6. група хемијских елемената

6. група хемијских елемената је једна од 18 група у периодном систему елемената. У овој групи се налазе: хром, молибден, волфрам, и сиборгијум. Сва четири елемента ове групе су прелазни метали. хром, молибден, волфрам се јављају у природи а сиборгијум је вештачки добијен. Атомске масе ових елемената крећу се између 52 и 266,1. Ова група носи назив и VIB група хемијских елемената.

Група 6 у периодном систему
Водоник Хелијум
Литијум Берилијум Бор Угљеник Азот Кисеоник Флуор Неон
Натријум Магнезијум Алуминијум Силицијум Фосфор Сумпор Хлор Аргон
Калијум Калцијум Скандијум Титанијум Ванадијум Хром Манган Гвожђе Кобалт Никл Бакар Цинк Галијум Германијум Арсен Селен Бром Криптон
Рубидијум Стронцијум Итријум Цирконијум Ниобијум Молибден Технецијум Рутенијум Родијум Паладијум Сребро Кадмијум Индијум Калај Антимон Телур Јод Ксенон
Цезијум Баријум Лантан Церијум Празеодијум Неодијум Прометијум Самаријум Европијум Гадолинијум Тербијум Диспрозијум Холмијум Ербијум Тулијум Итербијум Лутецијум Хафнијум Тантал Волфрам Ренијум Осмијум Иридијум Платина Злато Жива Талијум Олово Бизмут Полонијум Астат Радон
Францијум Радијум Актинијум Торијум Протактинијум Уранијум Нептунијум Плутонијум Америцијум Киријум Берклијум Калифорнијум Ајнштајнијум Фермијум Мендељевијум Нобелијум Лоренцијум Радерфордијум Дубнијум Сиборгијум Боријум Хасијум Мајтнеријум Дармштатијум Рендгенијум Коперницијум Нихонијум Флеровијум Московијум Ливерморијум Тенесин Оганесон
Број групе по IUPAC 6
Име елемента хромова група
CAS број групе
(САД, патерн А-Б-А)
VIB
стари IUPAC број
(Европа, патерн А-Б)
VIA

↓ Периода
4
Слика: Chromium crystal bar
Хром (Cr)
24 Прелазни метал
5
Слика: Molybdenum crystal bar
Молибден (Mo)
42 Прелазни метал
6
Слика: Tungsten crystal bar
Волфрам (W)
74 Прелазни метал
7 Сиборгијум (Sg)
106 Прелазни метал

Легенда

примордијални елемент
синтетички елемент
Боја атомског броја:
црно=чврст

Електронска конфигурација ових елемената не прати јединствени тренд, иако најудаљеније шкољке корелирају са трендовима у хемијском понашању:

Z Елемент Бр. електрона/љуска
24 хром 2, 8, 13, 1
42 молибден 2, 8, 18, 13, 1
74 волфрам 2, 8, 18, 32, 12, 2
106 сиборгијум 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2

„Група 6“ је нови IUPAC назив за ову групу; стари стилски назив је био „група VIB“ у старом САД систему (CAS) или „група VIA“ у европском систему (стари IUPAC). Група 6 се не сме мешати са групом са старим групним укрштеним називима VIA (САД систем, CAS) или VIB (европски систем, стари IUPAC). Та група се сада зове група 16.

ИсторијаУреди

 
Црвена боја рубина потиче од мале количине хрома(III).

ОткрићаУреди

Хром је први пут описан 26. јула 1761. године, када је Јохан Готлоб Леман пронашао наранџасто-црвени минерал у рудницима Берјозовскоје на Уралским планинама у Русији, који је назвао „сибирско црвено олово“, за који је утврђено за мање од 10 година да је светло жути пигмент.[1] Иако је погрешно идентификован као олово са компонентама селена и гвожђа, минерал је био крокоит са формулом PbCrO4.[1] Проучавајући минерал 1797. године, Луј Никола Воклен је произвео хром триоксид мешањем крокоита са хлороводоничном киселином, а метални хром загревањем оксида у пећи на ћумур годину дана касније.[2] Такође је био у стању да открије трагове хрома у драгом камењу, као што су рубин или смарагд.[1][3]

Молибденит — главна руда из које се молибден сада вади — раније је био познат као молибден, који се мешао и често примењивао као да је графит. Као и графит, молибденит се може користити за зацрњивање површине или као чврсто мазиво.[4] Чак и када се молибден разликовао од графита, још увек се мешао са галенитом (обичном оловном рудом), која је добила име од старогрчког Μόλυβδος molybdos, што значи олово.[5] Тек 1778. шведски хемичар Карл Вилхелм Шеле је показао да молибден није ни графит ни олово.[6][7] Он и други хемичари су тада исправно претпоставили да је то руда посебног новог елемента, названог молибден по минералу у коме је откривен. Петер Јакоб Хјелм је успешно изоловао молибден коришћењем угљеника и ланеног уља 1781. године.[5][8]

Што се тиче волфрама, 1781. Карл Вилхелм Шеле је открио да се нова киселина, волфрамова киселина, може направити од шелита (у то време названог волфрам). Шеле и Торберн Бергман су сугерисали да би било могуће добити нови метал редукцијом ове киселине.[9] Године 1783, Хозе и Фаусто Елхујар су пронашли киселину направљену од волфрамита која је била идентична волфрамској киселини. Касније те године, у Шпанији, браћа су успела да изолују волфрам редукцијом ове киселине угљем, и они су заслужни за откриће елемента.[10][11]

Сиборгијум је први произвео тим научника предвођен Албертом Гиорсом који је радио у Лабораторији Ловренс Беркли у Берклију, Калифорнија, 1974. Они су створили сиборгијум бомбардовањем атома калифорнијума-249 јонима кисеоника-18 док није произведен сиборгијум-263.

Историјски развој и употребаУреди

Током 1800-их, хром се првенствено користио као компонента боја и соли за штављење. У почетку је крокоит из Русије био главни извор, али 1827. године откривено је веће лежиште хромита у близини Балтимора у Сједињеним Државама. Ово је учинило Сједињене Државе највећим произвођачем производа од хрома до 1848. године када су пронађена велика налазишта хромита у близини Бурсе, Турска.[12] Хром је коришћен за галванизацију још 1848. године, али је ова употреба постала широко распрострањена тек са развојем побољшаног процеса 1924. године.[13]

Током једног века након изолације, молибден није имао индустријску употребу, због своје релативне оскудице, тешкоћа екстракције чистог метала и незрелости металуршког потпоља.[14][15][16] Ране легуре молибденског челика су показале обећавајућа својства у погледу своје повећане тврдоће, али су напори били ометени недоследним резултатима и тенденцијом кртости и рекристализације. Године 1906. Вилијам Д. Кулиџ је поднео патент за претварање молибдена у дуктилни облик, што је довело до његове употребе као грејног елемента за пећи на високим температурама и као носача за сијалице са волфрамовим влакнима; формирање и деградација оксида захтевају да се молибден буде физички затворен или да се држи у инертном гасу. Године 1913, Франк Е. Елмор је развио процес флотације за добијање молибденита из руда; флотација остаје примарни процес изолације. Током Првог светског рата, потражња за молибденом је порасла; кориштен је и у оклопу и као замена за волфрам у брзорезним челицима. Неки британски тенкови су били заштићени са 75 mm (3 in) манганским челичним облогама, али се то показало неефикасним. Челичне плоче од мангана су замењене 25 mm (1 in)) челичном плочом од молибдена која омогућава већу брзину, већу маневарску способност и бољу заштиту.[5] Након рата, потражња је опала све док металуршки напредак није омогућио екстензивни развој мирнодопских апликација. У Другом светском рату, молибден је поново имао стратешки значај као замена за волфрам у челичним легурама.[17]

У Другом светском рату, волфрам је играо значајну улогу у позадинским политичким пословима. Португалија, као главни европски извор елемента, била је под притиском са обе стране, због налазишта руде волфрамита у Панаскеири. Отпорност волфрама на високе температуре и ојачање легура учинили су га важном сировином за индустрију оружја.[18]

ХемијаУреди

За разлику од других група, чланови ове породице не показују обрасце у својој електронској конфигурацији, пошто су два лакша члана групе изузеци од Ауфбау принципа:

Z Елемент Нумерички Боров модел
24 хром 2, 8, 13, 1
42 молибден 2, 8, 18, 13, 1
74 волфрам 2, 8, 18, 32, 12, 2
106 сиборгијум 2, 8, 18, 32, 32, 12, 2

Већина хемије је развијен само за прва три члана групе. Хемија сиборгијума није добро утврђена и стога се остатак одељка бави само његовим горњим суседима у периодном систему. Елементи у овој групи, попут оних из група 7—11, имају високе тачке топљења и формирају испарљива једињења у вишим оксидационим стањима. Сви елементи ове групе су релативно нереактивни метали са високим тачкама топљења (1907 °C, 2477 °C, 3422 °C); волфрамова је највиша од свих метала. Метали формирају једињења у различитим оксидационим стањима: хром формира једињења у свим стањима од -2 до +6:[19] динатријум пентакарбонилхромат, динатријум декакарбонилдихромат, бис(бензен)хром, трикалијум пентанитроцијанохромат, хром(II) хлорид, хром(III) оксид, хром(IV) хлорид, калијум тетрапероксохромат(V) и хром(VI) дихлорид диоксид; исто важи и за молибден и волфрам, али стабилност +6 стања расте низ групу.[19] У зависности од оксидационог стања, једињења су базна, амфотерна или кисела; киселост расте са оксидационим стањем метала.

РеференцеУреди

  1. ^ а б в Guertin, Jacques; Jacobs, James Alan; Avakian, Cynthia P. (2005). Chromium (VI) Handbook. CRC Press. стр. 7—11. ISBN 978-1-56670-608-7. 
  2. ^ Vauquelin, Louis Nicolas (1798). „Memoir on a New Metallic Acid which exists in the Red Lead of Sibiria”. Journal of Natural Philosophy, Chemistry, and the Art. 3: 146. 
  3. ^ van der Krogt, Peter. „Chromium”. Приступљено 2008-08-24. 
  4. ^ Lansdown, A.R. (1999). Molybdenum disulphide lubrication. Tribology and Interface Engineering. 35. Elsevier. ISBN 978-0-444-50032-8. 
  5. ^ а б в Emsley, John (2001). Nature's Building Blocks. Oxford: Oxford University Press. стр. 262—266. ISBN 0-19-850341-5. 
  6. ^ Gagnon, Steve. „Molybdenum”. Jefferson Science Associates, LLC. Приступљено 2007-05-06. 
  7. ^ Scheele, C. W. K. (1779). „Versuche mit Wasserbley;Molybdaena”. Svenska Vetensk. Academ. Handlingar. 40: 238. 
  8. ^ Hjelm, P. J. (1788). „Versuche mit Molybdäna, und Reduction der selben Erde”. Svenska Vetensk. Academ. Handlingar. 49: 268. 
  9. ^ Saunders, Nigel (фебруар 2004). Tungsten and the Elements of Groups 3 to 7 (The Periodic Table) . Chicago, Illinois: Heinemann Library. ISBN 1-4034-3518-9. 
  10. ^ „ITIA Newsletter” (PDF). International Tungsten Industry Association. јун 2005. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 2011-07-21. Приступљено 2008-06-18. 
  11. ^ „ITIA Newsletter” (PDF). International Tungsten Industry Association. децембар 2005. Архивирано из оригинала (PDF) на датум 2011-07-21. Приступљено 2008-06-18. 
  12. ^ National Research Council (U.S.). Committee on Biologic Effects of Atmospheric Pollutants (1974). Chromium. National Academy of Sciences. стр. 155. ISBN 978-0-309-02217-0. 
  13. ^ Dennis, J. K.; Such, T. E. (1993). „History of Chromium Plating”. Nickel and Chromium Plating. Woodhead Publishing. стр. 9–12. ISBN 978-1-85573-081-6. 
  14. ^ Hoyt, Samuel Leslie (1921). Metallography, Volume 2. McGraw-Hill. 
  15. ^ Krupp, Alfred; Wildberger, Andreas (1888). The metallic alloys: A practical guide for the manufacture of all kinds of alloys, amalgams, and solders, used by metal-workers ... with an appendix on the coloring of alloys. H.C. Baird & Co. стр. 60. 
  16. ^ Gupta, C.K. (1992). Extractive Metallurgy of Molybdenum. CRC Press. ISBN 978-0-8493-4758-0. 
  17. ^ Millholland, Ray (август 1941). „Battle of the Billions: American industry mobilizes machines, materials, and men for a job as big as digging 40 Panama Canals in one year”. Popular Science. стр. 61. 
  18. ^ Stevens, Donald G. (1999). „World War II Economic Warfare: The United States, Britain, and Portuguese Wolfram”. The Historian. 61 (3): 539—556. doi:10.1111/j.1540-6563.1999.tb01036.x. 
  19. ^ а б Schmidt, Max (1968). „VI. Nebengruppe”. Anorganische Chemie II. (на језику: немачки). Wissenschaftsverlag. стр. 119—127. 

ЛитератураУреди

  • Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (II изд.). Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0080379419. 
  • Petrucci, Ralph H.; Harwood, William S.; Herring, F. Geoffrey (2002). General chemistry: principles and modern applications  (8th изд.). Upper Saddle River, N.J: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-014329-7. LCCN 2001032331. OCLC 46872308. 
  • Eric Scerri. 2020, The Periodic Table, Its Story and Its Significance, 2nd edition, Oxford University Press, New York, ISBN 978-0190914363.
  • Calvo, Miguel (2019). Construyendo la Tabla Periódica. Zaragoza, Spain: Prames. стр. 407. ISBN 978-84-8321-908-9. 
  • Emsley, J. (2011). „The Periodic Table”. Nature's Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements (New изд.). Oxford: Oxford University Press. стр. 634–651. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  • Fontani, Marco; Costa, Mariagrazia; Orna, Mary Virginia (2007). The Lost Elements: The Periodic Table's Shadow Side. Oxford: Oxford University Press. стр. 508. ISBN 978-0-19-938334-4. 
  • Mazurs, E. G. (1974). Graphical Representations of the Periodic System During One Hundred Years. Alabama: University of Alabama Press. ISBN 978-0-19-960563-7. 
  • Rouvray, D.H.; King, R. B., ур. (2004). The Periodic Table: Into the 21st Century. Proceedings of the 2nd International Conference on the Periodic Table, part 1, Kananaskis Guest Ranch, Alberta, 14–20 July 2003. Baldock, Hertfordshire: Research Studies Press. ISBN 978-0-86380-292-8. 
  • Rouvray, D.H.; King, R. B., ур. (2006). The Mathematics of the Periodic Table. Proceedings of the 2nd International Conference on the Periodic Table, part 2, Kananaskis Guest Ranch, Alberta, 14–20 July 2003. New York: Nova Science. ISBN 978-1-59454-259-6. 
  • Scerri, E (n.d). „Books on the Elements and the Periodic Table” (PDF). Архивирано (PDF) из оригинала на датум 11. 8. 2020. Приступљено 9. 7. 2018. 
  • Scerri, E.; Restrepo, G, ур. (2018). Mendeleev to Oganesson: A Multidisciplinary Perspective on the Periodic Table. Proceedings of the 3rd International Conference on the Periodic Table, Cuzco, Peru 14–16 August 2012. Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-86380-292-8. 
  • van Spronsen, J. W. (1969). The Periodic System of Chemical Elements: A History of the First Hundred Years. Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-444-40776-4. 
  • Verde, M., ур. (1971). Atti del convegno Mendeleeviano: Periodicità e simmetrie nella struttura elementare della materia [Proceedings of the Mendeleevian conference: Periodicity and symmetry in the elementary structure of matter]. 1st International Conference on the Periodic Table, Torino-Roma, 15–21 September 1969. Torino: Accademia delle Scienze di Torino. 

Спољашње везеУреди