Blok d (1)

2009-01-12

Właściwości fizyczne

Prawie wszystkie metale bloku -d są metalami:

•    twardymi

•    kowalnymi

•    plastycznymi

’ z wysoką przewodnością elektryczną i cieplną.

Poza Mn, Zn, Cd i Hg w temperaturze pokojowej posiadają : jedną z typowych metalicznych struktur ( hep; fcc; bcc).

Promienie metaliczne dla koordynacji 12 są dużo mniejsze niż dla metali bloku s o porównywalnej liczbie atomowej.

Rysunek przedstawia zmiany wartości dla metali bloku d

numer grupy

□    W obrąbie danego okresu bloku d obserwuje się jedynie niewielkie zmiany

□    Są one większe dla trzeciego i drugiego okresu

□    Są one podobne dla metalu drugiego I trzeciego okresu tej samej triady.

Te ostatnie stwierdzenie jest konsekwencję tzw. kontrakcji lontanowców.

Trendy zmian standardowej entalpii atomizacji A,H° (298K) wzdłuż trzech okresów bloku s i d

od K do Zn, Rb do Cd i Cs do Hg

—- Metale 4s i 3d: K do Zn — Metale Ss i 4d: Rb do Cd

numer grupy

Metale bloku d są (poza grupą 12 -cynkowcami) dużo twardsze i mniej lotne niż te z bloku s. Trendy entalpii atomizacji: metale drugiego i trzeciego okresu generalnie posiadają wyższe entalpie atomizacji niż odpowiadające im metale pierwszego okresu bloku d. Jest to istotny czynnik w tłumaczeniu dużo większego udziału wiązania metal-metal w związkach cięższych metali danej triady bloku-d w odniesieniu do pierwszego okresu. W sensie ogólnym, metale ze środka danego okresu bloku d posiadają najwyższe wartości entalpii jonizacji niż te metale z początku jak i końca danego okresu. Pamiętajmy, że należy być jednak ostrożnym w porównywaniu metali o różnej strukturze co w szczególności jest bardzo wyraźne dla manganu.

Wartości energii pierwszej jonizacji pierwiastków aż do Rn

Energia pierwszego stopnia jonizacji metali bloku d danego okresu jest wyższa niż poprzedzających je metali bloku s. W każdym okresie bloku d istnieje ogólny trend zwiększania się entalpii jonizacji nie oznacza to, że nie istnieją małe odchylenia od tego.

Skomplikowane porównania pomiędzy metalami bloku s i bloku d

•    Skoro wszystkie metale 3d posiadają wyższe energie jonizacji EJ, i EJ, niż Ca i wszystkie (poza Zn) posiadają wyższą entalpię atomizacji stąd są mniej reaktywne niż Ca.

*    Z drugiej strony, skoro wszystkie znane jony M²* metali okresu 3d są mniejsze niż Ca^2ł stąd efekty solwatacji i energii sieciowej są bardziej przychylne dla jonów metali 3d. W praktyce bardziej korzystne jest tworzenie indywidua zawierającego M²* jony.

■    Wszystkie metale bloku 3d są termodynamicznie mniej reaktywne niż Ca co jest spójne z potencjałem standardowym redukcji (mają niższy niż wapń (Ca²*/Ca =-2,87 V ; Ti²*/ Ti - -1,63 V).

■    Należy jednak zwrócić uwagę, że interpretacja zmian chemicznych w oparciu o standardowe potencjały redukcji E° nie zawsze jest prosta, jako że pasywacja często czyni metal mniej reaktywnym aniżeli byśmy oczekiwali.

■    Kilka metali z bloku d należy do mocnych czynników redukcyjnych np. E° dla pary Sc^3<2Sc wynosi (-2,08 V) i jest to wartość bardziej ujemna niż dla AI*‘/AI (-1,66V).

I Reakcje połówkowe		E,/V 1
Ca^:>{aq) + 2c	~Ca(s)	-2.87
Tr^+(aq) + 2e	-Ti(S)	-1.63
V^2,(aq) + 2c	-V(«)	-1.18
Cr^(aq) + 2e	- Ci(s)	-0.91
Mn^2+(aq) + 2e	- Mnls)	-1.19
Fe’ (aq) f 2c	- Fe(s)	-0.44
Co*’(aq) • 2c	— Co(s)	0.28
Ni'^r(aq) + 2<r	— Ni(s)	-0.25
Cu^2ł (aq) i- 2c	- Cu(s)	ł0.34
Zn^:’(aq) + 2e	— Zn(s)	-0.76

2