Природа переходных элементов

Рассмотрим более подробно факторы, которые наряду с природой переходных элементов и условиями обработки влияют на окислительно-восстановительные свойства переходных катионов. [c.108]

Замечательнейшая способность твердого вещества сохранять форму обусловлена тем, что его структура существует в довольно широком диапазоне изменений температуры и других условий, пока не разрываются связи между структурными единицами. Если это межатомные связи, то структура твердого вещества может обладать высокой устойчивостью. Именно благодаря исключительной прочности и жесткой направленности связей С — С, С — N, В — N, Р — N, Si — О, Si — О — А1, Fe — Fe, Ni — Сг, образованных sp-оболочками атомов элементов главных подгрупп И1—VI групп и d-оболочками атомов переходных элементов, мы имеем целый арсенал превосходных материалов. Связь С — С среди других межатомных связей выделяется так же ярко, как алмаз среди других твердых веществ. Благодаря ее прочности мы можем получать особо легкие жесткие материалы, обладающие в высшей степени ажурной структурой, химически стойкие и жаропрочные, каталитически активные и, наконец, биологически совместимые. На основе углерода природой созданы различные биоматериалы — прочнейшие живые ткани, например, кожа, шерсть, паутина активнейшие реагенты — ферменты, гормоны целые органы и сами организмы. [c.8]

Свойства элементорганических соединений определяются природой элемента, связанного с углеродом. По характеру связи С—Э (Э — элемент) все элементорганические соединения делятся на две группы производные непереходных и переходных элементов. [c.173]

Органические соединения остальных переходных элементов. Переходные элементы остальных (кроме ПБ) побочных подгрупп периодической системы в проявляемых их атомами степенях окисления имеют незавершенные электронные -подоболочки предвнешнего уровня. Поэтому, наряду с образованием ординарной полярной ковалентной связи с углеродом за счет вклада внешних з- и р-орбиталей, они способны образовывать совершенно иные по строению и свойствам соединения за счет участия ( -орбиталей. В таких соединениях металл можно так же, как и соединения магния, бора, алюминия (см. выше), считать координационно ненасыщенным. Данная ненасыщенность металла теперь определяется наличием вакантных орбиталей не только на внешнем, но и на втором снаружи энергетических уровнях его атома. Природа вакантных орбиталей атома переходного элемента также отличается от орбиталей в- и р-элементов. Симметрия и пространственная протяженность -орбиталей переходного элемента позволяет им эффективно перекрываться с орбиталями большего числа атомов и удаленных на большее расстояние от металла, чем это возможно для з-или р-элемента. Поэтому часто органические соединения переходных металлов являются комплексными. С примерами таких комплексных элементоорганических соединений мы уже встречались ферроцен, дибензолхром, хелаты и др. (разд. 13.4). [c.599]

Классификация по электронной конфигурации рассматривае мого иона или атома металла. В соответствии с этой классификацией все комплексы металлов делятся на четыре категории. Категория I. Эта категория включает ионы металла, которые б своих комплексах имеют конфигурацию инертного газа, т. е. Ь или пз пр (где п равно 2, 3, 4, 5 или 6). Все эти ионы имеют сферическую симметрию. Сюда могут быть также отнесены оба ряда внутренних переходных элементов, лантаноиды и актиноиды в состоянии окисления +П1, так как незаполненный 4/- или 5/-электронный подуровень находится значительно глубже по сравнению с валентными электронами и оказывает на природу связи относительно небольшое влияние. Римскими цифрами [c.242]

Мягкие кислоты связывают мягкие основания за счет ковалентных связей, жесткие кислоты связывают жесткие основания за счет ионной связи с образованием устойчивых соединений. Это обстоятельство используется в практических целях. В частности, она объясняет, почему алюминий встречается в природе в виде оксида, гидроксида и силикатов, кальций —в виде карбоната медь, ртуть — в виде сульфидов. Металлы переходных элементов VIH группы периодической системы, как мягкие кислоты, катализируют реакции, в которых принимают участие умеренно мягкие основания (оксид углерода). Другие более мягкие основания (соединения мышьяка и фосфора) служёт каталитическими ядами, так как они образуют более прочные соединения с этими металлами и блокируют их активные центры. Этим же объясняется ядовитость СО для человека. СО образует с Ре (II) гемоглобина крови более устойчивое соединение, чем кислород. Аналогичную роль играют ионы тяжелых металлов (РЬ +, Hg + и др.), которые, взаимодействуя с SH-группами физиологически важных соединений, выключают их функцию. [c.287]

Атомы переходных элементов используют при образовании связей не только валентные 5- и / -орбитали, но и близко расположенные /-орбитали. Тем не менее существуют глубокие аналогии в характере связывания металлоорганических и чисто органических фрагментов, обусловленные сходной формой тех орбиталей этих фрагментов, взаимодействие которых определяет природу связывания. [c.351]

Трудность учета влияния незаполненных d-оболочек на форму электронного облака у переходных элементов и пренебрежение природой партнеров по связи являются недостатками этой теории и ограничивают ее применение к соединениям непереходных элементов. [c.135]

Природа центрального иона (электронная конфигурация, размер и степень окисления) определяет многие свойства комплексного соединения, в том числе окраску, термическую устойчивость, магнитные и другие свойства. Комплексообразователем могут быть как непереходные, так и переходные металлы, последние значительно чаще. Поэтому химию комплексных соединений часто отождествляют с химией переходных элементов. [c.370]

Оценка хнм. природы Ки (2 = 104) и N3 (2 = 105), синтезированных в кол-ве единичных весьма короткоживущих атомов, позволила сделать вывод, что эти элементы-аналоги соотв. НГ и Та, т.е. -элементы, и должны располагаться в подгруппах 1 б и б. Хим. идентификация элементов с 2= 106-109 не проводилась, но можно предполагать, что они относятся к переходным элементам седьмого периода. Расчеты с помощью ЭВМ свидетельствуют о принадлежности элементов с 2= 113-118 г /г-элементам (подгруппы ПЬ-УПЬ). [c.484]

Переходные элементы, их важнейшие представители, Общая характеристика (строение атома, физические и общие химические свойства). Железо, электронная формула, степени окисления. Железо в природе, Фи- [c.8]

Неметаллические простые вещества построены из молекул, в которых атомы группируются либо по 2, либо по 4—8 в одной молекуле и имеют валентности, направленные в пространстве строго определенным образом. В твердом виде многие из этих веществ представляют собой молекулярные кристаллы, в которых молекулы вытянутой, сферической и других форм образуют структуру с довольно рыхлой упаковкой. Отличительной особенностью металлов являются следующие присущие только им свойства электропроводность, теплопроводность, специфический блеск, ковкость и тягучесть, а для их структуры характерна изотропность, т. е. отсутствие особых свойств вдоль избранных направлений. Если атомы считать шарами, то структура большинства металлов характеризуется плотнейшей упаковкой шаров. С точки зрения. металлического характера физическая природа непереходных и переходных элементов сильно различается. Высокие температуры плавления и кипения последних объясняются наличием у них прочных связей. Вблизи границы, отделяющей металлы от неметаллов, элементы отличаются своеобразным строением кроме того, их специфические физические свойства представляют глубокий научный интерес, а также открывают широкие перспективы для практического использования. [c.87]

Оптические свойства. Спектр поглощения идеального ионного кристалла должен совпадать с суммой спектров отдельных ионов. У соединений непереходных элементов с малой поляризацией такое совпадение наблюдается, но у соединений ионов переходных элементов с конфигурациями d — d эти спектры совершенно различны, и возникают некоторые особенности в зависимости от природы противоиона. Это явление, обусловленное расщеплением d-орбиталей,— одна из характерных особенностей соединений переходных элементов (d — d-переходы, разд. В.2 настоящей главы и далее). [c.201]

Окраска неорганических соединений. Если не рассматривать природу окраски органических соединений, то можно сказать, что окраска неорганических соединений обусловлена поглощением света либо за счет d-d-переходов, либо за счет переноса заряда, d—d-Переходы характерны только для соединений переходных элементов, окраска которых весьма разнообразна по [c.239]

Факторы, определяющие устойчивость комплексов в зависимости от природы катиона. Если сравнить устойчивости комплексов, имеющих одинаковые лиганды и различные центральные катионы, то здесь также наблюдаются определенные закономерности. Для ионов непереходных элементов, а также для ионов переходных элементов, не имеющих d-электронов (d°), и для трехзарядных ионов лантаноидов стабильность комплексов возрастает по мере повышения заряда центрального катиона, а в случае одинаковых зарядов катионов — по мере уменьшения ионного радиуса. [c.243]

Несколько иной точки зрения на физическую природу явлений катализа придерживался Л. В. Писаржевский ( 925 г.). Он считал основной, причиной катализа взаимодействие реагирующих веществ со свободными электронами катализатора. При этом молекулы веществ, подвергаемых воздействию катализатора, превращаются в положительные или отрицательные ионы в зависимости от их сродства к электронам. Описываемый механизм воздействия катализатора применим лишь к гетерогенно-каталитическим реакциям с газообразными веществами. Для объяснения гетерогенно-каталитических реакций в растворах применяется иной механизм, при котором предполагается переход в раствор небольшого количества ионов металла, применяемого в качестве катализатора. Изложенное показывает, что элементарные процессы образования газового электрода и элементарные процессы каталитического воздействия вещества оказываются тождественными. По теории Л. В. Писаржевского катализаторами, очевидно, могут быть только металлы и вещества, обладающие электрической проводимостью. На основании общих положений этой теории выводятся правила подбора катализаторов среди катализаторов особое место занимают переходные элементы. С точки зрения электронной теории Л. В. Писаржевского процесс адсорбции вещества на катализаторе имеет второстепенное значение. [c.5]

Авторы считают, что первым актом реакции является стадия алкилирования комплекса переходного металла бутиллитием, в результате чего образуется а-связан-ное металлоорганическое соединение. Гидрирование последнего приводит к образованию гидрида металла, который при взаимодействии с олефином дает л-комплекс. Дальнейшее превращение этого я-комплекса в а-комплекс и гидрогенолиз последнего водородом приводит к регенерации гидрида переходного металла и образованию продукта реакции. По мнению авторов, гидрирующая способность катализатора зависит главным образом от природы центрального элемента л-комплекса. По активности металлы исследованных комплексов располагаются в ряд Т1 > V > 2г. [c.85]

Природа протонов в системах такого рода точно не установлена очевидно, они входят в структуру в виде гидроксилов. Не исключено также частичное декатионирование цеолита в результате дегидроксилирования с выделением воды. Это зависит от условий восстановления цеолитов. Можно получать катализаторы, которые содержат металлические фазы большей части переходных элементов. Дисперс- [c.157]

Из соединений металлов VI группы в катализе наиболее щироко применяются окислы. Окислы употребляются как индивидуальные вещества и входят в состав нанесенных и сложных катализаторов. Имея кислотную (в случае высших окислов) или основную (в случае низших окислов) химическую природу и принадлежность к соединениям -переходных элементов с переменной валентностью, легко присоединяющим или отдающим электроны, окислы металлов подгруппы хрома проявляют бифункциональный характер. Они способны ускорять разнообразные каталитические процессы как окислительно-восстановительного, так и кислотно-основного типа. Ускорение первых для них, по-видимому, более характерно, чем последних. [c.579]

Ультрафиолетовые спектры позволяют установить тип электронной системы молекул и обменных катионов переходных элементов в цеолите, участвующих во взаимодействии, степень возмущения основного и возбужденного уровней [58, 59] и роль возбужденных состояний молекул в молекулярной адсорбции и при ионизации молекул на адсорбенте [60]. В случае взаимодействий с переносом заряда ультрафиолетовые спектры могут применяться для анализа природы образующихся ионов и тем самым для установления природы кислотных центров цеолитов [58, 60—63]. [c.409]

Термин теория поля лигандов относится к целому обширному теоретическому аппарату, используемому для объяснения и описания природы связи и соответствующих электронных (магнитных, спектральных и т. д.) свойств комплексов и других типов соединений, образуемых переходными элементами. [c.414]

В теории, описывающей природу связи в соединениях переходных элементов, нет ничего принципиально нового по сравнению с той, которая использовалась для соединений элементов главных подгрупп. Все обычные формы теории валентности, пригодные для них, можно с успехом применить и для переходных элементов. В общем метод молекулярных орбиталей в приложении к переходным элементам дает ценные и полезные результаты. И, как во Всех других случаях, чем более высокий уровень приближений используется, тем надежнее результат. [c.414]

Изучение электронных спектров поглощения комплексов переходных элементов в последние годы составляет одно из главных направлений экспериментальных и теоретических исследований, имеющих цель охарактеризовать и понять природу электронной ,структуры и связей в комплексах. Опубликованы тысячи научных статей, и во многих из них сделаны попытки интерпретировать спектральные данные о разнообразных комплексах различных элементов с разными степенями окисления. В настоящей главе мы рассмотрим основные положения главным образом на примере переходных З -элементов. Желающим более подробно и глубоко ознакомиться с этими вопросами следует обратиться к руководствам [6, 8, 10, 28—-31]. [c.484]

Природа переходного элемента также сильно влияет на способность к комплексообразованию через энергии его орбиталей. Например, для элементов четвертого периода V, Сг, Мп, Ре и Со низкие или даже отрицательные степени окисления способствуют максимальному связыванию лигандов. Ближе к началу периода энергия 3 -opбитaлeй становится слишком высокой (Т1), а к концу — слишком низкой (Си) по отношению к энергии орбиталей лигандов. [c.600]

Медь, серебро и золото несколько выпадают из общей для переходных металлов закономерности по своему электронному строению с валентной конфигурацией Они характеризуются более низкими температурами плавления и кипения, чем предшествующие им переходные элементы, и являются довольно мягкими металлами. Проявление таких свойств соответствует закономерной тенденции к ослаблению металлических связей, обнаруживаемой начиная с группы У1Б(Сг-Мо- У). Эта тенденция объясняется постепенным уменьшением числа неспаренных -электронов у атомов металлов второй половины переходных рядов. Медь, серебро и золото обладают очень большой электро- и теплопроводностью, поскольку их электронное строение обусловливает высокую подвижность 5-электронов. Эти металлы ковки, пластичны и инертны и могут находиться в природе в металлическом состоянии. Они встречаются довольно редко и поэтому имеют высокую стоимость, но все же распространены значительно больше, чем платиновые металлы. Относительно большая распространенность и возможность существования этих металлов в природе в несвязанном виде послужили причиной того, что они явились первыми металлами, с которыми познакомился чёловск и кошрые иН научился обрабатывать. По-видимому, первым металлом, который стали восстанавливать из его руды, была медь. Металлургия началась с открытия того, что сплав меди с оловом (естественно встречающаяся примесь) дает намного более твердый материал - бронзу. Медные предметы были найдены [c.446]

Самый распространенный в природе переходный металл — железо Ке, элемент побочной подгруппы VIII группы периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. Атомный номер его 26, относительная атомная масса 55,847. Чистое железо — блестящий серебристо-белый металл. Железо — один из наиболее распространенных элементов в природе, по содержанию в земной коре (4,65% по массе) уступает лишь кислороду, кремнию и алюминию. Оно входит в состав многих оксидных руд — гематита, или красного железняка Гв20з, магнетита Гез04 и др. [c.156]

Теория кристаллического поля (ТКП) развивает воззрения об электростатическом взаимодействии между d-элементом в качестве центрального иона и ионами противоположного знака или полярными молекулами. При этом учитывается квантово-механическая природа электронов комплексообразователя. Основы этой теории сформулированы в 1929 г. Г. Бете в его работе Расщепление атомных термов в кристалле . Электростатическая теория рассматривала ион металла как атомное ядро, окруженное сферическим электронным облаком. Теория кристаллического поля допускает, что d-электроны образуют несферические электронные облака путем избирательного заполнения орбиталей с низкими значениями энергии, направленными между лигандами. В этой теории центральный ион d-элемента рассматривается с учетом его электронного строения, участия валентных электронов, а лиганды — бесструктурно как источники электростатического поля. В этом недостаток теории. В ионе или атоме переходного элемента без внешнего окружения энергия всех пяти d-орбиталей (d y, d z, d 2< принадлежащих к одному и тому же энергетиче- [c.228]

В феврале 1886 г. К. Винклер исследуя состав минерала арги-родита, открыл в нем новый элемент, который назвал германием 26 февраля К. Винклер писал Д. И. Менделееву ...мною обнаружен новый элемент германий ... здесь мы имеем дело с эка-силицием... уведомляю Вас о весьма вероятном новом триумфе Вашего гениального исследования Д. И. Менделеев в свое время подробнее, чем для других элементов, предсказал свойства экасилиция и соединений, которые ои образует. К открытию экасилиция он проявлял повышенный интерес, потому что этот элемент занимает особое положение в системе — переходный элемент с двойственной природой. Открытие и изучение германия было полным торжеством периодического закона. [c.275]

Автор указывает положение переходных металлов в соответствии с развернутой (длинной) формой периодической таблицы (табл. 5.1). В принятой таблице химических элементов Д. И. Менделеева (воспроизведенной иа форзаце книги) переходные металлы расположены иначе железо и платиновые металлы занимают правую часть таблицы (У1Пб группа), медь, цинк, галлий и родственные им металлы — левую часть, а титан, ванадий, хром и марганец со своими аналогами находятся в средней части (группы 1Уб, Уб, У1б, УИб). О природе переходных металлов см. также разд. 16.2. — Прим.. перев. [c.543]

В ряде теорий предполагается существование активных центров на пов-сти тв. катализаторов и рассматривается конкретная структура этих центров. Исследование кинетики каталитич. р-ций указьшает на существование центров разл. активности. Использование совр. фиэ. методов исследования, а также квантово-хим. представлений (в частности, теории поля лигандов) позволяет установить возможную природу активных центров и механизм их действия. Так, высокая активность переходных элементов объясняется образованием комплексов реагирующих в-в с атомом переходного металла, входящего в состав катализатора, и дальнейшим превращ. молекул в координац. сфере иона переходного металла. [c.248]

Как известно, название актиниды патучило сейчас широкое распространение, и в настоящее время бачьшинство ученых считают, что элементы, начиная с актиния, следует располагать в периодической системе Менделеева как семейство, аналогичное семейству лантанидов [2, 7, 50, 51, 148, 170, 221, 294]. Но все-таки электронную структуру и место этих элементов в периодической системе нельзя рассматривать как твердо установленные [227]. Сходство химических свойств актинидов, в частности Ра, Th и U, с лантани-дами, с одной стороны, и элементами переходных подгрупп IVa, Va и Via, с другой стороны, говорит о двойственности химической природы актинидных элементов [147, 148]. Поскольку разность энергетических уровней таких удаленных подгрупп, как 5/ и 6d [c.6]

Большинство переходных элементов типа Сг, Мп, Ре, Со, Мо дают подобные соединения, которые называют карбонилами металлов. М—С—О имеет линейное строение, и природа связи между молекулой СО с дипольным моментом 0,112Д (табл. 4.1) и нуль-валентным атомом М отличается от характера связи в других комплексных соединениях. Другим интересным соединением является комплекс между неполярной молекулой этилена и ионом Р1(1П) в соли Цейзе К[Р1"С1з(С2Н4)], структура которой оставалась загадкой более 130 лет и выяснена только в 1956 г. В 1952 г. впервые синтезировали соединение Ре(0) быс-(циклопентадиенил)железо [Ре(С5Н5)2], и с тех пор было получено много так называемых низковалентных соединений, имеющих в центре катион с зарядом +1 или +2, нуль-валент-ный атом или катион с зарядом —1 ([Со (СО)5] ). [c.224]

Таким образом, органическое соединение непереходного металла в циглеровских катализаторах выполняет разнообразные функции (комплексообразователя, алкилирующего или галоидирующего агента, восстановителя, лиганда, входящего в состав АЦ, стабилизатора АЦ, передатчика цепи и т. п.) как на стадии формирования АЦ, так и в процессе полимеризации. Это проявляется в заметном влиянии природы непереходного элемента, строения заместителей в сокатализаторе, способа введения производного непереходного металла в каталитическую систему, его концентрации на выход и молекулярные характеристики полидиенов. Показано, что в одной из причин многообразия типов АЦ на основе одного и того же переходного металла является органическое производное непереходного металла. [c.62]

В составе катализаторов Циглера—Натта соединения переходных элементов (обыкновенно используются галогениды, оксигалогениды, ацетилацетонаты, алкоголяты, ацетаты, бензоаты, комплексные галогениды и др.) восстанавливаются сокатализаторами (гидридами, алкилатами, арилатами, алкилгалогенидами, реактивом Гриньяра, цинком металлическим или металлами, расположенными в ряду напряжений выше цинка) до низшей степени окисления (титан, цирконий, гафний — до 3- и 2-валентных) или до металла (например, никель, кобальт, платина) в зависимости от соотношения и природы компонентов, чем и определяется характер полимеризации. Так, например, добавки к AIR3 платины, кобальта, никеля [420] в виде коллоидов или ацетилацетоната вызывают тримеризацию - -олефинов добавка три- или тетраалкилтитаната либо цирконата также дает димер или тример этилена [20, 21, 280], но в основном катализаторы с добавками соединений титана, циркония, тория, урана к AIR3 вызывают глубокую полимеризацию. Обычно это гетерогенные системы, твердый осадок в которых может быть частично (иногда и полностью) диспергирован до коллоида. Катализаторы Циглера—Натта, содержащие соединения титана, являются одними из лучших [c.411]

Независимо от природы лигандов константы устойчивости комплексов двухвалентных металлов первого ряда переходных элементов увеличиваются в ряду Мп, Ре, Со, N1, Си. Предложите объяснение этой законо-.мерпости. [c.288]

Катализ играет важнейшую роль в химических превращениях в живой природе. Вся сложная система управления жизнедеятельностью организма основана на каталитических процессах. Биологические катализаторы, называемые ферментами, или энзимами, представляют собой вещества белковой природы с химически активными группами, часто включающими в свой состав атомы переходных элементов. Наука о катализе призвана сыграть существенную роль как в прогрессе нромынгленпости, так и в раскрытии биологических закономерностей. [c.60]

Согласно Демпси, температуры плавления карбидов и нитридов переходных металлов и соответствующих переходных элементов должны быть сравнимы. Действительно, только Hf , ТаС, Nb и ТагС имеют Гпл больше, чем у вольфрама. Поэтому Демпси полагает, что по природе своей химической связи карбиды и нитриды подобны переходным металлам. Однако одновременно с этим он отмечает сдвиг их температур плавления в сторону увеличения по сравнению с исходными переходными металлами (см. рис. 1, гл. 1). Химическая устойчивость карбидов и нитридов уменьшается при переходе от соединений металлов IV группы к соответствующим соединениям металлов V и далее групп (см. рис. 64 и 55). Демпси объясняет это тем, что р-электроны углерода и азота переходят в -полосы, в результате чего последние становятся подобными ис- [c.240]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология