Переходные металлы Общие свойства и особенности переходных металлов

Переходные элементы характеризуются рядом общих свойств, а именно все они являются типичными металлами за немногими исключениями, они проявляют переменную степень окисления, благодаря чему способны вступать в реакции окисления-восстановления их ионы и соединения, как правило, окрашены наличие частично заполненных d-подуровней обусловливает способность переходных элементов образовывать парамагнитные соединения, т. е. соединения, в которых атомы имеют один или несколько неспаренных электронов. Переходные элементы обладают ярко выраженной тенденцией к комплексообразованию. Все эти особенности переходных элементов используются в качественном анализе. [c.26]

Ниже рассматриваются некоторые особенности комплексообразования т. н. переходных элементов (членов Зч-И рядов аналогов). Атомы этих элементов характеризуются незаконченностью (нлн малой устойчивостью) d-оболочки. Поэтому их иногда называют d-элементами. По общим свойствам они являются металлами. [c.462]

Наибольшее значение в качестве катализаторов имеют переходные металлы. Изменение их физических свойств внутри каждого периода характеризуется некой общей закономерностью. Свойства наиболее распространенных металлов собраны в табл. 1—4 приложения 1 ниже приведены только некоторые замечания о главных особенностях указанной закономерности. [c.11]

Следует подчеркнуть, что наряду с далеко идущей аналогией гомогенных и гетерогенных кислотно-основных катализаторов последние, в общем случае, вследствие отсутствия растворителя и объемной жидкой фазы имеют ряд особенностей. Каждая из названных групп кислотных катализаторов (стр. 53) имеет свою каталитическую специфику, обусловленную различиями в физико-химических свойствах и строении. В частности, для твердых оксидных систем характерна возможность одновременного присутствия центров разной кислотной силы и определенного геометрического расположения этих центров. Для галогенидов металлов, в особенности переходных, типично комплексообразование с вытекающей отсюда способностью действовать на реакции, вовсе не ускоряемые обычными минеральными кислотами. Особыми чертами обладают апротонные твердые кислоты. Скорость ряда реакций, катализируемых алюмосиликатами, определяется не общей кислотностью катализатора, а только концентрацией обмениваемого водорода [61]. Реакция же дегидратации спиртов идет, видимо, только за счет апротонной кислотной составляющей — окиси алюминия [74]. [c.56]

Поскольку не все катионы переходных металлов восстанавливаются одновременно, возникает вопрос меняется ли скорость их восстановления в цеолитах во времени, например, вследствие образования первых порций металлов (N1, Р1 и др.), которые могут активировать На Это особенно важно, если образцы содержат катионы нескольких переходных металлов, которые в общем случае могут оказывать существенное влияние на свойства друг друга, расположение в кристаллической решетке и легкость восстановления до металлов. [c.171]

Такого плана я пытался придерживаться при подготовке второго издания Общей химии . Мною введены две новые главы, посвященные атомной физике (гл. П1 и Vni). В этих главах довольно подробно рассмотрены вопросы, связанные с открытием рентгеновских лучей, радиоактивности, электронов и атомных ядер, описана природа и свойства электронов и ядер, изложена квантовая теория, фотоэлектрический эффект и фотоны, теория атома по Бору, отмечены некоторые изменения наших представлений об атоме, внесенные квантовой механикой, рассмотрены другие вопросы учения о строении атома. Все это позволит студенту первого курса вычислить энергию фотона света данной длины волны и предсказать, приведет ли поглощение света данной длины волны к расщеплению молекулы на атомы. Некоторые разделы элементарной физической химии в книге изложены подробнее, чем это было сделано в первом издании. Введена отдельная глава, посвященная биохимии. Значительной переработке подверглось изложение химии металлов. Рассмотрение вопросов, относящихся к химии металлов, начинается теперь с главы, в которой показаны характерные особенности металлов и сплавов и описаны методы добычи и очистки металлов. Затем следуют три главы, посвященные химии переходных металлов в первой главе рассмотрены скандий, титан, ванадий, хром, марганец и родственные им металлы во второй — железо, кобальт, никель, платиновые металлы в третьей — медь, цинк, галлий, германий и ближайшие к ним по свойствам металлы. В той или иной мере пересмотрено и большинство других глав. [c.10]

В связи с этим возникает необходимость использования материалов со свойствами, позволяющими осуш,ествлять новые процессы. Среди таких материалов особое место занимают жаростойкие и огнеупорные вещества карбиды, нитриды, бориды, окислы и силициды. Последние относятся в общем к наименее изученным соединениям. Многочисленные исследования показали возможность практического использования в качестве огнеупорного материала ряда силицидов переходных металлов IV—VI групп периодической системы элементов. Получение нагревателей, работающих на электрическом токе при температурах до 1700°, а также покрытий на жаростойких металлах, особенно на молибдене, имеет большое значение не только для лабораторной техники, но и для промышленных печей. [c.3]

Особенности переходных элементов (доп. 11) наиболее изучены для членов первого большого периода (5с—N1, отчасти Си). Как и у их аналогов в следующих периодах, атомы этих элементов характеризуются незаконченностью (или малой устойчивостью) -оболочки. Поэтому их иногда называют -элементами. По общим свойствам все они являются металлами. [c.445]

Данная глава книги посвящена химии карбонилов металлов и их производных, а именно тех, у которых центральный атом переходного металла связан с углеродом только карбонильного лиганда. В главе изложены общие сведения относительно различных типов карбонилов металлов, специфические свойства этого класса соединений, связанные с особенностями строения, их способности к обмену карбонильных лигандов, а также обсуждены общие методы синтеза всех известных типов карбонилов металлов. [c.19]

Общие сведения. Цинк, кадмий, ртуть являются последними представителями -переходных элементов в периодах. Это обстоятельство, а также специфика полностью завершенной ( °) орбитали накладывают на химию этих элементов определенные особенности. С одной стороны, они еще похожи на своих предшественников по периоду, с другой — в большей мере, чем другие -элементы, похожи на элементы главной группы (НА). Например, сульфат цинка очень похож на сульфат магния, а его карбонат — на карбонат бериллия. Общими для всех элементов главной и побочной подгрупп второй группы являются близость оптических спектров и сравнительно низкие температуры плавления металлов. С медью, серебром и золотом элементы подгруппы цинка роднит следующее. Как и элементы подгруппы меди, они дают комплексы с МНз, галогенид- и цианид-ионами (особенно 2п и С(1). Из-за сильного эффекта взаимной поляризации их оксиды окрашены, достаточно непрочны. Электрохимические свойства в ряду 2п—Сё—Нд изменяются аналогично их изменению в ряду Си—Ад—Аи. Они легко дают сплавы. [c.555]

Характер связи в фазах внедрения определяется особенностями строения электронных оболочек атомов переходных металлов. Так как у них есть незавершенные -орбитали, они способны к приобретению электронов, источником которых в той или иной степени могут быть межузельные атомы неметаллов. Вследствие небольшой разницы между энергиями 5-, р-, -орбиталей возможна их гибридизация, которой способствует обмен электронами с атомами неметаллов, и образование связей металл — неметалл. Однако этот процесс не доходит до ионизации атомов неметалла, сохраняется металлический характер связи. Преобладающей ролью связей металл — металл объясняется сохранение фазами внедрения в большей или меньшей степени металлических свойств электропроводости, металлического блеска, непрозрачности и др. Химические связи в фазах внедрения сильно отличаются от химических связей в соединениях непереходных металлов с теми же неметаллами, в которых сильнее выражен ковалентный характер связи и доминирующее значение имеют связи металл — неметалл и неметалл — неметалл. Соединения непереходных металлов имеют определенный состав и не похожи на металлы. Склонность к образованию фаз внедрения переходными металлами, их структура и свойства зависят от положения элементов в таблице Д. И. Менделеева. В самом общем виде можно отметить следующие закономерности. [c.231]

Оргел [ИЗ] рассмотрел некоторые свойства ионов переходных металлов на основе теории молекулярных орбиталей и теории поля лигандов. Мы ограничимся, главным образом, применением теории поля лигандов для определения энергии удаления двухвалентных ионов из водного раствора. Понижение энергии комплекса, обусловленное влиянием поля лигандов, определяется симметрией и напряженностью поля (т. е. природой лигандов и их расположением), а также числом и состоянием -электронов. Теория предсказывает, что поле лигандов не должно оказывать влияния на свойства комплекса, если -подуровни заняты полностью или если они заполнены ровно наполовину. Эти два случая реализуются соответственно для ионов 2н и Мн +. В нервом приближении понижение энергии за счет поля лигандов пропорционально (V —5), где V — число неспаренных -электронов. Приняв в рассмотрение некоторые осложняющие факторы, в особенности для иона Сн " , Оргел дал оценки понижения энергии для ряда ионов в квакомплексах. Если вычесть эти поправки из наблюдаемых значений энергии удаления ионов из водного раствора, то получаются исправленные значения, которые возрастают с ростом атомного номера. Если, далее, вычесть из суммы двух первых ионизационных потенциалов иона Си + энергию, необходимую для того, чтобы перевести электрон с -орбитали на 5-орбиталь, то максимум на кривой зависимости ионизационных потенциалов от атомного номера также исчезает. В связи с этим полагают, что наблюдаемые отклонения в зависимости энергий удаления ионов из раствора связаны с влиянием ноля лигандов. Соответствующая поправка может достигать 5% от общей теплоты удаления иона из раствора. [c.194]

В то время как каждый из приведенных выше методов синтеза циклобутадиеновых комплексов дает возможность синтезировать лишь одно определенное вещество, недавно разработанный общий способ позволяет получать циклобутадиеновые производные различных переходных металлов [307—309, 490, 492]. Исследуя химические свойства трех гомологов дихлоротетрафе-нилциклобутадиенпалладия, Мейтлис с сотрудниками наблюдали, что эти комплексы способны обмениваться циклическими лигандами с другими переходными металлами, особенно в реакциях с карбонилами металлов [c.39]

Раскрытие общих закономерностей требует, наряду с накопление.м данных о зависимости удельной каталитической активности металлов от их положения в периодической системе, всестороннего экспериментального изучеиия хемосорбции на металлах с использованием всего набора физических методов исследования, а также развития более строгого теоретического анализа связи хемосорбционных свойств металлов, особенно переходных, с их электронной структурой. [c.139]

Несмотря на то что некоторые соединения переходных металлов со связью металл — углерод были известны с давних пор, лишь сравнительно недавно в результате многочисленных работ, последовавших за открытием ди-л-циклопентадиенилжелеза (ферроцена) (я-С5Н5)оРе, стало очевидным, что способность к образованию связей с углеродом является общим и весьма характерным свойством всех переходных металлов ii-группы. Эти металлы образуют самые разнообразные соединения с обычной о-связью металл—углерод, хотя бинарные алкильные или арильные соединения обычно и тер>лически, и химически менее устойчивы, чем комплексы с другими лигандами, особенно с лигандами, образующи.ми л-связи. Благодаря особым свойствам d-орбиталей переходные металлы взаимодействуют также с ненасыщенными углеводородами и их производными, образуя довольно необычные неклассические соединения, ранее не встречавшиеся ни в одной области хилшн. Синтезировано большое число самых разнообразных устойчивых соединений этого рода лабильные органические производные переходных металлов играют очень важную роль в каталитических превращениях олефинов, ацетиленов и их производных, особенно в реакциях присоединения окиси углерода и (или) водорода к ненасыщенным молекулам. [c.161]

Тетразамешенные гидразины, вообше не содержащие связей К—Н, существенно отличаются по многим свойствам от гидразинов друтих типов. Ярко выраженная зависимость свойств гидразинов от числа, положения и природы заместителей приводит к весьма большому разнообразию реакций соединений этого класса. В сущности, общими для всех гидразинов, вне зависимости от типа замещения, являются лишь свойства, связанные с наличием свободных электронных пар у соседних атомов азота способность функционировать как основания, способность к образованию комплексов с катионами переходных металлов и способность реагировать как сильные восстановители. Последняя особенность гидразинов, впрочем, не исключает возможности участия их в некоторых реакциях в качестве окислителей. [c.48]

Уже было показано, насколько важным является -характер и параметр решетки в качестве факторов, определяющих общую активность переходных металлов. Кроме того, рассматривались различные структурные особенности поверхности, которые определяют ее активность. Естественно возникает вопрос, какая имеется зависимость, если она вообще существует, между (-характером массивного металла и -характером грани кристалла, находящейся на поверхности. Несостоятельность предположения об идентичности объемных и поверхностных свойств уже была отмечена [16], но разумно допустить, что электронное взаимодействие между поверхност1)Ю и реагирующими молекулами будет зависеть от типа грани, на которой происходит это взаимодействие. По-видимому, -характер, или эквивалентное ему электронное свойство, которое зависит от числа ближайших соседей и поэтому влияет на гибридизацию связи, будет изме- [c.80]

Вероятно, более важными для экстракции, чем рассмотренные в предыдущем разделе минеральные кислоты, являются комплексные металлсодержащие кислоты, образуемые некоторыми переходными металлами с галогенидными или псевдогалогенидными ( N , S N и т. п.) ионами. Для этих кислот характерны все свойства простых сильных кислот, но в этом случае картина осложняется тем, что экстрагируемый комплекс должен быть образован в результате реакции катиона металла с соответствующим числом галогенид-ионов. Поэтому необходимы большие количества галогеноводородной кислоты, которая одновременно экстрагируется в органическую фазу. Это приводит к особенностям экстракционного поведения металла, обусловленным влиянием ионов, общих для обеих кислот (эффект общего иона ). [c.55]

Анализ этих данных выдвигает на первый план специфику акта образования комплексов мономера с активным центром [направление (а) реакции (146)], обязательного в системах Циглера—Натта, где координационная сфера переходного металла обычно не заполнена. При анионной и катионной полимеризации этот акт может совершенно отсутствовать, если соответствую-ш,ие противоионы координационно насыщены и связаны с лигандами, которые не могут быть вытеснены мономером. По-видимому именно в этом состоит причина особенно высокой стереоспецифичности катализаторов Циглера—Натта, так как роль конфигурации комплекса (6, 1П) как фактора, опреде.тяющего конечную структуру макромолекулы, весьма правдоподобна. В связи с этим большой интерес представляют эффекты, которые проявляются в соответствующих процессах полимеризации в присутствии электронодонорных агентов. Влияние агентов подобного рода на формирование структуры цепи в обычных ионных процессах рассмотрено в предыдущем параграфе. В системах Циглера-Натта основания Льюиса часто приводят к повышению стерео-специфичности катализатора, чему сопутствует уменьшение его общей активности. Как отсюда следует, электронодонор проявляет избирательность в актах комплексообразования и взаимодействует преимущественно с центрами реакции роста, отличающимися меньшей стереоспецифичностью, которая, очевидно, совпадает с их относительно более высокими электроноакцепторными свойствами или с большей пространственной доступностью. Конечный эффект указывает на большую роль непосредственного окружения активных центров при образовании комплексов (6, IV) определенной структуры. Известны системы, в которых присутствие полярных агентов вызывает инверсию стереорегулярности образующегося полимера. Один из многих примеров — полимеризация бутадиена под действием катализатора на основе хлористого кобальта и диэтилалюминийхлорида. Эта гомогенная си- [c.257]

Классификация металлов. в соответствии с их положением в Периодической системе основана на особенностях структуры валентных электронных орбиталей изолированных атомов. В соответствии с этим признаком металлы подразделяются на две большие группы простые и переходные. Первые образуют А-подгруплы в каждой из групп таблицы Д. И. Менделеева, вторые — В-подгруп-пы. Эта классификация является общей и не отражает всего многообразия свойств металлов. [c.366]