Переходные элементы и экономическое значение элементов первой переходной серии

Переходные элементы занимают середину периодической таблицы между блоками (s) и (p), включая более 60 элементов (более половины числа известных элементов). Эти элементы можно разделить на основные переходные элементы и внутренние переходные элементы.

Основные переходные элементы

Основные переходные элементы ( элементы d-блока ) содержат десять вертикальных столбцов, потому что в основных переходных элементах электроны занимают d-подуровень последовательно, поскольку d-подуровень может принимать до десяти электронов .

Столбцы начинаются с первого столбца, который содержит все элементы , заканчивающиеся на nS ² , (n − 1) d ^1, до последнего, который заканчивается на nS ² , (n − 1) d ^10, в котором подуровень заполняется последовательно, столбцы от слева направо периодической таблицы начинается с групп (3) IIIB, (4) IVB, (5) VB, (6) VIB, (7) VIIB, (8) VIII, (1) IB, (2) IIB.

Группа (8) VIII содержит три вертикальных столбца (8), (9), (10), которые отличаются от других переходных элементов (B) своими свойствами, в которых эти элементы похожи по горизонтали больше, чем элементы, расположенные ниже в том же столбце. , элементы основного перехода могут быть отнесены к четырем горизонтальным серии , которые являются:

Первая переходная серия

Он включает элементы, в которых последовательно заполняется подуровень (3d), Он находится в четвертом периоде после кальция, Он состоит из десяти элементов из скандия ₂₁ Sc (4S ² , 3d¹) и заканчивается цинком ₃₀ Zn (4S ² , 3d ¹⁰ ), хотя элементы первого переходного ряда составляют лишь 7% от веса земной коры, они имеют большое экономическое значение.

Вторая переходная серия

Он включает элементы, в которых последовательно заполняется подуровень (4d), Он находится в пятом периоде, Он состоит из десяти элементов, начиная с иттрия ₃₉ Y (5S ² , 4d¹) и заканчивая кадмием ₄₈ Cd (5S ² , 4d ¹⁰ ).

Третья переходная серия

Он включает элементы, в которых последовательно заполняется подуровень (5d). Он находится в шестом периоде, он состоит из десяти элементов, начиная с лантана ₅₇ La (6S ² , 5d¹) и заканчивая ртутью ₈₀ Hg (6S ² , 4f , 5д ¹⁰ ).

Четвертая переходная серия

Он включает элементы, в которых последовательно заполняется подуровень (6d). Они находятся в седьмом периоде.

Экономическое значение элементов первой переходной серии

Скандий ( ₂₁ Sc)

Он встречается в очень небольших количествах на большой площади земной коры. Сплавы (Sc + Al) используются в производстве истребителей MIG, потому что при добавлении небольшого количества скандия к алюминию он дает легкий и очень твердый Сплав скандий добавляют в ртутные лампы для получения света высокого качества, похожего на солнечный свет, поэтому его используют в телевизионной фотографии в ночное время.

Титан ( ₂₂ Ti)

Это сильный элемент жесткости, как у стали, но он менее плотный, чем сталь. Сплавы титана с алюминием используются в производстве самолетов и космических челноков, поскольку он сохраняет свою прочность при высоких температурах, в то время как твердость алюминия снижается.

Титан используется в зубных имплантатах и ​​искусственных суставах, потому что это инертное вещество, поэтому организм не выбрасывает его и не вызывает каких-либо отравлений. Одним из наиболее распространенных соединений является диоксид титана (Ti O ₂ ), который используется в солнцезащитная косметика, потому что мельчайшие наночастицы предотвращают воздействие ультрафиолетового излучения на кожу.

Ванадий ( ₂₃ В)

Ванадий используется в производстве автомобильных рессор, потому что, когда мы добавляем небольшое количество его в сталь (ферровандий), образуется сплав с высокой твердостью, который обладает большой способностью противостоять коррозии.

Пентаоксид ванадия (V ₂ O ₅ ) используется в производстве красителей, используемых в керамической и стекольной промышленности, а также в качестве катализатора и производстве сильных магнитных проводников. Применяется при производстве бензойной кислоты и серной кислоты контактным методом. .

2SO ₂ + O 2 → 3SO ₃

SO ₃ + H ₂ O → H ₂ SO ₄

Хром ( ₂₄ Cr)

Хром является химически активным металлом, но он сопротивляется воздействию атмосферного воздуха из-за образования более крупного оксида металла на его поверхности, который образует непористый слой оксида металла, который предотвращает продолжительное взаимодействие с кислородом воздуха, размер образовавшегося молекулы оксида больше, чем размер атомов элемента, хром используется в металлизации и дублении кожи, оксид хрома III Cr ₂ O ₃ используется в производстве красителей, используется дихромат калия (K ₂ Cr ₂ O ₇ ) как окислитель.

Марганец ( ₂₅ млн)

Марганец не используется в чистом виде, потому что это хрупкий металл, поэтому он всегда используется в виде сплавов или соединений, ферромарганцевый сплав используется в железнодорожных путях, потому что он тверже стали, алюминиевые и марганцевые сплавы используются в производство емкостей для безалкогольных напитков (банок), поскольку они устойчивы к коррозии.

Диоксид марганца MnO ₂ действует как сильный окислитель и используется в батареях сухих элементов, перманганат калия KMnO ₄ используется в промышленности как окислитель и антисептик, сульфат марганца II MnSO ₂ используется как фунгицид, раствор перманганата калия используется в процессе стерилизации, потому что он используется как антисептик.

Железо ( ₂₆ Fe)

Железо используется в производстве железобетона, электрических опор, ножей, ружей, пушек, труб и хирургических инструментов, а также в качестве катализатора при производстве аммиака по методу Хапера-Боша и конверсии водяного газа (смеси водорода и оксид углерода) в жидкое топливо по методу Фишера-Тропша, железо широко используется во многих отраслях промышленности, поскольку железо является наиболее распространенным элементом на Земле по весу в процентах.

Кобальт ( ₂₇ Co)

Кобальт похож на железо, в котором они оба могут быть намагничены, поэтому они используются в производстве магнитов , Кобальт используется в производстве современных сухих батарей, которые используются в современных автомобилях, Кобальт имеет двенадцать радиоактивных изотопов, Кобальт 60 — самый важный, потому что он производит гамма-лучи с высокой проникающей способностью, поэтому он используется в:

• Процесс консервирования продуктов питания.
• Он используется для определения качества промышленной продукции путем обнаружения внутренних дефектов, таких как трещины и сварные соединения.
• Применяется в медицине, применяется для диагностики и лечения опухолей.

Никель ( ₂₈ Ni)

Никель используется в производстве никель-кадмиевых аккумуляторов, которые можно перезаряжать, никель образует твердые стальные сплавы, устойчивые к ржавчине и воздействию кислот, никель-хромовые сплавы используются в нагревательных змеевиках и электрических печах, поскольку они устойчивы к коррозии при высоких температурах. высокая температура.

Никель используется для окраски других металлов, чтобы защитить их от окисления и ржавчины и придать этим металлам красивый внешний вид. Разделенный никель используется в качестве катализатора, как в процессах гидрогенизации масла.

Медь ( ₂₉ Cu)

Медь — первый обнаруженный металл, медно-оловянные сплавы известны как бронзовые сплавы, медь — хороший проводник электричества, поэтому она используется в производстве электрических кабелей и монет, раствор Фелинга (одно из соединений меди) используется для обнаружения глюкоза, синий цвет которой меняется на оранжевый. Почти все соли и растворы меди имеют синий цвет. Сульфат меди II (CuSO ₄ ) используется в качестве инсектицида и фунгицида при очистке воды.

Цинк ( ₃₀ Zn)

Цинк используется для гальванизации других металлов, таких как железо, для предотвращения ржавчины, гальванизация — это процесс нанесения защитного цинкового покрытия на сталь или железо для предотвращения ржавчины, оксид цинка ZnO используется в производстве красок, резины и косметики, Сульфид цинка ZnS используется в производстве осветительных красок и рентгеновских экранов.