Открыть главное меню

Подгруппа кобальта

Группа → 9
↓ Период
4
27
Кобальт
58,9332
3d74s2
5
45
Родий
102,9055
4d85s1
6
77
Иридий
192,217
4f145d76s2
7
109
Мейтнерий
(278)
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].

СвойстваПравить

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].

ИсторияПравить

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 биосфереПравить

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.

ПрименениеПравить

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.

ФотографииПравить

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

ЛитератураПравить

  • 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