d-элементтерІ

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

d элементтеріне
жалпы сипаттама.

Д.И.Менделеевтің периодтық системасының қосымша топшасындағы металдарға
d-элементтердің барлығы жатады. Мұндай топшалардың саны 10: скандий, титан,
ванадий, хром, марганец, темір, кобальт, никель, мыс, мырыш топшалары. d-
элементтердің химиялық сипаты сыртқы электрон қабатында 2s-электрон (1s-
электорон) болатын атомдардың электрондық құрылысымен анықталады. Бұл
элементтер атомдарының сыртқы электрондары ядромен әлсіз байланысқан, оған
иондану энергиясы шамасының төмендігі айғақ. Сондықтан d-элементтер
химиялық реакцияда металдар сияқты оң тотығу дәрежесін көрсетеді.
Периодтық жүйеде d-элементтер типтік металдар мен типтік бейметалдар
арасында орналасқандықтан, оларды ауыспалы элементтер деп атайды. Ауыспалы
элементтердің периодтарында реттік нөмері өскенде сыртқы электрондық
қабаттың құрылысы өзгермейді. Топтарда қосымша топша элементтерінің
металдық қасиеттері реттік нөмері өскенде кемиді де, V және VI период
металдарының қасиеттерінде біршама ұқсастықтар байқалады.

Мыс
Мыс IV периодта, I топтың қосымша топшасында орналасқан элемент. Оның
электрондық формуласы мынадай:
29 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
Мыс атомдары қосылыстарда +1 (мысалы, Cu2O) және +2 (мысалы; CuO)
тотығу дәрежелерін көрсетеді: Cu +3 болатын тұрақсыз қосылыстардың біразы
белгілі (мысалы, Cu2O3).
Табиғатта таралуы. Жер қыртысында мыстың мөлшері 0,01% массаны
құрайды. Ол саф күйінде және көбінесе, қосылыстар түрінде кездеседі. Мыс
кендерінің – табиғи минералдар құрамында мыстың мөлшері едәуір
болғандықтан, одан металды бөліп алу экономикалық жағынан тиімді. Қазіргі
уақытта 170-тен астам мыс құрамды минералдар белгілі, олардың ішінде 10 –
15 ғана практикалық маңызы бар. Маңызды минералдарға: халькопирид, CuFeS2
(30% мыс), халькозин мыс жылтыры Cu2S (79,8% мыс), ковелин CuS (64,4%
мыс), малохит CuSO3*Cu(OH)2 (57,4% мыс), азурид 52CuSO3*Cu(OH)2 (55,5%
мыс), куприд Cu2O (81,8% мыс) жатады.
Тас ғасырында адамның бірінші танысқан металы (шамамен 6000 жыл бұрын
Ежелгі Шығыста, шамамен 4000 жыл бұрын Еуропада) мыс болса керек. Ол
табиғатта саф күйінде кездеседі. Өте ірі саф күйінде табылған мыс 420 тонна
болды. Саф мыс басқа металдарға қарағанда едәуір көп таралған. Сондықьтан
адам құрал жасау үшін алғаш рет саф мысты пайдаланған. Бұл мыс дәуірінің
басталуы болды.
Мысты металлургиялық балқытумен адамның өте ертеден таныс екені туралы
деректер бар. Египетте мысалы, біздің заманымызға дейін IV мыңжылдықта
Синай түбегінде мыс кендерін өңдеген. Ертеде мыс кендері Кипр аралында
белгілі болған. Купрум сөзі мыстың латынша атауы, Ежелгі римдіктердің мыс
кен орындары болған Кипр аралының атауынан шыққан деген жорамал бар.
Еліміз түсті металдар кеніне, оның ішінде мысқа бай. Мыс кен қорының
үлкен бөлігі Жезқазған маңында, сондай-ақ Павлодар, Жамбыл, Шығыс
Қазақстан, Ақтөбе облыстарында кенді Алтайда бар. Мыс Балқаш және Жезқазған
тау-металлургия комбинатында өндіріледі.
Алынуы. Мысты алу процесі едәуір күрделі. Сульфидтік мыс кендерінен
пираметаллургиялық, ал оттекті құрамды кендерінен – гидрометаллургиялық
жолмен өндіріледі. Гидрометаллургиялық әдістің артықшылығы кенді бетіне
бөліп шығармай-ақ металды алуға болады. Қазіргі уақытта бұл әдістің
болашағы зор. Алынған мыста қоспа заттар көп болады. Мысты электролиздік
тазарту (рифанирование) арқылы тазалайды. Электролиздік жолмен алынған
мыстың тазалығы 96 – 99%-ке жетеді.
Физикалық қасиеттері. Мыс – ашық, қызғылт түсті, жылтыр металл. Тұтқыр,
жеңіл созылады. Балқу температурасы – 10830С. Тығыздығы – 8,9 гсм3. электр
тогын (күмістен кейін) жақсы өткізеді.
Химиялық қасиеті. Құрғақ ауада және кәдімгі температурада мыс
өзгермейді. Өйткені қосылыстың қорғаныш қабықшасымен қапталады, оның құрамы
ауадағы қоспа зарттарға тәуелді. Жоғары температурада мыс жай және күрделі
заттармен де реакцияға түседі.
Жай заттармен әрекеттесуі: Мыс – галогендермен, (кәдімгі температурада
йодпен, қалғандарымен қыздырғанда) оңай әрекеттеседі:
Cu+Cl2 – CuCl2
Cu+O2 – CuO
Cu+S – CuS

Мыс сутекпен және азотпен қыздырғанда да әркеттеспейді.
Күрделі заттармен әрекеттесуі: кернеу қатарында мыс сутектен кейін
орналасқан, сондықтан ол қышқылдар тотықтырғыш болса ғана олармен
әрекеттеседі.

Cu+2H2SO4 – CuSO4+SO2+2H2O
Cu+4HNO3 – Cu(NO3)2+2NO2+2H2O
Cu+4HNO3 – 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O

Сумен және кәдімгі қышқылдың ерітінділерімен жеке мыс әрекеттеспейді,
бірақ оттек қатысында баяу реакция жүре бастайды:
2Cu+4HCl+O2 – 2CuCl2+2H2O

Ол тұздардың ерітіндісінің белсенділігі төмен металдарға ығыстырады.
Мәселен, егер мыс тақташасын күміс нитратының ерітіндісіне салса, онда
біраз уақыттан кейін ол жылтыраған күміс қабатымен қапталады:

2Cu+2AgNO3 – Cu(NO3)2+2Ag

Мыс қосылыстары: мыстың тотығу дәрежесі +2 болатын қосылыстары едәуір
көп таралған, тотығу дәрежесі +1 сирек кездеседі.
Мыс оксидпен 2 оксид түзеді. Ауада қыздырғанда мыс жеңіл тотығып,
алдымен қызыл оксидке Cu2O, содан кейін қара оксидке CuO айналады.
Мыс (II) гидроксидін сәйкес тұздарының ерітіндісіне сілтімен әсер етіп
алады:

CuSO4+2NaOH – Cu(OH)2+Na2SO4

Мыс қосылыстарының бірі мыс сульфаты CuSO4. Сусыз мыс сульфаты – ақ
түсті ұнтақ, ол суды күшті сіңіріп, көк түсті кристал – гидрадқа айналады.
Мыстың биологиялық рөлі. Өсімдік және жануарлар организімінде мыстың
мөлшері шикізатқа есептегенде 10-5-тен 10-3%-ке дейін аралықта болады.
Мысқа кейбір омыртқасыздар – былқылдақденелілер мен бунақтылар (теңіз
шаяндары, кальмарлар, сегізаяқтылдар) бай болады. XIX ғасырдың өзінде
ұлулардың көгілдір қанын зерттегенде ғалымдар мынадай қорытындыға келді:
көгілдір түс қанда мыстың болуын көрсетеді. Ол адамның қанында шамамен
0,001 мгл мөлшерде болады. Жануар мен адам организімінде мыс бауырда
концентрленеді. Ол қан түзу процесіне қатысады, тотығу процесін күшейтетін
көптеген ферменттердің құрамына кіреді, көмірсу алмасуын, гемоглобин және
майлар синтезі, витаминдердің түзілуін қамтамасыз етеді.
Мыс өсімдіктерге де қажет. Ол фотосинтез процесіне қатысатын маңызды
микроэлементтердің бірі және өсімдіктердің азотты сіңіруіне әсер етеді.
Адам организімінде мыс жетіспесе қаназдық (анемия) ауруы пайда болады,
ал өсімдіктерде мыс жетіспесе, олардың дамуы және жеміс беруі нашарлайды.
Бірақ, оның артық мөлшері де зиянды. Адам үшін мыстың барлық тұздары улы.
Мыс қосылыстарын өсімдіктердің зиянкестеріне және саңырауқұлақтарға қарсы
күресте қолданады.

Мырыш

Мырыш – IV периодта, II топтың қосымша топшасында орналасқан элемент.
Оның электрондық формуласы:

30 Zn 1s22s22p63s23p63d104s2

Табиғатта таралуы. Жер қыртысындағы құрамы бойынша мырыш басқа
элементтер арасынан 23-ші орынды алады. Әдетте мырыш кендері –
полиметалдық. Оларда сонымен бірге мыс, қорғасын, кадмий және басқа
металдардың минералдары болады. Мырыштың маңызды минералы мырыш алдамшысы
ZnS көптеген сульфидтік кендердің құрамына кіреді. сондай-ақ цинкит ZnO,
мырыш шпаты (галмей) ZnCO3 және т.б. түрінде кездеседі.
Қазақстандық полиметалдық кендердің қорымен танымал. Полиметалдық
кендердің негізгі кен орындары Қарағанды облысында, Кенді Алтайда және
Оңтүстік Қазақстанда орналасқан. Мырышты Риддер, Өскемен және Балқаш
металлургия зауыттары шығарады.
Алынуы. Кендерден металдық мырышты алу үшін пирометаллургия және
гидрометаллургиялық процестерді пайдаланады. Пирометаллургиялық жолмен
кенді өртеу процесінде алынған мырыш оксиді көміртекпен
тотықсыздандырылады:

2ZnS+3O2 – 2ZnO+2SO2
ZnO+C – Zn+CO

Процестің температурасы 10000С-тан төмен емес, мырыш бу тәрізді күйінде
алынады. Тотықсыздану процесі герметикалық отқа төзімді ортада жүргізіледі.
Түзілген мырыш буы конденсаторда түнып, одан периодты түрде сұйық мырыш
шығарылады.
Физикалық қасиеттері. Мырыш – көкшіл ақ түсті күшті металдық жылтыры
бар металл. Ылғалды ауада жылтыры оксидтік қабықшаның түзілуіне байланысты
біртіндеп жойылады. Мырыш – қаттылығы орташа металл. Оның тығыздығы 7,13
гсм3-қа тең. Таза металл пластикалық және жұқа фольгаға дейін жойылады.
Техникалық мырыш кәдімгі температурада морт сынғыш, бірақ 1000 – 1500С-та
пластикалық болады, оны жұқалап таптауға немесе сымға дейін созуға болады.
2000С-дан жоғары температурада ол қайтадан морт ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.