d-елементів та їх сполук
1. Загальна характеристика d-елементів
В
До d-блоку належать 32 елемента періодичної системи. d-Елементи входять до 4-7-й великі періоди. У атомів ІІІб-групи з'являється перший електрон на d-орбіталі. У наступних Б-групах відбувається заповнення d-підрівня до 10 електронів (звідси назва d-елементи). Будова зовнішніх електронних оболонок атомів d-блоку описується загальною формулою (n-1) d a ns b , де а = 1-10, b = 1-2.
Особливістю елементів цих періодів є непропорційно повільне зростання атомного радіусу зі зростанням числа електронів. Таке відносно повільне зміна радіусів пояснюється так званим лантаноидному стисненням внаслідок проникнення ns-електронів під d-електронний шар. У результаті спостерігається незначна зміна атомних і хімічних властивостей d-елементів із збільшенням атомного номера. Подібність хімічних властивостей проявляється в характерній особливості d-елементів утворювати комплексні сполуки з різноманітними лігандами. br/>В
Важливою властивістю d-елементів є мінлива валентність і, відповідно, різноманітність ступенів окислення. Ця особливість пов'язана головним чином з незавершеністю предвнешнего d-електронного шару (крім елементів IБ-і IIБ-груп). Можливість існування d-елементів в різних ступенях окислення визначає широкий діапазон окислювально-відновних властивостей елементів. У нижчих ступенях окислення d-елементи проявляють властивості металів. Із збільшенням атомного номера в групах Б металеві властивості закономірно зменшуються. br/>В
У розчинах кисневовмісні аніони d-елементів з вищим ступенем окислення виявляють кислотні та окисні властивості. Катіонні форми нижчих ступенів окислення характеризуються основними і відновними властивостями. p align="justify"> d-елементи у проміжній ступеня окислення виявляють амфотерні властивості. Ці закономірності можна розглянути на прикладі сполук молібдену:
З зміною властивостей змінюється забарвлення комплексів молібдену в різних ступенях окислення (VI - II):
В
У періоді зі збільшенням заряду ядра спостерігається зменшення стійкості сполук елементів у вищих ступенях окислення. Паралельно зростають окислювально-відновні потенціали цих сполук. Найбільша окислювальна здатність спостерігається у феррат-іонів і перманганат-іонів. Слід зазначити, що у d-елементів при наростанні відносної електронегативності посилюються кислотні та неметалеві властивості. p align="justify"> З збільшенням стійкості сполук при русі зверху вниз в Б-групах одночасно зменшуються їх окислювальні властивості.
Можна припустити, що в ході біологічної еволюції відбиралися з'єднання елементів в проміжних ступенях окислення, які характеризуються м'якими окислювально-відновні властивості. Переваги такого відбору очевидні: вони сприяють плавному протіканню біохімічних реакцій. Зменшення ОВ потенціалу створює передумови для більш тонкої В«регулюванняВ» біологічних процесів, що забезпечує виграш енергії. Функціонування організму стає менш енергоємним, а значить більш економічним по споживанню харчових продуктів. p align="justify"> З точки зору еволюції для організму стає виправданим існування d-елементів у нижчих ступенях окислення. Відомо, що іони Мn 2 + , Fе 2 + , Зі 2 + за фізіологічних умов не є сильними відновниками, а іони Сu 2 + і Fе 2 + практично не проявляють в організмі відновлювальних властивостей. Додаткове зниження реакційної здатності відбувається при взаємодії цих іонів з біоорганічними лігандами.
Може здатися, що вищесказаного суперечить важлива роль біоорганічних комплексів молібдену (V) і (VI) в різних організмах. Однак і це узгоджується із загальною закономірністю. Незважаючи на вищу ступінь окислення такі сполуки виявляють слабкі окислювальні властивості. p align="justify"> Необхідно відзначити високі комплексоутворюючі здібності d-елементів, які зазвичай значно вища, ніж у s-і p-елементів. Це перш за все пояснюється можливостями d-елементів бути як донорами, так і акцепторами пари електронів, що утворюють координаційну сполуку. p align="justify"> У разі гидроксокомплекса хрому [Сr (ОН) 6 ] 3 - іон металу є ак...
