D_prvky

D-prvky – prvky přechodné

Postavení d-prvků v PSP a jejich charakteristika

• jsou přechodné prvky I.B – VII.B skupiny

• skupina těchto prvků je typická nepravidelným zaplňováním orbitů. Pro první přechodnou řadu platí, že vyšší oxidační číslo prvků ve sloučeninách je dáno součtem naspárovaných elektronů

Výskyt

• většina přechodných prvků se nachází v přírodě v sloučeninách (oxidy, sulfidy, uhličitany, křemičitany atd.)

• ušlechtilé nebo málo reaktivní prvky se nachází v přírodě ryzí nebo ve slitinách (Cu, Pt,. Pd, Au …) lehké a těžké kovy platinové

Výroba

• získávají se z rud redukčními pochody

• nejčastější redukční činidla jsou

  1. uhlík v podobě koksu (př. Fe, Zn, Cd)

  2. hliník, např. V, Cr, Mn (Cr2O3 + 2Al Al2O3+Cr)

  3. hořčík, vápník, vodík

  4. elektrolýzou (např. výroba Al)

Vlastnosti

• všechny přechodné prvky jsou kovy (tvrdé, kujné, mají vysokou teplotu tání a varu, dobré tepelné a elektrické vodiče)

• tvoří vzájemně slitiny nebo též s jinými kovy

• většinou reagují s kyselinami, pouze některé jsou ušlechtilé a jsou odolné vůči kyselinám (Cu, Ag, Au, Pt) – mají kladný standardní potenciál a jsou schopny redukovat kationty H3O+

• tvoří koordinační sloučeniny s různými oxidačními čísly, projevuje se to různou barevností sloučenin

• stálost sloučenin s různými oxidačním číslem závisí na pH prostředí, vazebných poměrech ve sloučeninách, stálostí jejich elektronové konfigurace

Barevnost sloučenin

• sloučeniny přechodných prvků jsou barevné a paramagnetické, což obvykle souvisí s neúplně obsazenými d-orbitaly těchto prvků (MnO4 – fialové, CuII – modré, Cu2O – červený, CrIII – zelené, CrO42 – žluté, Cr2O72 – oranžové)

Sloučeniny d-prvků

• KMnO4 – krystaly

• Ce2O3 – zelený prášek, používá se jako zelená minerální barva

• KCr(SO4)2 = kamenec KCr(SO4)2 . 12H2O, využívá se na vyčiňování kůží

• H2CrO4 – (kyselina chromová) soli chromany

• H2Cr2O7 – (kyselina dichromová) soli se jmenují dichromany, využití v tiskařství a v koželužství

• WC – kabrid wolframu, látka dosahují vysoké tvrdosti, využívá se na ostří obráběcích strojů

• MnO2 – oxid manganičitý (burel) – tmavý pršek používaný na zbarvení skla na fialovo. Katalyzátor na výrobu suchých baterií.

Koordinační sloučeniny

• / NiII (H2O)6 / (ClO4)2-II chloristan hexaaquanikelnatý

• / CoIII I-I (NH3)5 / Br2-I bromid pentaamojodokobaltitý

Železo

Výskyt:

Fe2O3 – krevel (hematit)

Fe3O4 – magnetovec (magnetit)

Fe2O3 . nH2O – hnědel (limonit)

FeCO2 – ocelek (siderit)

FeO2 – pyrit

Výroba:

• chemicky čisté železo je měkké, snadno koroduje, proto nemá v praxi velký význam

• v hutním průmyslu se vyrábí surové železo, ocel, slitiny železa

Výroba železa ve vysokých pecích

• vyrábí se ve vysokých pecích redukcí rudy pomocí koksu, ohřátého vzduchu a struskotvorných přísad