Ə. A.ƏLBƏndov
Cədvəl 11.10.VIII qrup metallarının yayılması
Yüklə 6,87 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
Cədvəl 11.10.VIII qrup metallarının yayılması, əas mineralları və alınması Metal Yayil- ması,% ) Əsas mineralları Alınması Fe 4 Maqnitli dəmir daşı – Fe 3 O 4 ; Qırmızı dəmir daşı –Fe 2 O 3 ; Qonur dəmir daşı - 2Fe 2 O 3 .3H 2 O 3Fe 2 O 3 +C=2Fe 3 O 4 +CO; Fe 3 O 4 +CO=3FeO+ CO 2 ; FeO + CO = CO 2 + (Fe+ 4% C)-çuqun Co 4.10 -2 Kobalt parıltısı - CoAsS Kobalt şpeysi - CoAs 2 (Co 2 O 3 + Co 2 O 3 ) qarışığı + C(və ya H 2 ) →Co+CO Ni 1.10 -2 Nikelin –NiAs Nikel parıltısı - NiAsS NiO+ C(və ya H 2 ) =Ni + + CO Platin metal ları 10 -6 Bir qayda olaraq platin metalları sərbəst halda birgə tapılır Bir-birindən ayırmaq la, Cu,Ni istehsala- tı şlamlarından Nikel və kobalt onların filizlərinin işlənilməsindən alınan oksidlərin karbon və ya hidrogenlə reduksiyasından alınır (cəd. 11.10). Nikel və kobaltın dünyada istehsalı uyğun olaraq təx- minən 700 min ton/il və 30 min ton/il təşkil edir. Nikel və kobalt bir sıra reyaksiyalarda katalizator kimi, ra- dioaktiv kobalt isə tibbdə tətbiq edilir. Nikeldən metal əşyaların səthinə müdafiə–bəzək örtüklərinin çəkilməsində geniş istifadə olunur. Nikel əsasında çoxlu sayda qiymətli ərintilər: oda davamlı – nimonik (59% Ni, digərləri: Cr, Co və.s.), inkonel (73% Ni, digərləri: Cr, Fe və.s); nixrom (60% Ni, digərləri Cr, Fe və s.), alüminel (Ni-in Al, Mn, Co, Si-la ərintisi), kimyəvi davamlı – monel (65% Ni, digərləri Cu və s.), maqnit xassəli –
(78,5% Ni, 21,5% Fe) alırlar. Tərkibində 36% dəmir 448
olan Ni-Fe ərintisi (invar)100 0 S-yə qədər qızdırıldıqda praktiki genişlənmir. Kobalt əsasında müxtəlif xassəli ərintilər: maqnit xassəli (Ni-Co), həddən artıq möhkəm olan –stellit (Ni – Cr – W - Co) və pobedit (WC +Co), odadavamlı – vitallium (65% Co + Cr, Ni və Mo) alırlar. Platin qrupu metallarını sərbəst şəkildə rast gəlinən metallar qarışığından, nikel, mis və digər metalların işlənməsindən alınan şlamlardan ayırmaqla alırlar. Platin metallarından müxtəlif pro- seslərdə katalizator kimi, laboratoriya qablarının (platin kasa, putə), elektoliz proseslərində anodların hazırlanmasında istifadə olunur. Platinin rodiumla və iridiumla ərintilərindən termocütlər hazırlanır. Platin və palladium həmçinin zərgərlikdə, diş protezlərinin hazırlanmasında və s. tətbiq edilir.
11.9. DÖVRĐ SĐSTEMĐN Ι-ΙΙ QRUPUNUN d-METALLARININ KĐMYASI ΙB qrup metalları. ΙB qrup metallarına Cu, Ag, Au daxildir. Mis yer qabığında yayılmış elementlərə, gümüş və qızıl isə nisbətən nadir elementlər sırasına daxildir. Mis açıq qırmızı, gümüş ağ, qızıl isə sarı rəngli metaldır.Valent elektron təbəqələri (n-1)-d 10
1 quruluşuna malikdir. d-yarımsəviyyəsinin elektron- larla tam tutulması bu metalların ərimə temperaturunun (şək.11.8), atomlaşma entalpiyasının (şək.11.9) azalmasına, entropiyalarının isə artmasına səbəb olur. Bu metallar, xüsusən də gümüş və qızıl az bərkliyə malik olub yüksək plastikliklə xa- rakterizə olunurlar. Misin və gümüşün sıxlığı bir-birinə yaxındır, qızılın sıxlığı isə kifayət qədər yüksəkdir (cəd. 11.10). Bu metal- ların atomlarının xüsusi elektron quruluşları (n-1)d 10
1 ilə əla- qədar olaraq onlar yüksək elektrik və istilik keçiriciliyinə ma- 449
likdirlər. Gümüş ən yüksək elektrik və istilik keçiriciliklə xa- rakterizə olunur. Bu metallar öz dövrləri daxilində ən yüksək standart elek- trod potensialına malikdirlər ( şək. 11.3 və cəd. 11.11). Bununla əlaqədar yüksək kimyəvi davamlı metallardırlar və onların bu davamlılığı elementin sıra nömrəsinin artması ilə artır.
Element Simvol Metalın sıx- lığı, q/cm 3 , (20 0 S) Birinci ionlaşma enerjisi, kC/mol Atom radiusu, nm Standart elektrod potensialı, V Mis Cu 8,96 746 0,128 0,34(Cu 2+ ) Gümüş Ag 10,5 731 0,144 0,8(Ag + ) Qızıl Au 19,32 891 0,144 1,5(Au 3+ )
Gümüşə və qızıla təbiətdə sərbəst rast gəlinir, havada oksid- ləşmirlər. Mis nəm havada oksigenin və karbon qazının təsirindən yaşıl rəngli əsası mis 2-karbonat Cu 2 (OH) 2 CO 3 təbəqəsi (paxır) ilə örtülür. Havada H 2 S olarsa gümüşün səthində qara rəngli Ag 2 S pərdəsi əmələ ğəlir. Cu və Ag nitrat və qatı sulfat turşularında, Au isə çar ara- ğında (3HCl + HNO 3 ) həll olur: Au + HNO 3 + 4HCl = H[AuCl 4 ] + NO + 2H 2 O
Mis yarımqrupu elementləri oksigenin iştiraki ilə qələvi me- tal sianidlərinin məhlullarında da həll olurlar. Məsələn:
4Au +8KCN + 2H 2 O + O
2 =4K[Au(CN) 2 ] + 4KOH
ΙB qrupu elementləri birləşmələrində dəyişən oksidləşmə dərəcəsi: mis +1 və +2, gümüş +1, +2, +3, nadir hallarda +4, 450
qızıl +1, +3, +5 oksidləşmə dərəcəsi göstərirlər. Mis üçün ən çox xarakterik oksidləşmə dərəcəsi +2, gümüş üçün +1, qızıl üçün isə +3-dür. Cu + , Ag + , Au + –nın əksər binar birləşmələri suda pis həll olur. Lakin NH 3 , CN - , I
- liqandları ilə kompleks birləşmələr əmələ gətirərək həll olurlar. Suda kifayət qədər yaxşı həll olurlar. ΙB qrupunun bütün d-elementləri üçün kompleks əmələ gətirmə xarakterikdir.
Bu birləşmələrdə Ag + , Cu
+ üçün 2; Cu 2+ ,
3+ üçün isə 4 və 6 koordinasiya ədədi xarakterikdir. Mis sənayedə pirometallurji, hidrometallurji və elektroliz üsulları ilə alınır. Gümüş və qızılın alınmasının əsasında isə əsa- sən onların sianid komplekslərinin sinklə reduksiyasına əsas- lanan hidrometallurji üsul durur. Misdən kabellərin, elektrik naqillərinin, cihazların və mü- hərriklərin cərəyan daşıyıcı hissələrinin, sinklə (latun), qalayla (tunc), nikellə (melixor), nikel və sinklə (neyzilber) ərintilərinin və monetlərin (nikel, qalay və sinklə ərintisi) hazırlanmasında tətbiq edilir. Qızıl və gümüş zərgərlikdə, elektrik kontaktlarının, monetlərin, medalların hazırlanmasında istifadə olunur. Gümüş- dən həmçinin elektrovakum cihazlarının, katalizatorların hazır- lanmasında və suyun sterilə
edilməsində istifadə olunur. Bu metalların üçü də qalvanik örtüklərin: müdafiə (mis), dekorativ (qızıl, gümüş) alınmasında tətbiq olunur. Gümüş tozu çox zəhər- lidir. Gümüşün halogenid duzlarından fotoqrafiyada, mis kupo- rosundan (CuSO 4 .5H 2 O) kənd təsərrüfatı ziyanvericilərinə qarşı mübarizədə istifadə olunur və s. Misin, gümüşün və qızılın bütün birləşmələri zəhərlidir ΙΙB qrup metalları. ΙΙ qrupun d-elementlərinə Zn, Cd və Hg daxildir. Sink geniş yayılmış, kadmium və civə isə nisbətən nadir metallardır (cəd.11.12). Sinkdən civəyə doğru atom radiusları artır. Bəsit maddələr şəklində bu metallar gümüşü-ağ rəngli (sink-göyümtül çalara malik olur) metallardır. ΙΙ qrupun d- elementlərində (n-1)d- və eləcə də ns-yarımsəviyyələri 451
tamamlanmış olur ((n-1)d 10 ns 2 ). Odur ki, bu metallaın xassələri öz dövrləri daxilində digər d-metallarının xassələrindən əsaslı dərəcədə fərqlənir. Belə ki, bu metallar aşağı ərimə (civə otaq temperatunda mayedir) və qaynama temperaturlarına, atomlaş- ma entalpiyasına (şək.11.9), bərkliyə, yüksək entropiyaya, aşağı sıxlığa ( cəd. 11.11) malik olmaları ilə fərqlənirlər.
Metal Yayılması, %(kut.p.) Əsas mineralları Alınması
Zn 0,01
Sink parıltısı- ZnS
2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2 ZnO + C = Zn + CO Cd 1.10
-5 Kadmium
parıltısı-CdS Zn istehsalat tullantılarının işlənməsindən alınan CdSO 4 - dən alınır: CdSO
4 + Zn = Cd + ZnSO 4 Hg
1.10 -6
Kinovar-HgS HgS + O
2 = Hg + SO 2
artması ilə bu metalların termodinamik və kimyəvi davamlılığı artır. Standart elektrod potensialları mənfi qiymətlərdən (sink) müsbət qiymətlərə qədər (civə) (cəd.11.11) dəyişir, həmçinin, elektromənfilikləri artır (şək. 11.10). Havada qaldıqda bu me- tallar müdafiə pərdələri (kadmium və civədə oksid, sinkdə hid- rokso-karbonat) ilə örtülür ki, bu da onları korroziyadan qoru- yur. Sink və kadmium otaq temperaturunda mineral turşularda həll olur. Halogenlərlə, kükürdlə, sink həmçinin amfoter oldu- ğundan qələvi məhlulu ilə də təsirdə olur:
Zn + 2NaOH +2H 2 O + Na
2 [Zn(OH)
4 ] + H
2
452
Civə kükürdlə, halogenlərlə qarşılıqlı təsirdə olur və oksid- ləşdirici turşularda (HNO 3 , qaynar qatı H 2 SO 4 , çar arağında) həll olur, HCl və duru H 2 SO
turşularında isə həll olmur. Civə bir çox metallarla (Na, Sn, Ag, Au və s.) amalqam adlanan ərintilər əmələ gətirir. Bu metallar üçün +2 oksidləşmə dərəcəsi xarakterikdir, civə həmçinin +1 oksidləşmə dərəcəsi də göstərir. Sink və kadmium suda praktiki həll olmayan hidroksidlər: Zn(OH) 2
2 əmələ gətirir. Bu hidroksidlər turşularda, Zn(OH) 2
həll olur:
Zn(OH) 2 + 2NaOH = Na 2 [Zn(OH)
4 ]
Civə hidroksid əmələ gətirmir. Bu elementlər üçün kom- pleks əmələ gətirmə xarakterikdir. Məsələn:
Zn(OH) 2 + 4NH
3 =
[Zn(NH
3 ) 4 ](OH) 2
Sink və kadmium ərintilərin (sink-latunların, neyzilberın və s., kadmium diyircəkli yastıqların, mətbəə ərintilərinin, lehimlə- rin) hazırlanmasında, polad əşyaların səthinə müdafiə örtüklə- rinin çəkilməsində, kimyəvi cərəyan mənbələrində və s. istifadə olunur. Kadmiumdan həmçinin atom reaktorlarında neytronların sürətinin tənzimlənməsində istifadə edilir. Civədən nəzarət-ölçü cihazlarında (termometrlərdə, manometrlərdə, barometrlərdə), vakum cihazlarında, polyaroqrafik analizdə, düzləndiricilərdə, qaz-boşalma işıq mənbələrində istifadə olunur və s. 453
Cədvəl 11.13. ΙΙ qrupun d-metallarının bəzi xassələri
ZnS ağ rəngli piqmentlərin, lyumineoforların, lyumine- sensiyaedici maddələrin, lazer linzalarının, CdS sarı rəngli piq- mentin, fotorezistor və lyumineforların, HgS qırmızı rəngli piq- mentin hazırlanmasında istifadə olunur. ZnO, kadmium və civə selenidlər və telluridləri yarımkeçirici kimi istifadə olunur.
Element Simvol Metalın sıxlığı, q/sm 3 , (20 0 S) 1-ci ionlaş- ma enerji- si,kC/mol Atom radi- usu, nm Standart elektrod potensialı, V Sink Zn 7,1 906 0,139 -0,76 Kadmium Cd 8,7 867 0,156 -0,40 Civə Hg 13,55 1001 0,160 +0,79 454
On ikinci fəsil
Orqanizmdə baş berən bütün həyati proseslər oksigen, karbon, azot, hidrogen və digər qeyri-metalların mövcudluğu ilə bağ- lıdır. Oksigen və silisium yer qabığında ən geniş yayılmış ele- mentlərdir. Bu elementlər yer qabığının atmosfer oksigeni daxil olmaqla kütləcə 57%-ni təşkil edirlər. Bir çox qeyri-metalların orta məktəb həcmində öyrənildiyni nəzərə alaraq onların fərdi xarakterizələrindən çox ümumü xassələrinə böyük diqqət göstərilmışdir. Azot, oksigen, kükürd, xlor, fosfor və ftor dünya iqtisadiyyatında çox böyük miqyaslarda istifadə olunur. Təqdim olunan fəsilə həmçinin tellur, arsen və germanium polumetalları də daxil edilmişdir.
XASSƏLƏRĐ
Qeyri-metalların fiziki və kimyəvi xassaləri onların dövri sis-temdəki vəziyyəti ilə bağlıdır. Onlar VΙΙΙ (təsirsiz qazlar), VΙΙ (ha-logenlər), VΙ (xalkogenlər), V (azot, fosfor, arsen), ΙV (karbon, silisium), ΙΙΙ (bor) və Ι (hidrogen) qruplarda yerləşirlər. Qeyri-metalların fiziki xassələri. Qeyri-metallar adi şəraitdə ya atomlar (təsirsiz qazlar) və ya moekullar səklində qaz (dövri sistemin sağ hissəsi və hidrogen), yaxud maye bromu çıxmaq şərti ilı bərk halda olurlar (şək. 12.1). Bərk qeyri-metallar ya kristallar (karbon, silisium və s.) və ya nisbətən böyük olmayan makromolekullar (B 12 , S 8 , P
4 ) əmələ
gətirirlər. V-VΙΙΙ qrupun qeyri-metallarının ərimə və qaynama temperaturları onların sıra nömrəsinin artması ilə artır. 455
1 2 3 4 5 6 Qruplar
I VIII
Şəkil 12.1Qeyri-metalların aqreqat halları (sol hissə-bərk, sağ hissə-qazvari, Br 2 -maye )
Dövrlərdə sıra nömrə- sinin artması ilə əlaqədar valent elektronlarının nüvə ilə əlaqəsi artdığından atom radiuslarının azalması baş verir ki, bu da onla- rın dövr daxilində soldan sağa getdikcə ionlaşma enerjisinin art- masına, başqa sözlə, qeyri-metallıq xassələrinin güclənməsinə səbəb olur. Eyni qrup daxilində isə sıra nömrəsi artdıqca atom radiuslarının artması və nüvənin yükünün ekranlaşma effektinin güclənməsi nəticəsi olaraq elementlərin ionlaşma enerjisi azalır. Bunun nəticəsi olaraq bu elementlərin sıra nömrəsi artdıqca qeyri-metallıq xassələri zəifləyir. Qeyri-metallar içərisində ftor, oksigen, xlor, brom ən güclü oksidləşdirici maddələrdir. Ftor bütün oksidləşdiricilər içərisin- də ən güclü oksidləşdiricidir. Hidrogen, bor, karbon, silisium, germanium, fosfor, arsen və tellur isə əsasən reduksiyaedici xas- sə göstərirlər. Azot, kükürd, yod isə aralıq oksidləşmə-reduksiya xassələri göstərirlər. Göstərilənlərlə əlaqədar oksigen, halogenlər əsasən ion tipli birləşmələr əmələ gətirdiyi halda bor, karbon, hidrogen, azot, fosfor isə əsasən kovalent tipli birləşmələr əmələ gətirir. Təsirsiz qazlar çox az sayda birləşmələr əmələ gətirir. Bunlara XeF 2
4 , XeF
6 , ksenonun oksidləri və oksiftoridləri misal ola bilər.
H 2
ΙΙΙ VΙ V VΙ VΙΙ
He
(B) n (C)
n N
2
O 2
F 2
Ne
(Si) n (P) n
(S) n
Cl 2
Ar
(As)
n
(Se) n
Br 2
Kr
(Te) n
(I 2 ) n Xe
(At) n
Rn
D öv rl ər
|