Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Группа 6 в периодической таблице
ВодородГелий
ЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеон
НатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргон
КалийКальцийСкандийТитанВанадийХромМарганецУтюгКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптон
РубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийБанкаСурьмаТеллурЙодКсенон
ЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоМеркурий (элемент)ТаллийВестиВисмутПолонийАстатинРадон
ФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклиумКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБориумКалийМейтнерийДармштадтиумРентгенийКопернициумNihoniumФлеровийМосковиумЛиверморийTennessineОганессон
группа 5 ←   → группа 7
Номер группы ИЮПАК6
Имя по элементугруппа хрома
Номер группы CAS
(США, образец ABA)
VIB
старый номер IUPAC
(Европа, образец AB)
ЧЕРЕЗ
↓  Период
4
Хром (Cr)
24 Переходный металл
5
Молибден (Mo)
42 Переходный металл
6
Вольфрам (Вт)
74 Переходный металл
7Сиборгий (Sg)
106 Переходный металл

Легенда

изначальный элемент
синтетический элемент
Цвет атомного номера:
черный = сплошной
  • v
  • т
  • е

Группа 6 , пронумерованы IUPAC стиле, представляет собой группу элементов в периодической таблице . Его членами являются хром (Cr), молибден (Mo), вольфрам (W) и сиборгий (Sg). Это все переходные металлы, а хром, молибден и вольфрам - тугоплавкие металлы .

Электронно- электронная конфигурация этих элементов не следует единой тенденции, хотя самые внешние оболочки действительно коррелируют с тенденциями в химическом поведении:

ZЭлементКоличество электронов / оболочка
24хром2, 8, 13, 1
42молибден2, 8, 18, 13, 1
74вольфрам2, 8, 18, 32, 12, 2
106сиборгий2, 8, 18, 32, 32, 12, 2

«Группа 6» - это новое название этой группы ИЮПАК; старое название было " группа VIB " в старой системе США (CAS) или " группа VIA " в европейской системе (старая IUPAC). Группу 6 не следует путать с группой со скрещенными названиями групп в старом стиле либо VIA (система США, CAS), либо VIB (европейская система, старая система IUPAC). Эта группа теперь называется группой 16 .

История [ править ]

Красный цвет рубинов обусловлен небольшим количеством хрома (III).

Открытия [ править ]

Впервые о хроме было сообщено 26 июля 1761 года, когда Иоганн Готтлоб Леманн нашел оранжево-красный минерал в Берёзовских рудниках на Уральских горах в России , который он назвал «сибирский красный свинец», который был обнаружен менее чем за 10 лет. быть ярко- желтым пигментом. [1] Минерал был ошибочно идентифицирован как соединение свинца с селеном и железом , но это был крокоит с формулой PbCrO 4 . [1] Изучение минерала в 1797 году, Воклен производства триоксид хромапутем смешивания крокоита с соляной кислотой и металлического хрома путем нагревания оксида в угольной печи год спустя. [2] Он также смог обнаружить следы хрома в драгоценных камнях , таких как рубин или изумруд . [1] [3]

Молибденит - основная руда, из которой в настоящее время извлекается молибден, - ранее был известен как молибден, который путали с графитом и часто использовали его . Как и графит, молибденит можно использовать для чернения поверхности или в качестве твердой смазки. [4] Даже когда молибден можно было отличить от графита, его все еще путали с галенитом (обычная свинцовая руда), которая получила свое название от древнегреческого Μόλυβδος molybdos , что означает свинец . [5] Только в 1778 году шведский химик Карл Вильгельм Шееле понял, что молибдена не является ни графитом, ни свинцом. [6][7] Затем он и другие химики правильно предположили, что это была руда отдельного нового элемента, названного молибденом в честь минерала, в котором он был обнаружен. Питер Якоб Хьельм успешно выделил молибден с помощью угля и льняного масла в 1781 году. [5] [8]

Что касается вольфрама, то в 1781 году Карл Вильгельм Шееле обнаружил, что новая кислота , вольфрамовая кислота , может быть получена из шеелита (в то время называемого вольфрамом). Шееле и Торберн Бергман предположили, что можно получить новый металл, восстановив эту кислоту. [9] В 1783 году Хосе и Фаусто Эльхуяр обнаружили кислоту, сделанную из вольфрамита, которая была идентична вольфрамовой кислоте. Позже в том же году в Испании братьям удалось выделить вольфрам путем восстановления этой кислоты древесным углем , и им приписывают открытие этого элемента. [10] [11]

Сиборгий был впервые произведен группой ученых под руководством Альберта Гиорсо, который работал в лаборатории Лоуренса Беркли в Беркли, Калифорния, в 1974 году. Они создали сиборгий, бомбардируя атомы калифорния-249 ионами кислорода-18 до тех пор, пока не был получен сиборгий-263. .

Историческое развитие и использование [ править ]

В течение 1800-х годов хром в основном использовался в составе красок и дубильных солей. Сначала основным источником был крокоит из России , но в 1827 году близ Балтимора , США, было обнаружено более крупное месторождение хромита . Это сделало Соединенные Штаты крупнейшим производителем хромовых продукции до 1848 года , когда крупные месторождения хромитов , где находятся рядом Бурсы , Турция . [12] Хром использовался для гальваники еще в 1848 году, но широкое распространение это использование получило только после разработки усовершенствованного процесса в 1924 году. [13]

В течение примерно столетия после его выделения молибден не использовался в промышленности из-за его относительной редкости, сложности извлечения чистого металла и незрелости металлургической области. [14] [15] [16] Сплавы из ранних молибденовых сталей показали большие перспективы в связи с их повышенной твердостью, но усилиям препятствовали противоречивые результаты и тенденция к хрупкости и рекристаллизации. В 1906 году Уильям Д. Кулидж подал патент на придание молибдена пластичности , что привело к его использованию в качестве нагревательного элемента для высокотемпературных печей и в качестве опоры для ламп накаливания с вольфрамовой нитью; образование и разложение оксида требует, чтобы молибден был физически изолирован или содержался в инертном газе. В 1913 году Фрэнк Э. Элморразработал процесс флотации для извлечения молибденита из руд; флотация остается основным процессом изоляции. Во время Первой мировой войны спрос на молибден резко вырос; он использовался как для изготовления брони, так и как заменитель вольфрама в быстрорежущих сталях . Некоторые британские танки были защищены обшивкой из марганцевой стали толщиной 75 мм (3 дюйма), но это оказалось неэффективным. Пластины из марганцевой стали были заменены на покрытие из молибденовой стали толщиной 25 мм (1 дюйм), обеспечивающее более высокую скорость, большую маневренность и лучшую защиту. [5] После войны спрос резко упал до тех пор, пока достижения в области металлургии не позволили широко разрабатывать приложения мирного времени. ВВо время Второй мировой войны молибден снова приобрел стратегическое значение как заменитель вольфрама в стальных сплавах. [17]

Во время Второй мировой войны вольфрам играл важную роль в политических сделках. Португалия , как главный европейский источник этого элемента, находилась под давлением с обеих сторон из-за ее залежей вольфрамитовой руды в Панаскейре . Устойчивость вольфрама к высоким температурам и его упрочнение сплавов сделали его важным сырьем для военной промышленности. [18]

Химия [ править ]

В отличие от других групп, члены этого семейства не показывают закономерностей в своей электронной конфигурации , поскольку два более легких члена группы являются исключениями из принципа Ауфбау :

ZЭлементЧисленная модель Бора
24хром2, 8, 13, 1
42молибден2, 8, 18, 13, 1
74вольфрам2, 8, 18, 32, 12, 2
106сиборгий2, 8, 18, 32, 32, 12, 2

Большая часть химии наблюдалась только у первых трех членов группы. Химический состав сиборгия не очень хорошо изучен, поэтому остальная часть раздела посвящена только его верхним соседям в периодической таблице . Элементы в группе, как и элементы групп 7-11, имеют высокие температуры плавления и образуют летучие соединения в более высоких степенях окисления . Все элементы группы - относительно инертные металлы с высокими температурами плавления (1907 ° C, 2477 ° C, 3422 ° C); у вольфрама самый высокий из всех металлов. Металлы образуют соединения в различных степенях окисления: хром образует соединения во всех состояниях от -2 до +6: [19] пентакарбонилхромат динатрия, декаарбонилдихромат динатрия, бис (бензол) хром, Трикалии pentanitrocyanochromate, хром (II) , хлорид , хром (III) , оксид , хром (IV) , хлорид , tetraperoxochromate калия (V) и хром (VI) диоксид дихлорид ; то же самое верно и для молибдена и вольфрама, но стабильность состояния +6 растет вниз по группе. [19] В зависимости от степени окисления соединения бывают основными, амфотерными или кислотными; кислотность растет с увеличением степени окисления металла.

Возникновение [ править ]

Сиборгий не встречается в природе, а производится в лаборатории.

Производство [ править ]

Меры предосторожности [ править ]

Вольфрам не играет известной биологической роли в организме человека. Высокая радиоактивность сиборгия делает его токсичным элементом из-за радиационного отравления.

Приложения [ править ]

  • Сплавы [20]
  • Катализаторы
  • Высокотемпературные и огнеупорные изделия, такие как сварочные электроды и компоненты печей.
  • Металлургия, иногда используется в реактивных двигателях и газовых турбинах. [21]
  • Красители и пигменты
  • Дубление
  • твердые материалы

Биологические явления [ править ]

Группа 6 примечательна тем, что она содержит некоторые из единственных элементов в периодах 5 и 6 с известной ролью в биологической химии живых организмов: молибден является обычным в ферментах многих организмов, а вольфрам был идентифицирован в аналогичной роли в ферментах. от некоторых архей , например Pyrococcus furiosus . В отличие от этого, что необычно для переходного металла с d-блоком первого ряда, хром, по-видимому, играет несколько биологических ролей, хотя считается, что он является частью фермента метаболизма глюкозы у некоторых млекопитающих.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c Гертин, Жак; Джейкобс, Джеймс Алан; Авакян, Синтия П. (2005). Справочник по хрому (VI) . CRC Press. С. 7–11. ISBN 978-1-56670-608-7.
  2. ^ Воклен, Луи Николя (1798). «Воспоминания о новой металлической кислоте, которая существует в красном свинце Сибири» . Журнал естественной философии, химии и искусства . 3 : 146.
  3. ^ ван дер Крогт, Питер. «Хром» . Проверено 24 августа 2008 .
  4. Перейти ↑ Lansdown, AR (1999). Смазка дисульфидом молибдена . Трибология и интерфейсная инженерия . 35 . Эльзевир. ISBN 978-0-444-50032-8.
  5. ^ a b c Эмсли, Джон (2001). Строительные блоки природы . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. С. 262–266. ISBN 0-19-850341-5.
  6. ^ Ганьон, Стив. «Молибден» . Джефферсон Сайенс Ассошиэйтс, ООО . Проверено 6 мая 2007 .
  7. ^ Шееле, CWK (1779). "Versuche mit Wasserbley; Molybdaena" . Свенска-Ветенск. Academ. Хендлингар . 40 : 238.
  8. ^ Hjelm, PJ (1788). "Versuche mit Molybdäna, und Reduction der selben Erde" . Свенска-Ветенск. Academ. Хендлингар . 49 : 268.
  9. Перейти ↑ Saunders, Nigel (февраль 2004 г.). Вольфрам и элементы 3-7 групп (Периодическая таблица) . Чикаго, Иллинойс : Библиотека Хайнеманна. ISBN 1-4034-3518-9.
  10. ^ "Информационный бюллетень ITIA" (PDF) . Международная ассоциация вольфрамовой промышленности. Июнь 2005. Архивировано из оригинального (PDF) 21.07.2011 . Проверено 18 июня 2008 .
  11. ^ "Информационный бюллетень ITIA" (PDF) . Международная ассоциация вольфрамовой промышленности. Декабрь 2005. Архивировано из оригинального (PDF) 21.07.2011 . Проверено 18 июня 2008 .
  12. ^ Национальный исследовательский совет (США). Комитет по биологическому воздействию атмосферных загрязнителей (1974). Хром . Национальная академия наук. п. 155. ISBN 978-0-309-02217-0.
  13. ^ Деннис, JK; Такой, Т.Е. (1993). «История хромирования». Покрытие никелем и хромом . Издательство Вудхед. С. 9–12. ISBN 978-1-85573-081-6.
  14. ^ Хойт, Сэмюэл Лесли (1921). Металлография, Том 2 . Макгроу-Хилл.
  15. ^ Крупп, Альфред; Вильдбергер, Андреас (1888). Металлические сплавы: практическое руководство по производству всех видов сплавов, амальгам и припоев, используемых металлургов ... с приложением по окраске сплавов . HC Baird & Co. стр. 60.
  16. Перейти ↑ Gupta, CK (1992). Добывающая металлургия молибдена . CRC Press. ISBN 978-0-8493-4758-0.
  17. ^ Millholland, Рэй (август 1941). «Битва миллиардов: американская промышленность мобилизует машины, материалы и людей для такой большой работы, как рытье 40 Панамских каналов за один год». Популярная наука . п. 61.
  18. ^ Стивенс, Дональд Г. (1999). «Экономическая война Второй мировой войны: Соединенные Штаты, Великобритания и португальский Вольфрам» . Историк . Questia . 61 (3): 539–556. DOI : 10.1111 / j.1540-6563.1999.tb01036.x . Внешняя ссылка в |publisher=( помощь )
  19. ^ а б Шмидт, Макс (1968). «VI. Небенгруп». Anorganische Chemie II (на немецком языке). Wissenschaftsverlag. С. 119–127.
  20. ^ «Молибден» . AZoM.com Pty. Limited. 2007 . Проверено 6 мая 2007 .
  21. ^ Bhadeshia, HKDH "Суперсплавы на основе никеля" . Кембриджский университет. Архивировано из оригинала на 2006-08-25 . Проверено 17 февраля 2009 .

См. Также [ править ]