Prechodné kovy – d prvky

D-prvky majú všeobecnú elektrónovú konfiguráciu (n-1)dy nsx (x+y) – poradové číslo skupiny

  • existujú tri rady prechodných kovov:

  • 1. rad prechodných kovov od Sc po Zn

  • 2. rad prechodných kovov od Y po Cd

  • 3. rad prechodných kovov od Hf po Hg

Všetky d prvky sa viažu polárnymi kovalentnými väzbami.

Fyzikálne vlastnosti:– dobre vedú el. prúd, kujné, ťažné, lesklé, tvrdé, ochotne tvoria katióny (sú Lewisové kyseliny), sú redukovadlá, neušľachtilé kovy uvolňujú z vody a kyselín H2, navzájom tvoria zliatiny, oxidy kovov sú zásadité alebo amfotérne, majú pomerne veľké hodnoty hustoty, vysoké teploty topenia a varu, vynikajúca mechanická pevnosť.

Ióny a zlúčeniny prechodných prvkov sú farebné, lebo pohltením viditeľného svetla dochádza u nich ľahko k prechodu d-elektrónov medzi blízkymi hladinami. Len ióny s prázdnymi alebo s úplne obsadenými d-orbitálmi sú bezfarebné. Mnohé z prechodných prvkov sa používajú ako katalyzátory, tvoria koordinačné zlúčeniny.

Hľadáte doučovanie chémie v Bratislave? Kliknite sem!

Obsadenie jednotlivých orbitálov elektrónmi alebo elektrónová konfigurácia atómu sa riadi tromi základnými pravidlami (a tie si treba pamätať):

Výskyt

Prechodné kovy v rade od Sc po Fe sa v prírode vyskytujú v zlúčeninách s kyslíkom, od Fe k Zn sa vyskytujú ako sulfidy, zlato a platina sa vyskytujú v rýdzom stave, alebo v zliatinách.

!!!!Zásaditosť hydroxidov rastie v smere od Sc po La!!!!!

Výroba železa a ocele

Významnými rudami na výrobu železa sú krveľ (Fe2O3), magnetit (Fe3O4), hnedeľ (Fe2O3.nH2O), ocieľok (FeCO3). Vyrába sa z kyslíkatých rúd redukciou uhlíkom (koksom) pri teplote 400 – 1700 °C za prítomnosti troskotvorných prísad. Koks sa spaľuje vo vysokých peciach na CO, ktorý spolu s uhlíkom postupne redukuje Fe2O3 cez nižšie oxidy na surové železo.

Fe2O3 + 3 C ———> 2 Fe + 3 CO

Fe2O3 + 3 CO ———> 2 Fe + 3 CO2

Surové železo nie je kujné, preto sa časť železa pretavením mení na liatinu, väčšina na oceľ.

Výroba ocele (skujňovanie železa) spočíva predovšetkým v znížení uhlíka na 0,2 – 0,7%. Uhlíka a ďalšie prímesi sa z roztopeného surového železa odstraňujú vzdušným kyslíkom alebo pridávaním oxidov železa vo forme rudy alebo železného šrotu. Vyrobená oceľ sa ďalej zušľachťuje vhodným spracovaním, prísadami alebo povrchovou úpravou. Špeciálne ocele sa vyrábajú v el. peciach. Prudko ochladená – kalená oceľ je veľmi tvrdá ale krehká. Pomalým zahrievaním na 250-300°C – popúšťaním – sa jej krehkosť odstráni ale zostáva veľmi tvdrá.

Príprava oxidov Sc, Y, La

  • vznikajú horením prvkov na vzduchu, pripravujú sa termickým rozkladom uhličitanov, hydroxidov

    La(OH)3 ———> La2O3 + 3 H2O

Príprava hydroxidov Sc, Y, La

  • reakciou solí M3+ s OH- iónmi

    La3+ + 3 OH- ———> La(OH)3

Halogenidy

  • okrem fluoridov sú vo vode rozpustné

  • z vodných roztokov kryštalizujú halogenidy vo forme hydrátov

  • pri dehydratácii ich kryštalohydrátov nastáva hydrolýza a vznikajú nerozpustné oxidy alebo halogenid-oxidy

  • príprava: priamým zlučovaním prvkov

Soli oxokyselín

  • reakciou hydroxidov alebo oxidov Sc, Y, La so zriedenými roztokmi silných kyselín vznikajú soli vo vode rozpustné, ak reagujú so slabými kyselinami, vznikajú soli málo rozpustné.

    Oxid titaničitý TiO2

  • tvorí polymorfné modifikácie, ktoré pri zahrievaní podliehajú vratným premenám

    anatas <———> brookit <———> rutil

  • pri zahrievaní prechádzajú všetky tri modifikácie na rutil, ktorého štruktúra sa často vyskytuje v zlúčeninách typu MX2

  • rutil a anatas sa používajú ako veľmi stály nerozpustný pigment, ktorý sa získava hydrolýzou oxid-síranu titaničitého

Chcem doučovanie z chémie v Bratislave!

Ďalšie ťaháky z chémie