Химия - Фролов В.В.
Скачать (прямая ссылка):
359
тивлением износу. Марганец может вытеснять другие металлы из карбидов:
Ре3С + ЗМп-»-Мп3С + ЗРе
Это свойство марганца также используется в металлургии.
Рений также дает соединения с углеродом, но его карбиды еще изучены недостаточно.
Бориды и силициды ^-металлов VII группы весьма многочисленны и тоже получили значительное применение в термообработке сложнолегированных специальных сплавов. Для марганца известны соединения с бором: Мп4В, Мп2В, МпВ, Мп3В4 и МпВ2. Бориды марганца похожи по свойствам на бориды хрома, с одной стороны, и на бориды железа, с другой. Борид МпВ обладает высокими магнитными свойствами и используется при изготовлении постоянных магнитов. Вообще бориды марганца химически активны и разлагаются кислотами, а при нагревании даже водой. Свойства типичных боридов марганца см. в табл. 12.32.
Силициды. Марганец и рений образуют многочисленные силициды. Они обладают небольшой электронной проводимостью. Силициды также используют в жаропрочных сталях, так как карбиды этих металлов в области высоких температур неустойчивы (кроме НС; \УС; ЫЬС) и не могут выполнять функции упрочняющих фаз. Соединения с кремнием для марганца и рения: Мп35'1, Мп5513, Мп81, 1^е5513, ИвБ!, Ке312. Свойства типичных силицидов также приведены в табл. 12.32.
Таблица 12.32. Свойства некоторых нитридов, карбидов, боридов и силицидов (/-металлов VII группы
Соединение Кристаллическая структура Плотность, г/ем* Температура плавления, К -ЛЯ", кДж/моль Удельное соиротииление, мкОм • см
Мп4Ы Кубическая 6,76 Диссоциирует 127,0 _
Мп3С Ррмбическая 6,89 1793 15,05 _
Мп23С6 Кубическая 7,53 _ -13,8
МпВ Ромбическая 6,45 — — _
МпВа Гексагональная 5,37 — 79,5 __
МпзБі Кубическая » 6,60 1393 _ 160,0
МпБі
5,85 1548 71,0 259,0
г^еБі 13,04 2173 42,7 736,0
НеЗі2 Тетрагональная 10,71 2203 69,3 7000,0
Взаимодействие марганца и рения с кислотами и щелочами. Марганец, обладая большим отрицательным электродным потенциалом (е°= —1,05 В), хорошо растворяется в кислотах:
Мп° + 2Н+-*2Мп2+ + Н,,|
Марганец также реагирует с окисляющими кислотами (Нг403, конц. Н2504), так как он не способен сильно пассивироваться:
ЗМп + 8Н1М03-»-ЗМп (N0^0 + 2ЫО| + 4Н20
360
Рений более пассивен — соляная, разбавленная серная и плавиковая кислоты на него не действуют. Азотная кислота окисляет в ре-ниевую кислоту:
ЗИе + 7НМ03-»-31-Ще04 + 7ЫО| + 2И,0
Так же на рений действуют щелочи в окислительной среде (кислород воздуха, оксиды):
2Не + 2КОН + 720,~>2КНе04 + Н20
Технеций в основном повторяет свойства рения и марганца, занимая место в периодической системе между ними.
12.9. (/-МЕТАЛЛЫ VIII ГРУППЫ
К ^/-металлам VIII группы периодической системы Д. И. Менделеева относятся железо Ре, рутений 1^и, осмий Оэ, кобальт Со, родий Шт, иридий 1г, никель №, палладий Рс1 и платина Р1. Эти девять металлов образуют три триады в соответствии с периодами, в которых они расположены. Свойства их закономерно изменяются в соответствии с заполнением электронами подуровня й по горизонтали, позволяя проследить связь б/-металлов VIII группы с их соседями (VII и I группы), а также закономерно изменяются по вертикали в пределах электронных аналогий.
Рассмотрение свойств этих элементов целесообразно вести по периодам, что соответствует и их применению в технике. Распределение электронов по уровням и подуровням атомов этих элементов в табл. 12.33 приведено именно втаком порядке.
Заполнение электронами ^-уровня протекает с некоторыми отступлениями, которые особенно резко проявляются в 5-м периоде,
Таблица 12.33. Распределение электронов у атомов ^-металлов VIII группы по уровням и подуровням
Металл ¦ г п Электронные уровни и подуровни
3« Зр 3<* 4« 4р А <1 '» 5,ч 5р Ы
Семейство железа
Ре 26 4 2 6 6 2 — — — _ — —
Со 27 4 2 6 7 2 — — — — — ---
N1 28 4 2 6 8 2 — — — —
Легкие п л а т и н о в ые металл
Ии 44 5 2 6 10 2 6 7 0 1 — _ — —
Шт 45 5 2 6 10 2 6 8 0 1 — — — —-
Рс1 46 5 2 6 10 2 6 10 0 0 — -— — —
Тяжел ы е плат и и о в ы е мет а л л ы
ОБ 76 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 6 0 0
1г 77 6 2 6 10 2 . 6 10 14 2 6 7 0 0
Р1 78 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 9 ° 0
361
где наблюдается проскок электронов с подуровня 5я на подуровень Ай, причем палладий захватывает сразу 2 электрона, уничтожая этим свой внешний электронный уровень.
СЕМЕЙСТВО ЖЕЛЕЗА
Нахождение в природе и получение в свободном виде. Железо — один из наиболее распространенных металлов. Его содержание в земной коре 4—5% (мае). В природе встречается в виде минералов — руд: магнетит, или магнитный железняк Ре304; гематит, или красный железняк Ре2Оэ; гетит, или бурый железняк Ре203-Н20; сидерит, или шпатовый железняк РеС03; пирит, или железный колчедан РеБ2, входящий также в сернистые руды других металлов. В СССР имеются крупные месторождения железных руд —- Керчь, Урал, Кривой Рог, Курская магнитная аномалия и др.
Кобальт и никель встречаются значительно реже, их содержание в земной коре соответственно 0,002 и 0,02% (мае). В природе эти металлы встречаются в виде сернистых и мышьяковых соединений: смальтин СоАз2; кобальт — пирит Со52, линеит Со354, кобальтовый блеск СОАБЭ, миллерит N15, пентландит (Ре, N1)5, купферникель N18.
