CaH
2
çöl şəraitində hidrogenin alınmasında, su uducu mad-
də, Ca(OH)
2
tikinti işlərində ağardıcı material kimi, CaCl
2
tibbdə,
CaC
2
asetilenin alınmasında (
CaC
2
+2H
2
O=Ca(OH)
2
+C
2
H
2
) istifadə
edilir və s.
11.6. BƏZĐ p - METALLARININ KĐMYASI
p
-metalları atomlarının xarici elektron təbəqəsinin p-yarım-
səviyyəsində birdən üçə qədər elektron olur (np
1-3
). Belə me-
tallara Al, Ga, Đn, Tl, Sn, Pb, Bi daxildir. Bu metallara həmçinin
Sb və At polimetallarını (bax 11.1. Metallar və qeyri-metallar)
da daxil edirlər. Göstərilən
p
-metallarından ən çox texniki, vacib
metallar kimi Al, Sn və Pb-la tanış olaq.
Alüminium (...ns
2
np
1
).
Alüminium yer qabığında yayılma-
sına görə (kütlə payı ilə 8,8 %) oksigen və silisiumdan sonra
üçüncü yer tutur .
Əsas təbii birləşmələrinə
boksit
Al
2
O
3
.nH
2
O,
alunit
K
2
SO
4
.
Al
2
(SO
4
)
3
.
2Al
2
O
3
.
6H
2
O, nefelin Na
2
O
.
Al
2
O
3
.
2SiO
2
daxildir.
431
Alüminiumu Al
2
O
3
və kriolit Na
3
AlF
6
(kütlə payı 92-94%)
qarışığının ərimiş məhlulunun elektrolizindən alırlar. O, gümüşü
ağ rəngli yüngül metaldır (t
ər.
= 660
o
S, t
qay.
= 2500
o
S). Yüksək
elektrik və istilik keçiriciliyinə malikdir. +3 oksidləşmə dərəcəsi
göstərir.
Alüminium kimyəvi aktiv metallar sırasına daxildir, qüv-
vətli reduksiyaedicidir (
V
E
Al
Al
o
66
,
1
/
3
−
=
+
). Birləşmələrində +3
oksidləşmə dərəcəsi göstərir. Otaq temperaturunda oksigenlə,
xlorla, bromla qarşılıqlı təsirdə olur. 800
o
S-də azotla reaksiyaya
daxil olaraq alüminium nitrid
AlN
əmələ gətirir. Ftorla qarşılıqlı
təsirdə səthi AlF
3
–dən ibarət passiv pərdə ilə örtülür. Kompleks
birləşmələrində 4 və 6 koordinasiya ədədi ilə xarakterizə olunan
tetraedrik və oktaedrik quruluşlu komplekslər əmələ gətirir.
Alüminium oksigenlə qarşılıqlı təsirdə onu korroziyadan qo-
ruyan oksid pərdəsi ilə örtülür. Bunun nəticəsi olaraq alümi-
nium qatı nitrat və sulfat turşuları ilə təsirdə olmur.
Amfoter metaldır, oksid və hidroksidləri də daxil olmaqla
turşu və qələvi məhlullarında həll olur:
2Al + 2OH
-
+ 6H
2
O = 2[Al(OH)
4
]
-
+ 3H
2
Al
2
O
3
+ 2OH
-
+ 3H
2
O = 2[Al(OH)
4
]
-
Al(OH)
3
+ OH
-
= [Al(OH)
4
]
-
Qatı qələvi məhlulu ilə təsirdə [Al(OH)
6
]
3-
alınır.
Alüminium hidroksid suda praktiki həll olmayan əsasdır.
onu alüminiumun həll olan duzu məhluluna qələvilərin təsirin-
dən alırlar. Zəif əsas olduğundan Al
3+
duzları sulu məhlullarda
hidroliz edir:
Al
3+
+ H
2
O AlOH
2+
+ H
+
AlOH
2+
+ H
2
O Al(OH)
2
+
+ H
+
Alüminiumun sulfat, nitrat, xlorid duzları suda yaxşı həll
olur. Al
3+
çox zəif əsasi xassəli olduğundan onun zəif turşu-
→
←
→
←
432
larla (karbonat, sulfid və s.) duzları sulu məhlullarda tam hid-
roliz edirlər. Odur ki, sulu məhlullarda Al
3+
duzlarına həll olan
karbonat və ya sulfidlərlə təsir etdikdə alüminiumun karbonat və
ya sulfidi deyil, bu duzların axıra qədər hidroliz məhsulu olan
Al(OH)
3
əmələ gəlir. Məsələn:
2Al
3+
+ 3CO
3
2-
+ 3H
2
O 2Al(OH)
3
↓ + 3CO
2
Al
2
O
3
-ün təbiətdə korund adlanan kristal formasına rast gə-
linir. Olduqca yüksək bərkliyə malikdir. Qarışıqlarla rənglənmiş
şəffaf qırmızı (rubin) və göy (sapfir) növləri qiymətli daş kimi
istifadə olunur. Hazırda alüminium oksidi elektrik sobalarında
əritməklə süni rubinlər əldə edirlər. Onlar bəzək işləri ilə yanaşı
dəqiq cihazların hissələrinin hazırlanmasında və digər texniki
məqsədlərlə tətbiq olunur. Tərkibində az miqdar xrom 3-oksid
qa-rışığı olan rubindən istiqamətlənmiş monoxromatık süalanma
əmələ gətirən kvant generatorları - lazerlər kimi istifadə olunur.
Boksiti közərtməklə alund adlanan Al
2
O
3
-ün şəkildəyişməsini
alırlar. Alund abraziv və odadavamlı material kimi tətbiq edilir.
Al(OH)
3
-ün 400
0
S-də termiki parçalanmasından alınan Al
2
O
3
suyu yaxşı udur, adsorbent kimi tətbiq edilir.
AlCl
3
üzvi sintezdə, KAl(SO
4
)
2
.
12H
2
O dərilərin aşılanma-
sında, toxuculuq sənayesində və içməli suların təmizlənməsində
istifadə olunur.
Yüksək möhkəmlik, plastiklik, korroziyaya qarşı davamlılıq,
elekltrik keçiricilik xassələrinə və zəhərli olmamasına görə alü-
minium çox geniş tətbiq sahələrinə malikdir. O, elektrik naqillə-
rinin və kondensatorların, kimyəvi cihazların, qab-qacaqların,
farmasevtik və qida sənayesi uçun falqaların hazırlanmasında
istifadə edilir. Alüminium ərintiləri: düralümin (küt.payı: Al-
94%, Cu-4%, Mq, Si, Mn-hər biri 0,5%) və silumin (Al-85-
95%, Si-10-14%, Na-0,1%) konstruksiya
materialı kimi avto-
mobil, aviasiya, kosmik, gəmiqayırma və digər sənaye sahələ-
rində tətbiq edilir. Alüminium həmçinin lehirləyici komponenet
kimi bir çox ərintilərin tərkibinə daxildir.
→
←
433
Qalay və qurğuşun (...ns
2
np
2
).
Yer qabığında nisbətən
yayılmış elementlər sırasına daxildirlər. Cəd.11.5-də qurğuşun
və qalayın yer qabığında yayılması, əsas mineralları və alınma-
ları verilmişdir.
Asan əriyən (t
ər.Sn
= 232
o
S; t
ər.Pb
= 327
o
S), yumşaq, uyğun
olaraq gümüşü ağ və göyümtül rəngli metallardır. Qalay ağ
qalay (
β
-forma) və boz qalay (
α
-forma) adlanan allotropik
şəkildəyişmələr əmələ gətirir. Bu şəkildəyişmələrin xüsusi çəki-
ləri bir-birindən əsaslı fərqlənir (7,3 q/sm
3
və 5,75 q/sm
3
). Odur
ki, ağ qalay boz qalaya çevrildikdə qalay toz halına düşür. Bu
hal qalay cuması adlanır. Ağ qalay 14
0
S-dən yuxarı, boz qalay
isə 14
0
S-dən aşağı temperaturlarda davamlıdır. Ağ qalayın boz
qalaya çevrilməsı -30
o
S-dən aşağı temperaturlarda sürərtlə baş
verir.
Qalay və qurğuşun üçün +2 və +4 oksidləşmə dərəcəsi xa-
rakterikdir. Sn
2+
ionları qüvvətli reduksiyaedici olduğundan sulu
məhlullarda hava oksigeni ilə tədricən Sn
4+
ionlarına oksidləşir.
Qurğuşunda isə əksinə, yəni Pb
4+
ionları qüvvətli oksidləşdirici
olduqlarından asanılqla Pb
2+
ionlarına reduksiya olunurlar. Mə-
sələn:
SnCl
2
+ FeCl
3
= SnCl
4
+ FeCl
2
PbO
2
+ 4HCl = PbCl
2
+ Cl
2
+2H
2
O
Cədvəl 11. 5. Sn və Pb –nun
yer qabığında yayılması,
əsas mineralları və alınması
Metal
Yayılması,
% ,(küt.p)
Əsas mineralları
Alınması
Sn
8.10
-2
SnO
2
-qalay daşı
(kassiterit)
SnO
2
+ 2C = Sn + 2CO
Pb
1,6.10
-3
PbS-qurğuşun parıltısı
(qalenit)
2PbS + 3O
2
= 2PbO +
+ 2SO
2
PbO
2
+ 2C = Pb + 2CO
434
Qalay otaq temperaturunda havada oksidləşmir. Ərimə
temperaturundan yuxarı temperaturda oksidləşərək SnO
2
-yə çev-
rilir. Qurğuşun isə havada sürətlə oksidləşərək onu korroziyadan
müdafıə edən oksid təbəqəsi ilə örtür.
Qalay və qurğuşun su ilə təsirdə olmur. Lakin havanın işti-
rakı ilə su qurğuşunu korroziyaya uğradır:
2Pb + O
2
+ 2H
2
O = 2Pb(OH)
2
Duru xlorid və sulfat turşuları qalayala şox zəif, qurğuşunla
işə praktiki təsirdə olmur. Bunun səbəbı hidrogenin bu metallar
üzərində ifrat gərginliyə malik olması, PbCl
2
və PbSO
4
-ün suda
pis həll olması ilə bağlidlr.
Qatı xlorid və sulfat turşularında hər iki metal həll olur. Qa-
tı sulfat turşusunun qurğuşuna təsiri PbCl
2
və PbSO
4
-dən fərqli
olaraq əmələ gələn Pb(HSO
4
)
2
-ün suda həll olması ilə əlaqədar-
dır:
M + 2HCl(qatı) = MCl
2
+ H
2
↑
Sn + 4H
2
SO
4
(qatı) = Sn(SO
4
)
2
+ 2SO
2
↑ + 4H
2
O
Pb + 3H
2
SO
4
(qatı)= Pb(HSO
4
)
2
+SO
2
↑ + 2H
2
O
Nitrat turşusu hər iki metalı özündə həll edir. Bu zaman
Pb(NO
3
)
2
, turşunun qatılığından asılı olaraq Sn(NO
3
)
2
və
H
2
SnO
3
alınır:
4Sn + 10HNO
3
(duru) = 4Sn(NO
3
)
2
+NH
4
NO
3
+ 3H
2
O
Sn + 4HNO
3
(qatı) = ↓H
2
SnO
3
+ 4NO
2
↑ + H
2
O
Qalay və qurğuşun PbO, SnO, SnO
2
, PbO
2
, Pb
2
O
3
, Pb
3
O
4
tərkibli oksidlər əmələ gətirir. Pb
2
O
3
və Pb
3
O
4
qarışıq oksidlər
(PbO.PbO
2
; 2PbO.PbO
2
) hesab edilir. PbO, SnO uyğun gələn
əsaslar suda az həll olan birləşmələrdir. Onları Pb(II) və Sn(II)-
435
nin həll olan duzu məhlullarına qələvi məhlullarının təsirindən
almaq olar:
M
2+
+ 2OH
-
= M(OH)
2
↓
Pb, Sn, PbO və SnO və bu oksidlərə uyğun gələn əsaslar
amfoter xassəli olub qələvi məhlullarında həll olurlar:
M + 2KOH +2H
2
O =K
2
[M(OH)
4
] + H
2
MO + 2KOH + H
2
O =K
2
[M(OH)
4
]
M(OH)
2
+ 2KOH = K
2
[M(OH)
4
]
Sn
2+
-nin xlorid, sulfat, nitrat, Pb
2+
-nin nitrat duzları suda
həll olurlar.
Qurğuşun və onun birləşmələri çox zəhərlidir.
Qalay qədim dövrlərdən insanlara məlum olan bir metal
kimi hal-hazırda texnikanın müxtəlif sahələrində geniş tətbiq
olunur. Qalay havaya qarşı davamlıdır, polad əşyaların qalay ör-
tüyü üzvi turşu mühitində anod örtüyi rolunu oynayır, korroziya
məhsulu zəhərli deyildir. Odur ki, qalay konservləşdirmə səna-
yesində istifadə olunan qalaylanmış dəmir tənəkələrin hazırlan-
masında geniş istifadə olunur.
Qalayın sürmə və mislə ərintisi diyircəkli yastıqların hazır-
lanmasında, qurğuşunla ərintisi lehimləmədə istifadə olunur. Le-
hirləyici metal kimi bir şıra ərintilərın tərkibinə daxildir.
Đstehsal olunan qurğuşunun əsas hissəsi akkumlyatorların,
kabellərin örtüklərinin hazırlanmasında,
γ
-şüalardan qorunma-
da istifadə olunur.
Birləşmələri içərisində əsas praktiki əhəmiyyət kəsb edənlərı
PbO və PbO
2
-dir. PbO optiki və büllur şüşələrin hazırlanmasın-
da istifadə olunur. Pb
3
O
4
-surik (parlaq-qırmızı), PbCrO
4
(narın-
cı-qırmızı) və 2PbCO
3
.
Pb(OH)
2
(qurğuşun ağardıcısı) lak-boya
istehsalında tətbiq olunur.
436
11.7. d - ELEMENTLƏRĐ KĐMYASININ ƏSAS
QANUNAUYĞUNLUQLARI
Elektron quruluşları.
Əksər d-elementlərinin xarici elek-
tron təbəqəsinin ns səviyyəsində iki (ns
2
), xaricdən daxilə ikinci
elektron təbəqəsinin d-yarımsəviyyəsində isə birdən ona qədər
[(n-1)d
1-10
] elektron olur. Kənara çıxmalar, yəni ns-yarımsəviy-
yəsindən bir elektronun, palladiumda isə iki elektronun ( n-1) d-
yarımsəviyyəsinə keçməsi ΙB qrup elementlərində [(n-1)d
10
ns
1
]
və VB (Nb ... 4d
4
5s
1
), VΙB (Cr ...3d
5
4s
1
və Mo ...4d
5
5s
1
) və
VΙΙΙB (Ru..4d
7
5s
1
; Rh ...4d
8
5s
1
;
Rt ...5d
9
6s
1
; Pd ...4d
10
5s
0
) qrup-
larının bəz elementlərində də baş verir. Belə kənara çıxmaların
energetik baxımdan izahı paraqraf 1.5-də verilmışdir. Dövri sis-
temdə d-elementləri dövri sistemin ortalarında s və p-elementləri
arasında yerləşir və keçid elementləri adlanır. Bu elementlərin
formalaşdırıcı elektronları d-elektronlarıdır. ns, np və (n-1)d-ya-
rımsəviyyələri arasında enerji fərqi az olduğundan bəsit mad-
dələrin (metalların) əmələ gəlməsində ns və np-səviyyələri ilə
yanaşı, qismən (n-1)d-səviyyəsi də keçiricilik zonasının mey-
dana çıxmasında iştirak edir. Metalların keçiricilik zonasında hər
atoma düşən delokallaşmış d-elektronlarının sayı 1,5-2,5 arasın-
da dəyişir. Odur ki, d-metalları bir qayda olaraq kub və ya
heksaqonal sistemdə kristallaşırlar.
d-
keçid elementləri xarici elektronlarının sayına [iki (əksər
hallarda) və ya bir] görə sərbəst halda metalı parlaqlığa malik
elektriki, istiliyi yaxşı keçirən plastiki metallardır.
d
-metallarının mühüm xüsusiyyətlərindən biri qonşu atom-
lar arasında d-elektronları hesabına kovalent rabitənin əmələ
gəlməsidir ki, bu da metalların xassələrinə əsaslı təsir göstərir.
Belə ki, dövrlərdə elementdən elementə keçdikcə d-elektronların
sayının dəyişməsi metalların fiziki və kimyəvi xassələrinin də-
yişməsinə səbəb olur.
Eyni qrup daxilində elementin sıra nömrəsinin artması ilə
elektron quruluşunda baş verən dəyişikliklər bir neçə səbəblərlə
bağlı olur. Bu səbəblərə boş f, sonra isə g-orbitallarının meydana
437
çıxması, s-elektronlarının əv-
vəlcə d, sonra isə f və d-ekran-
ları altına düşməsi və f-sıxılma
daxildir. Odur ki, beşinci və al-
tıncı dövrün d-metallarının xas-
sələri dördüncü dövrün d-me-
tallarının xassələrindən kifayət
dərəcədə fərqlənir
Fiziki xassələri.
d-metalla-
rının fiziki xassələrinə lokallaş-
mış kovalent rabitədə iştirak
edən qoşalaşmamış d-elektron-
ları əsaslı təsir göstərir. VB-
VΙB qruplarının d-səviyyəsində
3-4 elektron olan keçid metalları
ən yüksək ərimə temperaturuna
malikdirlər (şək 11.8). Bu elementlər həmçinin maksimum
atomlaşma entalpiyasına malik olurlar (şək. 11.9).
Xarici s-yarımsəviyyəsin-
də bir elektron olan d-metal-
ları bir qayda olaraq yüksək
elektrik keçiriciliyinə malik
olurlar. Belə metallara Cr, Mo
və xüsusən Cu, Ag, Au
daxildir.
d-
yarımsəviyəsində
bir
elektronu olan üçüncü qrup
elementləri xassələrinə görə
qonşu qələvi-torpaq metal-
larına, ikinci qrupun d- səviy-
yəsi tamamlanmış d-element-
ləri isə qonşu p-elementlərinin
(qallium yarımqrupu) xassələ-
rinə oxşardır.
Şəkil 11.8. d - elementlərinin
ərimə temperaturunun
qrupları üzrə dəyişməsi
Şəkil 11.9. d-elementlərinin
atomlaşma entalpiyasının
qruplar üzrə dəyişməsi
438
Kimyəvi xassələri.
Bütün d-metalları reduksiyaedicidirlər.
Elektromənfiliyin (şək. 11.10) qrupun nömrəsindən və standart
elektrod potensiallarının (şək.11.3) elementin sıra nömrəsindən
asılılığı VΙΙΙ-Ι qrup metallarında maksimumdan keçir. d-me-
talları içərisində ən qüvvətli reduksiyaedicilər üçüncü qrupun və
eləcə də ikinci qrupun sink və kadmium metallarıdır. Uyğun ola-
raq platin qrupu və birinci qrup metallarından başqa digər d-
elementləri turşu məhlullarından hidrogen ayrılmaqla korro-
ziyaya məruz qalması termodinamik baxımdan mümkündür (∆G
< 0). Lakin əksər d-elementlərində oksidlərdən ibarət müdafiə
pərdəsi əmələ gəlir ki, bu da onları passivləşdirərək korroziyaya
qarşı davamlı edir. Passivləşməyə ən çox meyilli olan metallar
ΙV-VΙ qrupun d-metallarıdır. ΙΙΙ-ΙΙ qrup metalları (civədən baş-
qa) turşularla asanlıqla təsirdə olur. Bəziləri isə, məsələn, lantan
su ilə reaksiyaya girir. d-metallarının ümumi xassələrinə bu me-
talların hamısının dəyişkən oksidləşmə dərəcəsinə malik olmala-
rı da daxildir. Belə ki, d-elementlərinin xarici elektron təbəqə-
sində əksər hallarda iki elektron olduğundan onlar +2 oksidləş-
mə dərəcəsi göstərirlər. d-orbitallarında elektron cütləri olmayan
elementlərdə (ΙΙΙ-VΙI qruplar) elementlərin maksimum oksid-
ləşmə dərəcəsi qrupun nömrəsinə uyğun gəlir. d-orbitallarında
elektron cütləri olan VΙΙΙ qrup elementləri üçün yüksək oksid-
ləşmə dərəcəsi xarakterik deyildir.
Bu qaydadan birləşmələrində +8 oksidləşmə dərəcəsi gös-
tərən Os və Ru kənara çıxır.
d-
elementləri birləşmələrinin
quru-
luş və xassələri atomların oksidləşmə dərəcəsindən asılıdır.
Aşağı oksidləşmə dərəcəsinə (adətən +2, bəzən +1) malik metal-
ların qüvvətli oksidləşdiricilərlə birləşmələri bir qayda olaraq
ion xarakterli olurlar. Bir çox d-elementlərinin zəif oksidləşdiri-
cilərlə birləşmələri (N
2
, B, C, H
2
, S, Si) metalaoxşar birləşmələr-
dən ibarətdir. Belə birləşmələr elektrik cərəyanını keçirirlər. Ək-
sər d-elementlərinin aşağı oksidləşmə dərəcəsinə malik birləş-
mələri reduksiyaedici xassə daşıyırlar. Yüksək oksidləşmə dərə-
cəsinə uyğun gələn birləşmələrdə kimyəvi rabitə polyar-kovalent
439
xassəli olur. Məsələn, TiCl
4
-də xlor atomları titanın d
2
sp
hibrid
orbitalları ilə polyar-kovalent rabitə əmələ gətirir. Adi şəraitdə
bu birləşmə maye halındadır. d-elementinin yüksək oksidləşmə
dərəcəsində daxil olduğu birləşmələr qüvvətli oksidləşdirici
xassə daşıyırlar. Bunlara KMnO
4
, K
2
CrO
4
, NH
4
VO
3
və s.
birləşmələri misal göstərə bilərik. Oksidlərində, hidrooksidlə-
rində elementin oksidləşmə dərəcəsinin artması ilə onların turşu
xarakteri güclənir: Məsələn:
Əsaslıq xassələrinin güclənməsi
MnO Mn
2
O
3
MnO
2
MnO
3
Mn
2
O
7
Mn(OH)
2
Mn(OH)
3
Mn(OH)
4
H
2
MnO
4
HMnO
4
Turşu xassələrinin güclənməsi
MnO, Mn
2
O
3
əsası oksidlərə, MnO
2
amfoter, MnO
3
və
Mn
2
O
7
turşu oksidlərinə, Mn(OH)
2
, Mn(OH)
3
əsaslara, Mn(OH)
4
amfoter əsaslara H
2
MnO
4
və
HMnO
4
(qüvvətli)
isə
turşulara aid
birləşmələrdir.
d-
elementləri və onların ionlarının xarici (p və s-orbital-
ları) və (n-1)d, bir çox elementlərdə isə (n-3)f yarımsəviy-
yələrində boş orbitalların olması keçid elementlərinin kompleks
əmələgəlməyə yüksək meyillik göstərməsinə səbəb olur.
Dostları ilə paylaş: |