13.4. Применение

Из всех элементов подгруппы наибольшее применение находит марганец, прежде всего в металлургии. Марганец является одним из важнейших компонентов при производстве сталей (используется как раскислитель для удаления серы и кислорода), а также при производстве высокопрочных сплавов. Соединения марганца широко используются как окислители и катализаторы в различных химических процессах. Оксид марганца (IV) – деполяризатор в химических источниках тока.

Соединения технеция могут применяться в качестве ингибиторов коррозии в ядерных реакторах.

Рений используется в радиоэлектронике, при производстве специальных сплавов. Рениевые катализаторы весьма эффективны для процессов гидрирования.

14. Элементы VIII группы побочной подгруппы

В побочную подгруппу VIII группы периодической системы Д. И. Менделеева входят следующие элементы:

– элементы семейства железа: железо (Fe), кобальт (Со), никель (Ni);

– элементы семейства платины: рутений (Ru), родий (Rh), палладий (Pd), осмий (Os), иридий (Ir), платина (Pt);

– недавно открытые элементы: хассий (Hs), мейтнерий (Mt), дармштадтий (Ds).

14.1. Характеристика элементов

Строение атомов. Атомы элементов семейства железа на внешнем электронном слое содержат 2 s-электрона; на d-подуровене предвнешнего слоя у атомов железа 6 d-электронов, у атомов кобальта – 7, у атомов никеля – 8. Атомы рутения, родия, платины и дармштадтия на внешнем электронном слое содержат по 1 s-электрону, атом палладия – 0, атомы осмия, иридия, хассия и мейтнерия – 2; на d-подуровне предвнешнего слоя в атомах осмия и хассия по 6 электронов, в атомах рутения, иридия и мейтнерия – 7, в атомах родия – 8, в атомах платины и дармштадтия – 9, в атомах палладия – 10.

Изменение некоторых свойств элементов (радиусов атомов и ионов, энергий ионизации, электроотрицательностей, сродства к электрону) с увеличением порядкового номера приведено в табл. 14.1.

Таблица 14.1

Некоторые свойства элементов побочной подгруппы VIII группы

Элементы Свойства	Fe	Co	Ni	Ru	Rh	Pd	Os	Ir	Pt
Радиус атома, нм	0,126	0,125	0,124	0,134	0,134	0,137	0,135	0,136	0,139
Радиус иона Э2+, нм	0,078	0,076	0,069	–	–	0,086	–	–	0,080
Радиус иона Э3+, нм	0,065	0,061	0,060	0,068	0,067	0,076	–	0,068	–
Радиус иона Э4+, нм	–	–	–	0,062	0,060	0,062	0,063	0,063	0,063
Радиус иона Э6+, нм	–	–	–	–	–	–	0,055	–	–
Энергия ионизации I, эВ	7,89	7,87	7,64	7,37	7,46	8,34	8,5	9,1	8,9
Сродство к электрону, эВ	0,58	0,94	1,28	1,51	1,68	1,02	1,44	1,97	2,13
Электроотрицательность:
Относительная по Полингу	1,83	1,88	1,91	2,2	2,28	2,20	2,2	2,20	2,28
Относительная по Оллреду	1,64	1,70	1,75	1,42	1,45	1,35	1,52	1,55	1,44
Абсолютная, эВ	4,06	4,3	4,40	4,5	4,30	4,45	4,9	5,4	5,6

Степени окисления. Железо в соединениях проявляет степени окисления +2, +3, +6 (наиболее характерны степени окисления выделены); кобальт – +2, +3; никель – +2, +3, +4; рутений и осмий – +2, +3, +4, +6, +8; родий – +2, +3, +4, +6; палладий – +2, +4; иридий – +3, +4, +6; платина – +2, +4, +6.

Распространенность в природе. Содержание элементов в земной коре приведено в табл. 14.2.

Таблица 14.2