Anorganik kimyo

3-MODUL
d va f OILA ELEMENTLARI HAMDA ULARNING
BIRIKMALARI KIMYOSI
1-MAVZU: Davriy sistеmaning qo‘shimcha guruhchasi elеmеntlari
d va f elеmеntlar xossalarining umumiy tavsifi.


D elementlar
F elementlar
Asosiy va qo‘shimcha guruhchalar elеmеntlari, atomlari, oddiy moddalari va birikmalari xossalarini taqqoslash.
d-va f-elementlarga oid quyidagi umumiy qonuniyatlar mavjud.
1. Bir elementdan ikkinchi elementga o‘tganda qo‘shilib boradigan 1 elektron d-element atomining sirtqi pog‘onadan bitta ichkari [(n-l) d-] pog‘onaga joylasha boradi.
2. d-elementlarda valent orbitallar vazifasini ener­giyalari yaqin bo‘lgan to‘qqizta orbital [bitta ns-, uchta np-va beshta (n-1) d-orbital] bajaradi.
3. d-elementlarning sirtqi pog‘onasida 1 yoki 2 ns -elektron bo‘lib, qolgan valent elektronlar (n-1) d-orbitallarga joylashadi. Shunga ko‘ra, ns-elementlarning kimyo­viy xossalari sirtqi va sirtqidan bitta ichkarigi pog‘onalarga joylashgan elektronlar soniga bog‘liq.
4. Barcha d-elementlar o‘zgaruvchan oksidlanish darajalarini namoyon qiladi. Shu sababdan ularning birikma­lari kislota-asos va oksidlovchi-qaytaruvchi xossalar jihatidan bir -biri dan farq qiladi. d- elementlar eng yuqori oksidlanish darajasini namoyon qilganlaridagina ular bilan ayni gruppaning bosh gruppachasidagi ele­mentlari orasida o‘xshashlik kuzatiladi.
5. d-elementlar kompleks birikmalar hosil qilish qobiliyatiga ega. Bu birikmalarda ularn ing koordinatsi­on sonlari 2, 4, 6 va undan ortiq bo‘lishi mumkin.
6 .f-elementlar ham oraliq elementlar jumlasiga kiritish mumkin. Ular ikki turkumda ma’lum. birinchisi 4f- elementlar yoki lantanoidlar bo‘lib, lantandan keyingi 14 ta katakni egallaydi. Ikkinchisi 5 f-element­lar yoki aktinoidlar aktiniydan keyingi 14 ta o‘rinni egallaydi. Hammasi bo‘lib f-elementlar soni 28 ta. Ular metallar jumlasiga kiradi.
7. Har qaysi turkum atomlarining elektronlar bilan band etilishiga qarab ikki turkumchaga bo’linadi. Masalan, lantanoidlar turkumida Se dan Gd gacha bo‘lgan birinchi yetti element — seriy turkumchasini tashkil qiladi. Bu turkumchada bir elementdan ikkinchi elementga o‘tilganda 4f-orbitalga bittadan elektron qo‘sh iladi. Ikkinchi turkumcha Tb dan Lu gacha bo‘lgan yetti elementni o‘z ichiga oladi. Uni terbiy turkumchasi deyiladi. Ularning atomlarida 4 f-orbitallarga avvalgi 7 tadan tashqari yana bitta­dan elektron qo‘shilib boradi. Lantanoid atomlarining valentlik holati asosan ular­ning tarkibidagi 5d¹6s²-elektronlarga bog‘liq. Shuning uchun lantanoidlar asosan uch valentli bo‘ladi. Lekin lantan, gadoliniy va lyutetsiyga yaqin joylashgan element­lar o‘zgaruvchan valentlikka ega. Masalan, Se uch va to‘rt valentli bo‘ladi, chunki uning 4f-holatdagi bir elektroni 5f-holatga o‘tishi mumkin.
8. Lantanoidlar qatorida seriydan lyutetsiyga o‘tgan sari atom va ionlarning radiuslari kichiklashib (lanta­noid kirishim) boradi. Shunga o‘xshash hodisa aktinoidlar turkumida (aktinoid kirishim) ham kuzatiladi.
9. Lantanoidlar qatorida 4f-orbitallarning avval bitta, keyin ikkita elektron bilan to‘lib borishi tufayli lantanoidlar qatoridagi oddiy moddalar va birikmalar xossalarida ichki davriylik hodisasi kuzatiladi.
10. Aktinoidlarning koordinatsion sonlari 4 -12 atrofida bo‘ladi.
d-metall atomining oksidlanish darajasi ortgan sari uning oksid va gidroksidlarining asoslik xossalari zaiflashib, kislotalik xossalari kuchayadi.
Masalan, CrO — asos xossaga ega, Cr₂O₃ — amfoter oksid, CrO₃— kislotali oksid. CrO₃ ga ikkita kislota (binoba­rin, ikki xil tuz) muvofiq keladi:
H₂CrO₄ (xromat kislota) Na₂CrO₄, K₂CrO₄ (xromatlar)
CrO₃
H₂Cr₂O₇ (dixromat kislota) Na₂Cr₂O₇ (dixromatlar)
Yonaki gruppacha elementlarida yadroning zaryadi ort­gan sari d-metallning kimyoviy aktivligi ko‘pincha pasayadi.
Masalan, oltin kimyoviy aktivlik jihatidan misga qaraganda birmuncha orqada turadi.
Barcha (nd¹⁰-elementlardan tashqari) d-metallarning birikmalari (oksid, tuz, komplekslari) o‘ziga xos rang­ga ega. Ranglarning hosil bo‘lishi bu elementlar atomlarida bo‘sh d-orbitallar borligi bilan izoh qilinadi. Elektron bir d-orbitaldan boshqa bo‘sh d-orbitalga nur kvant energiyasi yutilganda rang paydo bo‘ladi. d-elementlardan marganets, temir, kobalt, mis, rux, molibden, vanadiy, xrom, nikel elementlarning kompleks birikmalari fermentlar tarkibiga kiradi. Shu sababdan bu elementlarni biogen elementlar jumlasiga kiritish mumkin.Misol tariqasida Sc, Ti, V, Sg, Mn, Fe, So, Ni, Si va Zn biogen elementlar jumlasiga kiradi.
Oraliq metallar boshqa metallarga qaraganda kovalent bog‘lanish hosil qilishga ko‘proq moyil bo‘ladi. Shu sababdan oraliq metallarning kompleks birikmalari ko‘p uchraydi.