Дәріс №1 Атом-молекулалық ілім негізі
Дәріс №13 d-элементтері. d-элементтеріне жалпы сипаттама
жүктеу/скачать 168,35 Kb.
|
1869614765235 Лекция ядр. физ. 2
| Дәріс №13
d-элементтері. d-элементтеріне жалпы сипаттама Дәрістің мақсаты: берілген дәріс тақырыбын толық қарастырып зерттеу. d – элементтер. d – элементтер периодтық жүйенің барлық қосымша топшаларында орналасқан. d элементтерді металдарға жатқызады, өйткені олар жоғары электр және жылуөткізгіштік көрсетеді және металдық жылтыры болады. Металдық байланысы өте берік болады. Сыртқы электрондық құрылыстары мынадай структураға сәйкес келеді. (n-1) da nsb a = 1-10 b = 1-2 Атом құрылысы тұрғысынан алғандағы, бұл элементтерге тән сипат, ол ондағы элементтердің ядро заряды артқан сайын сыртындағы s және p деңгейшелер емес, ішкі екінші d деңгейіне тола бастайды. Демек, олардың сыртқы деңгейшесі өзгеріссіз қалады, яғни онда 1 немесе 2 электрон болса, онда олар өзгеріссіз. Олай болса, d элементтердің валентті электрондары сыртқы және сыртынан есептегенде ішкі екінші деңгейше болады екен. Мысалы Sc – скандий 4s13d 1, итрий 5s2∙4d1.Оларға тән мұндай жалпы атом құрылымына орай, кейбір бірдей химиялық қасиеттер де болады. d қатарындағы барлық элементтер металдар және олар өзінің жоғарғы беріктілігімен, жылу және электр өткізгіштігімен сипатталынады. Олар өзара және басқа металдармен құйма түзеді. d элемент қосымша топшаларда орналасқан. Қосымша топшалар негізгі топшаларға қарағанда қысқарақ, себебі олардың бірінші элементі IV периодтан басталады. d элементтер ІV, V, VІ периодтарда s пен p элементтерінің арасына кіретін 3 декададан тұрады. d элементтерге жатады: IV периодта Sc – Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn; V периодта Y – Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rr, Pd, Ag, Cd; Vi периодта La, Hb, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg. Спектр нәтижесінде алынған мәліметтер 32 d элементтік тоғызының сыртқы ns қаптарында бір электроннан (24 Cr, 29 Cu, 41 Nb, 42 Mo, 44 Ru, 45 Rh, 47 Ag, 78 Pt, 79 Au) ал оныншы Pb-да тіпті электрон болмайтынын көрсетті. Мұндай «құлап түсу» арқылы түзілген электрондық конфигурация тұрақты болып, бұл құбылыстың нәтижесінде энергия бөлінеді. Бірінші қосымша топшаның элементтері реакцияласқанда реакцияға бұлардың сыртқы S-электрондары және ішкі (n-1) d электрондарының бір бөлімі қатынасады. Сондықтан бұл элементтердің валенттігі өзгермелі болады. Сыртқы электрондық қабаттарында екі немесе бір S электрон болғандықтан, олар металдық қасиеттер көрсетеді. Сондықтан олардың ең төменгі тотығу дәрежелері қозған күйде екіге тең: ns2→ns’np’. Сырттан ішке қарай екінші толтырылмаған d-деңгейшесі қосымша топшалардың металдарына көптеген валенттік жағдайда болуларына мүмкіндік береді. Сондықтан, олардың қосылыстарының қышқылдық-негіздік, амфотерлік, тотығу – тотықсыздану қасиеттері де, осы тотығу дәрежелеріне тәуелді болады. Ең төменгі тотығу дәрежесінде металдардың оксидтері, гидроксидтері негіздік қасиет көрсетеді. Мысалы, FeO және Fe(OH)2 ең жоғарғы тотығу дәрежесінде қышқылдық қасиет көрсетеді. Мысалы, Mn2O7, HMnO4 орташа тотығу дәрежесінде амфотерлік қасиет көрсетеді. Мысалы, MnO2∙Mn(OH)4.Сыртқы s және d деңгейшелерінде бос орбитальдардың сандары көп болғандықтан, d элементтер комплексті қосылыстар түзуге өте бейімді. Қосымша топтағы металдарды Менделеев кестесінің бірінші тобынан бастап сегізінші тобына қарай, бұрынғы негізгі топтардағы элементтерді оқыған бағытқа қарама-қарсы бағытта өтеміз. Мыс топшасы. Бірінші қосымша топқа мыс, күміс және алтын жатады. Бұл элементтер үлкен периодтардың тақ қатарына орналасқан. Мыс топшасындағы үш металл да ауыр металдар, табиғатта бос күйінде кездесуіне байланысты өте ерте заманнан белгілі, мыстан басқа екеуі сирек, бытыраңқы металдар бір электрон болғандықтан бір валентті, бірақ сырттан екінші 18 электронды қабат жаңа толған, әлі қалыптасып тұрақты күйге келгендіктен кей (d) электрондарын химиялық байланыс түзуге бүге алады. Сондықтан мыс бір валенттілікпен қатар 2 валентті де болады. Алтын да үш валентті бола алады. Күміс көбіне бір валентте болғанымен екі және үш валентті қосылыстары да бар. Мыс кейде жеке күйде кездескенмен, негізінен қосылыстар құрамында болады. Мыс кендеріндегі оның маңызды минералдары – мыс жылтыры – Cu2S, мыс каолчеданы - CuFeS2, сирегірек кездесетіндері нуприт - Cu2O, малахит - Cu(OH)2 CuCO3. Мысты өндіруде пирометаллургиялық және гидрометаллургиялық процестер қолданады. Күміс табиғатта таза дербес күйде қосылыстар құрамында кездеседі. Қосылыстарының маңыздысы күміс жылтыры – аргентит Ag2S. Кен ішіндегі мыс пен қорғасында алғанда күміс бірге шығады. Алтын. Табиғатта таза түрінде кездесетін металл. Алтынның ұсақ түйірлері кварц ішінде немесе кварц құмы арасында шашыраңқы күйде болады. Алтынның табиғаттағы қосылысы алтын теллуриді AuTe2 құрамында және мыстың қорғасынның сульфид кендерінде болады. Мырыш топшасы. Екінші қосымша топшаға мырыш, кадмий және сынап металдары кіреді. Бұлар 2 валентті болып келеді. Мырыш. Табиғатта қосылыс түрінде кездеседі, ішіндегі мырышты алуға жарайтын минералдар мырышты алдамыш және галмей. Мырыш кендері біздің Қазақстанда, Оралда, Шығыс Қазақстанда, Сібірде бар. Мырыш кендеріндегі мырыштың мөлшері аз болғандықтан, ол кенді әуелі байытып, сонан соң құрамындағы мырышты бөліп алады. Таза мырыш электролиз арқылы алынады. Мырыш – көкшіл тартқан ақ металл. Қалыпты жағдайда морт болып келеді. Кадмий көп қасиеті мырышқа ұқсас болғандықтан мырышпен аралас, мырыш кендерінде кездеседі. Сондықтан алынған мырышта әуелгі кезде әрдайым кадмий болады. Химиялық элементтердің адам ағзасына әсері. Ешқандай байлыққа бағаланбайтын халықтың денсаулық жағдайын тексеруден өткізу, ол жүйеге қолдау көрсету және салауатты өмір салтын қалыптастыруды насихаттау қай кездегіден де маңызды сипат алып, медицина саласы қызметіне айрықша серпін беретіні анық. Мемлекетімізде соңғы жылдары тиісті қаражаттар бөліп, халықтың салауатты өмір сүруіне көп көңіл бөлініп, ғалымдарымыз табиғаттағы өзгерістер және қоршаған ортаның әсері жайлы зерттеу жұмыстарын жүргізуде.Әлемдік жаһандану үрдісінде табиғатта тепе-теңдік жағдайында сақталып тұрған кейбір химиялық элементтердің адам ағзасына бірден көбейе түсуі және ағза үшін маңызы бар элементтер мөлшерінің кеміп кетуі байқалуда. Элементтердің барлығы да тиісті мөлшерден артық болса немесе азайып кетсе адам ағзасына кері әсер ететінін анықталған. Олардың табиғатта таралу жағдайларына жасалған зерттеулер бойынша жердің массасының шамамен 50 пайызын оттек, 25 пайыздан астамын кремний құрайды. Оттек, кремний, алюминий, темір, кальций, калий, натрий, магний, сутек, титан, көміртек, хлор, фосфор, күкірт,азот,марганец, фтор, барий жер массасының 99,8 пайызын құраса, ал қалған 0,2 пайызы барлық басқа элементтердің үлесіне тиеді.Элементтер тірі ағзалардағы орташа мөлшеріне қарай үш топқа бөледі. 1.Макроэлементтердің (оттек, сутек, көміртек, азот, фосфор, күкірт, кальций, магний, натрий және хлор) ағзадағы мөлшері 10 пайыздан жоғары болады. 2. Микроэлементердің (йод, мыс, мышьяк, фтор, бром, стронций, барий, кобальт) ағзадағы мөлшері 10-15 пайыз. 3. Ультрамикроэлементтер сынап, алтын, уран, торий, радий және т.б. Олардың ағзадағы мөлшері 15 пайыздан төмен. Адам ағзалары химиялық элементтерді әр түрлі концентрлейді, яғни, микро және макро элементтер мүшелер мен ұлпаларда әркелкі таралады. Микроэлементтердің көпшілігі бауырда, сүйек және бұлшық ет ұлпаларында жиналады. Бұл ұлпалар көптеген микроэлементтердің негізгі қоры. Элементтер кейбір мүшелерге тән болып табылады және онда концентрациясы жоғары болады. Мысалы: мырыш қарын асты безінде, йод қалқанша безінде, фтор тіс кіреукесінде, алюминий, мышьяк, ванадий шашта, кадмий, сынап, молибден бүйректе, қалайы ішек ұлпаларында, стронций қуық безінде, сүйек ұлпасында, барий көздің пигментті қабатында, бром, марганец, хром гипофизде және тағы басқаларда жиналады.Ағзада микроэлементтер байланысқан және бос ионды түрінде кездеседі. Кремний, алюминий, мыс және титан бас миы ұлпаларында нәруыздармен комплекс түрінде, ал марганец ион түрінде кездеседі. Сутек және оттек макроэлементтері су молекуласын түзетіні белгілі, ал, ересек адам ағзасының шамамен 65 пайызы су болып келеді. Су маңызды еріткіш және ол адамның мүшелерінде, ұлпаларында, биологиялық сұйықтықтарда әркелкі тараған, асқазан сұйығының, сілекейдің, қан плазмасының, лимфаның 99,5 пайыздан 90 пайызға дейінгі аралығын құрайды.Фосфор тістің қатты ұлпаларында концентрленеді, ал табиғатта кальций, хлор, фтор элементтерімен қосылыстар түрінде, фторапиттер құрамында кездесетіндігі белгілі. Кальций де негізінен сүйек және тіс ұлпаларында концентрленеді. Натрий және хлор жасушааралық, ал калий және магний жасуша ішіндегі сұйықтықтарда кездеседі. Натрий және калий фторид түрінде сүйек және тіс ұлпаларында, магний фосфат түрінде тістің қатты ұлпаларында болады. Микроэлементтер қан жасалу, тотығу тотықсыздану, тамырлар мен ұлпалардың өткізгіштігіне белсенді әсер етушілер. Макро және микроэлементтер - кальций, фосфор, фтор, йод, алюминий және кремний, сүйек және тіс ұлпаларының түзілуін қамтамасыз етушілер. Әр түрлі микроэлементтердің жетіспеушілігіне немесе артуына байланысты көптеген аурулар туындайды.Фтордың жетіспеушілігінен тіс жегісі, йодтың жетіспеушілігінен зоб, молибденнің артық мөлшерінен подагра пайда болады.Адам ағзасындағы биогенді элементтер концентрациясы өмір сүрудің тепе-теңдігін сақтайды (химиялық гомеостаз). Бұл баланс элементтің жетіспеушілігіне немесе артық болуына байланысты бұзылады және әр түрлі аурулар туады.Фтор, стронций адам тісінің мықты болуына әсер етеді.Топырақ, ауа, су - тіршілік көзі. Ендеше, су ресурстарының құрамын зерттеу, үнемі бақылау және мемлекет тарапынан қорғау іс-шараларын жүргізудің тіршілік үшін зор деуге болады.Тіршілікте әсер етуші биогенді элементтер жайындағы ғылыми-зерттеу жұмыстары молынан болғай. 2)Биогенді S элементтер 3)Биогенді d элементтер жүктеу/скачать 168,35 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|