उपसमूह में 9 तत्व शामिल हैं और इस अर्थ में यह आवर्त सारणी में अद्वितीय है। इस समूह की एक और अनूठी संपत्ति यह है कि इस उपसमूह के तत्व उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था (आरयू और ओएस के अपवाद के साथ) तक नहीं पहुंचते हैं। आमतौर पर 9 तत्वों को 4 परिवारों में विभाजित करना स्वीकार किया जाता है: आयरन ट्रायड और आरयू-ओएस, आरएच-इर, पीडी-पीटी डायड। यह विभाजन Fe, Co और Ni तत्वों के 3डी उपस्तर की सिनोसिमेट्री के साथ-साथ ओएस, आईआर और पीटी के लैंथेनाइड संपीड़न द्वारा उचित है।
लौह त्रय तत्वों का रसायन सरल पदार्थ
लोहा पृथ्वी पर प्रचुर मात्रा में चौथे स्थान पर है, लेकिन इसका अधिकांश भाग औद्योगिक उपयोग (एलुमिनोसिलिकेट्स) के लिए अनुपयुक्त अवस्था में है। केवल आयरन ऑक्साइड FeO और Fe 2 O 3 पर आधारित अयस्क ही औद्योगिक महत्व के हैं। कोबाल्ट और निकल दुर्लभ तत्व हैं, हालांकि वे अपने स्वयं के खनिज बनाते हैं, औद्योगिक रूप से बहुधात्विक अयस्कों से निकाले जाते हैं।
तत्वों का उत्पादन ऑक्साइड से उनके अपचयन तक होता है। कार्बन डेरिवेटिव (कोक, सीओ) का उपयोग कम करने वाले एजेंटों के रूप में किया जाता है, इसलिए परिणामी धातु में कई प्रतिशत तक कार्बन होता है। 2% से अधिक कार्बन युक्त लोहे को कच्चा लोहा कहा जाता है; यह सामग्री बड़े पैमाने पर उत्पादों की ढलाई के लिए उपयुक्त है, लेकिन इसकी यांत्रिक शक्ति कम है। खुले चूल्हे की भट्टियों या कन्वर्टर्स में कार्बन जलाने से स्टील प्राप्त होता है, जिससे यांत्रिक रूप से मजबूत उत्पाद तैयार किए जा सकते हैं। किसी सामग्री के उत्पादन और प्रसंस्करण की विधि पर उसके गुणों की निर्भरता विशेष रूप से लोहे के लिए स्पष्ट रूप से दिखाई देती है: सख्त और तड़के का संयोजन विभिन्न गुणों वाली सामग्री प्राप्त करना संभव बनाता है।
Co और Ni का उत्पादन एक जटिल प्रक्रिया है। अंतिम चरण में, धातु ऑक्साइड (CoO, Co 2 O 3, NiO) को कार्बन के साथ कम किया जाता है, और परिणामी धातु को इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा शुद्ध किया जाता है।
सरल पदार्थों के गुण उनमें अन्य तत्वों की अशुद्धियों की उपस्थिति पर अत्यधिक निर्भर होते हैं। शुद्ध कॉम्पैक्ट धातुएँ एक मजबूत ऑक्साइड फिल्म, विशेषकर Ni के निर्माण के कारण सामान्य तापमान पर हवा में स्थिर रहती हैं। हालाँकि, अत्यधिक बिखरी हुई अवस्था में, ये धातुएँ पायरोफोरिक होती हैं, अर्थात। स्वयं प्रज्वलित.
गर्म होने पर, Fe, Co, Ni मूल गैर-धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, और क्लोरीन के साथ लोहे की परस्पर क्रिया परिणामी FeCl 3 की अस्थिरता के कारण विशेष रूप से तीव्र होती है, जो धातु की सतह को ऑक्सीकरण से नहीं बचाती है। इसके विपरीत, फ्लोरीन के साथ नी की परस्पर क्रिया एक मजबूत फ्लोराइड फिल्म के निर्माण के कारण व्यावहारिक रूप से नहीं होती है, इसलिए फ्लोरीन के साथ काम करते समय निकल उपकरण का उपयोग किया जाता है।
Fe, Co, Ni हाइड्रोजन के साथ विशिष्ट यौगिक नहीं बनाते हैं, लेकिन इसे ध्यान देने योग्य मात्रा में अवशोषित करने में सक्षम हैं, खासकर अत्यधिक बिखरी हुई अवस्था में। इसलिए, लौह परिवार की धातुएँ हाइड्रोजनीकरण प्रक्रियाओं के लिए अच्छे उत्प्रेरक हैं।
धातुएँ गैर-ऑक्सीकरणकारी अम्लों के साथ अच्छी तरह प्रतिक्रिया करती हैं:
ई + 2 एचसीएल ईसीएल 2 + एच 2
ऑक्सीकरण करने वाले अम्ल धातुओं को निष्क्रिय कर देते हैं, लेकिन धातु ऑक्साइड की मूल प्रकृति के कारण क्षार के साथ प्रतिक्रिया नहीं होती है।
कनेक्शन ई(0)
यह ऑक्सीकरण अवस्था कार्बोनिल्स की विशेषता है। आयरन Fe(CO) 5, कोबाल्ट - Co 2 (CO) 8, और निकेल - Ni(CO) 4 का कार्बोनिल बनाता है। निकेल कार्बोनिल विशेष रूप से आसानी से (50 डिग्री सेल्सियस, वायुमंडलीय दबाव) बनता है, इसलिए इसका उपयोग शुद्ध निकल प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
कनेक्शन ई(+2)
इस ऑक्सीकरण अवस्था में यौगिकों की स्थिरता Fe से Ni तक बढ़ जाती है। यह इस तथ्य के कारण है कि नाभिक के आवेश में वृद्धि, जबकि परमाणु का आकार अपरिवर्तित रहता है, नाभिक और डी-इलेक्ट्रॉनों के बीच बंधन को मजबूत करता है, इसलिए बाद वाले को अलग करना अधिक कठिन होता है।
E(+2) यौगिक धातुओं को अम्ल में घोलकर प्राप्त किया जाता है। जब लवणों के जलीय घोल में क्षार घोल मिलाया जाता है तो E(OH)2 हाइड्रॉक्साइड अवक्षेपित हो जाते हैं:
ECl 2 + 2NaOH = E(OH) 2 + 2NaCl
इससे हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि प्रश्न में धातुओं के लवण धनायन जल-अपघटन के प्रति संवेदनशील हैं। हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप, विभिन्न उत्पाद प्राप्त होते हैं, जिनमें पॉलीन्यूक्लियर कॉम्प्लेक्स शामिल हैं, उदाहरण के लिए NiOH +।
हवा की पहुंच के बिना ई(ओएच) 2 को कैल्सीन करके, ऑक्साइड प्राप्त किया जा सकता है। ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड मुख्य रूप से बुनियादी चरित्र प्रदर्शित करते हैं; फेरेट्स (+2), कोबाल्टेट्स (+2) और निकलेट्स (+2) केवल कठोर परिस्थितियों में प्राप्त होते हैं, उदाहरण के लिए मिश्रधातु द्वारा:
Na 2 O + NiO = Na 2 NiO 2
E(+2) सल्फाइड को Na 2 S या यहां तक कि H 2 S (MnS के विपरीत, जो H 2 S के साथ अवक्षेपित नहीं होता है) का उपयोग करके जलीय घोल से अवक्षेपित किया जा सकता है, लेकिन ये सल्फाइड मजबूत एसिड में घुल जाते हैं, जिसका उपयोग रासायनिक विश्लेषण में किया जाता है:
ई 2+ + एस 2- ई 2 एस, ई 2 एस + 2एच + (उदा.) ई 2+ + एच 2 एस
E(+2) यौगिकों में से केवल Fe(+2) ही ध्यान देने योग्य अपचायक गुण प्रदर्शित करता है। इस प्रकार, सभी सरल (गैर-जटिल) Fe(+2) यौगिकों को वायुमंडलीय ऑक्सीजन और अन्य मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों द्वारा ऑक्सीकरण किया जाता है:
4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 4Fe(OH) 3
10FeSO 4 + 2KMnO 4 + 8H 2 SO 4 5Fe 2 (SO 4) 3 + K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 8H 2 O
कोबाल्ट (+2) और निकल (+2) के यौगिक केवल मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों द्वारा ऑक्सीकरण होते हैं, उदाहरण के लिए NaOCl:
ई(ओएच) 2 + NaOCl + एक्सएच 2 ओ ई 2 ओ 3 एक्स H2O + NaCl
कनेक्शन ई(+3)
इस ऑक्सीकरण अवस्था में स्थिर यौगिक लोहे और आंशिक रूप से कोबाल्ट द्वारा निर्मित होते हैं। Ni(+3) व्युत्पन्नों में से केवल जटिल यौगिक ही स्थिर होते हैं।
हाइड्रॉक्साइड्स E(OH) 3 नमक के घोल पर क्षार की क्रिया द्वारा या E(OH) 2 के ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किए जाते हैं:
FeCl 3 + 3NaOH = Fe(OH) 3 ↓ + 3NaCl
2Co(OH) 2 + H 2 O 2 = 2Co(OH) 3
इससे ऐसे उत्पाद तैयार होते हैं जिनमें पानी की परिवर्तनीय मात्रा (कोई स्थिर संरचना नहीं) होती है। ऑक्साइड हाइड्रॉक्साइड निर्जलीकरण के अंतिम उत्पाद हैं, लेकिन ऑक्सीजन और कम ऑक्साइड में उनके अपघटन के कारण शुद्ध Co 2 O 3 और Ni 2 O 3 प्राप्त करना संभव नहीं है। लोहे और कोबाल्ट के लिए, संरचना E 3 O 4 के ऑक्साइड प्राप्त करना संभव है, जिसे मिश्रित ऑक्साइड EOE 2 O 3 माना जा सकता है। दूसरी ओर, E 3 O 4 ऐसे लवण हैं जो E(OH) 3 हाइड्रॉक्साइड के अम्लीय कार्य के अनुरूप हैं।
Fe 2 O 3 + Na 2 O 2NaFeO 2
Fe(OH) 3 के मुख्य कार्य बहुत बेहतर ढंग से व्यक्त किए गए हैं:
Fe(OH) 3 + 3HCl FeCl 3 + 3H 2 O
इस तथ्य के कारण कि Fe(OH) 3 एक कमजोर इलेक्ट्रोलाइट है, Fe(+3) लवण हाइड्रोलिसिस के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। हाइड्रोलिसिस उत्पाद घोल को एक विशिष्ट भूरे रंग में रंग देते हैं, और जब घोल को उबाला जाता है, तो Fe(OH) 3 का अवक्षेप निकलता है:
Fe 3+ + 3H 2 O Fe(OH) 3 + 3H +
सरल लवण Co(+3) और Ni(+3) प्राप्त करना संभव नहीं है जो हाइड्रॉक्साइड E(OH) 3 के मुख्य कार्य के अनुरूप हैं: रेडॉक्स प्रतिक्रियाएं अम्लीय वातावरण में E(+2) के निर्माण के साथ होती हैं। :
2Co 3 O 4 + 12HCl 6CoCl 2 + O 2 + 6H 2 O
यौगिक Co(+3) और Ni(+3) केवल ऑक्सीकरण एजेंट हो सकते हैं, और उस पर काफी मजबूत होते हैं, और आयरन (+3) एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट नहीं है। फिर भी, अपचायक आयन (I–, S2–) के साथ E(+3) लवण प्राप्त करना हमेशा संभव नहीं होता है। उदाहरण के लिए:
2Fe(OH) 3 + 6HI 2FeI 2 + 6H 2 O + I 2
कोबाल्ट और निकल के विपरीत, लोहा Fe(+6) व्युत्पन्न उत्पन्न करता है, जो क्षारीय माध्यम में Fe(OH) 3 के गंभीर ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त होता है:
2Fe(OH) 3 + 3Br 2 +10KOH 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O
फेरेट्स (+6) परमैंगनेट की तुलना में अधिक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं।
डी. आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी के द्वितीयक उपसमूह के समूह VIII के तत्वों की सामान्य विशेषताएँ।
लौह उपसमूह- रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी के 8वें समूह के रासायनिक तत्व। समूह में शामिल हैं लोहाफे, दयातारु और आज़मियमओस. परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के आधार पर कृत्रिम रूप से संश्लेषित तत्व भी उसी समूह का होता है हंसीएच.एस.
समूह 8 के सभी तत्वों के संयोजकता कोश में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं। समूह के दो तत्व - रूथेनियम और ऑस्मियम - प्लैटिनम धातु परिवार से संबंधित हैं। अन्य समूहों की तरह, समूह 8 के तत्वों के सदस्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के पैटर्न प्रदर्शित करते हैं, विशेष रूप से बाहरी कोश में, हालांकि, आश्चर्यजनक रूप से, रूथेनियम इस प्रवृत्ति का पालन नहीं करता है। हालाँकि, इस समूह के तत्व भौतिक गुणों और रासायनिक व्यवहार में भी समानताएँ प्रदर्शित करते हैं।
लोहे को एक उपकरण सामग्री के रूप में प्राचीन काल से जाना जाता है। लोहे के उत्पादन और उपयोग का इतिहास प्रागैतिहासिक युग से मिलता है, संभवतः उल्कापिंड लोहे के उपयोग से।
रुथेनियम की खोज 1844 में कज़ान विश्वविद्यालय के प्रोफेसर कार्ल क्लॉस ने की थी। क्लाउस ने इसे शुद्ध रूप में यूराल प्लैटिनम अयस्क से अलग किया और ट्रायड्स रूथेनियम - रोडियम - पैलेडियम और ऑस्मियम - इरिडियम - प्लैटिनम के बीच समानताएं बताईं। उन्होंने रूस के सम्मान में नए तत्व का नाम रूथेनियम रखा (रूथेनिया रूस का लैटिन नाम है)।
ऑस्मियम की खोज 1804 में अंग्रेजी रसायनज्ञ स्मिथसन टेनेंट ने एक्वा रेजिया में प्लैटिनम को घोलने के बाद बचे अवक्षेप में की थी।
प्रकृति में लोहा अपने शुद्ध रूप में बहुत कम पाया जाता है, अधिकतर यह लौह-निकल उल्कापिंडों में पाया जाता है। पृथ्वी की पपड़ी में लोहे की व्यापकता 4.65% (ऑक्सीजन, सिलिकॉन और एल्यूमीनियम के बाद चौथा स्थान) है। यह भी माना जाता है कि पृथ्वी की कोर का अधिकांश भाग लोहे से बना है।
रूथेनियम मनुष्यों में सबसे प्रचुर प्लैटिनम धातु है, लेकिन लगभग सबसे दुर्लभ है। कोई जैविक भूमिका नहीं निभाता. मुख्य रूप से मांसपेशी ऊतक में केंद्रित। उच्च रूथेनियम ऑक्साइड अत्यंत विषैला होता है और, एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होने के कारण, ज्वलनशील पदार्थों के दहन का कारण बन सकता है। ऑस्मियम मनुष्यों में भी अगोचर रूप से कम मात्रा में मौजूद हो सकता है।
डी. आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी के द्वितीयक उपसमूह के समूह VIII के तत्वों की सामान्य विशेषताएँ। - अवधारणा और प्रकार. श्रेणी का वर्गीकरण और विशेषताएं "डी. आई. मेंडेलीव की आवर्त सारणी के द्वितीयक उपसमूह के समूह VIII के तत्वों की सामान्य विशेषताएँ।" 2017, 2018.
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आवर्त सारणी के समूह VII में शामिल तत्वों को दो उपसमूहों में विभाजित किया गया है: मुख्य एक - हैलोजन उपसमूह - और द्वितीयक एक - मैंगनीज उपसमूह। हाइड्रोजन को भी इस समूह में रखा गया है, हालाँकि इसके परमाणु के बाहरी, संयोजकता स्तर पर एक ही इलेक्ट्रॉन होता है और इसे समूह I में रखा जाना चाहिए। हालाँकि, मुख्य उपसमूह के दोनों तत्वों - क्षार धातुओं और द्वितीयक उपसमूह के तत्वों - तांबा, चांदी और सोने के साथ हाइड्रोजन में बहुत कम समानता है। साथ ही, हैलोजन की तरह, यह सक्रिय धातुओं के साथ प्रतिक्रिया में एक इलेक्ट्रॉन जोड़ता है और हाइड्राइड बनाता है जिसमें हैलाइड के साथ कुछ समानताएं होती हैं।
हैलोजन के उपसमूह में फ्लोरीन, क्लोरीन, ब्रोमीन, आयोडीन और एस्टैटिन शामिल हैं। पहले चार तत्व प्रकृति में पाए जाते हैं, अंतिम तत्व कृत्रिम रूप से प्राप्त किया जाता है और इसलिए इसका अध्ययन अन्य हैलोजन की तुलना में बहुत कम किया गया है। हैलोजन शब्द का अर्थ है नमक बनाना। उपसमूह के तत्वों को यह नाम उस आसानी के कारण मिला है जिससे वे कई धातुओं के साथ प्रतिक्रिया करके लवण बनाते हैं। सभी हैलोजन में बाहरी इलेक्ट्रॉन शेल एस 2 पी 5 की संरचना होती है। इसलिए, वे आसानी से एक इलेक्ट्रॉन को स्वीकार करते हैं, जिससे एक स्थिर नोबल गैस इलेक्ट्रॉन शेल (एस 2 पी 6) बनता है। उपसमूह में फ्लोरीन की परमाणु त्रिज्या सबसे छोटी है; बाकी के लिए यह श्रृंखला F में बढ़ती है< Cl < Br < I < Аt и составляет соответственно 133; 181; 196; 220 и 270 пм. В таком же порядке уменьшается сродство атомов элементов к электрону. Галогены - очень активные элементы. Они могут отнимать, электроны не только у атомов, которые их легко отдают, но и у ионов и даже вытеснять другие галогены, менее активные, из их соединений. Например, фтор вытесняет хлор из хлоридов, хлор - бром из бромидов, а бром - иод из иодидов. Из всех галогенов только фтор, находящийся во II периоде, не имеет незаполненного d-уровня. По этой причине он не может иметь больше одного неспаренного электрона и проявляет валентность только -1. В атомах других галогенов d-уровень не заполнен, что дает им возможность иметь различное количество неспаренных электронов и проявлять валентность -1, +1, +3, +5 и +7, наблюдающуюся в кислородных соединениях хлора, брома и иода К подгруппе марганца принадлежат марганец, технеций и рений. В отличии от галогенов элементы подгруппы марганца имеют на внешнем электронном уровне всего два электрона и поэтому не проявляют способности присоединять электроны, образуя отрицательно заряженные ионы.Марганец распространен в природе и широко используется в промышленности.Технеций радиоактивен, в природе не встречаемся, а получен искусственно (впервые - Э. Сегре и К.Перрье, 1937}. Этот элемент образуется вследствие радиоактивного распада урана. Рений относится к числу рассеянных элементов. Он не образует самостоятельных минералов, а встречается в качестве спутника некоторых минералов, особенно молибденовых. Он был открыт В. и И. Ноддак в 1925 г. Сплавы, имеющие небольшие добавки рения, обладают повышенной устойчивостью против коррозии. Добавка рения к и ее сплавам увеличивает их механическую прочность. Это свойство рения позволяет применять его вместо благородного металла иридия. Платино-платинорениевые термопары работают лучше платино-платиноиридиевых, но их нельзя использовать при очень высоких температурах, так как образуется летучее соединение Re 2 O 7 .
अधातुओं की एक विशिष्ट विशेषता उनके परमाणुओं के बाहरी ऊर्जा स्तर में इलेक्ट्रॉनों की बड़ी संख्या (धातुओं की तुलना में) है। यह अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को संलग्न करने और धातुओं की तुलना में उच्च ऑक्सीडेटिव गतिविधि प्रदर्शित करने की उनकी अधिक क्षमता को निर्धारित करता है। विशेष रूप से मजबूत ऑक्सीकरण गुण, यानी इलेक्ट्रॉनों को जोड़ने की क्षमता, समूह VI-VII की दूसरी और तीसरी अवधि में स्थित गैर-धातुओं द्वारा प्रदर्शित की जाती है। यदि हम फ्लोरीन, क्लोरीन और अन्य हैलोजन के परमाणुओं में ऑर्बिटल्स में इलेक्ट्रॉनों की व्यवस्था की तुलना करते हैं, तो हम उनके विशिष्ट गुणों का अनुमान लगा सकते हैं। फ्लोरीन परमाणु में कोई मुक्त कक्षा नहीं है। इसलिए, फ्लोरीन परमाणु केवल संयोजकता I और ऑक्सीकरण अवस्था 1 प्रदर्शित कर सकते हैं। सबसे मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट फ्लोरीन है। अन्य हैलोजन के परमाणुओं में, उदाहरण के लिए क्लोरीन परमाणु में, समान ऊर्जा स्तर पर मुक्त डी-ऑर्बिटल्स होते हैं। इसके कारण, इलेक्ट्रॉन युग्मन तीन अलग-अलग तरीकों से हो सकता है। पहले मामले में, क्लोरीन +3 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित कर सकता है और क्लोरस एसिड HClO2 बना सकता है, जो लवण - क्लोराइट से मेल खाता है, उदाहरण के लिए पोटेशियम क्लोराइट KClO2। दूसरे मामले में, क्लोरीन ऐसे यौगिक बना सकता है जिसमें क्लोरीन की ऑक्सीकरण अवस्था +5 है। ऐसे यौगिकों में हाइपोक्लोरस एसिड HClO3 और इसके लवण - क्लोरेट्स, उदाहरण के लिए पोटेशियम क्लोरेट KClO3 (बर्थोलेट नमक) शामिल हैं। तीसरे मामले में, क्लोरीन +7 की ऑक्सीकरण अवस्था प्रदर्शित करता है, उदाहरण के लिए परक्लोरिक एसिड HClO4 और इसके लवण, परक्लोरेट्स (पोटेशियम परक्लोरेट KClO4 में)।
एमएन 2+ आयनों की विशेष विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाएं
1.5.5. सोडियम बिस्मथेट NaBiO3 के साथ ऑक्सीकरण समीकरण के अनुसार होता है:
2Mn(NO 3) 2 + 5NaBiO 3 + 16HNO 3 = 2HMnO 4 + 5Bi(NO 3) 3 + 5NaNO 3 + 7H 2 O.
ठंड में प्रतिक्रिया होती है. प्रतिक्रिया निष्पादित करना:मैंगनीज नमक के घोल की 1-2 बूंदों में 6 एम एचएनओ 3 घोल की 3-4 बूंदें और एच 2 ओ की 5-6 बूंदें मिलाएं, जिसके बाद एक स्पैटुला के साथ थोड़ा सा NaBiO 3 पाउडर मिलाएं। टेस्ट ट्यूब की सामग्री को मिलाने के बाद, इसे 1-2 मिनट तक खड़े रहने दें, फिर अतिरिक्त सोडियम बिस्मथेट को अलग करने के लिए सेंट्रीफ्यूज करें। एमएन 2+ की उपस्थिति में, मैंगनीज एसिड के गठन के परिणामस्वरूप समाधान बैंगनी हो जाता है, जो सबसे शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंटों में से एक है।
1.5.6. गर्म करने पर नाइट्रिक एसिड माध्यम में लेड डाइऑक्साइड के साथ PbO2 का ऑक्सीकरण:
2Mn(NO 3) 2 + 5PbO 2 + 6HNO 3 → 2HMnO 4 + 5Pb(NO 3) 2 + 2H 2 O.
प्रतिक्रिया निष्पादित करना:थोड़ा सा PbO 2 पाउडर लें और इसे एक टेस्ट ट्यूब में रखें, वहां 6 M HNO 3 की 4-5 बूंदें डालें और हिलाते हुए गर्म करें। बैंगनी रंग का दिखना Mn 2+ की उपस्थिति को दर्शाता है।
1.5.7. विश्लेषण में महत्व क्षार धातु कार्बोनेट के साथ एमएन 2+ की प्रतिक्रियाएं, सोडियम हाइड्रोजन फॉस्फेट, अमोनियम परसल्फेट के साथ ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं, एमएन 4+ यौगिकों के साथ बेंज़िडाइन का ऑक्सीकरण, एमएन 2+ आयनों के साथ एजीसीएल की धात्विक चांदी में कमी है।
88. समूह VIII B के तत्व। सबसे महत्वपूर्ण यौगिकों के विशिष्ट गुण. जैविक भूमिका. Fe 3+ और Fe 2+ आयनों के लिए विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाएं।
लौह उपसमूह- रासायनिक तत्वों की आवर्त सारणी के समूह 8 के रासायनिक तत्व (पुराने वर्गीकरण के अनुसार - समूह VIII के द्वितीयक उपसमूह के तत्व)। समूह में शामिल हैं लोहाफे, दयातारु और आज़मियमओस. परमाणु के इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के आधार पर कृत्रिम रूप से संश्लेषित तत्व भी उसी समूह का होता है हंसी Hs, जिसकी खोज 1984 में हेवी आयन रिसर्च सेंटर (जर्मन) में की गई थी। गेसेलशाफ्ट फर श्वेरियननफोर्सचुंग, जीएसआई), डार्मस्टेड, जर्मनी UNILAC त्वरक से लौह-58 आयनों की किरण के साथ एक सीसा (208 पीबी) लक्ष्य पर बमबारी के परिणामस्वरूप। प्रयोग के परिणामस्वरूप, 3 265 एचएस नाभिक संश्लेषित किए गए, जिन्हें α-क्षय श्रृंखला के मापदंडों द्वारा विश्वसनीय रूप से पहचाना गया। एक साथ और स्वतंत्र रूप से, उसी प्रतिक्रिया का अध्ययन JINR (डुबना, रूस) में किया गया, जहां, 253 Es नाभिक के α-क्षय की 3 घटनाओं के अवलोकन के आधार पर, यह भी निष्कर्ष निकाला गया कि इस प्रतिक्रिया में 265 Hs नाभिक, विषय α-क्षय के लिए, संश्लेषित किया गया था। समूह 8 के सभी तत्वों के संयोजकता कोश में 8 इलेक्ट्रॉन होते हैं। समूह के दो तत्व - रूथेनियम और ऑस्मियम - प्लैटिनम धातु परिवार से संबंधित हैं। अन्य समूहों की तरह, समूह 8 के तत्वों के सदस्य इलेक्ट्रॉनिक विन्यास के पैटर्न प्रदर्शित करते हैं, विशेष रूप से उनके बाहरी आवरण में, हालांकि, अजीब तरह से, रूथेनियम इस प्रवृत्ति का पालन नहीं करता है। हालाँकि, इस समूह के तत्व भौतिक गुणों और रासायनिक व्यवहार में भी समानताएँ दिखाते हैं: लोहा अपने शुद्ध रूप में प्रकृति में बहुत कम पाया जाता है; यह अक्सर लौह-निकल उल्कापिंडों में पाया जाता है। पृथ्वी की पपड़ी में लोहे की व्यापकता 4.65% (ऑक्सीजन, सिलिकॉन और एल्यूमीनियम के बाद चौथा स्थान) है। यह भी माना जाता है कि लोहा पृथ्वी के अधिकांश भाग का निर्माण करता है।
रूथेनियम जीवित जीवों में पाई जाने वाली एकमात्र प्लैटिनम धातु है। (कुछ स्रोतों के अनुसार - प्लैटिनम भी)। मुख्य रूप से मांसपेशी ऊतक में केंद्रित। उच्च रूथेनियम ऑक्साइड अत्यंत विषैला होता है और, एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट होने के कारण, ज्वलनशील पदार्थों के दहन का कारण बन सकता है।
विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाएँ
पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (III) K 3, Fe 2+ धनायन के साथ "टर्नबूल ब्लू" का नीला अवक्षेप बनाता है:
3FeSO 4 + 2K 3 → Fe 3 2 ↓+ 3K 2 SO 4,
3Fe 2+ + 2Fe(CN) 6 3– → Fe 3 2 ↓।
अवक्षेप अम्लों में नहीं घुलता, बल्कि क्षार के साथ विघटित होकर Fe(OH) 2 बनाता है। यदि अभिकर्मक की अधिकता हो तो अवक्षेप हरा हो जाता है। प्रतिक्रिया में Fe 3+ आयनों द्वारा हस्तक्षेप किया जाता है, जो उच्च सांद्रता पर अभिकर्मक को समाधान को भूरा रंग देते हैं, और Mn 2+ और Bi 3+ आयन, जो अभिकर्मक को कमजोर रंग का अवक्षेप देते हैं, एसिड में घुलनशील होते हैं। प्रतिक्रियाएँ निष्पादित करना।एक परखनली में FeSO4 घोल की 1-2 बूंदें डालें और अभिकर्मक की 1 बूंद डालें। परिणामी अवक्षेप को दो भागों में विभाजित करें, पहले में 2 एम एचसी1 घोल की 1-2 बूंदें और दूसरे में 2 एम क्षार घोल की 1-2 बूंदें डालें। प्रतिक्रिया की स्थितियाँ अम्लीय वातावरण में तनु विलयन के साथ होती हैं, pH = 3।
1.5.2.> Fe 2+ से Fe 3+ का ऑक्सीकरण। Fe 2+ आयन एक काफी मजबूत कम करने वाला एजेंट है और इसे कई ऑक्सीकरण एजेंटों की कार्रवाई के तहत ऑक्सीकरण किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, अम्लीय वातावरण में H 2 O 2, KMnO 4, K 2 Cr 2 O 7, आदि।
2Fe 2+ + 4OH - + H 2 O 2 → 2Fe(OH) 3 ↓।
एक व्यवस्थित विश्लेषण करते समय, प्रारंभिक परीक्षणों में Fe 2+ की खोज की जानी चाहिए, क्योंकि समूह पृथक्करण की प्रक्रिया में, Fe 2+ को Fe 3+ में ऑक्सीकृत किया जा सकता है।
Fe 3+ आयनों की विशेष विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाएँ
1.5.3. पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (II) K 4, Fe 3+ धनायनों के साथ "प्रशिया नीला" का गहरा नीला अवक्षेप बनाता है:
4Fe 3+ + 3Fe(CN) 6 4– → Fe 4 3 ↓।
अवक्षेप व्यावहारिक रूप से एसिड में अघुलनशील होता है, लेकिन क्षार द्वारा विघटित होकर Fe(OH) 3 बनाता है। अभिकर्मक की अधिकता में, अवक्षेप स्पष्ट रूप से घुल जाता है। प्रतिक्रिया क्रियान्वित करना. FeCl3 घोल की 1-2 बूंदों में अभिकर्मक की 1 बूंद मिलाएं। परिणामी अवक्षेप को दो भागों में बाँट लें। एक भाग में 2 M HC1 घोल की 2-3 बूँदें, दूसरे में 2 M NaOH घोल की 1-2 बूँदें डालें, मिलाएँ।
1.5.4. Fe 3+ आयनों के साथ पोटेशियम थायोसाइनेट (रोडानाइड) KNCS एक रक्त-लाल कॉम्प्लेक्स बनाता है। थायोसाइनेट की सांद्रता के आधार पर, विभिन्न रचनाओं के कॉम्प्लेक्स बन सकते हैं:
Fe 3+ + NCS - ↔ Fe(NCS) 2+,
Fe 3+ + 2NCS - ↔ Fe(NCS) 2+,
वगैरह। से Fe 3+ + 6NCS – ↔ Fe(NCS) 6 3– ,
प्रतिक्रिया प्रतिवर्ती है, इसलिए अभिकर्मक अधिक मात्रा में लिया जाता है। निर्धारण में उन आयनों द्वारा हस्तक्षेप किया जाता है जो Fe 3+ के साथ स्थिर परिसरों का निर्माण करते हैं, उदाहरण के लिए, फ्लोराइड आयन, फॉस्फोरिक, ऑक्सालिक और साइट्रिक एसिड के लवण।
89. समूह I B के तत्व। सबसे महत्वपूर्ण यौगिकों के विशिष्ट गुण, जैविक भूमिका। Ag + और Cu 2+ आयनों का जीवाणुनाशक प्रभाव। चांदी और तांबे के आयनों के लिए विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाएं।
n = 4 Cu ns1(n-1)d10, बाहरी स्तर - 1 ē,
प्रीएक्सटर्नल - 18 ē
n = 5 Ag अयुग्मित ē - एक(विफलता, फिसलन), लेकिन
n = 6 एयू 18 - इलेक्ट्रॉनिक परत, उपसमूह में स्थिर
जस्ता, अभी तक यहाँ और पूरी तरह से स्थिर नहीं हुआ है
ē खोने में सक्षम, इसलिए CO संभव है
IB समूह के केवल d-तत्व ऐसे यौगिक बनाते हैं जिनमें CO, N समूह से अधिक है, और यह Cu2+, Ag+, Au+3 के लिए अधिक स्थिर है।
दोहरे आवेश वाले तांबे के आयनों की एक विशिष्ट संपत्ति अमोनिया अणुओं के साथ मिलकर जटिल आयन बनाने की उनकी क्षमता है। तांबा ट्रेस तत्वों में से एक है। Fe, Cu, Mn, Mo, B, Zn, Co को यह नाम इस तथ्य के कारण मिला है कि पौधों के सामान्य कामकाज के लिए इनकी थोड़ी मात्रा आवश्यक है। सूक्ष्म तत्व एंजाइमों की गतिविधि को बढ़ाते हैं, चीनी, स्टार्च, प्रोटीन, न्यूक्लिक एसिड, विटामिन और एंजाइमों के संश्लेषण को बढ़ावा देते हैं। चाँदी एक कम सक्रिय धातु है। वायु वातावरण में यह कमरे के तापमान पर या गर्म होने पर ऑक्सीकरण नहीं करता है। चांदी की वस्तुओं का अक्सर देखा जाने वाला कालापन उनकी सतह पर काले सिल्वर सल्फाइड - एजीएस 2 - के गठन का परिणाम है। यह हवा में निहित हाइड्रोजन सल्फाइड के प्रभाव में होता है, साथ ही जब चांदी की वस्तुएं सल्फर यौगिकों वाले खाद्य उत्पादों के संपर्क में आती हैं। 4Ag + 2H 2 S + O 2 -> 2Ag 2 S + 2H 2 OV वोल्टेज रेंज में , चांदी हाइड्रोजन से बहुत आगे स्थित है। इसलिए, हाइड्रोक्लोरिक और तनु सल्फ्यूरिक एसिड का इस पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। चांदी आमतौर पर नाइट्रिक एसिड में घुल जाती है, जो समीकरण के अनुसार इसके साथ बातचीत करती है: Ag + 2HNO 3 -> AgNO 3 + NO 2 + H 2 O चांदी लवणों की एक श्रृंखला बनाती है, जिसके घोल में रंगहीन Ag + धनायन होते हैं। जब क्षार होता है सिल्वर लवण के घोल पर कार्य करें, AgOH प्राप्त करने की उम्मीद की जा सकती है, लेकिन इसके बजाय सिल्वर (I) ऑक्साइड का एक भूरा अवक्षेप अवक्षेपित होता है: 2AgNO 3 + 2NaOH -> Ag 2 O + 2NaNO 3 + H 2 O सिल्वर (I) के अलावा ) ऑक्साइड, ऑक्साइड AgO और Ag 2 O 3 ज्ञात हैं। सिल्वर नाइट्रेट (लैपिस) - AgNO 3 - रंगहीन पारदर्शी क्रिस्टल बनाता है, जो पानी में अत्यधिक घुलनशील होता है। इसका उपयोग फोटोग्राफिक सामग्रियों के उत्पादन में, दर्पणों के निर्माण में, इलेक्ट्रोप्लेटिंग में और चिकित्सा में किया जाता है। तांबे की तरह, चांदी में जटिल यौगिक बनाने की प्रवृत्ति होती है। कई पानी में अघुलनशील चांदी के यौगिक (उदाहरण के लिए: सिल्वर (आई) ऑक्साइड) - Ag 2 O और सिल्वर क्लोराइड - AgCl) , अमोनिया के जलीय घोल में आसानी से घुल जाते हैं। जटिल सिल्वर साइनाइड यौगिकों का उपयोग गैल्वेनिक सिल्वर के लिए किया जाता है, क्योंकि इन लवणों के घोल के इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान महीन-क्रिस्टलीय सिल्वर की एक घनी परत जमा हो जाती है। उत्पादों की सतह। धात्विक सल्फर बकवास की रिहाई के साथ सभी चांदी के यौगिक आसानी से कम हो जाते हैं। यदि कांच के कंटेनर में सिल्वर (I) ऑक्साइड के अमोनिया घोल में कम करने वाले एजेंट के रूप में थोड़ा ग्लूकोज या फॉर्मेलिन मिलाया जाता है, तो धात्विक सिल्वर कांच की सतह पर घनी चमकदार दर्पण परत के रूप में निकलता है। सिल्वर आयन बैक्टीरिया के विकास को रोकते हैं और, बहुत कम सांद्रता में भी, पीने के पानी को जीवाणुरहित करते हैं। चिकित्सा में, श्लेष्म झिल्ली के कीटाणुशोधन के लिए, विशेष योजक (प्रोटारगोल, कॉलरगोल, आदि) के साथ स्थिर चांदी के कोलाइडल समाधान का उपयोग किया जाता है। चांदी (तांबा, टिन, पारा जैसी अन्य भारी धातुओं के साथ) एक जीवाणुनाशक प्रभाव डालने में सक्षम है छोटी सांद्रता में प्रभाव (तथाकथित ऑलिगोडायनामिक प्रभाव)। 0.15 मिलीग्राम/लीटर से ऊपर सिल्वर आयनों की सांद्रता पर एक स्पष्ट जीवाणुनाशक प्रभाव (कुछ बैक्टीरिया को विश्वसनीय रूप से मारने की क्षमता) देखा जाता है। 0.05 - 0.1 मिलीग्राम/लीटर की मात्रा में, सिल्वर आयनों में केवल बैक्टीरियोस्टेटिक प्रभाव (बैक्टीरिया के विकास और प्रजनन को रोकने की क्षमता) होता है।हालाँकि चांदी की कीटाणुशोधन दर ओजोन या यूवी किरणों जितनी अधिक नहीं है, चांदी के आयन लंबे समय तक पानी में रह सकते हैं, जिससे दीर्घकालिक कीटाणुशोधन मिलता है।चांदी की क्रिया का तंत्र अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं जा सका है। वैज्ञानिकों का मानना है कि कीटाणुनाशक प्रभाव तब देखा जाता है जब सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए चांदी और तांबे के आयन सूक्ष्मजीव कोशिकाओं की नकारात्मक चार्ज सतह के साथ इलेक्ट्रोस्टैटिक बंधन बनाते हैं। ये इलेक्ट्रोस्टैटिक बंधन तनाव पैदा करते हैं जो कोशिकाओं की पारगम्यता को ख़राब कर सकते हैं और उनमें महत्वपूर्ण मात्रा में पोषक तत्वों के प्रवेश को कम कर सकते हैं। कोशिकाओं के अंदर घुसकर, चांदी और तांबे के आयन अमीनो एसिड के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जो प्रोटीन का हिस्सा होते हैं और प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया में उपयोग किए जाते हैं। परिणामस्वरूप, सूक्ष्मजीवों के लिए सौर विकिरण को भोजन और ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया बाधित हो जाती है, जिससे उनकी मृत्यु हो जाती है। कई अध्ययनों के परिणामस्वरूप, अधिकांश रोगजनक सूक्ष्मजीवों, साथ ही वायरस पर सिल्वर आयनों का प्रभावी जीवाणुनाशक प्रभाव पड़ा है। पुष्टि की गई. हालाँकि, सूक्ष्मजीवों की बीजाणु बनाने वाली किस्में व्यावहारिक रूप से चांदी के प्रति असंवेदनशील होती हैं। चांदी के आयनों के साथ पानी का संवर्धन कई तरीकों से किया जा सकता है: चांदी की सतह के साथ पानी का सीधा संपर्क, चांदी के लवण और इलेक्ट्रोलाइटिक समाधान के साथ पानी का उपचार तरीका।
कॉपर आयनों के लिए गुणात्मक प्रतिक्रिया
पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (2) K 4 तांबे के नमक के घोल के साथ Cu 2 का एक लाल-भूरा अवक्षेप बनाता है, जो तनु एसिड में अघुलनशील होता है, लेकिन अमोनिया घोल में घुलनशील होता है।
Cu 2+ + 4+ ® Cu 2 ¯CuSO 4 घोल की 3 बूंदों में K 4 नमक घोल की 2 बूंदें मिलाएं। लाल अवक्षेप के निर्माण का निरीक्षण करें। अवक्षेप को अपकेंद्रित्र करें और इसमें अमोनिया घोल की 3-5 बूंदें डालें।
कॉपर आयन Cu2+ का पता लगाने के लिए प्रतिक्रियाएँ
समूह अभिकर्मक H2S की क्रिया. हाइड्रोजन सल्फाइड तांबे के लवण के अम्लीय घोल में कॉपर (II) सल्फाइड का एक काला अवक्षेप बनाता है: CuS: CuSO4 + H2S = CuS + H2SO4, Cu2+ + H2S = CuS + 2H+।
अमोनियम हाइड्रॉक्साइड NH4OH की क्रिया। अधिक मात्रा में लिया गया अमोनियम हाइड्रॉक्साइड NH4OH, तांबे के लवण के साथ गहरे नीले रंग के टेट्रामाइन कॉपर (II) का एक जटिल धनायन बनाता है:
CuSO4 + 4NH4OH = SO4 + 4H2O,
Cu2+ + 4NH4OH = + + 4H2O.
Ag+ सिल्वर आयन का पता लगाने वाली प्रतिक्रियाएँ
समूह अभिकर्मक HC1 की क्रिया. हाइड्रोक्लोरिक एसिड, Ag+ लवण के घोल के साथ, सिल्वर क्लोराइड AgCl का एक सफेद अवक्षेप बनाता है, जो व्यावहारिक रूप से पानी में अघुलनशील होता है:
एजी+ + सीएल- = एजीसीएल।
चांदी धनायन का पता लगाना. हाइड्रोक्लोरिक एसिड और उसके लवणों के घोल (यानी, सीएल-क्लोराइड आयन), Ag+ लवणों के घोल के साथ, सिल्वर क्लोराइड AgCl का व्यावहारिक रूप से पानी में अघुलनशील सफेद अवक्षेप बनाते हैं, जो NH4OH घोल की अधिकता में अच्छी तरह से घुल जाता है; इस मामले में, एक पानी में घुलनशील जटिल सिल्वर नमक, डायमाइन सिल्वर क्लोराइड बनता है। नाइट्रिक एसिड की बाद की कार्रवाई के साथ, जटिल आयन नष्ट हो जाता है और सिल्वर क्लोराइड फिर से अवक्षेपित हो जाता है (सिल्वर लवण के इन गुणों का उपयोग इसका पता लगाने के लिए किया जाता है):
AgNO3 + HCl = AgCl + HNO3,
AgCl + 2NH4OH = सीएल + 2H2O,
सीएल + 2HNO3 = AgCl + 2NH4NO3.
90. II B समूह के तत्व. सबसे महत्वपूर्ण यौगिकों के विशिष्ट गुण, जैविक भूमिका। तांबा- और जस्ता युक्त एंजाइमों की जटिल प्रकृति। Zn 2+ आयनों के लिए विश्लेषणात्मक प्रतिक्रियाएँ।
एंजाइम प्राकृतिक प्रोटीन उत्प्रेरक हैं। कुछ एंजाइमों में विशुद्ध रूप से प्रोटीन संरचना होती है और उन्हें अपनी गतिविधि प्रदर्शित करने के लिए किसी अन्य पदार्थ की आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि, एंजाइमों का एक बड़ा समूह है जिनकी गतिविधि केवल कुछ गैर-प्रोटीन यौगिकों की उपस्थिति में दिखाई देती है। इन यौगिकों को सहकारक कहा जाता है। सहकारक, उदाहरण के लिए, धातु आयन या जटिल संरचना के कार्बनिक यौगिक हो सकते हैं - इन्हें आमतौर पर कोएंजाइम कहा जाता है। यह स्थापित किया गया है कि एंजाइम के सामान्य कामकाज के लिए, कभी-कभी कोएंजाइम और धातु आयन दोनों की आवश्यकता होती है, जो सब्सट्रेट अणु के साथ मिलकर एक टर्नरी कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। इस प्रकार, धातुएँ एक अपूरणीय भाग के रूप में जैविक मशीनों का हिस्सा हैं। फॉस्फोरिक एसिड अवशेषों के स्थानांतरण पर काम करने के लिए मैग्नीशियम आयनों की आवश्यकता होती है, और पोटेशियम आयनों की भी समान उद्देश्यों के लिए आवश्यकता होती है; प्रोटीन के हाइड्रोलिसिस के लिए जिंक आयन आदि की आवश्यकता होती है। नीचे हम इन मुद्दों की विस्तार से जांच करेंगे। एंजाइम, एक नियम के रूप में, एक ही प्रकार की प्रतिक्रियाओं को तेज करते हैं, और उनमें से केवल कुछ ही केवल एक विशिष्ट और एकल प्रतिक्रिया पर कार्य करते हैं। ऐसे एंजाइम, जिनमें पूर्ण विशिष्टता होती है, उनमें विशेष रूप से यूरिया शामिल होता है, जो यूरिया को विघटित करता है। अधिकांश एंजाइम सब्सट्रेट की अपनी पसंद में उतने सख्त नहीं होते हैं। उदाहरण के लिए, एक ही हाइड्रोलेस, कई अलग-अलग एस्टर के हाइड्रोलाइटिक अपघटन को उत्प्रेरित करने में सक्षम है। जैसे-जैसे जैविक अनुसंधान का रासायनिक पक्ष गहरा हुआ और रसायनज्ञ तेजी से जीवविज्ञानियों के सहायक और सहयोगी बन गए, नए खोजे गए एंजाइमों की संख्या में लगातार वृद्धि हुई; जल्द ही उनकी गिनती दर्जनों में नहीं, बल्कि सैकड़ों में होनी पड़ी। जैविक उत्प्रेरकों की सीमा के इस विस्तार के कारण एंजाइमों के वर्गीकरण और नामकरण में कुछ कठिनाइयाँ पैदा हुईं। पहले, एंजाइमों का नाम उस सब्सट्रेट के अनुसार रखा जाता था जिस पर वे कार्य करते थे, जिसमें अंत में "एज़ा" जोड़ा जाता था। इसलिए, यदि कोई एंजाइम चीनी माल्टोज़ पर कार्य करता है, तो इसे "माल्टेज़" कहा जाता था, यदि लैक्टोज़ पर - "लैक्टेज़", आदि। वर्तमान में, एक नामकरण अपनाया गया है जिसमें नाम एंजाइम के रासायनिक कार्य को भी दर्शाता है। "एज़ा" कण सरल एंजाइमों के लिए आरक्षित है। यदि प्रतिक्रिया में एंजाइमों का एक कॉम्प्लेक्स शामिल होता है, तो "सिस्टम" शब्द का उपयोग किया जाता है।
एंजाइमों को छह वर्गों में बांटा गया है:
ऑक्सीडोरडक्टेस। ये एंजाइम हैं जो रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं। ऑक्सीडोरडक्टेस के उदाहरणों में पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज शामिल है, जो पाइरुविक एसिड से हाइड्रोजन को हटाता है, कैटालेज़, जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड को विघटित करता है, आदि।
आवर्त सारणी के आठवें समूह के एक पार्श्व उपसमूह में डी-तत्वों के तीन त्रिक और तीन कृत्रिम रूप से प्राप्त और कम अध्ययन किए गए तत्व शामिल हैं: हैसियम, एचएस, मीटनेरियम, माउंट, डार्मस्टेडियम डीएस। पहला त्रय तत्वों से बनता है: लोहा, Fe, इओबाल्ट Co, निकल Ni; दूसरा त्रय - रूथेनियम आरयू, रेडियम आरओ, पैलेडियम पीडी और तीसरा त्रय - ऑस्मियम ओस, इरिडियम आईआर और प्लैटिनम पीटी। कृत्रिम रूप से प्राप्त हैसियम, मैटेरेनियम, डार्मस्टेडियम थोड़े से जीवनकाल के साथ आज ज्ञात सबसे भारी तत्वों की श्रृंखला को बंद कर देते हैं।
विचाराधीन समूह VIIB के अधिकांश तत्वों में परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन आवरण में दो वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं; वे सभी धातु हैं। बाहरी एनएस इलेक्ट्रॉनों के अलावा, अंतिम इलेक्ट्रॉन शेल (एन-1)डी से इलेक्ट्रॉन बांड के निर्माण में भाग लेते हैं।
परमाणु आवेश में वृद्धि के कारण, प्रत्येक त्रिक के अंतिम तत्व की विशेषता ऑक्सीकरण अवस्था पहले तत्व से कम होती है। साथ ही, उस अवधि की संख्या में वृद्धि जिसमें तत्व स्थित है, ऑक्टेमेंट की विशेषता डिग्री में वृद्धि के साथ होती है (तालिका 9.1)
तालिका 9.1 आठवें माध्यमिक उपसमूह के तत्वों की विशेषता ऑक्सीकरण अवस्थाएँ
तत्वों की उनके यौगिकों में सबसे सामान्य ऑक्सीकरण अवस्थाओं को तालिका में दर्शाया गया है। 41 बोल्ड में.
इन तत्वों को कभी-कभी तीन उपसमूहों में विभाजित किया जाता है: लौह उपसमूह (Fe, Ru, Os), कोबाल्ट उपसमूह (Co, Rh, Ir) और निकल उपसमूह (Ni, Pd, Pt)। यह विभाजन तत्वों की विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्थाओं (तालिका 42) और कुछ अन्य गुणों द्वारा समर्थित है। उदाहरण के लिए, लौह उपसमूह के सभी तत्व अमोनिया के संश्लेषण के लिए सक्रिय उत्प्रेरक हैं, और निकल उपसमूह कार्बनिक यौगिकों के हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए सक्रिय उत्प्रेरक हैं। कोबाल्ट उपसमूह के तत्वों को जटिल यौगिकों के निर्माण की विशेषता है [ई (एनएच 3) 6 ] जी 3, जहां जी एक हैलोजन आयन है
समूह VIIIB तत्वों के रेडॉक्स गुण निम्नलिखित योजना द्वारा निर्धारित किए जाते हैं:
धातु आयनों के ऑक्सीडेटिव गुणों को मजबूत करना
समूह VIIIB की सभी धातुएँ उत्प्रेरक रूप से सक्रिय हैं। सभी कमोबेश हाइड्रोजन को अवशोषित करने और उसे सक्रिय करने में सक्षम हैं; वे सभी रंगीन आयन (यौगिक) बनाते हैं। सभी धातुएँ जटिल संरचना वाली होती हैं। उपसमूह VIII-B के तत्वों के भौतिक और रासायनिक गुणों की तुलना से पता चलता है कि Fe, Ni, Co एक दूसरे के बहुत समान हैं और साथ ही अन्य दो त्रिक के तत्वों से बहुत अलग हैं, इसलिए उन्हें वर्गीकृत किया गया है लौह परिवार. शेष छह स्थिर तत्व एक सामान्य नाम - प्लैटिनम धातुओं के परिवार के तहत एकजुट हैं।
लौह परिवार की धातुएँ
लौह त्रय में, क्षैतिज सादृश्य, सामान्य रूप से डी-तत्वों की विशेषता, सबसे स्पष्ट रूप से प्रकट होता है। लौह त्रय के तत्वों के गुण तालिका में दिए गए हैं। 42.
तालिका 9.2 लौह त्रय के तत्वों के गुण
प्राकृतिक संसाधन। लोहा पृथ्वी की पपड़ी में चौथा सबसे प्रचुर तत्व है (O 2, Si, Al के बाद)। यह प्रकृति में स्वतंत्र अवस्था में पाया जा सकता है: यह उल्कापिंड मूल का लोहा है। लौह उल्कापिंड में औसतन 90% Fe, 8.5% Ni, 0.5% Co होता है। औसतन, प्रत्येक बीस पत्थर के उल्कापिंडों के लिए एक लोहे का उल्कापिंड होता है। कभी-कभी देशी लोहा पाया जाता है, जो पिघले हुए मैग्मा द्वारा पृथ्वी की गहराई से निकाला जाता है।
लोहा प्राप्त करने के लिए चुंबकीय लौह अयस्क Fe 3 O 4 (मैग्नेटाइट खनिज), लाल लौह अयस्क Fe 2 O 3 (हेमेटाइट) और भूरे लौह अयस्क Fe 2 O 3 x H 2 O (लिमोनाइट), FeS 2 - पाइराइट का उपयोग किया जाता है। मानव शरीर में हीमोग्लोबिन में आयरन मौजूद होता है।
उल्कापिंडों में कोबाल्ट और निकल धात्विक अवस्था में पाए जाते हैं। सबसे महत्वपूर्ण खनिज: कोबाल्टाइन CoAsS (कोबाल्ट चमक), आयरन-निकल पाइराइट (Fe,Ni) 9 S 8। ये खनिज बहुधात्विक अयस्कों में पाए जाते हैं।
गुण। लोहा, कोबाल्ट और निकल भूरे (Fe), गुलाबी (Co) और पीले (Ni) रंग के साथ चांदी-सफेद धातुएं हैं। शुद्ध धातुएँ मजबूत और लचीली होती हैं। तीनों धातुएँ लौहचुम्बकीय हैं। जब एक निश्चित तापमान (क्यूरी बिंदु) तक गर्म किया जाता है, तो लौहचुंबकीय गुण गायब हो जाते हैं और धातुएँ अनुचुंबकीय बन जाती हैं।
लौह और कोबाल्ट की विशेषता बहुरूपता है, जबकि निकल मोनोमोर्फिक है और इसमें गलनांक तक एफसीसी संरचना होती है।
अशुद्धियों की उपस्थिति नमी की उपस्थिति में आक्रामक वातावरण में इन धातुओं के प्रतिरोध को काफी कम कर देती है। इससे सतह पर परिवर्तनीय संरचना के ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड के मिश्रण की एक ढीली परत बनने के कारण जंग (लोहे में जंग लगना) का विकास होता है, जो सतह को आगे के विनाश से नहीं बचाता है।
आयरन (-0.441 V), निकल (- 0.277 V) और कोबाल्ट (- 0.25 V) के लिए E 2+ /E सिस्टम की इलेक्ट्रोड क्षमता और Fe 3+ /Fe सिस्टम की इलेक्ट्रोड क्षमता की तुलना (- 0.036 वी), दर्शाता है कि इस त्रिक का सबसे सक्रिय तत्व लोहा है। तनु हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड इन धातुओं को घोलकर E 2+ आयन बनाते हैं:
Fe + 2HC? =FeC? 2 +एच 2 ;
नी + एच 2 एसओ 4 = नीसो 4 + एच 2;
3Co + 8HNO 3 = 3Co(NO 3) 2 + 2NO + 4H 2 O;
4Fe + 10HNO 3 = 3Fe(NO 3) 2 + NH 4 No 3 + 3H 2 O.
अधिक सांद्र नाइट्रिक एसिड और गर्म सांद्र सल्फ्यूरिक एसिड (70% से कम) NO और SO2 के निर्माण के साथ लोहे को Fe (III) में ऑक्सीकरण करते हैं, उदाहरण के लिए:
Fe + 4HNO 3 = Fe(NO 3) 3 + नहीं + 2H 2 O;
2Fe + 6H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4) 3 + 3SO 2 +6H 2 O.
अत्यधिक सांद्रित नाइट्रिक एसिड (एसपी.वी. 1.4) लोहे, कोबाल्ट, निकल को निष्क्रिय करता है, जिससे उनकी सतह पर ऑक्साइड फिल्में बनती हैं।
Fe, Co, Ni क्षार विलयनों के संबंध में स्थिर हैं, लेकिन उच्च तापमान पर पिघलने के साथ प्रतिक्रिया करते हैं। तीनों धातुएँ सामान्य परिस्थितियों में पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करती हैं, लेकिन लाल-गर्म तापमान पर, लोहा जल वाष्प के साथ प्रतिक्रिया करता है:
3Fe + 4H 2 o Fe 3 O 4 + 4H 2.
कोबाल्ट और निकल लोहे की तुलना में संक्षारण के प्रति अधिक प्रतिरोधी हैं, जो मानक इलेक्ट्रोड क्षमता की श्रृंखला में उनकी स्थिति के अनुरूप है।
गर्म होने पर ऑक्सीजन में मौजूद महीन लोहा जलकर Fe3O4 बनता है, जो कि सबसे स्थिर आयरन ऑक्साइड है और वही ऑक्साइड कोबाल्ट बनाता है। ये ऑक्साइड ऑक्सीकरण अवस्था +2, +3 (EO E 2 O 3) में तत्वों के व्युत्पन्न हैं। कोबाल्ट और निकल का थर्मल ऑक्सीकरण उच्च तापमान पर होता है, जिसके परिणामस्वरूप NiO और CoO का निर्माण होता है, जिनकी ऑक्सीकरण स्थितियों के आधार पर एक परिवर्तनशील संरचना होती है।
लोहा, निकल, कोबाल्ट के लिए, ऑक्साइड ईओ और ई 2 ओ 3 ज्ञात हैं (सारणी 9.3)
तालिका 9.3 उपसमूह VIIIB के तत्वों के ऑक्सीजन युक्त यौगिक
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आइटम नाम |
ऑक्सीकरण अवस्था |
हाइड्रॉक्साइड |
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चरित्र |
नाम |
आयन सूत्र |
नाम |
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आयरन (Fe) |
बुनियादी |
आयरन (II) हाइड्रॉक्साइड |
लौह (द्वितीय) लवण |
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मुख्य की प्रबलता के साथ उभयधर्मी |
आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड |
लौह (III) लवण |
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लौह अम्ल |
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अम्ल |
लौह अम्ल |
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कोबाल्ट (सीओ) |
बुनियादी |
कोबाल्ट (II) हाइड्रॉक्साइड |
कोबाल्ट (द्वितीय) लवण |
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बुनियादी |
कोबाल्ट (III) हाइड्रॉक्साइड |
कोबाल्ट (III) लवण |
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निकेल (नी) |
बुनियादी |
निकेल(II) हाइड्रॉक्साइड |
निकेल (द्वितीय) लवण |
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बुनियादी |
निकेल(III) हाइड्रॉक्साइड |
निकेल (III) लवण |
ऑक्साइड ईओ और ई 2 ओ 3 को प्रत्यक्ष संश्लेषण द्वारा शुद्ध रूप में प्राप्त नहीं किया जा सकता है, क्योंकि इससे ऑक्साइड का एक सेट उत्पन्न होता है, जिनमें से प्रत्येक परिवर्तनशील संरचना का एक चरण है। वे अप्रत्यक्ष रूप से - कुछ लवणों और हाइड्रॉक्साइडों के अपघटन द्वारा प्राप्त होते हैं। ऑक्साइड ई 2 ओ 3 केवल लोहे के लिए स्थिर है और हाइड्रॉक्साइड को निर्जलित करके प्राप्त किया जाता है।
ईओ ऑक्साइड पानी में अघुलनशील होते हैं और इसके साथ या क्षार समाधान के साथ बातचीत नहीं करते हैं। यही बात संबंधित E(OH)2 हाइड्रॉक्साइड के लिए भी विशिष्ट है। E(OH)2 हाइड्रॉक्साइड अम्ल के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करके लवण बनाते हैं। आयरन ट्रायड के तत्वों के हाइड्रॉक्साइड के एसिड-बेस गुण तालिका में दिए गए हैं। 42.
आयरन (III) हाइड्रॉक्साइड Fe(OH) 3 वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ Fe(OH) 2 के ऑक्सीकरण से बनता है:
4 Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3.
ऐसी ही प्रतिक्रिया कोबाल्ट के लिए विशिष्ट है। निकेल (II) हाइड्रॉक्साइड वायुमंडलीय ऑक्सीजन के संबंध में स्थिर है। परिणामस्वरूप, एसिड के साथ बातचीत करते समय E(OH)3 हाइड्रॉक्साइड अलग-अलग व्यवहार करते हैं। यदि Fe(OH) 3 लौह (III) लवण बनाता है, तो Co(OH) 3 और Ni(OH) 3 की एसिड के साथ प्रतिक्रिया उनके E(+2) में कमी के साथ होती है:
Fe(OH) 3 + 3HC? =FeC? 3 + 3एच 2 ओ;
2Ni(OH) 3 + 6HC? = 2NiC? 2+सी? 2 + 6H 2 O.
Fe(OH)3 हाइड्रॉक्साइड भी एक अम्लीय कार्य प्रदर्शित करता है, जो क्षार के गर्म संकेंद्रित विलयनों के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रॉक्सो कॉम्प्लेक्स बनाता है, उदाहरण के लिए, Na3। फेरस एसिड HFeO 2 (फेराइट्स) के व्युत्पन्न क्षार या कार्बोनेट को Fe 2 O 3 के साथ संलयन द्वारा प्राप्त किए जाते हैं:
2NaOH + Fe 2 O 3 2NaFeO 2 + H 2 O;
MgCO 3 + Fe 2 O 3 MgFe 2 O 4 + CO 2।
फेराइट्स मी II Fe 2 O 4 स्पिनल वर्ग से संबंधित हैं। ऊपर चर्चा किए गए ऑक्साइड Fe 3 O 4 और Co 3 O 4 औपचारिक रूप से स्पिनल्स FeFe 2 O 4 और CoCo 2 O 4 हैं।
कोबाल्ट और निकल के विपरीत, लौह यौगिकों को जाना जाता है जिसमें इसकी ऑक्सीकरण अवस्था + 6 होती है। फेरेट्स Fe(OH) के ऑक्सीकरण से बनते हैं। 3 ऑक्सीकरण एजेंट की उपस्थिति में गर्म केंद्रित क्षार में:
2Fe +3 (OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 Fe +6 O 4 + 6KBr + 2H 2 O.
फेरेट्स ऊष्मीय रूप से अस्थिर होते हैं और मामूली ताप (100-2000C) पर वे फेराइट्स में बदल जाते हैं:
4K 2 FeO 4 4KfeO 2 + 2K 2 O + 3O 2।
मुक्त अवस्था में, लौह अम्ल और उसके संगत ऑक्साइड FeO3 पृथक नहीं होते हैं। घुलनशीलता और संरचनात्मक दृष्टि से, फेरेट्स संबंधित क्रोमेट्स और सल्फेट्स के करीब हैं। पोटेशियम फेरेट Fe 2 O 3 को KNO 3 और KOH के साथ मिलाने से बनता है:
Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH = 2K 2 feO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.
फेरेट्स लाल-बैंगनी क्रिस्टलीय पदार्थ हैं। गर्म करने पर ये विघटित हो जाते हैं। एसिड H 2 FeO 4 को अलग नहीं किया जा सकता है; यह तुरंत Fe 2 O 3, H 2 O और O 2 में विघटित हो जाता है। फेरेट्स मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं। अम्लीय और तटस्थ वातावरण में, फेरेट्स विघटित हो जाते हैं, पानी का ऑक्सीकरण करते हैं:
2Na 2 FeO 4 + 10 H 2 O 4Fe(OH) 3 + 4NaOH + O 2।
अधातुओं के साथ यौगिक। Fe, Ni, Co हैलाइड संख्या में अपेक्षाकृत कम हैं और सबसे विशिष्ट ऑक्सीकरण अवस्थाओं +2 और +3 के अनुरूप हैं। लोहे के लिए, फ्लोरीन, क्लोरीन और ब्रोमीन के साथ हैलाइड FeG 2 और FeG 3 जाने जाते हैं। सीधी बातचीत के दौरान, FeF 3, FeC? 3, FeBr 3. डाइहैलाइड अप्रत्यक्ष रूप से धातु (या उसके ऑक्साइड) को संबंधित हाइड्रोहेलिक एसिड में घोलकर प्राप्त किया जाता है। कोबाल्ट के लिए ट्राइफ्लोराइड सीओएफ 3 और ट्राइक्लोराइड सीओसी प्राप्त किया गया था? 3. निकेल ट्राइहैलाइड्स नहीं बनाता है। आयरन ट्रायड के सभी डाइहैलाइड विशिष्ट नमक जैसे यौगिक होते हैं जिनका रासायनिक बंधन में उल्लेखनीय आयनिक योगदान होता है।
आयरन, कोबाल्ट, निकल ऊर्जावान रूप से चॉकोजेन के साथ परस्पर क्रिया करते हैं और चॉकोजेनाइड बनाते हैं: ईसी और ईसी 2। मोनोकैल्कोजेनाइड्स को समाधानों में संबंधित घटकों पर प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जा सकता है:
सीओसी? 2 + (एनएच 4) 2 एस = सीओएस + 2एनएच 4 सी?
सभी चाकोजेनाइड्स परिवर्तनशील संरचना के चरण हैं।
अन्य अधातुओं (पनिक्टोजेन, कार्बन, सिलिकॉन, बोरॉन) के साथ लौह त्रय की धातुओं के यौगिक ऊपर चर्चा किए गए यौगिकों से स्पष्ट रूप से भिन्न हैं। ये सभी औपचारिक संयोजकता के नियमों का पालन नहीं करते हैं और इनमें से अधिकांश में धात्विक गुण होते हैं।
लोहा, कोबाल्ट और निकल हाइड्रोजन को अवशोषित करते हैं, लेकिन इसके साथ कुछ यौगिक उत्पन्न नहीं करते हैं। गर्म करने पर धातुओं में हाइड्रोजन की घुलनशीलता बढ़ जाती है। इनमें घुली हाइड्रोजन परमाणु अवस्था में होती है।
ऑक्सीजन युक्त अम्लों और जटिल यौगिकों के लवण। हाइड्रोक्लोरिक, सल्फ्यूरिक और नाइट्रिक एसिड के सभी लवण पानी में घुलनशील होते हैं।
निकेल (II) लवण हरे होते हैं, कोबाल्ट (II) नीले होते हैं, और उनके घोल और क्रिस्टलीय हाइड्रेट गुलाबी होते हैं (उदाहरण के लिए), लौह (II) लवण हरे रंग के होते हैं, और लौह (III) भूरे रंग के होते हैं। सबसे महत्वपूर्ण लवण हैं: FeC? 3 6एच 2 ओ; FeSO 4 7H 2 O - आयरन सल्फेट, (NH 4) 2 SO 4 FeSO 4 6H 2 O - मोहर का नमक; NH 4 Fe(SO 4) 2 12H 2 O - फेरोअमोनियम एलम; NiSO4 6H 2 O, आदि।
लौह, कोबाल्ट और निकल लवणों की क्रिस्टलीय हाइड्रेट बनाने की क्षमता इन तत्वों की कॉम्प्लेक्स बनाने की प्रवृत्ति को इंगित करती है। क्रिस्टल हाइड्रेट्स एक्वा कॉम्प्लेक्स का एक विशिष्ट उदाहरण हैं:
[ई(एच 2 ओ) 6 ](सीएलओ 4) 2; [ई(एच 2 ओ) 6 ](एनओ 3) 2.
आयरन ट्रायड के तत्वों के लिए आयनिक कॉम्प्लेक्स असंख्य हैं: हैलाइड (मी आई (ईएफ 3), मी 2 आई [ईजी 4], मी 3 [ईजी 4], आदि), थायोसाइनेट (मी 2 आई [ई (सीएनएस)) 4] , मी 4 आई [ई(सीएनएस) 6 ], मी 3 आई [ई(सीएनएस) 6 ]), ऑक्सोलेट (मी 2 आई [ई(सी 2 ओ 4) 2 ], मी 3 [ई(सी 2 ओ) 4) 3 ]). साइनाइड कॉम्प्लेक्स विशेष रूप से विशेषता और स्थिर हैं: K 4 - पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (II) (पीला रक्त नमक) और K 3 - पोटेशियम हेक्सासायनोफेरेट (III) (लाल रक्त नमक)। ये लवण pH ??7 पर Fe+3 आयनों (पीला नमक) और Fe2+ आयनों (लाल नमक) का पता लगाने के लिए अच्छे अभिकर्मक हैं:
4Fe 3+ + 4- = Fe 4 3;
हल्का नीला
3Fe 2+ + 2 3- = Fe 3 2.
टर्नबुल नीला
प्रुशियन ब्लू का उपयोग नीले रंग के रूप में किया जाता है। जब थायोसाइनेट लवण KCNS को Fe 3+ आयनों वाले घोल में मिलाया जाता है, तो आयरन थायोसाइनेट के निर्माण के कारण घोल रक्त लाल हो जाता है:
FeC? 3 + 3KCNS = Fe(CNS) 3 + 3KC?
यह प्रतिक्रिया बहुत संवेदनशील है और इसका उपयोग Fe 3+ आयन की खोज के लिए किया जाता है।
कोबाल्ट (II) की विशेषता स्थिर सरल लवण और अस्थिर जटिल यौगिक K2, K4 हैं, जो कोबाल्ट (III) यौगिकों में बदल जाते हैं: K3, C? 3.
लोहा, लोहा, कोबाल्ट और निकल के विशिष्ट जटिल यौगिक कार्बोनिल हैं। क्रोमियम और मैंगनीज उपसमूहों के तत्वों के लिए इसी तरह के यौगिकों पर पहले चर्चा की गई थी। हालाँकि, कार्बोनिल्स में सबसे विशिष्ट हैं: , , । लोहे और निकल कार्बोनिल्स को धातु के पाउडर पर CO धारा प्रवाहित करने पर सामान्य दबाव और 20-60 डिग्री सेल्सियस पर तरल पदार्थ के रूप में प्राप्त किया जाता है। कोबाल्ट कार्बोनिल 150-200 o C और (2-3) 10 7 Pa के दबाव पर प्राप्त किया जाता है। ये नारंगी क्रिस्टल हैं. इसके अलावा, अधिक जटिल संरचना वाले कार्बोनिल्स भी हैं: Fe(CO) 9 और ट्रिन्यूक्लियर कार्बोनिल्स, जो क्लस्टर-प्रकार के यौगिक हैं।
सभी कार्बोनिल प्रतिचुंबकीय होते हैं, क्योंकि CO लिगैंड (CN की तरह?) एक मजबूत क्षेत्र बनाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट के वैलेंस डी-इलेक्ट्रॉन दाता-स्वीकर्ता तंत्र के अनुसार CO अणुओं के साथ पी-बंध बनाते हैं। y-बॉन्ड CO अणुओं के अकेले इलेक्ट्रॉन जोड़े और कॉम्प्लेक्सिंग एजेंट के शेष खाली ऑर्बिटल्स के कारण बनते हैं:
इसके विपरीत, निकेल (II), कई स्थिर जटिल यौगिक बनाता है: (OH) 2, K 2; 2+ आयन गहरा नीला है।
निकेल के निर्धारण के लिए गुणात्मक और मात्रात्मक विश्लेषण में इस प्रतिक्रिया का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। निकेल और विशेषकर कोबाल्ट यौगिक जहरीले होते हैं।
आवेदन पत्र। लोहा और इसकी मिश्रधातुएँ आधुनिक प्रौद्योगिकी का आधार बनती हैं। निकेल और कोबाल्ट स्टील में महत्वपूर्ण मिश्रधातु योजक हैं। गर्मी प्रतिरोधी निकल-आधारित मिश्र धातु (नाइक्रोम युक्त नी और सीआर, आदि) का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। सिक्के, गहने और घरेलू सामान तांबे-निकल मिश्र धातु (कप्रोनिकेल, आदि) से बनाए जाते हैं। कई अन्य निकल और कोबाल्ट युक्त मिश्र धातुएँ अत्यधिक व्यावहारिक महत्व की हैं। विशेष रूप से, कोबाल्ट का उपयोग उन सामग्रियों के चिपचिपे घटक के रूप में किया जाता है जिनसे धातु-काटने के उपकरण बनाए जाते हैं, जिसमें विशेष रूप से कठोर कार्बाइड एमओसी और डब्ल्यूसी के कण एम्बेडेड होते हैं। धातुओं की गैल्वेनिक निकल कोटिंग्स उन्हें संक्षारण से बचाती हैं और उन्हें एक सुंदर रूप देती हैं।
लौह परिवार की धातुएँ और उनके यौगिक व्यापक रूप से उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किए जाते हैं। एडिटिव्स के साथ स्पंज आयरन अमोनिया संश्लेषण के लिए उत्प्रेरक है। अत्यधिक परिक्षिप्त निकेल (रेनी निकेल) कार्बनिक यौगिकों, विशेष रूप से वसा के हाइड्रोजनीकरण के लिए एक बहुत सक्रिय उत्प्रेरक है। रैनी निकल को इंटरमेटेलिक यौगिक NiA? के साथ क्षार समाधान की प्रतिक्रिया से प्राप्त किया जाता है, जबकि एल्यूमीनियम एक घुलनशील एल्यूमिनेट बनाता है, और निकल छोटे कणों के रूप में रहता है। यह उत्प्रेरक कार्बनिक तरल की एक परत के नीचे संग्रहित होता है, क्योंकि शुष्क अवस्था में यह वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा तुरंत ऑक्सीकृत हो जाता है। कोबाल्ट और मैंगनीज उत्प्रेरक का हिस्सा हैं जिन्हें तेल पेंट में उनके "सुखाने" में तेजी लाने के लिए जोड़ा जाता है।
Fe 2 O 3 ऑक्साइड और इसके डेरिवेटिव (फेराइट्स) का रेडियो इलेक्ट्रॉनिक्स में चुंबकीय सामग्री के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
यह एकमात्र ऐसा पदार्थ है जो 0 K से नीचे के तापमान पर तरल रहता है। यह केवल 25 एटीएम के दबाव में क्रिस्टलीकृत होता है। सबसे कम क्वथनांक होता है। 2.2 K से नीचे के तापमान पर, तरल हीलियम दो तरल पदार्थों के मिश्रण के रूप में मौजूद होता है, जिनमें से एक में असामान्य गुण होते हैं - विशेष रूप से, सुपरफ्लुइडिटी (चिपचिपापन पानी की तुलना में 10 अरब गुना कम है)।
ब्रह्मांड में हीलियम दूसरा सबसे प्रचुर तत्व (हाइड्रोजन के बाद) है। सूर्य का लगभग 10% भाग इसी का है (1868 में खोजा गया)। पृथ्वी पर, हीलियम 1895 में प्रतिक्रिया गैसों में पाया गया था जब खनिज क्लेवाइट एसिड में घुल गया था। शेष उत्कृष्ट गैसों को हवा से अलग कर दिया गया।
नियॉन एक हल्की गैस है: यह हवा से 1.44 गुना हल्की, आर्गन से लगभग 2 गुना हल्की, लेकिन हीलियम से 5 गुना भारी है। अपने गुणों की दृष्टि से यह आर्गन की तुलना में हीलियम के अधिक निकट है। नियॉन का स्पेक्ट्रम समृद्ध है: इसमें 900 से अधिक रेखाएँ हैं। सबसे चमकीली रेखाएँ स्पेक्ट्रम के लाल, नारंगी और पीले भागों में 6599 से 5400 तक की तरंगों पर एक किरण बनाती हैं। ये किरणें शॉर्ट-वेव किरणों - नीली, नीली, बैंगनी - की तुलना में हवा और उसमें निलंबित कणों द्वारा बहुत कम अवशोषित और बिखरी होती हैं।
1898 में, पुरानी दुनिया में, स्पेक्ट्रोस्कोप के साथ तरल हवा से वाष्पित होने वाली गैस के पहले हिस्सों का अध्ययन करते समय, स्कॉटिश रसायनज्ञ विलियम रामसे (रामसे) ने मॉरिस विलियम ट्रैवर के साथ मिलकर उनमें एक नई गैस, नियॉन (एनई 6) की खोज की। , हवा में सूक्ष्म मात्रा में मौजूद एक अक्रिय गैस।
आर्गन एक मोनोआटोमिक गैस है जिसका क्वथनांक (सामान्य दबाव पर) -185.9 डिग्री सेल्सियस (ऑक्सीजन से थोड़ा कम, लेकिन नाइट्रोजन से थोड़ा अधिक), गलनांक -189.3 डिग्री सेल्सियस है, 20 डिग्री सेल्सियस पर 100 मिलीलीटर पानी में 3.3 मिलीलीटर आर्गन घुल जाता है; आर्गन पानी की तुलना में कुछ कार्बनिक सॉल्वैंट्स में बहुत बेहतर तरीके से घुल जाता है।
इसकी खोज जे. रेले और अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी डब्ल्यू. रामसे ने 1894 में हवा से की थी। गैस को अणुओं की एक मोनोआटोमिक संरचना और लगभग पूर्ण रासायनिक निष्क्रियता (आर्गन किसी भी रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश नहीं करता है) द्वारा प्रतिष्ठित किया गया था। नई गैस को इसका नाम (ग्रीक आर्गोस इनएक्टिव) मिला।
क्रिप्टन रंग, स्वाद या गंध के बिना एक अक्रिय मोनोएटोमिक गैस है। वायु से 3 गुना भारी।t pl = - 157.3 o C, t उबाल = -152.0 o C, सामान्य परिस्थितियों में घनत्व। 3.74 ग्राम/लीटर के बराबर। 1898 में डब्ल्यू. रामसे (इंग्लैंड) द्वारा खोला गया अनुप्रयोग: गरमागरम लैंप भरने के लिए। क्रिप्टन यौगिक रासायनिक संश्लेषण प्रतिक्रियाओं में ऑक्सीकरण एजेंट और फ्लोरिनेटिंग एजेंट हैं।
ज़ेनॉन रंग, स्वाद या गंध के बिना एक अक्रिय मोनोएटोमिक गैस है। टीपिघल 112 डिग्री सेल्सियस, टीटी 108 डिग्री सेल्सियस, डिस्चार्ज वायलेट में चमक। 1889 में, अंग्रेजी वैज्ञानिक वू रामसे ने तरल हवा से एक मिश्रण को अलग किया जिसमें वर्णक्रमीय विधि द्वारा दो गैसों की खोज की गई: क्रिप्टन ("छिपी", "गुप्त") और क्सीनन ("एलियन", "असामान्य")।
रेडॉन एक रेडियोधर्मी मोनोएटोमिक गैस है, रंगहीन और गंधहीन। पानी में घुलनशीलता 460 मिली/लीटर; कार्बनिक सॉल्वैंट्स और मानव वसा ऊतक में, रेडॉन की घुलनशीलता पानी की तुलना में दस गुना अधिक है। रैडॉन की अपनी रेडियोधर्मिता इसके प्रतिदीप्ति का कारण बनती है। गैसीय और तरल रेडॉन नीली रोशनी के साथ प्रतिदीप्त होता है। रेडॉन में गैस डिस्चार्ज में चमक का रंग नीला होता है।
रंगहीन क्रिस्टल, पानी में घुलनशील. अणु रैखिक है. पानी में एक घोल एक बहुत मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है, विशेष रूप से अम्लीय वातावरण में, जहां यह ब्रोमीन और मैंगनीज को +7 की उच्चतम ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्सीकरण करता है। क्षारीय वातावरण में, यह समीकरण के अनुसार हाइड्रोलाइज़ होता है: XeF 2 + 4KOH = 2Xe + 4KF + O 2 + 2H 2 O
पानी के साथ बातचीत करते समय, XeF 4 अनुपातहीन हो जाता है: 6XeF H 2 O = 2XeО НF + 4Xe + 3О 2
यह XeF 4 के हाइड्रोलिसिस के दौरान बनता है। यह एक सफेद, गैर-वाष्पशील, अत्यधिक विस्फोटक पदार्थ है, पानी में अत्यधिक घुलनशील है, और घोल में थोड़ी क्षारीय प्रतिक्रिया होती है। जब ओजोन ऐसे घोल पर क्रिया करता है, तो ज़ेनोनिक एसिड का एक नमक बनता है, जिसमें ज़ेनॉन की ऑक्सीकरण अवस्था +8 होती है: XeO 3 + O 3 + 4NaOH = Na 4 XeO 6 + O H 2 O
कम तापमान पर बेरियम पेरक्सेनेट को निर्जल सल्फ्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके प्राप्त किया जा सकता है: Ba 2 XeO 6 + 2H 2 SO 4 = 2 BaSO 4 + XeO H 2 O XeO 4 एक रंगहीन गैस है जो बहुत विस्फोटक होती है और 0 ° से ऊपर के तापमान पर विघटित हो जाती है। सी : 3XeО 4 = 2XeО 3 + Xe + 3О 2
