Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для группы VIIA ( CAS ), также называемой «Группа 7», см. Галоген .
Группа 7 в периодической таблице
ВодородГелий
ЛитийБериллийБорУглеродАзотКислородФторНеон
НатрийМагнийАлюминийКремнийФосфорСераХлорАргон
КалийКальцийСкандийТитанаВанадийХромМарганецУтюгКобальтНикельМедьЦинкГаллийГерманийМышьякСеленБромКриптон
РубидийСтронцийИттрийЦирконийНиобийМолибденТехнецийРутенийРодийПалладийСереброКадмийИндийБанкаСурьмаТеллурЙодКсенон
ЦезийБарийЛантанЦерийПразеодимНеодимПрометийСамарийЕвропийГадолинийТербийДиспрозийГольмийЭрбийТулийИттербийЛютецийГафнийТанталВольфрамРенийОсмийИридийПлатинаЗолотоМеркурий (элемент)ТаллийВестиВисмутПолонийАстатинРадон
ФранцийРадийАктинийТорийПротактинийУранНептунийПлутонийАмерицийКюрийБерклиумКалифорнийЭйнштейнийФермийМенделевийНобелийЛоуренсийРезерфордийДубнийСиборгийБориумКалийМейтнерийДармштадтиумРентгенийКопернициумНихонийФлеровийМосковиумЛиверморийTennessineОганессон
группа 6 ←   → группа 8
Номер группы ИЮПАК7
Имя по элементугруппа марганца
Номер группы CAS
(США, образец ABA)
VIIB
старый номер IUPAC
(Европа, образец AB)
VIIA
↓  Период
4
Марганец (Mn)
25 Переходный металл
5Технеций (Tc)
43 Переходный металл
6
Рений (Re)
75 Переходный металл
7Бориум (Bh)
107 Переходный металл

Легенда

изначальный элемент
элемент в результате радиоактивного распада
синтетический элемент
Цвет атомного номера:
черный = сплошной
  • v
  • т
  • е

Группа 7 , пронумерованная номенклатурой ИЮПАК , представляет собой группу элементов в периодической таблице . Это марганец (Mn), технеций (Tc), рений (Re) и борий (Bh). Все известные элементы 7 группы - переходные металлы.

Как и другие группы, члены этого семейства демонстрируют закономерности в своих электронных конфигурациях , особенно на внешних оболочках, что приводит к тенденциям в химическом поведении.

Химия [ править ]

ZЭлементКол-во электронов / оболочка
25марганец2, 8, 13, 2
43 годтехнеций2, 8, 18, 13, 2
75рений2, 8, 18, 32, 13, 2
107бориум2, 8, 18, 32, 32, 13, 2

Бориум не был выделен в чистом виде.

История [ править ]

Смотрите также: Технеций § Поиск элемента 43

Марганец был открыт намного раньше других элементов 7-й группы из-за его гораздо большего количества в природе. В то время как Йохану Готлибу Гану приписывают выделение марганца в 1774 году, Игнатий Кайм сообщил о своем производстве марганца в своей диссертации в 1771 году [1].

Группа 7 содержит два естественных переходных металла, открытых последними: технеций и рений. Рений был открыт, когда Масатака Огава обнаружил в торианите то , что он считал элементом 43 , но это было отклонено; Недавние исследования HK Yoshihara предполагают, что вместо этого он открыл рений, но в то время этот факт не осознавался. Уолтер Ноддак , Отто Берг и Ида Таке были первыми, кто окончательно идентифицировал рений; [2] считалось, что они также открыли элемент 43, но, поскольку эксперимент не мог быть воспроизведен, он был отклонен. Технеций был официально открыт в декабре 1936 года Карло Перье и Эмилио Сегре., открывшие Технеций-95 и Технеций-97 . Борий был обнаружен в 1981 году командой во главе с Питером Армбрустера и Готфрида Münzenburg бомбардируя висмут-209 с хромом-54 .

Происшествие [ править ]

Марганец - единственный распространенный элемент 7-й группы, занимающий пятое место среди металлов в земной коре. Чаще всего встречается в виде диоксида марганца или карбоната марганца. [1] В 2007 году было добыто 11 миллионов метрических тонн марганца.

Все остальные элементы либо невероятно редки на Земле (технеций, рений), либо полностью синтетические (борий). Хотя рений встречается в природе, это один из самых редких металлов, содержание рения в земной коре составляет примерно 0,001 частей на миллион. [2] В отличие от марганца, было добыто только 40-50 метрических тонн рения. Технеций встречается в природе только в следовых количествах как продукт спонтанного деления ; почти все производится в лабораториях. Борий производят только в ядерных реакторах и никогда не выделяли в чистом виде.

Производство [ править ]

Марганец

В 2007 году было добыто 11 миллионов тонн марганца. [ необходима цитата ]

Технеций Технеций был создан путем бомбардировки атомов молибдена дейтронами, которые были ускорены устройством, называемым циклотроном. Иногда его можно найти в природе, но не в большом количестве.Рений

Бориум

Бориум - синтетический элемент, не встречающийся в природе. Было создано очень мало атомов, но из-за его радиоактивности были проведены лишь ограниченные исследования.

Приложения [ править ]

Структура лицевого изомера M (R-bpy) (CO) 3 X, где M = Mn, Re; X = Cl, Br; R-bpy = 4,4'-дизамещенный-2,2'-бипиридин

Лицевой изомер обоих рени и марганец , 2,2'-бипиридильного трикарбонил галоидных комплексов были широко исследован в качестве катализаторов для электрохимического восстановления диоксида углерода из - за их высокую селективность и стабильность. Обычно они обозначаются аббревиатурой M (R-bpy) (CO) 3 X, где M = Mn, Re; R-bpy = 4,4'-дизамещенный 2,2'-бипиридин ; и X = Cl, Br.

Рений

Каталитическая активность Re (bpy) (CO) 3 Cl в отношении восстановления диоксида углерода была впервые исследована Lehn et al. [3] и Meyer et al. [4] в 1984 и 1985 годах соответственно. Комплексы Re (R-bpy) (CO) 3 X производят CO исключительно в результате восстановления CO 2 с эффективностью по Фарадею, близкой к 100%, даже в растворах с высокими концентрациями воды или кислот Бренстеда . [5]

Каталитический механизм Re (R-bpy) (CO) 3 X включает восстановление комплекса в два раза и потерю лиганда X с образованием пятикоординированной активной частицы, которая связывает CO 2 . Эти комплексы будут снижать CO 2 как с присутствующей дополнительной кислотой, так и без нее; однако присутствие кислоты увеличивает каталитическую активность. [5] Исследования теории функционала плотности показали, что высокая селективность этих комплексов к восстановлению CO 2 по сравнению с конкурирующей реакцией выделения водорода связана с более быстрой кинетикой связывания CO 2 по сравнению со связыванием H + . [6]

Марганец

Редкость рения сместила исследования в сторону марганцевой версии этих катализаторов как более устойчивой альтернативы. [5] Первые сообщения о каталитической активности Mn (R-bpy) (CO) 3 Br по отношению к снижению CO 2 были получены от Chardon-Noblat и соавторов в 2011 году. [7] По сравнению с аналогами Re, Mn (R-bpy) ( CO) 3 Br проявляет каталитическую активность при более низких перенапряжениях. [6]

Каталитический механизм для Mn (R-bpy) (CO) 3 X сложен и зависит от стерического профиля бипиридинового лиганда. Когда R не является объемным, катализатор димеризуется с образованием [Mn (R-bpy) (CO) 3 ] 2 перед образованием активных частиц. Однако, когда R является объемным, комплекс образует активные частицы без димеризации, снижая перенапряжение восстановления CO 2 на 200-300 мВ. В отличие от Re (R-bpy) (CO) 3 X, Mn (R-bpy) (CO) 3 X восстанавливает CO 2 только в присутствии кислоты. [6]

Технеций

Технеций используется в радиовизуализации.

Бориум

Бориум является синтетическим элементом и слишком радиоактивен, чтобы его можно было использовать в чем-либо.

Меры предосторожности [ править ]

Хотя марганец является важным микроэлементом в организме человека, он может быть несколько токсичным, если попадет в организм в больших количествах, чем обычно. [ необходима цитата ] С технецием следует обращаться осторожно из-за его радиоактивности.

Биологическая роль и меры предосторожности [ править ]

Только марганец играет важную роль в организме человека. Это важное микроэлемент, который в любой момент времени содержится в организме примерно по 10 миллиграммов , главным образом в печени и почках. Многие ферменты содержат марганец, что делает его незаменимым для жизни, он также содержится в хлоропластах . Технеций, рений и борий не играют известной биологической роли. Однако технеций используется в радиовизуализации.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b «Марганец - информация об элементе, свойства и применение | Таблица Менделеева» . www.rsc.org . Проверено 2 декабря 2019 .
  2. ^ a b "Рений - элемент информация, свойства и применение | Таблица Менделеева" . www.rsc.org . Проверено 2 декабря 2019 .
  3. ^ Хавекер, Жанно (1984). «Электрокаталитическое восстановление диоксида углерода, опосредованное Re (bipy) (CO) 3Cl (bipy = 2,2'-бипиридин)». J. Chem. Soc., Chem. Commun. : 328–330.
  4. ^ Салливан, Б. Патрик (1985). «Одно- и двухэлектронные пути в электрокаталитическом восстановлении CO2 с помощью fac-Re (bpy) (CO) 3Cl (bpy = 2,2'-бипиридин)». J. Chem. Soc., Chem. Commun. : 1414–1416.
  5. ^ а б в Грайс, Кайл (2014). «Недавние исследования бипиридиновых карбонильных катализаторов рения и марганца для электрохимического восстановления СО2». Успехи неорганической химии . 66 : 163–188.
  6. ^ a b c Франк, Роберт (2018). «Гомогенно катализируемое электровосстановление диоксида углерода - методы, механизмы и катализаторы». Химические обзоры . 118 : 4631–4701.
  7. ^ Bourrez, Марк (2011). «[Mn (бипиридил) (CO) 3Br]: обильный комплекс карбонила металла в качестве эффективного электрокатализатора для восстановления CO2». 50 : 9903–9906. Цитировать журнал требует |journal=( помощь )