Подгруппа кобальта

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Группа → 9
↓ Период
4
27
Кобальт
58,933
3d74s2
5
45
Родий
102,906
4d85s1
6
77
Иридий
192,22
4f145d76s2
7
109
Мейтнерий
(276)
5f146d77s2

Подгру́ппа ко́бальта — химические элементы 9-й группы периодической таблицы химических элементов (по устаревшей классификации — элементы побочной подгруппы VIII группы)[1]. В группу входят кобальт Co, родий Rh и иридий Ir. На основании электронной конфигурации атома к этой же группе относится и искусственно синтезированный элемент мейтнерий Mt, впервые полученный в 1982 в Центре исследования тяжёлых ионов (нем. Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI), Дармштадт, Германия[2][3] в результате реакции 209Bi+58Fe → 266Mt+n. Мейтнерий назван в честь австрийского физика Лизы Мейтнер. Название утверждено ИЮПАК в 1997 году[4].

Свойства[править | править исходный текст]

Два элемента группы — родий и иридий — относятся к семейству платиновых металлов. Как и в других группах, члены 9 группы элементов проявляют закономерности электронной конфигурации, особенно внешних оболочек, хотя, как ни странно, родий не следует этому тренду. Тем не менее, у элементов этой группы тоже проявляется сходство физических свойств и химического поведения:

Некоторые свойства элементов 9 группы

Атомный
номер
Химический
элемент
Электронная
оболочка
Атомный
радиус,
нм
p,
г/см³
tпл,
°C
tкип,
°C
ЭО
27 кобальт 2, 8, 15, 2 0,125 8,9 1495 2960 1,88
45 родий 2, 8, 18, 16, 1 0,134 12,41 1963 3727 2,28
77 иридий 2, 8, 18, 32, 15, 2 0,136 22,57 2447 4380 2,20
109 мейтнерий 2, 8, 18, 32, 32, 15, 2

Кобальт является ферромагнетиком, его точка Кюри 1121 °C. Родий — благородный металл, по химической стойкости в большинстве коррозионных сред превосходит платину. Иридий — металл, который не взаимодействует с кислотами и их смесями (например, царской водкой) как при нормальной, так и при повышенной температурах [5].

История[править | править исходный текст]

Соединения кобальта известны человеку с глубокой древности, синие кобальтовые стёкла, эмали, краски находят в гробницах Древнего Египта. В 1735 году шведский минералог Георг Бранд сумел выделить из этого минерала неизвестный ранее металл, который он назвал кобальтом. Он выяснил также, что соединения именно этого элемента окрашивают стекло в синий цвет — этим свойством пользовались ещё в древних Ассирии и Вавилоне.

Родий открыт в Англии в 1803 году Уильямом Гайдом Волластоном. Название произошло от др.-греч. ῥόδονроза, типичные соединения родия имеют глубокий тёмно-красный цвет.

Иридий был открыт в 1803 году английским химиком С. Теннантом одновременно с осмием, которые в качестве примесей присутствовали в природной платине, доставленной из Южной Америки. Название (др.-греч. ἶρις — радуга) получил благодаря разнообразной окраске своих солей.

Распространение в природе и биосфере[править | править исходный текст]

Массовая доля кобальта в земной коре 4·10−3%. Всего известно около 30 кобальтосодержащих минералов. Содержание в морской воде приблизительно (1,7)·10−10%. Родий содержится в платиновых рудах, в некоторых золотых песках Южной Америки и других стран. Содержание в земной коре родия и иридия — 10−11 %.

Кобальт — один из микроэлементов, жизненно важных организму. Он входит в состав витамина В12 (кобаламин). Кобальт участвует в кроветворении, функциях нервной системы и печени, ферментативных реакциях. Потребность человека в кобальте 0,007-0,015 мг, ежедневно. В теле человека содержится 0,2 мг кобальта на каждый килограмм массы человека. При отсутствии кобальта развивается акобальтоз.

Избыток кобальта для человека тоже вреден.

Применение[править | править исходный текст]

Легирование стали кобальтом повышает её жаропрочность, улучшает механические свойства. Из сплавов с применением кобальта создают обрабатывающие инструменты: свёрла, резцы, и.т.п. Магнитные свойства сплавов кобальта находят применение в аппаратуре магнитной записи, а также в сердечниках электромоторов и трансформаторов. Для изготовления постоянных магнитов иногда применяется сплав, содержащий около 50 % кобальта, а также ванадий или хром. Кобальт применяется как катализатор химических реакций. Кобальтат лития применяется в качестве высокоэффективного положительного электрода для производства литиевых аккумуляторов. Силицид кобальта — отличный термоэлектрический материал и позволяет производить термоэлектрогенераторы с высоким КПД. Радиоактивный кобальт-60 (период полураспада 5,271 года) применяется в гамма-дефектоскопии и медицине. 60Со используется в качестве топлива в радиоизотопных источниках энергии.

Фотографии[править | править исходный текст]

См. также[править | править исходный текст]

Примечания[править | править исходный текст]

Литература[править | править исходный текст]

  • Ахметов Н. С. Общая и неорганическая химия. — М.: Высшая школа, 2001. — ISBN 5-06-003363-5
  • Лидин Р. А.. Справочник по общей и неорганической химии. — М.: КолосС, 2008. — ISBN 978-5-9532-0465-1
  • Некрасов Б. В. Основы общей химии. — М.: Лань, 2004. — ISBN 5-8114-0501-4
  • Спицын В. И., Мартыненко Л. И. Неорганическая химия. — М.: МГУ, 1991, 1994.
  • Турова Н. Я. Неорганическая химия в таблицах. Учебное пособие. — М.: ЧеРо, 2002. — ISBN 5-88711-168-2
  • Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford: Butterworth-Heinemann, ISBN 0080379419
  • F. Albert Cotton, Carlos A. Murillo, and Manfred Bochmann, (1999), Advanced inorganic chemistry. (6th ed.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
  • Housecroft, C. E. Sharpe, A. G. (2008). Inorganic Chemistry (3rd ed.). Prentice Hall, ISBN 978-0131755536