Химия элементов VIII Б группы Периодической системы Д.И. Менделеева

Соединения трехвалентного палладия.

Фторид палладия (III) PdF3. Гигроскопичные парамагнитные черные ромбические кристаллы. При нагревании выше 227°С разлагается. Растворяется в плавиковой кислоте. Обладает окислительными свойствами. Восстанавливается водородом при нагревании. Получают действием фтора на металлический палладий или на PdF3 при 200оС.

Соединения четырехвалентного палладия.

Гидроксид палладия (IV) PdO2.2H2O. Темно-красный осадок, образующийся при обработке К2[PdCl6] щелочью. Растворяется в разбавленных кислотах и концентрированных растворов щелочей. Обладает окислительными свойствами. Восстанавливается до металла водородом при нагревании. Разлагается выше 200°С.

Сульфид палладия (IV) PdS2. Темно-коричневые кристаллы, которые превращаются в сульфид палладия (II) нагреванием до температуры выше 600°С. С сульфидами щелочных металлов образует двойные сульфиды. Получают сплавлением PdCl2 с серой при 450-500°С.

Платина.

Электронная формула 5s25p65d96s1

Степень окисления: +1, +2, +3, +4, +6; валентность: 1, 2, 3, 4, 6

Физические свойства: серебристо-белый мягкий металл

Основные минералы: поликсен (самородная платина), куперит PtS, невьянскит

Получение: в результате сложной переработки руд получают комплекс Н2[PtCl6], из которого восстанавливают платину металлическим цинком или соединениями олова (II).

Химические свойства: неактивный металл. Растворяется в царской водке и в окислительно-щелочных расплавах. При нагревании реагирует с галогенами.

В своих соединениях платина, как правило, двух- и четырехвалентна. Как в первом, так и во втором состоянии платина способна образовывать комплексные соединения. Более важны соединения четырехвалентной платины. Отдельные кислоты на платину не действуют. Растворяется платина только в царской водке, но значительно труднее, чем золото. При взаимодействии платины с царской водкой образуется платинохлористоводородная кислота H2[PtCl6], при выпаривании раствора этой кислоты выделяются красно-бурые кристаллы состава H2[PtCl6]*6H2O.

3Pt + 4NHO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O

Соединения платины Pt0. Нулевая, как и отрицательная степень окисления платины проявляется в соединениях донорного и акцепторного типа, например с СО, PF3, CN-. Известны комплексы в которых роль лиганда играет молекула O2: Pt(O2)[Р(С6Н5)3]2. Так, Pt[Р(С6Н5)3]4 поглощает кислород:

Pt[Р(С6Н5)3]4 + О2 = Pt(O2)[Р(С6Н5)3]2 + 2Р(С6Н5)3

а образовавшийся Pt(O2)[Р(С6Н5)3]2 является окислителем, например:

Pt(O2)[Р(С6Н5)3]2 + 2NO2 = Pt(NO3)2[Р(С6Н5)3]2

при гидролизе дает пероксид водорода.

Соединения Pt(II).Соединения платины (II) как правило обладают интенсивной окраской. Ориентация в кристаллах и комплексных соединениях платины (II) квадратная. в кристаллах PtO и PtS атомы Pt окружены четырьмя атомами кислорода или серы по вершинам четырехугольника. Но есть и вполне объяснимые исключения, например, Хлорид платины (II), красно-черные кристаллы PtCl2 состоят из октаэдрических кластерных группировок Pt6Cl12.

Оксиды и гидроксиды платины (II) обладают черным цветом и нерастворимы в воде. Диоксид и дисульфид платины устойчивы к кислотам. Комплексные соединения платины (II) образуются с аминными лигандами, органическими лигандами, очень устойчивы цианидные комплексы. Платиносинеродистоводородная кислота H2[Pt(CN)4]. Бариевая соль этой кислоты Ba[Pt(CN)4] обнаруживает яркую флуоресценцию при действии на нее ультрафиолетовых и рентгеновских лучей. В связи с этим, она применялась для покрытия флуоресцирующих экранов.

Известны комплексные соединения в которых Pt(II) одновременно входит в состав катионов и анионов, например [Рt(NН3)4][РtСl4]. Это соединение(зеленого цвета) осаждается при смешении растворов [Рt(NН3)4]Сl2 и K2[PtCl4]:

[Pt(NH3)4]Cl2 + K2[PtCl4] = [Pt(NH3)4][PtCl4] + 2KCl

Примером нейтральных комплексных соединений платины (II) могут служить соединения типа [Pt(NH3)2R2] (где R = Сl-, Вг-, NO2-). Для соединений этого типа характерна цис-, транс-изомерия. Например, составу [Рt(NН3)4Сl2] отвечают два соединения, которые отличаются свойствами, в частности окраской: цис-изомер -- оранжево-желтый, транс-изомер -- светло-желтый. Цис- и транс-изомеры всегда имеют несколько (а иногда и сильно) различающуюся растворимость в воде, кислотах, а также кинетические и термодинамические характеристики. В отличие от транс-изомера, цис-изомер обладает ярко выраженной противораковой физиологической активностью. Различны и способы получения этих изомеров. Цис-изомер образуется при замещении двух хлорид-ионов молекулами аммиака в тетрахлороплатинат (II)-комплексе:

K2[PtCl4] + 2NH3= [Pt(NH3)2Cl2] + 2КСl

Транc-изомер получается при замещении двух молекул аммиака на хлорид-ионы в комплексе тетрааммин-платина (II):

[Pt(NH3)4]Cl2+2HCl = [Pt(NH3)2Cl2] + 2NH4Cl

Для понимания направления течения реакций замещения лигандов в комплексах важное значение имеет принцип транс-влияния («Поведение комплексов зависит от трансзаместителей»), установленный И. И. Черняевым (1926). Согласно этому принципу некоторые лиганды облегчают замещение лигандов, находящихся с ними в транс-положении. Таким образом, при синтезе соединений платины играет важную роль не только природа реагентов, но и порядок их смешения, временные и концентрационные соотношения: в зависимости от условий синтеза могут быть получены изомеры положения. Трансзаместители находятся на линии (координате) проходящей через центральный атом, цисзаместители находятся как бы сбоку от центрального атома -- на линии (координате), не проходящей через центральный атом. Экспериментально установлено, что для соединений Pt (II) транс-влияние лигандов увеличивается в ряду

Н2О < NH3 < ОН- < С1- < Br- < NCS-, I- < NO2 < СО, CN-

Принцип транс-влияния сыграл выдающуюся роль в развитии синтеза комплексных соединений.

Одним из хорошо изученных комплексов платины, носящих имя его открывателя, является соль Цейзе K[PtCl3(С2H4)]. Это окрашенное в желтый цвет соединение было синтезировано датским фармацевтом Цейзе еще в 1827г. Соль Цейзе -- одно из первых синтетически полученных металлоорганических соединений; одним из лигандов в координационной сфере платины (II) здесь является этилен (донорные свойства проявляет двойная связь Н2С=СН2).

Соединения Pt(IV).Соединения платины (IV) обладают коричневой окраской различных оттенков. Координационное число в комплексных соединения равно 6, что соответствует октаэдрической конфигурации комплексов.

При растворении гидроксида платины (IV) PtO2*nH2O в кислотах и щелочах образуются комплексы анионного типа, например:

Pt(OH)4 + 2NaOH = Na2[Pt(OH)6]

Pt(OH)4 + 2НСl = Н2[РtСl6] + 4Н2O

Для тетрагалогенидов очень характерно взаимодействие с галогеноводородными кислотами и основными галогенидами с образованием комплексов типа [PtHal6]2- (Hal = Cl, Br, I):

2HCl + PtCl4 = Н2[РtСl6]

2NaCl + PtCl4 = Nа2[РtСl6]

Ионы [PtHal6]2- (за исключением [PtF6]2-) очень устойчивы. Так, при действии AgNO3 на растворы гексахлороплатинатов (IV) образуется светло-бурый осадок Ag2[PtCl6], а не AgCl. В противоположность Na2[PtCl6] гексахлороплатинаты (IV) К+, Pb+, Сs+ и NH4+ плохо растворяются в воде и выделяются в виде желтых осадков, что используется для открытия указанных ионов в аналитической практике.

Аммонийную соль (NH4)2PtCl6 используют для выделения платины из растворов при ее переработке, поскольку дальнейший термолиз этой соли приводит к получению металлической платины (в виде мелкодисперсного черного порошка с сильно развитой поверхностью -- так называемой платиновой черни):

(NH4)2PtCl6 = Pt + 2Cl2 + 2NH4Cl

Помимо [PtX6]2- (X = Cl-, Br-, I-, CN-, NCS-, ОН-) известны многочисленные анионные комплексы с разнородными лигандами, например, ряда:

М2[Рt(ОН)6], M2[Рt(ОН)5Сl], M2[Pt(OH)4Cl2], М2[Рt(ОН)3Сl3], M2[Pt(OH)2Cl4], M2[Pt(OH)Cl5], М2[РtCl6]

Некоторые из платинат (IV)-комплексов этого ряда могут быть получены при гидролизе PtCl4:

PtCl4 + 2Н2О = H2[Pt(OH)2Cl4]

или действием щелочей на хлороплатинаты (IV):

Na2[PtCl6] + 6NaOH = Na2[Pt(OH)6] + 6NaCl

Соединения платины (VI). Электролиз щелочных растворов с использованием платиновых электродов приводит к образованию на поверхности платинового анода трехокиси платины или оксида платины (VI) PtO3. Трехокись платины с гидроксидом калия дает соединение К2О*3PtO3. Соединения шестивалентной платины проявляют более выраженные кислотные свойства по сравнению с соединениями двух- и четырехвалентной платины. при сжигании платины во фторе образуется гексафторид платины PtF6фторид платины (VI), это летучее кристаллическое вещество (т. пл. 61°C, т. кип. 69°C) темно-красного цвета. В 1960 г. Бертлетту (Ванкувер, Канада) обнаружил, что гексафторид платины является сильнейшим окислителем, который сособен оторвать электрон от молекулярного кислорода. В последствии, благодяря этому открытию было положено начало химии кислородных и фторидных соединений инертных газов. Сродство к электрону в гексофториде платины равно 7 эВ. Считается, что PtF6 является более сильным окислителем чем молекулярный фтор, и вообще самым сильным окислителем из известных на сегодняшний день. Так например, при взаимодействии с водой гексафторида платины образуется молекулярный кислород, гексафторид платины легко разрушает стекло и окисляет молекулярный кислород. Гексафторид платины окисляет инертный газ ксенон с образованием устойчивого при 20°C соединения оранжевого цвета Xe[PtF6]

Медико-биологическое значение элементов VIII Б группы

Среди биоэлементов, важных для жизнедеятельности всех живых существ, железа играет главную роль, так как оно является активатором многих каталитических процессов в организме и участвует в транспортировке газов кровью.

В организме взрослого человека содержится около 3,5 г железа. Основная его масса сконцентрирована в гемоглобине эритроцитов. И хотя на долю атомов железа в гемоглобине приходится всего 0,35% массы, именно железо придаёт ей уникальное свойство - способность захватывать молекулярный кислород и отдавать его там, где он нужен.

Значительная часть железа содержится в мышечном белке - миоглобине, структурном родственнике гемоглобина, который так же способен обратимо связывать молекулярный кислород. При недостатке железа в организме человека развивается железодефицитная анемия.

Для лечения железодефицитных анемий, а также при слабости и истощении организма, применяются следующие препараты железа:

1. аскорбинат железа (II)

2. драже «Фероплекс» (сульфат железа (II) с аскорбиновой кислотой)

3. «Гематоген» 4. сироп алоэ с железом.

Никель является условно-эссенциальным микроэлементом.

Это означает, что его биологическая функция известна (или признана), однако явлений дефицита никеля не наблюдают.

Содержание никеля в организме взрослого человека составляет менее 1 мг (600-800 мкг). В основном никель в организме содержится в костях, легких, печени, поджелудочной железе, почках и гипофизе.

Биологическая роль

Биологическая роль никеля изучена не до конца, нижеприведенные данные о биологической роли получены у животных:

возможно активирует некоторые ферменты

участвует в функционировании и структурной организации ДНК, РНК и белков

участвует в гормональной регуляции организма

повышает усвоение железа

влияет на кроветворение, стимулируя эритропоэз и синтез гемоглобина

участвует в обмене жиров и обеспечении клеток кислородом

Важнейшая роль кобальта состоит в эндогенном синтезе витамина В12. Кобальт участвует в процессе кроветворения, образовании эритроцитов, обменных процессах, влияет на синтез нуклеиновых кислот, увеличивает потребление кислорода при гипоксии, оказывает гипотензивное и коронарорасширяющее действия.

Список литературы

Глинка Н.Л. Общая химия.-- 24-е изд., испр.--Л.: Химия, 1985.-- 702 с.

Ахметов Н. С.Общая и неорганическая химия.-- 7-е изд.-- Высшая школа, 2009.-743с.

Химическая энциклопедия, п. ред. Кнунянц, т.3. Москва, «Большая Российская Энциклопедия», 1992.

Некрасов Б.В. Основы общей химии.-М.:Лань,2004

Крешков А.П. Основы аналитической химии,том 1,1970

Лидин Р.А. Справочник по общей и неорганической химии.-М.:Колосс,2008

Размещено на Allbest.ru