Часть II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Раздел 14. МЕТАЛЛЫ ПОБОЧНЫХ ПОДГРУПП

§ 14.5. Общая характеристика семейства железа

В побочной подгруппе VIII группы периодической системы элементов Д. И. Менделеева расположено 9 элементов: железо, кобальт, никол, рутений, родий, палладий, осмий, иридий, платина. Сходные между собой элементы этой группы образуют горизонтальные группировки, так называемые триады. Элементы железо, кобальт и никол образуют триаду железа, или семью железа. Остальные элементы VIII группы составляют семью платиновых металлов, которая включает триады палладия и платины. По свойствам эти семьи существенно отличаются между собой.

Атомы элементов триады железа имеют на внешнем ергетичному уровне по 2 электрона, как и в вонивіддають химических реакциях. Однако в образовании химических связей принимают участие и электроны Сd-орбиталей второго снаружи уровня. В своих устойчивых соединениях эти элементы проявляют степень окисления +2, +3. Образуют оксиды состава RO и R₂O₃. Им соответствуют гидроксиды состава R(OH)₂ и R(OH)₃.

Для элементов триады (семьи) железа характерное свойство присоединять нейтральные молекулы, например оксида углерода(II). Карбонилы Ni(CO)₄, Со(СО)₄ и Fe(CO)₅ применяют для получения сверхчистых металлов.

Кобальт и никель менее реакционноспособные, чем железо. При обычной температуре они устойчивы к коррозии на воздухе, в воде и в различных растворах. Разведены хлоридная и сульфатная кислоты легко растворяют железо и кобальт, а никель - лишь при нагревании. Концентрированная азотная кислота все три пассивирует металлы.

Металлы семейства железа при нагревании взаимодействуют с кислородом, парами воды, галогенами, серой, фосфором, кремнием, углем и бором. Наиболее устойчивыми являются соединения железа(III), кобальта(II) и никеля(II).

Железо, кобальт и никель в ряду стандартных электродных потенциалов расположены до водорода, платиновые металлы - после. Поэтому первые распространены в природе в виде соединений (оксиды, сульфиды, сульфаты, карбонаты), в свободном состоянии встречаются редко - в виде железных метеоритов. По распространенности в природе после железа идет никель, а затем кобальт.

Соединения элементов семейства железа в степени окисления +2 сходны между собой. В состоянии высших степеней окисления они проявляют окислительные свойства.

Железо, кобальт, никель и их сплавы - очень важные материалы современной техники. Однако наибольшее значение имеет железо.