Элемент группы 6
| Группа 6 в таблице Менделеева | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| |||||||||
| ↓ Период | |||||||||
| 4 |  24 Переходный металл | ||||||||
| 5 |  42 Переходный металл | ||||||||
| 6 |  74 Переходный металл | ||||||||
| 7 | Сиборгий (Sg) 106 Переходный металл | ||||||||
Легенда
| |||||||||
Группа 6 , пронумерованная по стилю ИЮПАК , представляет собой группу элементов периодической таблицы . Его членами являются хром (Cr), молибден (Mo), вольфрам (W) и сиборгий (Sg). Все это переходные металлы , а хром, молибден и вольфрам — тугоплавкие металлы .
Электронная конфигурация этих элементов не соответствует единой тенденции, хотя самые внешние оболочки коррелируют с тенденциями химического поведения:
| С | Элемент | Количество электронов/оболочка |
|---|---|---|
| 24 | хром | 2, 8, 13, 1 |
| 42 | молибден | 2, 8, 18, 13, 1 |
| 74 | вольфрам | 2, 8, 18, 32, 12, 2 |
| 106 | сиборгий | 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2 |
«Группа 6» — новое название этой группы по ИЮПАК; старое название было « группа VIB » в старой системе США (CAS) или « группа VIA » в европейской системе (старый IUPAC). Группу 6 не следует путать с группой со скрещенными названиями в старом стиле либо VIA (система США, CAS), либо VIB (европейская система, старая система IUPAC). Эта группа теперь называется группой 16 .
История
[ редактировать ]
Открытия
[ редактировать ]хроме сообщили 26 июля 1761 года, когда Иоганн Готтлоб Леман оранжево-красный минерал нашел в Берёзовских рудниках Уральских гор России Впервые о , который он назвал «сибирским суриком», который был обнаружен менее чем за 10 лет до быть ярко- желтым пигментом. [1] Хотя этот минерал был ошибочно идентифицирован как соединение свинца с компонентами селена и железа , он представлял собой крокоит с формулой PbCrO 4 . [1] Изучая минерал в 1797 году, Луи Николя Воклен получил триоксид хрома , смешав крокоит с соляной кислотой , а год спустя — металлический хром, нагревая оксид в угольной печи. [2] Ему также удалось обнаружить следы хрома в драгоценных камнях , таких как рубин или изумруд . [1] [3]
Молибденит — основная руда, из которой сейчас добывают молибден, — ранее был известен как молибден, который путали и часто воспринимали как графит . Как и графит, молибденит можно использовать для чернения поверхности или в качестве твердой смазки. [4] Даже когда молибдену стали отличать от графита, ее все равно путали с галенитом (обычной свинцовой рудой), получившим свое название от древнегреческого Μόλυβδος molybdos , что означает свинец . [5] Лишь в 1778 году шведский химик Карл Вильгельм Шееле понял, что молибден не является ни графитом, ни свинцом. [6] [7] Тогда он и другие химики правильно предположили, что это руда особого нового элемента, названного молибденом по минералу, 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 восстановлением этой кислоты можно получить новый металл. [9] В 1783 году Хосе и Фаусто Эльхуяр обнаружили кислоту из вольфрамита, идентичную 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 получен группой ученых под руководством Альберта Гиорсо, которые работали в Лаборатории Лоуренса Беркли в Беркли, Калифорния, в 1974 году. Они создали сиборгий путем бомбардировки атомов калифорния-249 ионами кислорода-18 до тех пор, пока не был получен сиборгий-263. .
Историческое развитие и использование
[ редактировать ]В 1800-х годах хром в основном использовался в качестве компонента красок и солей для дубления . Сначала крокоит из России основным источником был , но в 1827 году недалеко от Балтимора , США , было обнаружено более крупное месторождение хромита . Это сделало Соединенные Штаты крупнейшим производителем хромовой продукции до 1848 года, когда крупные месторождения хромита были обнаружены недалеко от Бурсы , Турция . [12] Хром использовался для гальваники еще в 1848 году, но широкое распространение это использование получило только с разработкой усовершенствованного процесса в 1924 году. [13]
В течение примерно столетия после выделения молибден не находил промышленного применения из-за его относительной редкости, сложности извлечения чистого металла и неразвитости металлургической отрасли. [14] [15] [16] Ранние молибденовые стальные сплавы показали большие перспективы в плане повышенной твердости, но усилия были затруднены из-за противоречивых результатов и склонности к хрупкости и рекристаллизации. В 1906 году Уильям Д. Кулидж подал патент на придание молибдену пластичности , что привело к его использованию в качестве нагревательного элемента для высокотемпературных печей и в качестве опоры для лампочек с вольфрамовой нитью; Образование и разложение оксидов требуют, чтобы молибден был физически изолирован или удерживался в инертном газе. В 1913 году Фрэнк Э. Элмор разработал процесс флотации для извлечения молибденита из руд; флотация остается основным процессом изоляции. Во время Первой мировой войны спрос на молибден резко возрос; его использовали как в броневой обшивке , так и в качестве заменителя вольфрама в быстрорежущих сталях . Некоторые британские танки были защищены обшивкой из марганцовистой стали толщиной 75 мм (3 дюйма) , но это оказалось неэффективным. Пластины из марганцевой стали были заменены пластинами из молибденовой стали толщиной 25 мм (1 дюйм), что позволило обеспечить более высокую скорость, большую маневренность и лучшую защиту. [5] После войны спрос резко упал, пока достижения металлургии не позволили широко развивать применение в мирное время. Во время Второй мировой войны молибден снова приобрел стратегическое значение в качестве заменителя вольфрама в стальных сплавах. [17]
Во время Второй мировой войны вольфрам играл значительную роль в политических делах. Португалия , как главный европейский источник элемента, находилась под давлением с обеих сторон из-за ее месторождений вольфрамитовой руды в Панаскейре . Устойчивость вольфрама к высоким температурам и упрочнение сплавов сделали его важным сырьем для оружейной промышленности. [18]
Химия
[ редактировать ]В отличие от других групп, члены этого семейства не демонстрируют закономерностей в своей электронной конфигурации , поскольку два более легких члена группы являются исключением из принципа Ауфбау :
| С | Элемент | Численная модель Бора |
|---|---|---|
| 24 | хром | 2, 8, 13, 1 |
| 42 | молибден | 2, 8, 18, 13, 1 |
| 74 | вольфрам | 2, 8, 18, 32, 12, 2 |
| 106 | сиборгий | 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2 |
Большая часть химии наблюдалась только у первых трёх членов группы. Химия сиборгия не очень изучена, и поэтому остальная часть раздела посвящена только его верхним соседям в периодической таблице . Элементы группы, как и элементы групп 7–11, имеют высокие температуры плавления и образуют летучие соединения в более высоких степенях окисления . Все элементы группы — относительно нереакционноспособные металлы с высокими температурами плавления (1907 °С, 2477 °С, 3422 °С); у вольфрама самый высокий из всех металлов. Металлы образуют соединения в разных степенях окисления: хром образует соединения во всех состояниях от −2 до +6: [19] пентакарбонилхромат динатрия, декакарбонилдихромат динатрия, бис(бензол)хром , пентанитроцианохромат трикалия, хлорид хрома(II) , оксид хрома(III) , хлорид хрома(IV) , тетрапероксохромат(V) калия и диоксид хрома(VI) ; то же самое справедливо и для молибдена и вольфрама, но устойчивость состояния +6 возрастает вниз по группе. [19] В зависимости от степени окисления соединения бывают основными, амфотерными или кислотными; кислотность растет вместе со степенью окисления металла.
Возникновение и производство
[ редактировать ]![[икона]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Wiki_letter_w_cropped.svg/20px-Wiki_letter_w_cropped.svg.png){kind=small} | Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к нему . ( февраль 2012 г. ) |
Хром – очень распространенный природный элемент . Это 21-й по распространенности элемент в земной коре со средней концентрацией 100 ppm. Наиболее распространенными степенями окисления хрома являются нулевая, трехвалентная и шестивалентная степени. Большая часть встречающегося в природе хрома находится в шестивалентном состоянии. [20] Около двух пятых мирового объема хрома производится в Южной Африке , за ним следуют Казахстан , Индия , Россия и Турция . Хром добывают в виде хромитовой руды.
Молибден рафинируют преимущественно из молибденита . В основном его добывают в США, Китае, Чили и Перу, общий объем добычи составляет 200 000 тонн в год. [21]
Вольфрам не является распространенным элементом на Земле, его средняя концентрация в земной коре составляет 1,5 частей на миллион. Вольфрам в основном содержится в минералах вольфрамите и шеелите и обычно никогда не встречается в природе в виде свободного элемента. Крупнейшими производителями вольфрама в мире являются Китай, Россия и Португалия.
Сиборгий — трансурановый элемент , полученный искусственно путем бомбардировки калифорния -249 ядрами кислорода -18. Он искусственный, поэтому не встречается в природе. [22]
Меры предосторожности
[ редактировать ]Соединения шестивалентного хрома являются генотоксичными канцерогенами . [23] Сиборгий — радиоактивный синтетический элемент, не встречающийся в природе; период полураспада самого стабильного известного изотопа составляет около 14 минут.
Приложения
[ редактировать ]- Сплавы [24]
- Катализаторы
- Высокотемпературные и огнеупорные изделия, такие как сварочные электроды и компоненты печей.
- Металлургия, иногда используется в реактивных двигателях и газовых турбинах. [25]
- Красители и пигменты
- Загар
- твердые материалы
Биологические явления
[ редактировать ]Группа 6 примечательна тем, что она содержит некоторые из единственных элементов в периодах 5 и 6, роль которых известна в биологической химии живых организмов: молибден распространен в ферментах многих организмов, а вольфрам был идентифицирован в аналогичной роли в ферментах. из некоторых архей , например Pyrococcus Furiosus . Напротив, что необычно для переходного металла первого ряда d-блока, хром, по-видимому, играет мало биологической роли, хотя считается, что он является частью фермента метаболизма глюкозы у некоторых млекопитающих.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Гертен, Жак; Джейкобс, Джеймс Алан; Авакян, Синтия П. (2005). Справочник по хрому (VI) . ЦРК Пресс. стр. 7–11. ISBN 978-1-56670-608-7 .
- ^ Воклен, Луи Николя (1798). «Воспоминания о новой металлической кислоте, существующей в сурике Сибири» . Журнал естественной философии, химии и искусств . 3 : 146.
- ^ Ван дер Крогт, Питер. «Хром» . Проверено 24 августа 2008 г.
- ^ Лэнсдаун, Арканзас (1999). Смазка дисульфид молибдена . Том. 35. Эльзевир. ISBN 978-0-444-50032-8 .
{{cite book}}:|work=игнорируется ( помогите ) - ^ Перейти обратно: а б с Эмсли, Джон (2001). Строительные блоки природы . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. стр. 262–266. ISBN 0-19-850341-5 .
- ^ Ганьон, Стив. «Молибден» . Джефферсон Сайенс Ассошиэйтс, ООО . Проверено 6 мая 2007 г.
- ^ Шееле, CWK (1779 г.). «Versuche mit Wasserbley; Молибдена» . Шведская наука. Академия. Действия . 40 : 238.
- ^ Хьельм, П.Дж. (1788). «Опыты с молибденом и восстановление одной и той же Земли» . Свенска Ветенск. Академ. Хэндлингар . 49 :268.
- ^ Сондерс, Найджел (февраль 2004 г.). Вольфрам и элементы групп 3–7 (таблица Менделеева) . Чикаго, Иллинойс : Библиотека Хайнемана. ISBN 1-4034-3518-9 .
- ^ «Информационный бюллетень ITIA» (PDF) . Международная ассоциация вольфрамовой промышленности. Июнь 2005 г. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 г. Проверено 18 июня 2008 г.
- ^ «Информационный бюллетень ITIA» (PDF) . Международная ассоциация вольфрамовой промышленности. Декабрь 2005 г. Архивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 г. Проверено 18 июня 2008 г.
- ^ Национальный исследовательский совет (США). Комитет по биологическому воздействию загрязнителей атмосферы (1974). Хром . Национальная академия наук. п. 155. ИСБН 978-0-309-02217-0 .
- ^ Деннис, Дж. К.; Такой, Т.Е. (1993). «История хромирования». Никелирование и хромирование . Издательство Вудхед. стр. 9–12. ISBN 978-1-85573-081-6 .
- ^ Хойт, Сэмюэл Лесли (1921). Металлография, Том 2 . МакГроу-Хилл.
- ^ Крупп, Альфред; Вильдбергер, Андреас (1888). Металлические сплавы: Практическое руководство по изготовлению всех видов сплавов, амальгам и припоев, используемых металлистами... с приложением по окраске сплавов . HC Baird & Co. с. 60.
- ^ Гупта, СК (1992). Добывающая металлургия молибдена . ЦРК Пресс. ISBN 978-0-8493-4758-0 .
- ^ Миллхолланд, Рэй (август 1941 г.). «Битва миллиардов: американская промышленность мобилизует машины, материалы и людей для такой масштабной работы, как рытье 40 Панамских каналов за один год». Популярная наука . п. 61.
- ^ Стивенс, Дональд Г. (1999). «Экономическая война Второй мировой войны: Соединенные Штаты, Великобритания и португальский Вольфрам». Историк . 61 (3): 539–556. дои : 10.1111/j.1540-6563.1999.tb01036.x .
- ^ Перейти обратно: а б Шмидт, Макс (1968). «VI. Подгруппа». Неорганическая химия II (на немецком языке). Научное издательство. стр. 119–127.
- ^ Барнхарт, Дж. (август 1997 г.). «Появление, использование и свойства хрома». Нормативная токсикология и фармакология . 26 (1 часть 2): С3–7. дои : 10.1006/rtph.1997.1132 . ISSN 0273-2300 . ПМИД 9380835 .
- ^ «Молибден - Информация об элементе, свойства и использование | Таблица Менделеева» . www.rsc.org . Проверено 22 сентября 2023 г.
- ^ «Сиборгий - Информация об элементе, свойства и использование | Периодическая таблица» . www.rsc.org . Проверено 22 сентября 2023 г.
- ^ Мудрый, СС; Уайз, Дж. П. старший (2012). «Хром и стабильность генома» . Мутационные исследования/Фундаментальные и молекулярные механизмы мутагенеза . 733 (1–2): 78–82. дои : 10.1016/j.mrfmmm.2011.12.002 . ПМЦ 4138963 . ПМИД 22192535 .
- ^ «Молибден» . AZoM.com Pty. Limited. 2007 . Проверено 6 мая 2007 г.
- ^ Бхадешиа, HKDH «Суперсплавы на основе никеля» . Кембриджский университет. Архивировано из оригинала 25 августа 2006 г. Проверено 17 февраля 2009 г.
См. также
[ редактировать ]
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
