Група 10 періодичної системи елементів

Підгрупа нікелю — хімічні елементи 10-ї групи періодичної таблиці хімічних елементів (за застарілою класифікацією — елементи побічної підгрупи VIII групи)[1]. У групу входять нікель Ni, паладій Pd і платина Pt. На підставі електронної конфігурації атома до цієї ж групи належить і елемент дармштадтій Ds, штучно синтезований 9 листопада 1994 року в Центрі досліджень важких іонів (нім. Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI), Дармштадт, С. Хофман, В. Нінов, Ф. П. Хессбергером, П. Армбрустером, Х. Фолгером, Г. Мюнценбергом, Х. Шоттом та іншими.[2] Новий елемент було отримано у реакції злиття атомів нікелю і свинцю у результаті бомбардування свинцевої мішені іонами нікелю, прискореними у прискорювачі іонів UNILAC у GSI.

H He
LiBe BCNOFNe
NaMg AlSiPSClAr
KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBa*HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRa**RfDbSgBhHsMtDsRgCnUutFlUupUuhUusUuo
 
 *LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
 **AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr
Група 10 періодичної таблиці

Властивості

Два елементи групи — паладій і платина — відносяться до сімейства платинових металів. Як і в інших групах, члени 10 групи елементів проявляють закономірності електронної конфігурації, особливо зовнішніх оболонок, внаслідок чого у елементів цієї групи проявляється подібність фізичних властивостей і хімічного поведінки:

Деякі властивості елементів 10 групи

Атомний
номер		Хімічний
елемент		Електронна
оболонка		Атомний
радіус,
нм		 p,
г/см³		t пл ,
°C		t кип ,
°C		ЕО
28нікель2, 8, 16, 20,1248,9145327301,91
46паладій2, 8, 18, 180,13712,0155429372,20
78платина2, 8, 18, 32, 17, 10,13921,4176938002,28
110дармштадтій2, 8, 18, 32, 32, 17, 1

Метали 10 групи мають колір від білого до світло-сірого та сильно блищать, володіють стійкістю до потьмяніння (окиснення) при нормальних умовах, дуже ковкі, мають ступінь окиснення від +2 до +4, а при спеціальних умовах +1. Існування стану +3 дискутується, оскільки такий стан може бути ілюзорним, створеним станами +2 і +4. Теорія припускає, що метали групи 10 можуть за певних умов мати ступінь окиснення +6, але це ще належить довести остаточно в лабораторних дослідах.

Історія

Нікель (англ., франц. та нім. Nickel) відкрито у 1751 році. Однак задовго до цього саксонські гірники добре знали руду, яка зовні схожа на мідну руду і застосовувалася у скловарінні для фарбування шкла у зелений колір. Паладій відкрито англійським хіміком Вільямом Волластоном (William Hyde Wollaston) у 1803 році. Волластон виділив його з платинової руди, привезеної з Південної Америки. Платина була невідома e Європі до XVIII століття. Вперше у чистому вигляді з руд платина була отримана англійським хіміком В. Волластоном у 1803 році. У Новому Світі платина відома з найдавніших часів. Про існування білого металу з Південної Америки писав ще в 1557 італійський учений Ю. Скалігер, проте вперше дав досить докладний опис платини (назву якої можна перекласти як «погане срібло»), зазначивши її виняткову тугоплавкість і трудність виділення з порід іспанський вчений, адмірал Антоніо де Ульоа у 1742 році. У більших кількостях платина вивезена з Америки першими конкістадорами на початку XVIII ст. Тривалий час платина не знаходила застосування. В середині XVIII сторіччя фальшивомонетники виявили, що платина досить легко сплавляється із золотом і сплав майже не відрізняється від золота за густиною. Іспанський уряд заборонив спочатку ввезення платини до країни, а потім і її видобуток у іспанських колоніях Південної Америки: відділений від золота та срібла метал належало топити у глибоких місцях річки.

Поширення у природі та біосфері

Нікель досить поширений у природі — його масовий вміст у земній корі становить близько 0,01%. У земній корі зустрічається тільки у зв'язаному вигляді, у залізних метеоритах міститься самородний нікель (до 8%). Паладій — один з найбільш рідкісних елементів, його середня концентрація у земній корі 1 ×10-6% за масою. Платина теж один із найрідкісніших елементів, його середня концентрація у земній корі 5 ×10-7% за масою. Обидва метали зустрічаються у самородному вигляді, у вигляді сплавів і сполук.

Нікель належить до числа мікроелементів, необхідних для нормального розвитку живих організмів. Відомо, що нікель бере участь у ферментативних реакціях у тварин і рослин. В організмі тварин він накопичується в ороговілих тканинах, особливо у пір'ї. Підвищений вміст нікелю у ґрунтах призводять до ендемічним захворюванням — у рослин з'являються потворні форми, у тварин — захворювання очей, пов'язані з накопиченням нікелю у рогівці.

Застосування

Нікель є основою більшості суперсплавів — жароміцних матеріалів, що застосовуються в аерокосмічній промисловості для деталей силових установок. Нікелювання — створення нікелевого покриття на поверхні іншого металу з метою захисту його від корозії. Виробництво залізо-нікелевих, нікель-кадмієвих, нікель-цинкових, нікель-водневих акумуляторів. Нікель широко застосовується при виробництві монет у багатьох країнах.[3] Також нікель використовується для виробництва обмотки струн музичних інструментів.

Паладій часто застосовується як каталізатор, в основному у процесі гідрогенізації жирів і крекінгу нафти. Паладій і сплави паладію використовується в електроніці — для покриттів, стійких до дії сульфідів (перевага перед сріблом). Покриття з паладію застосовуються для нанесення на електричні контакти для запобігання іскріння. Банк Росії карбував з паладію пам'ятні монети в дуже обмеженій кількості.[4] У деяких країнах незначна кількість паладію використовується для отримання цитостатичних препаратів — у вигляді комплексних сполук, аналогічно цис-платині.

Платина застосовується як каталізатор (найчастіше у сплаві з родієм, а також у вигляді платинової черні — тонкого порошку платини, який одержують відновленням її зі сполук). Платина застосовується у ювелірній і зуболікарській справі, а також у медицині. Платина та її сплави широко використовуються для виробництва ювелірних виробів. Щорічно світова ювелірна промисловість споживає близько 50 тонн платини. Платина, золото і срібло — основні метали, що виконують монетарну функцію. Однак платину стали використовувати для виготовлення монет на кілька тисячоліть пізніше золота і срібла. Перші у світі платинові монети були випущені і перебували в обігу у Російської імперії з 1828 по 1845 рік. Платинові монети, що випускаються різними країнами нині є інвестиційними монетами.

Фотографії
  • Шматок нікелю розміром близько 3 см. Сірувато-глянцевий метал.
  • Кристал паладію. Сріблясто-білий м'який в'язкий ковкий метал.
  • Кристали чистої платини. Важкий, м'який сріблясто-білий метал.

Див. також

Примітки
  1. Таблиця Менделєєва Архівовано 17 травня 2008 у Wayback Machine. на сайті ІЮПАК
  2. S. Hofmann et al. Production and decay of 269 110 // Zeitschrift für Physik A. — 1995.
  3. З чого роблять монети?. Архів оригіналу за 13 грудня 2010. Процитовано 21 січня 2013.
  4. Див, наприклад, новина на сайті Ощадбанку Архівовано 29 травня 2007 у Wayback Machine.

Література
  • Ахметов Н. С. Загальна та неорганічна хімія. — М. : Вища школа, 2001. — ISBN 5-06-003363-5.
  • Лідин Р. А. Довідник із загальної та неорганічної хімії. — М. : колоси, 2008. — ISBN 978-5-9532-0465-1.
  • Некрасов Б. В. Основи загальної хімії. — М. : Лань, 2004. — ISBN 5-8114-0501-4.
  • Спіцин В. І., Мартиненко Л. І. Неорганічна хімія. — М. : МДУ, 1991, 1994.
  • Турова Н. Я. Неорганічна хімія в таблицях. Навчальний посібник. — М. : ЧеРо, 2002. — ISBN 5-88711-168-2.
  • Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford:Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9
  • F. Albert Cotton, Carlos A. Murillo, and Manfred Bochmann, (1999), Advanced inorganic chemistry. (6th ed.), New York:Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
  • Housecroft, C. E. Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall, ISBN 978-0-13-175553-6
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.