Група 10 періодичної системи елементів

Підгрупа нікелю — хімічні елементи 10-ї групи періодичної таблиці хімічних елементів (за застарілою класифікацією — елементи побічної підгрупи VIII групи)^[1]. У групу входять нікель Ni, паладій Pd і платина Pt. На підставі електронної конфігурації атома до цієї ж групи належить і елемент дармштадтій Ds, штучно синтезований 9 листопада 1994 року в Центрі досліджень важких іонів (нім. Gesellschaft für Schwerionenforschung, GSI), Дармштадт, С. Хофман, В. Нінов, Ф. П. Хессбергером, П. Армбрустером, Х. Фолгером, Г. Мюнценбергом, Х. Шоттом та іншими.^[2] Новий елемент було отримано у реакції злиття атомів нікелю і свинцю у результаті бомбардування свинцевої мішені іонами нікелю, прискореними у прискорювачі іонів UNILAC у GSI.

H																	He
Li	Be											B	C	N	O	F	Ne
Na	Mg											Al	Si	P	S	Cl	Ar
K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
Cs	Ba	*	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
Fr	Ra	**	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Uut	Fl	Uup	Uuh	Uus	Uuo
		*	La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
		**	Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

Група 10 періодичної таблиці

Властивості

Два елементи групи — паладій і платина — відносяться до сімейства платинових металів. Як і в інших групах, члени 10 групи елементів проявляють закономірності електронної конфігурації, особливо зовнішніх оболонок, внаслідок чого у елементів цієї групи проявляється подібність фізичних властивостей і хімічного поведінки:

Атомний номер	Хімічний елемент	Електронна оболонка	Атомний радіус, нм	p, г/см³	t пл , °C	t кип , °C	ЕО
28	нікель	2, 8, 16, 2	0,124	8,9	1453	2730	1,91
46	паладій	2, 8, 18, 18	0,137	12,0	1554	2937	2,20
78	платина	2, 8, 18, 32, 17, 1	0,139	21,4	1769	3800	2,28
110	дармштадтій	2, 8, 18, 32, 32, 17, 1

Деякі властивості елементів 10 групи

Метали 10 групи мають колір від білого до світло-сірого та сильно блищать, володіють стійкістю до потьмяніння (окиснення) при нормальних умовах, дуже ковкі, мають ступінь окиснення від +2 до +4, а при спеціальних умовах +1. Існування стану +3 дискутується, оскільки такий стан може бути ілюзорним, створеним станами +2 і +4. Теорія припускає, що метали групи 10 можуть за певних умов мати ступінь окиснення +6, але це ще належить довести остаточно в лабораторних дослідах.

Історія

Нікель (англ., франц. та нім. Nickel) відкрито у 1751 році. Однак задовго до цього саксонські гірники добре знали руду, яка зовні схожа на мідну руду і застосовувалася у скловарінні для фарбування скла у зелений колір. Паладій відкрито англійським хіміком Вільямом Волластоном (William Hyde Wollaston) у 1803 році. Волластон виділив його з платинової руди, привезеної з Південної Америки. Платина була невідома e Європі до XVIII століття. Вперше у чистому вигляді з руд платина була отримана англійським хіміком В. Волластоном у 1803 році. У Новому Світі платина відома з найдавніших часів. Про існування білого металу з Південної Америки писав ще в 1557 італійський учений Ю. Скалігер, проте вперше дав досить докладний опис платини (назву якої можна перекласти як «погане срібло»), зазначивши її виняткову тугоплавкість і трудність виділення з порід іспанський вчений, адмірал Антоніо де Ульоа у 1742 році. У більших кількостях платина вивезена з Америки першими конкістадорами на початку XVIII ст. Тривалий час платина не знаходила застосування. В середині XVIII сторіччя фальшивомонетники виявили, що платина досить легко сплавляється із золотом і сплав майже не відрізняється від золота за густиною. Іспанський уряд заборонив спочатку ввезення платини до країни, а потім і її видобуток у іспанських колоніях Південної Америки: відділений від золота та срібла метал належало топити у глибоких місцях річки.

Поширення у природі та біосфері

Нікель досить поширений у природі — його масовий вміст у земній корі становить близько 0,01%. У земній корі зустрічається тільки у зв'язаному вигляді, у залізних метеоритах міститься самородний нікель (до 8%). Паладій — один з найбільш рідкісних елементів, його середня концентрація у земній корі 1 × 10^-6% за масою. Платина теж один із найрідкісніших елементів, його середня концентрація у земній корі 5 × 10^-7% за масою. Обидва метали зустрічаються у самородному вигляді, у вигляді сплавів і сполук.

Нікель належить до числа мікроелементів, необхідних для нормального розвитку живих організмів. Відомо, що нікель бере участь у ферментативних реакціях у тварин і рослин. В організмі тварин він накопичується в ороговілих тканинах, особливо у пір'ї. Підвищений вміст нікелю у ґрунтах призводять до ендемічним захворюванням — у рослин з'являються потворні форми, у тварин — захворювання очей, пов'язані з накопиченням нікелю у рогівці.

Застосування

Нікель є основою більшості суперсплавів — жароміцних матеріалів, що застосовуються в аерокосмічній промисловості для деталей силових установок. Нікелювання — створення нікелевого покриття на поверхні іншого металу з метою захисту його від корозії. Виробництво залізо-нікелевих, нікель-кадмієвих, нікель-цинкових, нікель-водневих акумуляторів. Нікель широко застосовується при виробництві монет у багатьох країнах.^[3] Також нікель використовується для виробництва обмотки струн музичних інструментів.

Паладій часто застосовується як каталізатор, в основному у процесі гідрогенізації жирів і крекінгу нафти. Паладій і сплави паладію використовується в електроніці — для покриттів, стійких до дії сульфідів (перевага перед сріблом). Покриття з паладію застосовуються для нанесення на електричні контакти для запобігання іскріння. Банк Росії карбував з паладію пам'ятні монети в дуже обмеженій кількості.^[4] У деяких країнах незначна кількість паладію використовується для отримання цитостатичних препаратів — у вигляді комплексних сполук, аналогічно цис-платині.

Платина застосовується як каталізатор (найчастіше у сплаві з родієм, а також у вигляді платинової черні — тонкого порошку платини, який одержують відновленням її зі сполук). Платина застосовується у ювелірній і зуболікарській справі, а також у медицині. Платина та її сплави широко використовуються для виробництва ювелірних виробів. Щорічно світова ювелірна промисловість споживає близько 50 тонн платини. Платина, золото і срібло — основні метали, що виконують монетарну функцію. Однак платину стали використовувати для виготовлення монет на кілька тисячоліть пізніше золота і срібла. Перші у світі платинові монети були випущені і перебували в обігу у Російської імперії з 1828 по 1845 рік. Платинові монети, що випускаються різними країнами нині є інвестиційними монетами.

Фотографії

• 
  Шматок нікелю розміром близько 3 см. Сірувато-глянцевий метал.
• 
  Кристал паладію. Сріблясто-білий м'який в'язкий ковкий метал.
• 
  Кристали чистої платини. Важкий, м'який сріблясто-білий метал.

Див. також

• Метали платинової групи

Примітки

1. Таблиця Менделєєва [Архівовано 17 травня 2008 у Wayback Machine.] на сайті ІЮПАК
2. S. Hofmann et al. Production and decay of ²⁶⁹ 110 // Zeitschrift für Physik A. — 1995.
3. З чого роблять монети?. Архів оригіналу за 13 грудня 2010. Процитовано 21 січня 2013.
4. Див, наприклад, новина на сайті Ощадбанку [Архівовано 29 травня 2007 у Wayback Machine.]

Література

• Ахметов Н. С. Загальна та неорганічна хімія. — М. : Вища школа, 2001. — ISBN 5-06-003363-5.
• Лідин Р. А. Довідник із загальної та неорганічної хімії. — М. : колоси, 2008. — ISBN 978-5-9532-0465-1.
• Некрасов Б. В. Основи загальної хімії. — М. : Лань, 2004. — ISBN 5-8114-0501-4.
• Спіцин В. І., Мартиненко Л. І. Неорганічна хімія. — М. : МДУ, 1991, 1994.
• Турова Н. Я. Неорганічна хімія в таблицях. Навчальний посібник. — М. : ЧеРо, 2002. — ISBN 5-88711-168-2.
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan. (1997), Chemistry of the Elements (2nd ed.), Oxford:Butterworth-Heinemann, ISBN 0-08-037941-9
• 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 978-0-13-175553-6