТИНА (лат. Platinum)

Общие сведения

Химический элемент таблицы Менделеева, металл. Символ элемента: Pt. Атомный номер: 78. Положение в таблице: 6-й период, группа - VIIIB(10). Относительная атомная масса: 195,083. Степени окисления: +2, +3, +4, +6 и редко +5. валентности: II, III, IV, V, VI. Электроотрицательность: 2,2. Электронная конфигурация: [Xe]5s 2p 6 d9 6 s1. Платина состоит из четырех стабильных изотопов 194 Pt (32,9%), 195 Pt (33,8%), 196 Pt (25,2%), 198 Pt (7,2%) и двух слабо радиоактивных 190 Pt (0,013 %, период полураспадаТ 1/2= 6,9·10 11лет), 192 Pt (0,78 %,Т 1/2 = 1015 лет).

Строение атома

Число электронов: 78. Радиус атома 0,138 нм, ионный радиус иона Pt2+ — 0,074 (координационное число 4), Pt2+— 0,094 (6), Pt4+ — 0,0765 (6), Pt5+— 0.071 нм (6). Энергии ионизации Pt0 — Pt+ — Pt2+ — Pt3+ равны 9,0, 18,56, 23,6 эВ.

История открытия

Платина известна человечеству с древнейших времен. Изделия, содержащие платину, найдены при раскопках древнеегипетских гробниц и древнеиндейских поселений в Колумбии. Первое описание платины в Европе сделал А. де Ульолоа, который участвовал во французской экспедиции в 1736 с целью определения длины экватора. В его записях упоминается благородный металл platina, найденный в колумбийских золотых рудниках. В 1741 южноамериканские образцы металла были доставлены в Европу, где сначала платину рассматривали как «белое золото». В середине 18 века была установлена элементарная природа платины. В настоящее время «белым золотом» называют сплавы золота и платины. Расплавить чистую платину удалось в 1783 А. Л. Лавуазье.

Получение

Производство платины в виде порошка началось в 1805 англичанином У. Х. Волластоном из южноамериканской руды. В настоящее время платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO 3 . При этом иридий и палладий восстанавливаются до Ir3+и Pd2+ . Последующим добавлением хлорида аммония выделяют (NH 4)2PtCl6 . Высушенный осадок прокаливают при 800–1000°C: (Nh5)2PtCl6 = N2 + 6HCl + Pt + h3. Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (Nh5)2PtCl6 и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении платиновых растворов химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину — платиновую чернь.

Нахождение в природе

Платина — один из наиболее редких элементов, ее содержание в земной коре 5·10–7 % по массе. Она встречается в природе в сульфидных, медно-никелевых и медно-молибденовых рудах, в виде самородков и самородных сплавов с иридием или палладием. Минералы платины: PtAs2 (сперрилит), PtS (куперит), (Pt,Pd,Ni)S (брэггит).

Физические и химические свойства

Платина — тугоплавкий тяжелый (плотность при 20°C 21,45 г/см3) серебристо-белый металл. Имеет кубическую гранецентрированную решетку,a = 0,392 нм. Температура плавления 1769°C, кипения 4170°C. Проявляет свойства парамагнетика. Металлическая платина хорошо поддается прокату и сварке. В ряду стандартных потенциалов платина расположена правее водорода и с неокисляющими кислотами и водой не реагирует. По химическим свойствам платина похожа на палладий, но проявляет большую химическую устойчивость. Реагирует только с горячей царской водкой:

3Pt + 4HNO3+18HCl = 3h3[PtCl6] + 4NO + 8h3 O

Платина медленно растворяется в горячей серной кислоте и жидком броме. Она не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами. При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов):

Pt + 2Cl2 + 2NaCl = Na2[PtCl6].

При нагревании платина реагирует с серой, селеном, теллуром, углеродом и кремнием. Как и палладий, платина может растворять молекулярный водород, но объем поглощаемого водорода меньше и способность его отдавать при нагревании у платины меньше.

При нагревании платина реагирует с кислородом с образованием летучих оксидов. Выделены следующие оксиды платины: черный PtO, коричневый PtO 2 , красновато-коричневый PtO3 , а также Pt2O3 и Pt3O4 .

Для платины известны гидроксиды Pt(OH)2 и Pt(OH)4 . Получают их при щелочном гидролизе соответствующих хлорплатинатов, например: Na2PtCl4 + 2NaOH = 4NaCl + Pt(OH)2 (осадок) , Na2PtCl6 + 4NaOH = 6NaCl + Pt(OH)4 (осадок) . Эти гидроксиды проявляют амфотерные свойства:

Pt(OH)2 + 2NaOH = Na2[Pt(OH)4],

Pt(OH)2+4HCl = h3[PtCl4] + 2h3O, Pt(OH)4 + 6HCl = h3[PtCl6] + 4h3O, Pt(OH)4 + 2NaOH = Na2[Pt(OH)6]. Гексафторид PtF 6— один из сильнейших окислителей, способный окислить молекулы кислорода, ксенона или NO: O2+ PtF6 = O2+[PtF6]– . C обнаруженного Н. Бартлеттом взаимодействия между Хе и PtF 6 , приводящего к образованию XePtF6 , началась химия инертных газов. PtF6 получают фторированием платины при 1000 °C под давлением. Фторирование платины при нормальным давлении и температуре 350-400 °C дает фторид Pt(IV):

Pt + 2F2= PtF4

Фториды платины гигроскопичны и разлагаются водой.

Тетрахлорид платины (IV) с водой образует гидраты PtCl 4 ·nH 2 O, где n = 1, 4, 5 и 7. Растворением PtCl 4 в соляной кислоте получают платинохлористоводородные кислоты H[PtCl5] и h3 [PtCl6 ].

Синтезированы такие галогениды платины как PtBr 4 , PtCl 2 , PtCl 2 ·2PtCl 3 , PtBr 2 и PtI 2 . Для платины характерно образование комплексных соединений состава [PtХ 4 ]2–и [PtX6]2– . Изучая комплексы платины, А. Вернер сформулировал теорию комплексных соединений и объяснил природу возникновения изомеров в комплексных соединениях.

Применение

Основное применение платина, ее сплавы и соединения находят в автомобилестроении (30-65%), в качестве катализатора для дожигания выхлопных газов автомобилей. 7-12% платины используется в нефтеперерабатывающей промышленности и органическом синтезе (в процессах гидрирования углеводородов), 7-13% — в электротехнике и электронике, 3-17% — в стекольной и керамической промышленности, 2-35% — для изготовления зубных протезов и ювелирных изделий.

Физиологическая роль

Все соединения платины — сильные окислители. И требуют осторожного обращения.

mendel-info.usite.pro


Смотрите также