L10_d-metallid_Kompleksüendid

d-elemendid

  • d-elementide ehk üleminekumetallide omadused

    • Tuletatavad aatomite põhioleku elektronkonfiguratsioonist.

    • d-orbitaale 5, igas võib paikneda kuni 2 elektroni; igas perioodis 10 d-elementi.

    • Näide: 4. perioodil skandiumi [Ar]3d14s2 kuni tsingi [Ar]3d104s2.

    • Antud elemendid loovutavad s-elektrone ja d-elektrone ühendite moodustamisel.

    • Ainult 12. rühma elemendid (tsink, kaadmium, elavhõbe) ei kasuta d-elektrone.

    • Oksüdatsiooniastmete olemasolu toob esile d-elementide mitmekesised omadused.

d-elementide omadused

  • Osaliselt täitunud d-alanivood põhjustab d-elementide ühendite erinevaid värve.

  • Paljud d-elementide ühendid on paramagnetilised (paarimata elektronide olemasolu).

  • Rühmad 3–11 on vähemaktiivsed 12. rühma ja p-metallide suhtes.

  • Lantanoidide ja aktinoidide täitumise käigus toimub 4f- ja 5f-orbitaalide täitumine.

    • Lantaanidele [Xe]5d16s2 kuni üterbium [Xe]4f146s2; aktiinidele [Rn]6d17s2 kuni nobeelium [Rn]5f147s2.

  • Kõik d-elemendid on metallid; head elektrijuhid; sulamis- ja keemistemperatuurid kõrgemad kui pea-alarühma metallidel.

    • Erandid: kuld (kollane), vask (punakaspruun), elavhõbe (vedel).

d-elementide omadused ruumis

  • d-orbitaalide ruumiline paigutus ja nende omadused mõjutavad elementide omadusi.

    • Tõukumine elektronide vahel on nõrk.

    • Elektrontihedus kaugel aatomituumast – nõrk varjestav toime.

  • Perioodi jooksul tuumalaeng ja d-elektronide arv kasvavad, kuid aatomiraadiused varieeruvad (Vasakult paremale Skandium (Sc) kuni Kroom (Cr)).

    1. perioodi d-elementide raadiused suuremad kui 4. perioodil, 6. perioodil sarnased 5. perioodi raadiustega (lantanoidne kontraktsioon).

Lantanoidne kontraktsioon

    1. perioodi d-elemendid on raadiusega sama suured, kuid ~2 korda suurema aatommassiga.

  • Lantanoidne kontraktsioon tõmbab kulla ja plaatina valentselektronid tuumale lähemale, seetõttu on nad vähemreaktiivsed.

  • Enamiku vähemreaktiivsete d-elementide kaevandamine ehedal kujul (nt kuld).

Oksüdatsiooniastmed

  • Enamikul d-elementidest mitmed stabiilsed oksüdatsiooniastmed.

  • Alguses ja lõpus olevatele elementidele üks oksüdatsiooniaste, teistel vähemalt 2.

  • Suurim oksüdatsiooniastmete arv d-elementide rea keskel (Mn, Ru, Os).

  • Oksüdatsiooniaste mõjutab hapeliste ja aluseliste omaduste olemasolu.

    • Oksüdatsiooniastme tõustes suurenevad happeliste omadused.

Skandium

  • Skandium (Sc) on reaktiivne metall; reageerib veega energiliselt.

  • [Sc(H2O)6]3+ kompleks käitub happena.

Titaan

  • Titaan (Ti) on kerge ja tugev metall; suhteliselt reaktiivne ja korrosioonikindel.

  • Saadud ilmeniidist ja rutiilist.

  • Titaani oksüdatsiooniaste on IV; tähtsaim ühend TiO2.

Vanaadium

  • Vanaadium (V) on pehme, hõbehall metall; kasutatakse terase legeerimiseks.

  • Peamine ühend on vanaadium(V)oksiid (V2O5).

Kroom

  • Kroom (Cr) on hele, läikiv, korrosioonikindel metall; kasutatakse roostevaba terase valmistamiseks.

Mangaan

  • Mangaan on rauataoline metall; korrodeerub vähe.

  • Erinevates oksüdatsiooniastmetes, stabiilseim on II.

Raud

  • Raud on teine metall maakoores; peamine mineraal on hematiit (Fe2O3).

  • Raud reageerib mitteoksüdeerivate hapetega; oksüdatsiooniaste III.

Koobalt

  • Koobalt on hõbevalge metall; kasutatakse liitiumpatareides.

Nikkel

  • Nikkel on kõva, hõbevalge metall; kasutatakse roostevaba terase ja sulamite valmistamiseks.

Vask

  • Vask on looduses piisavalt passiivne; kasutatud sulfiididest.

Tsink ja kaadmium

  • Tsink ja kaadmium on keemiliselt aktiivsed metallid; oksüdatsiooniaste enamasti II.

  • Tsink on amfoteerne, kaadmium on aluselisem.

Elavhõbe

  • Elavhõbe on normaaltingimustel vedelas olekus metall.

  • Oksüdatsiooniaste I või II (Hg2 2+ on erand).

Kompleksühendid

  • [Cu(OH2)6]2+ on tüüpiline kompleks, moodustub Lewis'i happe ja aluse vahel.

  • Komplekse iseloomustavad sidemed tsentraalse metalliaatomiga.

  • Ligandid, mis liituvad metalliga, määravad kompleksi omadused.

Isomeerid

  • Ühendid, mis koosnevad samast arvust aatomitest, kuid asendatud erinevalt.

  • Jagunevad struktuuriisomeerideks ja stereoisomeerideks.