Постпереходные металлы

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

В химии термин постпереходные металлы используется для описания категории химических элементов, которые по своим свойствам напоминают металлы. Постпереходные металлы располагаются справа от переходных металлов в периодической системе[1][2]. ИЮПАК определяет нахождение переходных металлов в 3—11 группах или 3—12[3]. В соответствии с первым утверждением, постпереходные металлы включают в себя 12-ю группу — цинк, кадмий и ртуть. В эту группу иногда включают и германий, сурьму и/или полоний, хотя они, как правило, являются металлоидами. Согласно второму определению данных элементов, двенадцатая группа не может быть включена в данную группу металлов. Изучение учебников и монографий в 2003 году показывает, что оба утверждения использовались с примерно одинаковой частотой[4].

В 1950-м году большинство учебников по неорганической химии определяли переходные металлы 11ой группы — медь, серебро и золото как дополнение к 12ой группе[4]. Данное определение постпереходных металлов, указанных выше, ИЮПАК не рекомендует для использования[3], однако оно ещё до сих пор используется[5].

Химия постпереходных металлов[править | править код]

Согласно второму утверждению, переходные элементы имеют либо незаконченную d-подоболочку, либо имеют способность к формированию незаконченной d-подоболочки. В 2007-м году был синтезирован фторид ртути(IV)[6][7]. Это соединение содержит в себе атом ртути с незаконченной d-подоболочкой. По аналогии с этим коперницию предсказано существование такого же свойства, то есть у него предположительно должна формироваться аналогичная электронная конфигурация. В этом случае постпереходные металлы включают в себя только цинк и кадмий.

Существует определение, не данное ИЮПАК, которое приравнивает постпереходные металлы к элементам d-блока. В этом случае вся 12-я группа может содержать переходные элементы. Это определение не принято и не обговорено[8].

Сурьма считается металлоидом, металлом, а иногда и постпереходным элементом[8]. Алюминий не является ни переходным, ни постпереходным металлом, так как он не имеет d-подоболочки и расположен выше переходных элементов в таблице.

Лёгкие или тяжёлые металлы[править | править код]

13 14 15 16
Al
Алюминий
Ga
Галлий
Ge
Германий
In
Индий
Sn
Олово
Sb
Сурьма
Tl
Таллий
Pb
Свинец
Bi
Висмут
Po
Полоний
Nh
Нихоний
Fl
Флеровий
Mc
Московий
Lv
Ливерморий
Германий, сурьма, полоний, нихоний, флеровий,
московий и ливерморий — полуметаллы.
Остальные — лёгкие или тяжёлые металлы.

Тривиальное название лёгкие металлы иногда описывает металлы, которые расположены в p-блоке в периодической таблице. Их температуры плавления (в среднем около 300 °C) и температуры кипения отличаются от переходных металлов (со средней температурой плавления около 1600 °C). Их электроотрицательность выше по сравнению с переходными металлами; лёгкие металлы являются менее твёрдыми по сравнению с ними. Они отличаются от металлоидов, однако, по своей значительно большей температуре кипения находятся в одной строке расширенной таблицы Менделеева.

Термин «лёгкие металлы» не утверждён номенклатурой ИЮПАК. В данную группу принято включать алюминий, галлий, индий, олово, таллий, свинец и висмут. Иногда сюда включают германий, сурьму и полоний, хоть они и считаются полуметаллами. Нихоний, флеровий, московий и ливерморий, возможно, будут иметь те же характеристики. Синтезировать данные химические элементы в весовых количествах для изучения их химических свойств пока не представляется возможным.

Эти же металлы, кроме алюминия, но вместе с частью переходных (медью, 12-й группой, никелем, кобальтом, цирконием) могут быть названы и тяжёлыми металлами, что также не утверждено номенклатурой ИЮПАК. Наименование их тяжёлыми связано с относительно большей плотностью (в среднем около 9 г/см³), чем у лёгких алюминия и титана (в среднем около 4 г/см³) и чем у щелочных (в среднем около 1,3 г/см³), щелочно-земельных (в среднем около 2,6 г/см³), редкоземельных (в среднем около 7 г/см³) и чёрных металлов (в среднем около 7 г/см³). Плотность данных «тяжёлых цветных металлов» уступает лишь плотности тугоплавких (в среднем около 14 г/см³), благородных металлов (в среднем около 15 г/см³) и платиновой группы (в среднем около 17 г/см³).

Французские химики называют постпереходные металлы бедными металлами (фр. métaux pauvres).

Примечания[править | править код]

  1. James E. Brady. General Chemistry: Principles and Structure. — 5-е изд. — Wiley, 1990. — С. 96. — ISBN 0471621315, 9780471621317.
  2. Cox P.A. Instant Notes in Inorganic Chemistry. — 2-е изд. — Garland Science/BIOS Scientific Publishers, 2004. — С. 185—186. — ISBN 1859962890, 9781859962893.
  3. 1 2 Nomenclature of Inorganic Chemistry, IUPAC Recommendations 51 (2005). — IR 3—6.2. Дата обращения: 28 августа 2010. Архивировано из оригинала 22 декабря 2014 года.
  4. 1 2 William B. Jensen. The Place of Zinc, Cadmium, and Mercury in the Periodic Table. — Journal of Chemical Education, 2003. — С. 952—961.
  5. H.P. Myers. Introductory solid state physics. — 2-е изд. — Taylor & Francis, 1997. — С. 216. — ISBN 074840659X, 9780748406593.
  6. Xuefang Wang; Lester Andrews; Sebastian Riedel и Martin Kaupp. Mercury Is a Transition Metal: The First Experimental Evidence for HgF4. — Angew. Chem. Int. Ed., 2007. — С. 8371—8375.
  7. Elusive Hg(IV) species has been synthesized under cryogenic conditions (2007). Дата обращения: 28 августа 2010. Архивировано 8 мая 2012 года.
  8. 1 2 Post Transition Metal Chemistry, Lecture 1. — Michaelmas Term, 2007. Архивированная копия. Дата обращения: 28 августа 2010. Архивировано 3 декабря 2007 года. WebLearn — Oxford Campus, Department of Chemistry, public anonymous access

Ссылки[править | править код]