Неорганическая химия. Часть 2. Химия элементов и их соединений. Николаева Р.Б - 87 стр.

UptoLike

87
соответствии с конфигурацией
1
s, но для них более характерны другие: для Cu - (+2), а
для Au (как и для Cr) - (+3).
Также получены (но неустойчивы) соединения Ag(II и III), Cu(III), Au(V и VII).
Таким образом, подгруппа меди составляет исключение из правила: максимально
возможная, т.е.
высшая ст.ок. элемента равна номеру группы, – которому
подчиняются остальные d-металлы (а также s- и p-элементы).
Причем, устойчивость d-металлов в
высшей степени окисления в периодах слева
направо
снижается (как и для элементов главных подгрупп). Это тоже обусловлено
увеличением Z ядра и уменьшением r атома
1
(d-сжатие).
Как следствие растут величины
1
I и значения суммы потенциалов ионизации при
снятии соответсвующего числа электронов с s- и d-орбиталей. Отметим, что особенно
резко
1
I повышается при переходе к Mn и к Zn (за счет устойчивости их конфигураций:
52
ds,
102
ds соответственно).
В подгруппах d-элементов сверху вниз значение орбитального радиуса атомов
увеличивается, но
не резко из-за эффектов d- и f-сжатий (а при переходе от Zr к Hf
даже
уменьшается). Вследствие чего, величина
1
I от первой декады к третьей растет,
а ко второйчаще
2
снижается, но ненамного.
Однако при снятии электронов с
d-орбиталей потенциалы ионизации
уменьшаются, поскольку с ростом номера периода растет степень
экранирования ядра
нижележащими
d-электронами (сравните значения
3
I в табл 13).
Действием данного фактора, а также ростом стремления атомов к более
высокой
координации, объясняется повышение устойчивости элементов в
высших ст.ок. в
d-подгруппах. (В отличие от главных подгрупп, в которых определяющее влияние
чаще оказывает вторичная периодичность).
Исключение составляет только ртуть, для которой, в отличие от Zn и Cd,
характерна ст.ок. (+1), но лишь при образовании
кластеров
3
, т.е. веществ, в которых
имеет место связь «металл-металл» [1].
Отметим, что d-элементы середины декад от V до VIII групп за счет значительного
количества неспаренных электронов проявляют большее разнообразие ст.ок., чем
остальные d-металлы.
Отрицательная ст.ок. для d-элементов не характерна, но реализуется, например, в
соединениях с активными М: AlNi, CsAu и т.п.
Нахождение в природе
В подгруппах сверху вниз содержание d-элементов в земной коре снижается.
Исключение составляют лишь скандий (которого в 2,5 раза меньше, чем иттрия) и
технецийон обнаружен в следовых количествах, в то время как кларк рения
9
10
%.
(Столько же в природе иридия.)
Больше всего из d-элементов на Земле железа (1,5%) и титана (0,2%),
сравнительно много также марганца, никеля, меди (по
2
103
%), цинка, кобальта (по
%10
2
), ванадия и хрома (по
%105
3
). Аналоги титана, ванадия и хрома относятся к
среднераспространенным (%1010
53
), содержание остальных d-металловнебольшое
(%1010
76
).
1
По некоторым литературным данным величина орбитального радиуса атома возрастает лишь при перехо-
дах от ванадия к хрому (имеющего конфигурацию d
5
s
1
) и от никеля к меди (d
10
s
1
).
2
Значение I
1
при переходе от первой декады ко второйувеличивается в IV, V, VI подгруппах и подгруппе
никеля.
3
Кластер в переводе с английского означает «группировка» или «рой».