Platynowce - ciężkie |
lekkie |
Współczesny podział pierwiastków na grupy, w strukturze tablicy układu okresowego, konsekwentnie trzyma się konfiguracji elektronowej jako jedynego kryterium podziału. Do danej grupy (1-18) zalicza te pierwiastki, które leżą w tej samej kolumnie, po rozpisaniu ich w kolejności liczby atomowej i zgodnie z okresowością struktury elektronowej atomów.
Wcześniejszy podział pierwiastków na grupy przyjmował nieco inne podejście do problemu. Pierwiastki dzielono na siedem grup (I - VII), w obrębie których wyróżniano grupy główne (A) i poboczne (B). Grupę gazów szlachetnych oznaczano jako grupę 0, zaś dzisiejsze grupy 8-10 stanowiły grupę VIII i zawierały aż dziewięć pierwiastków. Taki podział, nie sprzeniewierzając się okresowości w konfiguracji elektronowej, próbował (z dość dobrym skutkiem) wiązać w grupy pierwiastki o podobnych właściwościach. Z drugiej jednak strony, omawiając chrom w tej samej VI grupie co tlen i siarkę, a złoto obok potasu (grupa I) czy mangan obok chloru, wprowadzał czasem zbyt wiele zamieszania i wcale nie ułatwiał przyswajania ogólnych reguł zachowania się pierwiastków danej grupy.
W naszym przewodniku stosujemy przy omawianiu właściwości pierwiastków współczesny podział na grupy, robiąc jednak drobny wyjątek dla dawnej grupy VIII. Dla grup 8-10 właściwości chemiczne i fizyczne pierwiastków w obrębie grupy różnią się znacznie, natomiast są dość zgodne dla triad w obrębie okresu (Fe, Co, Ni - żelazowce; Ru, Rh, Pd - platynowce lekkie i Os, Ir, Pt - platynowce ciężkie). Taki też podział, zgodny z historyczną grupą VIII zastosowałem w naszej witrynie, wychodząc z często tu powtarzanego założenia, że wszelkie podziały mają nam w czymś pomóc, bo inaczej nie mają sensu. Wydaje mi się, że taki nieco "hybrydowy" podział bardziej ułatwi nam zapamiętanie właściwości i chemizmu poszczególnych pierwiastków, niż ortodoksyjne trzymanie się "oficjalnych" podziałów.
Natomiast na stronie omawiającej w skrócie właściwości pierwiastków (tej z podaną konfiguracją) zastosowano konsekwentny podział na 18 grup.
Charakterystyka grupy:
Nazwy platynowce lekkie i platynowce ciężkie wywodzi się z różnic gęstości obu grup pierwiastków. Platynowce lekkie charakteryzują się gęstością około 12 g/cm3 zaś ciężkie około 22 g/cm3. Charakteryzują się wysokimi temperaturami topnienia i bardzo niską reaktywnością chemiczną. Roztwarzają się dopiero w wodzie królewskiej (z wyjątkiem rodu). W postaci prostych związków występują dość rzadko. Najczęściej tworzą związki o charakterze kompleksów, przeważnie o liczbie koordynacyjnej 6 (hybrydyzacja d2sp3; oktaedryczna), zaś platyna i pallad także o liczbie koordynacyjnej 4 (hybrydyzacja dsp2, struktura płaska).
Pt - platyna (liczba atomowa 78) |
|
średnia masa atomowa 195,09 |
wartościowość |
+2 +4 |
|
|
|
|
Miękki metal o wysokiej temperaturze topnienia, bardzo odporny na działanie chemiczne, nie utlenia się w powietrzu nawet na gorąco, rozpuszcza się jedynie na gorąco w wodzie królewskiej. W swych związkach platyna występuje głównie na +2 i +4 stopniu utlenienia. Stosowana jako elektrody, składnik szlachetnych stopów oraz katalizator. Charakteryzują ja łatwość wchłaniania dużych ilości wodoru. W postaci rozdrobnionej występuje jako tzw. czerń platynowa, pokrywająca elektrody.
Metaliczna platyna rozpuszczona w wodzie królewskiej daje kwas chloroplatynowy H2PtCl6, który w trakcie ogrzewania z chlorem przechodzi w brunatnoczerwony tetrachlorek platyny PtCl4. Ogrzewanie kwasu chloroplatynowego bez dostępu chloru powoduje przejście w brunatny dichlorek platyny PtCl2.
Z siarką tworzy platyna czarny siarczek PtS2.
Ir - iryd (liczba atomowa 77) |
|
średnia masa atomowa 192,2 |
wartościowość |
+3 +4 |
|
|
|
|
Metal o bardzo wysokiej temperaturze topnienia, chemicznie nieaktywny, tlenek tworzy dopiero w temperaturze czerwonego żaru, nie reaguje z kwasami ani alkaliami. Zastosowanie podobne jak rodu, i podobnie jak rod występuje niezmiernie rzadko (0,0000001%).
Os - osm (liczba atomowa 76) |
|
średnia masa atomowa 190,2 |
wartościowość |
+6 +8 |
|
|
|
|
Szaroniebieski, kruchy metal, bierny chemicznie (rozpuszcza go z trudem woda królewska i stęż. kwas azotowy). Praktyczne zastosowanie niewielkie, głównie w postaci stopów o dużej twardości np. z irydem.
Reaguje z tlenem atmosferycznym dając OsO4 o nieprzyjemnym zapachu. Jest związkiem łatwotopliwym (40°C) i lotnym (tw = 100°C!!). Jest to silny utleniacz, redukujący się w zetknięciu z substancjami organicznymi do OsO2.
Ru - ruten (liczba atomowa 44) |
|
średnia masa atomowa 101,07 |
wartościowość |
+2 +4 |
|
|
|
|
Srebrny metal, odporny chemicznie (rozpuszcza się jedynie w gorącej wodzie królewskiej, nieco łatwiej ulega działaniu gorących alkaliów). Znajduje najczęściej zastosowanie jako składnik szlachetnych stopów np. z platyną. W przyrodzie występuje w bardzo niewielkich ilościach.
Podobnie jak osm tworzy tworzy z tlenem pomarańczowy, lotny RuO4, silny utleniacz, ulegający powyżej temperatury 100°C wybuchowemu rozkładowi do RuO2.
|
|
|
Rh - rod (liczba atomowa 45) |
|
średnia masa atomowa 102,905 |
wartościowość |
+3 |
|
|
|
|
Metal bardzo rzadki (0,0000001% wag.), bardzo odporny chemicznie, w związkach występuje głównie na +3 stopniu utlenienia. Stosowany w praktyce najczęściej w postaci stopów z platyną i irydem jako materiał na tzw. termopary (ogniwa termoelektryczne) i specjalistyczne naczynia laboratoryjne.
Pd - pallad (liczba atomowa 46) |
|
średnia masa atomowa 106,4 |
wartościowość |
+2 +4 |
|
|
|
|
Srebrzysty metal o nikłym rozpowszechnieniu (0,000001%), szlachetny metal o średniej odporności chemicznej, przypomina w tym względzie srebro. Na gorąco ulega działaniu chloru, tlenu, siarki. Występuje głównie jako metal dwu- i czterowartościowy. W postaci czerni palladowej lub gąbki (silnie rozdrobniony) stosowany jako katalizator w procesach uwodorniania i utleniania. Bardzo silnie chłonie wodór - może go wchłonąć około 500 więcej niż wynosi jego własna objętość. Stosowany także w stopach szlachetnych. Jako jedyny z grupy platynowców reaguje z kwasem azotowym.