d-Элементы
Страница 1

К d-элементам относят те элементы, атомы которых содержат валентные электроны на (n – 1)d ns-уровнях и составляют побочные (IIIВ–VIIВ, IВ, IIВ) подгруппы, занимая промежуточное положение между типичными s-металлами (IА, IIА) и p-элементами. Из 109 элементов периодической системы 37 относятся к d-элементам; из них последние 7 радиоактивны и входят в незавершенный седьмой период. Электронное строение атомов d-элементов определяет их химические свойства. 3d-Элементы по химическим свойствам существенно отличаются от 4d- и 5d-элементов. При этом элементы IVВ–VIIВ подгрупп очень схожи по многим химическим свойствам. Это сходство обусловлено лантаноидным сжатием, которое из-за монотонного уменьшения радиусов при заполнении 4f-орбиталей приводит к практическому совпадению радиусов циркония и гафния, ниобия и тантала, молибдена и вольфрама, технеция и рения. Элементы этих пар очень близки по физическим и особенно по химическим свойствам; первые шесть элементов встречаются в одних рудных месторождениях, трудно разделяются; их иногда называют элементами-близнецами.

Атомы d-элементов характеризуются общей электронной формулой (n – 1)d1–10ns0–2. Некоторые из тяжелых d-элементов не являются полными электронными аналогами. В табл. 8.10 приведены электронные формулы всех d-элементов и возможные степени окисления, проявляемые ими. Увеличение числа электронов иногда сопровождается немонотонностью заселения d-орбиталей. Это обусловлено сближением энергий (n – 1)d- и ns-орбиталей и усилением межэлектронного взаимодействия к концу периода.

Группы и электронные формулы 3d–6d-элементов, характерные степени окисления

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

VIIIB

IB

IIB

Sc3d14s23

Ti3d24s22, 3, 4

V3d34s22, 3, 4, 5

Cr3d54s11, 2, 3, 4, 5, 6

Mn3d54s22, 3, 4, 5, 6, 7

Fe3d64s22, 3, 4, 5, 6

Co3d74s22, 3, 4

Ni3d84s22, 3, 4

Cu3d104s11, 2, 3

Zn3d104s22

Y4d15s23

Zr4d25s23, 4

Nb4d45s13, 4, 5

Mo4d55s12, 3, 4, 5, 6

Tc4d55s22, 3, 4, 5, 6, 7

Ru4d75s11–8

Rh4d85s11–6

Pd4d105s02–5

Ag4d105s11, 2

Cd4d105s22

La5d16s23

Hf5d26s23, 4

Ta5d36s23, 4, 5

W5d46s2–

Re5d56s22, 3, 4, 5, 6, 7

Os5d66s21–8

Ir5d76s21–6

Pt5d96s12–6

Au5d106s11, 3, 5

Hg5d106s21, 2

Ac6d17s23

Rf6d27s2–

Db6d37s2–

Sg6d47s2–

Bh6d57s2–

Hn6d67s2–

Mt6d77s2–

Таблица 8.10

Электронные формулы и типичные степени окисления d-элементов.

Страницы: 1 2 3 4